伴生栽培對黃連連作障礙的緩解效應(yīng)

摘要：為緩解黃連連作障礙，明確不同作物伴生對植物、土壤和產(chǎn)量的作用機理，以頭茬黃連（CK1）和連作5年黃連（CK2）為對照，研究大豆、玉米、高粱和大蒜4種伴生栽培處理對黃連農(nóng)藝性狀、生理特性、藥用成分含量、根際微生物以及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與CK1相比，連作導(dǎo)致株高、最長須根、植株鮮重、微生物數(shù)量及多樣性均顯著降低，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降52.19%。伴生栽培可有效緩解黃連連作障礙，與CK2相比，D1、D2、D3和D4處理黃連株高分別顯著提高11.46%、6.60%、20.81%和28.00%，最長須根顯著提高5.87%、11.80%、5.40%和19.89%，綠葉重分別顯著提高5.87%、13.29%、7.35%和21.79%，枯葉重顯著提高9.88%、16.77%、20.06%和29.34%，地上重顯著提高13.87%、18.17%、9.07%和22.00%，地下重顯著提高24.44%、30.64%、41.22%和63.80%。對于生理特性，不同作物伴生處理下的葉綠素含量分別顯著提高8.62%、10.59%、18.01%和19.35%，可溶性糖含量顯著降低18.93%、17.51%、10.30%和24.73%，可溶性蛋白含量顯著降低5.6%、5.10%、5.10%和14.29%，游離氨基酸含量則顯著降低18.94%、15.66%、17.93%和27.27%。伴生栽培可引起土壤微生物數(shù)量發(fā)生改變，豐度增加，具體表現(xiàn)為根際微生物總量分別顯著提高1.67%、3.45%、7.83%和10.24%。不同作物伴生處理下黃連產(chǎn)量相較CK2分別顯著提高13.32%、20.80%、24.98%和59.99%。綜上所述大豆、玉米、高粱和大蒜與黃連伴生均可以促進其生長發(fā)育，改善微生物結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)量效益，其中以大蒜伴生效果最好。

關(guān)鍵詞：黃連；伴生栽培；連作障礙；產(chǎn)量

中圖分類號：S567.5+20.4" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0161-08

黃連（Coptidis Rhizoma）作為一種廣泛使用的中藥材，源自于毛茛科植物黃連及其同屬植物的干燥根莖［1］。為苦寒性質(zhì)，具有清熱、干濕、清火、解毒等作用［2］。黃連資源豐富，具有廣闊的開發(fā)利用前景，重慶石柱縣則作為我國黃連重要種植栽培區(qū)，其產(chǎn)量占我國黃連產(chǎn)量的60%、世界產(chǎn)量的40%［3］。為追求經(jīng)濟效益，連作已成為集約化、大規(guī)模農(nóng)業(yè)和園藝生產(chǎn)中最常見的種植模式，但黃連是典型的忌連作藥用植物，此模式易造成其生長發(fā)育受限、產(chǎn)量驟然減少，嚴重制約生產(chǎn)與發(fā)展［4］。在目前土地復(fù)種指數(shù)高、黃連連作嚴重的現(xiàn)實條件下，解決黃連連作障礙問題是保障黃連產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必需途徑。

作物連作障礙是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一個突出問題，特別是在藥用植物方面。連作障礙歸因于多種原因，包括土壤理化特性惡化、土壤酶活性降低、自毒化學(xué)物質(zhì)積累以及土壤微生物群落失衡等［5］。伴生栽培作為我國優(yōu)秀的傳統(tǒng)栽培農(nóng)藝措施，通過合理地利用時間、空間和作物間的相互影響，不僅有助于改良土壤理化性狀，而且可有效提高土壤肥力和土壤微生物多樣性，從而有益于維護土壤健康［6］。Gao等以辣椒作為研究對象，發(fā)現(xiàn)與單一栽培系統(tǒng)相比，與其他作物伴生種植可顯著提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性，降低過氧化氫酶活性，同時，伴生植物可以為微生物提供營養(yǎng)，削弱微生物之間的競爭［7］。伴生種植涉及同時近距離種植不同類型的植物，這不僅有助于病蟲害防治和授粉，還可以優(yōu)化養(yǎng)分供應(yīng)并最大限度地利用空間［8］。Li等的研究表明，當小麥與白羽扇豆伴生時，白羽扇豆根部分泌的檸檬酸能激活土壤中的磷，從而進一步促進小麥對磷的吸收［9］。同樣，蔥與黃瓜的伴生也能提高黃瓜植株對鉀的吸收［10］。付彥祥等研究發(fā)現(xiàn)，洋蔥與番茄伴生種植對番茄根際土壤微生物群落產(chǎn)生了顯著影響，具體表現(xiàn)為有益細菌的相對豐度明顯提升，而致病真菌屬的相對豐度則大幅下降［11］。通過選擇不同伴生作物，探究其對黃瓜生產(chǎn)的影響，發(fā)現(xiàn)與小麥伴生能夠提高黃瓜產(chǎn)量［12］。此外，伴生種植促進了植物之間的有利相互作用，提高了單位面積的經(jīng)濟價值，使其成為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要策略［13］。

