附子,是我国著名的传统大宗中药材之一,具有强心、影响血管、调节血压、抗炎、镇痛、调节免疫等作用。目前附子大量种植于陕西、四川和云南等省,但整体呈现出种植模式单一、连作障碍严重的局面。特别是江油、汉中等核心种植区为了应对近年来频发的病害,附子种植中化学农药的用量也越来越大,不仅影响了附子的用药安全,也对土壤造成了较大的污染。采用生态种植模式是解决该问题最为有效的手段。而目前关于附子的生态种植模式尚缺乏科学、系统的研究报道。基于此,本研究在附子主产区四川江油、陕西汉中开展附子套作试验,系统研究、评估附子与其他作物套作后的附子生物性状与根际土壤性状的改变状况,筛选适宜的套作模式,为附子生态种植提供候选方案,同时在一定程度探究套作解除连作障碍的机理。本研究主要包含以下四大研究结果:1.不同套作处理对附子生物性状的影响:不同套作处理下,附子的农艺性状明显不同。整体而言,与空白组相比,在两个产区中,与玉米、水稻、花生、绿豆、芝麻套作后附子的株高、茎粗、地上部分生物量、附子产量、川乌产量整体呈现增加趋势,大部分已达到显著水平。特别是江油产区与水稻套作的附子、汉中产区与玉米套作的附子生物量最大。与空白组相比,除江油产区中各套作组总单酯型生物碱含量显著增加外,江油、汉中两产区的附子总单酯型生物碱、总双酯型生物碱和总生物碱呈现略有降低的趋势,而两产区附子的多糖含量都显著提高。综合评价表明,各套作处理均可在一定程度上保证附子品质的同时改善附子生长状况,促进附子生长。其中江油产区以与水稻套作对附子生物性状效果最优,汉中产区以与花生、玉米套作最优。2.不同套作处理对附子根际土壤性状的影响:整体来看,两大产区各套作组的根际土壤p H值增加。除江油水稻套作组外,各套作处理组的土壤有机质含量都低于空白组。两产区套作组的附子根际土壤氨态氮、硝态氮、磷酸盐含量较空白组也发生了或高或低的变化,此外钙、锰元素含量在江油套作组中均有所增加。与空白组相比,套作后两产区附子根际土壤细菌丰度显著升高,总真菌丰度在江油产区套组组减少,汉中产区增加。此外,两产区套作后附子根际土壤大部分硝化、反硝化、固氮基因丰度和大部分土壤酶活性均显著高于空白组。综合评价表明,各套作处理均可显著提高套作附子的土壤理化与土壤功能,进而改善附子根际土壤性状。其中江油产区以与玉米套作对附子土壤性状影响最好,汉中产区中以与芝麻、花生套作最好。3.附子生物性状与土壤性状相关性分析:土壤性状聚类Ⅰ（以有机质、氮、钾、nor B等为主）中的各指标与有效成分聚类Ⅰ（乌头碱、新乌头碱、苯甲酰乌头原碱、苯甲酰新乌头原碱）中的各指标显著负相关,与有效成分聚类Ⅱ（总单酯型生物碱、苯甲酰次乌头原碱、次乌头碱、多糖、可溶性蛋白）中的各指标显著正相关,与附子地上性状各指标显著负相关。钙、锰元素含量与其他指标的相关性呈现出与土壤性状聚类Ⅰ相反的结果。附子生物性状与土壤性状相关性强,关系紧密。4.附子根际土壤微生物分析:本研究选择江油产区进行更深入的附子根际土壤微生物宏基因组分析,结果表明:（1）与空白组相比,套作后的附子根际土壤微生物的多样性增加。（2）在微生物属水平差异分析中,共筛选出178个套作优势属和68个非套作优势属。经文献考察确定,套作优势属中存在28个有益属,具有产生IAA、固氮、降解多环芳烃、抗病原、抗真菌、耐铝、耐盐碱、溶磷、分泌铁载体、硝化细菌等特性,而非套作优势属中则存在5种致病属。综合全文分析,本研究推测:套作种植可改善附子根际土壤微生物群落结构,增强土壤功能,改善土壤理化,促进附子生长,进而成功解除附子连作障碍。套作种植有利于实现附子的可持续生态种植。