怀地黄(Rehmannia glutinose Libosch.)为玄参科植物,块根入药,具有清热生津、凉血、滋阴补血等功效,应用历史悠久。但由于地黄存在严重的连作障碍问题,种植一年后需间隔8-10年才能在同一块土地上再次种植,所以连作障碍是限制地黄种植的关键因素。地黄连作障碍最直观的表现是根不能正常膨大,产量和质量下降。由于道地中药材对生长环境的要求,以及“怀区”地域的限制,所以探讨地黄连作障碍问题的机理是一个迫切需要解决的问题。通常认为导致连作障碍的原因可能有三种,一是土壤理化性质改变和营养元素缺失;二是病虫害的感染;三是植物化感作用。目前对于地黄连作障碍的研究大多集中在植物的化感作用以及土壤微生物菌群的失调上,没有系统地对这三种情况进行比较。本研究对这三种情况做了系统比较,以正茬作为对照,重茬与微量作为处理。正茬是在近10年未种植过地黄的土地里第一年种植的地黄。重茬是第一年的地黄收获后,第二年再次在同一片地上种植的地黄。微量是对重茬的土地及时地补充含有全微量元素的肥料,改善土壤的理化性质并保证营养元素含量的。对三组田地进行统一管理,并保证在地黄生长期间不发生较严重的病虫害。在地黄生长期间,对地黄的地上部分,包括叶长、叶宽、冠幅、叶片数和株高进行测定;对地下部分形态指标,包括块根长、块根直径、单株块根鲜重以及折干率进行测定;对生长期的根进行石蜡切片及染色观察;对根的生长激素进行测定;用根和叶的提取物对地黄种子进行化感自毒测定。结果如下:(1)连作障碍对地黄的伤害从拉线期开始,重茬植株表现为:地上部分叶片变小,冠幅变小,叶片数变少;地下部分表现为块根长度变短,块根直径变小,单株块根鲜重减少。连作障碍不仅导致植株形态上的差异,还会导致地黄的药用品质下降。在控制住植株病虫害,以及补充土壤微量元素之后。与重茬相比,微量植株地上部分及地下部分指标未有显著的差异。表明病虫害或土壤营养元素的缺少不是造成地黄连作障碍的主要原因。(2)地黄根和叶的提取液对地黄种子的生长都有抑制作用。发现叶子提取液的抑制作用更大,说明其自毒物质含量更高。同一浓度下,重茬根提取液的抑制作用比正茬根提取液抑制作用大。表明地黄连作障碍的主要原因是化感作用,化感物质来自植物自身,经过一年的生长释放到到土壤里,进而对下一年的植物产生化感自毒作用,且连作年限越长,化感效应越大。(3)连作障碍引起的地黄块根不能膨大,直接原因是根的维管形成层活动受阻,导致形成层向内形成木质部的速率减弱,向外形成韧皮部的速率增加,致使木质部的比例变小。间接原因可能是生长素、赤霉素与细胞分裂素的合成和运输改变,多种激素相互作用形成复杂的调控网络。