近年，隨著中藥材品質(zhì)要求的不斷提高，如何采用無公害方法有效預(yù)防或緩解黃連連作障礙，以實現(xiàn)其安全、高效且優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)，已成為當前研究的重點問題之一。伴生種植作為解決連作障礙的有效途徑，不僅是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中最常見的種植方式之一，也是一種重要的生物防治措施。目前，關(guān)于不同伴生植物對中藥材連作障礙的緩解作用及其對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響機制，尚未有清晰的研究結(jié)論。為此，本研究以黃連為試驗材料，研究并分析大豆、玉米、高粱和大蒜伴生栽培對連作5年黃連形態(tài)、生理特性、藥用成分含量、根際微生物以及產(chǎn)量等影響，從而對篩選出黃連最適宜的伴生植物具有重要意義，并為今后建立有效緩解黃連連作障礙提供參考和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地與試驗材料

2017年3月開始進行試驗，試驗地位于重慶市石柱縣黃水鎮(zhèn)黃連種植園區(qū)（108°26′E，30°12′N），海拔1 570 m，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，最高月（7月）平均氣溫為20.1 ℃，最低月（1月）平均氣溫為0.4 ℃，年平均氣溫為10.4 ℃，年平均降水量為 1 372.6 mm，年平均日照數(shù)為1 200 h。供試黃連品種為黃連1號，由重慶市旺隆科技有限公司提供；供試4種伴生作物分別為大豆（重豆17）、玉米（渝單32號）、高粱（晉渝糯3號）和大蒜（白皮蒜3號），均由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。連作5年黃連供試土壤養(yǎng)分含量為：有機質(zhì)59.67 g/kg、速效鉀55.74 mg/kg、堿解氮71.29 mg/kg、速效磷30.35 mg/kg，土壤pH值為 6.15；非黃連連作土壤的養(yǎng)分含量為：有機質(zhì)57.13 g/kg、速效鉀56.97 mg/kg、堿解氮 72.19 mg/kg、速效磷31.69mg/kg，土壤pH值為7.01。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗采用隨機完全區(qū)組設(shè)計，包含6個處理組：CK1（頭茬黃連對照組）、CK2（連作5年的黃連對照組）、D1（連作5年黃連與大豆伴生栽培）、D2（連作5年黃連與玉米伴生栽培）、D3（連作5年黃連與高粱伴生栽培）、D4（連作5年黃連與大蒜伴生栽培），每組處理都進行3次重復(fù)試驗。試驗區(qū)面積為50 m2，采用平畦栽培方式，選取長勢一致的黃連幼苗進行定植，株行距為10 cm×15 cm。當黃連幼苗定植1周后，距離黃連幼苗植株20 cm處分別點播大豆、玉米、高粱及大蒜進行伴生處理。直至伴生植物株高達到40 cm左右時，人工留茬處理至大約20 cm，確保留茬的生長點能持續(xù)生長。在試驗過程中，禁止使用殺菌劑，同時由專人負責所有試驗組的水肥管理，確保條件一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 黃連農(nóng)藝性狀的測定

各處理隨機選取5株黃連，用自來水輕輕沖洗3～5次，除去附著在根上的泥沙、雜質(zhì)等，待其晾干后，用卷尺測定其株高和最長須根長，用百分之一天平對綠葉重、枯葉重、植株地上鮮重和植株地下鮮重進行稱重并記錄。

