黄连是最常用中药材之一,来源于毛莨科植物黄连(味连)Coptis chinensis Franch、三角叶黄连(雅连)Coptis deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao和云连(云连)Coptis teeta Wall.的根茎,目前市场上的药材均来自栽培生产,品种以味连为主。重庆石柱为黄连药材道地产区,黄连药材产量约占全国总产量的40%,石柱黄连一直被视为药材中的上品,但黄连的栽培过程存在严重的连作障碍,若重茬种植则病虫害严重,甚至绝产,因此常需休地或轮作其他作物4-5年。国内外目前仅有几篇关于黄连不同部位及土壤提取液对黄连及豆类植物存在化感作用的研究报道,尚未有黄连连作障碍的相关研究报道,为克服或解决黄连连作障碍这一生产问题,关于其连作障碍的发生机制亟需阐明。本研究基于植物-土壤-微生物互作关系,设计盆栽实验结合田间实验,主要以正茬黄连和撂荒连地为研究对象,辅以模拟连作黄连,采用紫外分光光度法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法和气相色谱-质谱联用法等现代技术分析方法,鉴定了黄连根系分泌物中具有化感作用的酚酸类化合物,考察了酚酸类化合物、土壤微生物和土壤理化性质的变化规律,结合生产实践,综合分析探讨黄连连作障碍发生机制,得到以下结果：1采用高效液相色谱-质谱联用技术结合种子发芽模型,分析鉴定了黄连根际土壤中8种具有化感作用的酚酸类化合物,分别是原儿茶酸、对羟基苯甲酸、香草酸、香兰素、阿魏酸、水杨酸、肉桂酸和4-香豆酸,通过盆栽试验验证确定香草酸、阿魏酸与4-香豆酸来源于黄连根系分泌物。2综合利用紫外分光光度法、高效液相色谱法和液相色谱-质谱联用法等技术,测定分析了酚酸类化合物在正茬黄连及撂荒连地土壤中的动态变化规律,表现为在正茬黄连根际土壤中,随黄连生长年限的增加,总酚酸、对羟基苯甲酸、香草酸和阿魏酸的含量呈现增加趋势,而4-香豆酸呈现先降低后升高的趋势；在撂荒连地土壤中,除4-香豆酸不具有明显的变化规律外,其余酚酸的含量随休地时间的延长而降低,黄连栽培3年后土壤总酚酸处于较高水平。3采用磷脂脂肪酸图谱分析技术测定了正茬黄连及撂荒连地土壤中的微生物,对测定结果进行主成分分析,微生物的总量以及细菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴细菌的数量是影响土壤微生物群落结构的主要影响因素。正茬黄连根际土壤微生物总量、细菌和真菌的数量随栽培年限的增加而显著下降,栽培3年以后微生物多样性降低,微生物区系失衡。休地过程中微生物的总量、细菌和真菌的数量随年份的增加均呈现增高趋势,土壤微生态环境逐步改善。4应用常规理化分析技术测定了正茬黄连及撂荒连地土壤中的有机质、大量元素、pH与电导率等土壤理化指标,正茬黄连根际土壤中,除全氮的含量无明显变化,其余有机质、全磷、速效磷和有效硼的含量以及pH与电导率随栽培年限的增加具有显著的增高趋势,其中速效磷和有效硼甚至增加数倍以上。休地土壤中速效磷、有效硼的含量以及pH和电导率均随休地时间的增加而呈现下降趋势,其余指标变化不明显。5建立酚酸类化合物、土壤微生物和土壤理化性质三者之间的关联性,通过相关性分析可知,酚酸类化合物、土壤微生物和土壤理化性质存在着一定的相关性,特别是酚酸类化合物与部分土壤理化性质具有显著的相关性。综合以上研究结果,推测可能由于黄连根系所分泌酚酸类化合物的诱导作用,引起了土壤微生物区系失衡和土壤理化性质的改变,导致连地土壤环境的改变,加之酚酸类化合物的化感作用,三者的综合效应是黄连发生连作障碍的机制之一。本研究从根系分泌物酚酸、土壤微生物和土壤营养三方面的角度探讨了黄连连作障碍的机制,为解决黄连的连作障碍问题提供了基本的资料和实验数据支撑,并为下一步建立黄连连作障碍的修复措施研究提供了研究思路。