1.3.2 黃連生理指標的測定

葉綠素含量采用手持SPAD葉綠素儀進行測定；可溶性蛋白（SP）含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定；可溶性糖（SS）含量采用蒽酮法測定；游離態(tài)氨基酸含量采用茚三酮溶液顯色法測定，以上操作均參照高俊鳳的測定方法［14］。

1.3.3 土壤微生物

于黃連發(fā)病盛期，通過五點取樣法對根際土壤進行采集，并放入-80 ℃超低溫冰箱保存，用于后續(xù)土壤微生物量、土壤微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)分析。

1.3.3.1 土壤微生物數(shù)量測定

土壤微生物的數(shù)量采用稀釋平板法測定，細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用馬丁-孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用高氏1號瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)［15］。

1.3.3.2 土壤微生物多樣性

基于Illumina Novaseq測序平臺，利用雙末端測序（Paired-End）的方法，構(gòu)建小片段文庫進行高通量測序。通過對Reads拼接過濾、聚類或去噪，進行物種注釋及豐度分析，以便挖掘樣品間的差異。

1.3.4 發(fā)病率及死亡率測定 統(tǒng)計試驗期間黃連的發(fā)病及死亡株數(shù)并計算發(fā)病率和死亡率：

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/定植株數(shù)×100%；

死亡率=死亡株數(shù)/定植株數(shù)×100%。

1.3.5 黃連藥用成分的測定

采用高效液相色譜法［16］進行測定。分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各10 μL，注入液相色譜儀進行測定，同時記錄峰面積，從而計算出黃連中小檗堿、黃連堿、表小檗堿、鹽酸藥根堿、木蘭花堿和鹽酸巴馬汀等有效成分含量。

1.3.6 產(chǎn)量

試驗結(jié)束后，于收獲時測定各處理的黃連產(chǎn)量，并進行換算。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019進行論文的數(shù)據(jù)整理與作圖，采用SPSS 25.0進行數(shù)據(jù)單因素方差分析（ANOVA）、Duncans多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作物伴生對連作黃連農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 不同作物伴生對連作黃連株高和最長須根的影響

由圖1可見，連作顯著降低黃連株高和最長須根的長度，而伴生栽培則可不同程度地緩解連作對其影響。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）株高降低34.12%、最長須根降低26.89%，伴生栽培可顯著提高連作黃連株高和最長須根的長度。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連株高分別較CK2顯著提高11.46%、6.60%、20.81%、28.00%，最長須根的長度較CK2顯著提高5.87%、11.80%、5.40%、19.89%。說明伴生栽培可顯著改善黃連植株的生長狀態(tài)，其中，以大蒜伴生栽培緩解黃連連作障礙效果最佳。

2.1.2 不同作物伴生對連作黃連葉片的影響

由圖2可見，連作顯著降低黃連葉重，而伴生栽培則可不同程度地緩解連作對其影響。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）綠葉重降低30.97%、枯葉重降低40.14%，伴生栽培可顯著提高連作黃連葉片的綠葉重和枯葉重。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連綠葉重分別較CK2顯著提高5.87%、13.29%、7.35%、21.79%，枯葉重CK2顯著提高9.88%、16.77%、20.06%、29.34%。說明伴生栽培可顯著改善黃連葉片質(zhì)量，其中，以大蒜伴生栽培效果最佳。

2.1.3 不同作物伴生對連作黃連植株鮮重的影響

由圖3可見，連作顯著降低黃連植株鮮重，而伴生栽培則可不同程度地緩解連作對其影響。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）植株地上鮮重降低30.18%、地下鮮重降低50.23%，伴生栽培可顯著提高連作黃連植株的地上鮮重和地下鮮重。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連植株地上鮮重分別較CK2顯著提高13.87%、18.17%、9.07%、22.00%，地下鮮重較CK2顯著提高24.44%、30.64%、41.22%、63.80%。說明伴生栽培可顯著改善黃連植株鮮重，其中，以大蒜伴生栽培緩解黃連連作障礙效果最佳。

2.2 不同作物伴生對連作黃連死亡率的影響

由表1可見，不同生長時期各伴生栽培處理黃連的死亡率均高于頭茬黃連（CK1），但低于連作5年的黃連（CK2）。在種植后100 d，各處理中玉米（D2）伴生的死亡率最低；在種植后200、300 d，各處理中大蒜（D2）伴生的死亡率最低；在連作黃連生長時期各伴生處理的黃連苗死亡率均低于連作5年的黃連（CK2），表明各處理均能在一定程度上降低連作黃連的死亡率，其中大蒜（D2）伴生效果最好。

2.3 不同作物伴生對連作黃連主要生理指標的影響

由表2可見，與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）植株葉片主要生理指標葉綠素含量降低27.12%、可溶性糖含量提高59.74%，可溶性蛋白含量提高38.03%，游離氨基酸含量提高69.96%。伴生栽培可顯著提高連作黃連葉綠素含量、降低可溶性糖含量、降低可溶性蛋白含量、降低游離氨基酸含量，其中，D1、D2、D3和D4處理黃連植株葉綠素含量分別較CK2顯著提高8.62%、10.59%、18.01%、19.35%，可溶性糖含量較CK2顯著降低18.93%、17.51%、10.30%、24.73%，可溶性蛋白含量較CK2顯著降低5.6%、5.10%、5.10%、14.29%，游離氨基酸含量較CK2顯著降低18.94%、15.66%、17.93%、27.27%。說明伴生栽培可顯著改善黃連葉片主要生理指標，其中，以大蒜伴生栽培緩解黃連連作障礙效果最佳。

2.4 不同作物伴生對連作黃連根際微生物的影響

2.4.1 不同作物伴生對連作黃連根際微生物數(shù)量的影響

由表3可見，連作顯著降低黃連根際土壤細菌和放線菌含量，顯著提高真菌含量，最終使微生物總量顯著降低，而伴生栽培則可不同程度地緩解連作對其影響。連作顯著降低黃連根際微生物數(shù)量，而伴生栽培則可不同程度地緩解連作對其影響。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）根際微生物總量降低18.46%、細菌數(shù)量降低36.88%、真菌數(shù)量提高49.05%、放線菌數(shù)量降低45.54%、細菌/真菌降低67.56%、放線菌/真菌降低72.27%。伴生栽培可顯著提高連作黃連根際微生物總量、提高細菌數(shù)量、降低真菌數(shù)量、提高放線菌數(shù)量、提高細菌/真菌、提高放線菌/真菌比值，細菌/真菌和放線菌/真菌顯著降低，土壤由細菌型向真菌型轉(zhuǎn)化。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連根際微生物總量分別較CK2顯著提高1.67%、3.45%、7.83%、10.24%，細菌數(shù)量較CK2顯著提高17.66%、17.49%、21.95%、28.22%；真菌數(shù)量較CK2顯著降低33.81%、14.92%、23.02%、34.44%；放線菌數(shù)量較CK2顯著提高20.52%、11.43%、36.10%、55.06%；細菌/真菌較CK2顯著提高76.29%、37.11%、56.70%、93.81%；放線菌/真菌較CK2顯著提高81.97%、31.15%、77.05%、137.70%；說明伴生栽培可顯著提高連作黃連根際土壤的細菌和放線菌含量，降低真菌含量，促進連作土壤由真菌型向細菌型轉(zhuǎn)化，其中，以大蒜伴生栽培細菌/真菌和放線菌/真菌比值最高。

2.4.2 不同作物伴生對連作黃連根際微生物（細菌、真菌）α多樣性指數(shù)的影響

α多樣性指數(shù)可反映土壤微生物單個樣品物種豐富度和物種多樣性，相關(guān)指數(shù)包括ACE、Chao1、Shannon、Simpson等。對不同作物伴生條件下連作黃連根際微生物（細菌、真菌）群落多樣性變化進行分析，結(jié)果（表4）表明，對于細菌，與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)以及Shannon指數(shù)分別減少26.75%、21.38%和29.94%，而Simpson指數(shù)有所增加，為42.31%，均達到差異顯著水平。不同作物伴生栽培一定程度上能夠緩解連作對黃連根際土壤微生物群落多樣性造成的損害。其中，D1、D2、D3和D4處理的Chao1指數(shù)分別較CK2增長12.93%、7.97%、11.33%和19.42%；各處理下ACE指數(shù)較CK2增幅達到11.52%～16.61%；D4處理的Shannon指數(shù)高于其他處理，達到5.87，相比CK2處理增長25.43%，差異顯著；相反，D1、D2、D3和D4處理的Simpson指數(shù)分別較CK2顯著減少14.86%、20.27%、10.81%和18.92%，說明伴生栽培能夠提高黃連根際土壤細菌豐度及多樣性。對于真菌，與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)以及Shannon指數(shù)分別減少44.24%、38.50%和35.14%，而Simpson指數(shù)則增長78.26%，均達到差異顯著水平。不同作物伴生處理（D1、D2、D3、D4）Chao1指數(shù)相較CK2分別顯著增長13.52%、14.17%、25.94%和36.35%；ACE指數(shù)分別顯著增長27.55%、34.76%、35.04%和43.48%；ACE指數(shù)分別顯著增長27.55%、34.76%、35.04%和43.48%；Shannon指數(shù)分別顯著增長9.85%、34.48%、23.65%和23.65%；而對于Simpson指數(shù)，各伴生處理均較CK2存在不同程度的減少，分別顯著減少19.51%、12.20%、24.39%和29.27%。

2.5 不同作物伴生對連作黃連藥用成分含量的影響

由表5可見，伴生栽培則可不同程度緩解連作對黃連藥用成分含量的影響。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）植株小檗堿含量降低43.61%、黃連堿含量降低56.25%、表小檗堿含量降低37.55%、鹽酸藥根堿含量降低7.93%、木蘭花堿含量降低43.33%、鹽酸巴馬汀含量降低18.68%，伴生栽培可顯著提高連作黃連植株藥用成分小檗堿含量、黃連堿含量、表小檗堿含量、鹽酸藥根堿含量、木蘭花堿含量，但鹽酸巴馬汀含量不固定。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連植株小檗堿含量分別較CK2顯著提高13.86%、35.55%、26.32%、46.72%，黃連堿含量較CK2顯著提高46.03%、75.40%、83.33%、91.27%；表小檗堿含量較CK2顯著提高26.30%、3.76%、26.59%、40.17%；鹽酸藥根堿含量較CK2顯著提高1.32%、7.95%、-4.64%、2.65%；木蘭花堿含量較CK2顯著提高2.94%、10.29%、20.59%、61.76%；但D1、D2、D3處理黃連植株鹽酸巴馬汀含量較CK2顯著降低8.78%、4.05%、8.11%，D4處理黃連植株鹽酸巴馬汀含量較CK2顯著提高13.51%，大蒜伴生栽培小檗堿和黃連堿的含量，僅次于CK1處理。這表明大蒜伴生與黃連之間的相互作用可能更為和諧，有助于黃連藥用成分的積累。

2.6 不同作物伴生對連作黃連產(chǎn)量及發(fā)病率的影響

由圖4可以看出，連作顯著降低黃連產(chǎn)量、提高黃連發(fā)病率，而伴生栽培則可不同程度地緩解黃連連作障礙。與頭茬黃連（CK1）相比，連作5年的黃連（CK2）產(chǎn)量降低52.19%，發(fā)病率提高62.67百分點。伴生栽培可顯著提高連作黃連產(chǎn)量、降低黃連發(fā)病率。其中，D1、D2、D3和D4處理黃連產(chǎn)量分別較CK2顯著提高13.32%、20.80%、24.98%、59.99%，發(fā)病率分別較CK2顯著降低29.45、21.47、36.46、49.79百分點。說明伴生栽培可顯著緩解黃連的連作障礙，其中，以大蒜伴生栽培緩解黃連連作障礙效果最佳。

3 結(jié)論與討論

在同一塊土地上連續(xù)多年種植同一種作物，會導(dǎo)致作物長勢變?nèi)酢⑵焚|(zhì)降低，對病害的易感性增加，最終造成產(chǎn)量降低［17］。而伴生栽培作為一種特殊的間作模式，則能夠有效緩解連作障礙，利用植物間的化感作用來影響作物的生長發(fā)育。前人研究發(fā)現(xiàn)，相較單獨種植，甜羅勒與木豆一同種植能夠促進株高增長，同時枝葉更加繁茂［18］。本研究中得出，連作對黃連生長過程起一定的負面作用，但與其他作物伴生栽培則能顯著提高黃連株高、最長須根長度、鮮重等，這與Xiao等研究黃瓜與青蒜伴生所得出的結(jié)果［19］一致，說明伴生栽培模式下作物對養(yǎng)分的吸收、利用能力增強，且作物間能通過有效競爭營養(yǎng)資源來提高養(yǎng)分利用率［20］，進而有益植株生長。葉綠素含量是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，對植物葉片的光合能力具有一定的指示作用［21］。研究表明，玉米和大豆間作可以提高葉綠素含量和光合指數(shù)。在本研究中，伴生栽培顯著提高了連作黃連葉綠素含量，且與大蒜伴生效果最優(yōu)，說明合理的種植方式能夠增加葉綠素含量，提高葉片的光合速率，使光合物質(zhì)不斷地合成和積累，轉(zhuǎn)化為生長發(fā)育的物質(zhì)和能量［22］?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍鬃鳛橹参矬w內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在保證正常代謝活動中具有重要作用。Tang等的研究結(jié)果表明間作能夠提高白菜的可溶性糖含量和蘿卜的可溶性蛋白含量［23］，但本研究發(fā)現(xiàn)，連作5年的黃連與頭茬黃連相比，其可溶性糖和可溶性蛋白含量均有所提高，而與其他作物伴生栽培反而會降低可溶性糖、可溶性蛋白含量，究其原因可能是由于試驗對象親本差異及伴生作物品種不同才使得結(jié)果不盡相同，相關(guān)機制還有待進一步研究和驗證。

越來越多的研究表明，在長時間連續(xù)種植后，土壤微生物種群的干擾會導(dǎo)致連續(xù)種植障礙［24］。連作障礙常發(fā)生在植物的根際內(nèi)，表現(xiàn)出復(fù)雜的植物-土壤-微生物相互作用。本研究發(fā)現(xiàn)連作顯著降低黃連根際土壤細菌和放線菌含量，顯著提高真菌含量，最終使得微生物總量顯著降低。這與Ali等的研究結(jié)果一致，該研究報道連作使土壤微生物群落從細菌型逐漸向真菌型轉(zhuǎn)變，說明根系分泌物釋放出影響土壤和微生物的自體毒素，造成土壤養(yǎng)分和酶活性失衡，同時使維持植物健康的特定土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，抑制有益微生物，誘導(dǎo)病原微生物增加［25］。本試驗通過測定比較黃連單一連作和與其他作物伴生處理下的土壤微生物相關(guān)指標發(fā)現(xiàn)，伴生栽培明顯提高連作黃連根際微生物總量，細菌、放線菌數(shù)量均有一定提高，而真菌數(shù)量則有所降低，原因可能是由于伴生作物根系所分泌的糖類，既能夠充當土壤顆粒間的粘結(jié)劑，將其凝聚在一起，形成團聚體［26］，又能夠為根際土壤微生物提供碳源和能量物質(zhì)，進而使得土壤微生物數(shù)量得到明顯提高［27］。微生物豐度的提高同時也會對植物生長發(fā)育起到良好的改善和調(diào)控作用，故而適宜的種植模式下二者之間能夠達到互惠互利、共同促進的效果［28］。石悅等通過探究高丹草、黃芪間作對高丹草根際土壤微生物多樣性的影響，得出高丹草、黃芪間作下根際微生物群落Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)均顯著大于單作模式［29］。本研究結(jié)果與之一致，本研究中發(fā)現(xiàn)連作導(dǎo)致黃連根際土壤微生物（細菌、真菌）的Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)以及Shannon指數(shù)顯著降低，而Simpson指數(shù)明顯增加，伴生栽培則有效使微生物豐度和多樣性增加，分析原因可能與黃連根系分泌物的種類和數(shù)量有關(guān)，根系分泌物是土壤根際微生物的主要碳源，可以改善黃連土壤根際微生態(tài)［30］。

小檗堿、黃連堿、表小檗堿、鹽酸藥根堿和木蘭花堿等為黃連植株主要的藥用成分，被作為評價黃連藥材及其制劑質(zhì)量的主要指標。本研究中得出，伴生栽培顯著提高連作黃連植株藥用成分，原因可能是土壤和微生物因素對植株產(chǎn)生正向反應(yīng)，從而影響藥用植物的品質(zhì)［31］。另外，從產(chǎn)量結(jié)果來看，伴生栽培可以顯著提高連作黃連產(chǎn)量，降低黃連發(fā)病率和死亡率，這與Zhang等的研究結(jié)果相似，即間作可以表現(xiàn)出明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢［32］。綜上，伴生栽培處理有提升主栽黃連植株抵御生物或非生物環(huán)境脅迫的潛力，對黃連克服連作障礙具有一定的理論和實踐指導(dǎo)意義。

參考文獻：

［1］國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典：一部［M］. 2020版. 北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2020：324-326.

［2］Chen F，Huang G，Huang H. Preparation，analysis，antioxidant activities in vivo of phosphorylated polysaccharide from Momordica charantia［J］. Carbohydrate Polymers，2021，252：117179.

［3］杜用璽，蔣靖怡，徐 揚，等. 黃連常見病害研究進展與防治策略［J］. 中國中藥雜志，2021，46（5）：1067-1072.

［4］Ye M，Sun M，Huang D，et al. A review of bacteriophage therapy for pathogenic bacteria inactivation in the soil environment［J］. Environment International，2019，129：488-496.

［5］Wu L，Chen J，Wu H，et al. Effects of consecutive monoculture of Pseudostellaria heterophylla on soil fungal community as determined by pyrosequencing［J］. Scientific Reports，2016，6（1）：26601.

［6］Tiroesele B. The effect of companion planting on the abundance of cabbage aphid，Brevicoryne brassicae L.，on kale （Brassica oleracea var. acephala）［J］. Journal of Plant and Pest Science，2015，2（3）：58-65.

［7］Gao J，Zhang F. Influence of companion planting on microbial compositions and their symbiotic network in pepper continuous cropping soil［J］. Journal of Microbiology and Biotechnology，2023，33（6）：760-770.

［8］Chen L，Li D，Shao Y，et al. Comparative analysis of soil microbiome profiles in the companion planting of white clover and orchard grass using 16S rRNA gene sequencing data［J］. Frontiers in Plant Science，2020，11：538311.

［9］Li L，Zhang F，Li X，et al. Interspecific facilitation of nutrient uptake by intercropped maize and faba bean［J］. Nutrient Cycling in Agroecosystems，2003，65：61-71.

［10］Xiao X，Cheng Z，Meng H，et al. Intercropping of green garlic （Allium sativum L.） induces nutrient concentration changes in the soil and plants in continuously cropped cucumber （Cucumis sativus L.） in a plastic tunnel［J］. PLoS One，2013，8（4）：e62173.

［11］付彥祥，李乃薈，劉佳遙，等. 伴生分蘗洋蔥對番茄根際微生物群落結(jié)構(gòu)的影響［J］. 中國蔬菜，2020（6）：49-57.

［12］Chang C L，F(xiàn)u X P，Zhou X G，et al. Effects of seven different companion plants on cucumber productivity，soil chemical characteristics and Pseudomonas community［J］. Journal of Integrative Agriculture，2017，16（10）：2206-2214.

［13］Zhou W，Zhang Y，Wang K，et al. Plant phosphorus uptake in a soybean-citrus intercropping system in the red soil hilly region of South China［J］. Pedosphere，2009，19：244-250.

［14］高俊鳳. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］. 北京：高等教育出版社，2006.

［15］林先貴. 土壤微生物研究原理與方法［M］. 北京：高等教育出版社，2010.

［16］國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典（一部） ［M］. 2015版. 北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015：58.

［17］Alami M M，Pang Q，Gong Z，et al. Continuous cropping changes the composition and diversity of bacterial communities：a meta-analysis in nine different fields with different plant cultivation［J］. Agriculture，2021，11（12）：1224.

［18］Kaur P，Verma K，Singh A K，et al. Co-cultivation of sweet basil （Ocimum basilicum L.） with food crops for efficient resource utilization and increasing the farm profits［J］. Industrial Crops and Products，2024，214：118495.

［19］Xiao X，Cheng Z，Lv J，et al. A green garlic （Allium sativum L.） based intercropping system reduces the strain of continuous monocropping in cucumber （Cucumis sativus L.） by adjusting the micro-ecological environment of soil［J］. PeerJ，2019，7：e7267.

［20］張曉娜，陳 平，杜 青，等. 玉米/大豆、玉米/花生間作對作物氮素吸收及結(jié)瘤固氮的影響［J］. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報（中英文），2019，27（8）：1183-1194.

［21］賈雙杰，李紅偉，江艷平，等. 干旱脅迫對玉米葉片光合特性和穗發(fā)育特征的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報，2020，40（3）：854-863.

［22］Nasar J，Wang G Y，Ahmad S，et al. Nitrogen fertilization coupled with iron foliar application improves the photosynthetic characteristics，photosynthetic nitrogen use efficiency，and the related enzymes of maize crops under different planting patterns［J］. Frontiers in Plant Science，2022，13：988055.

［23］Tang W，Tang W，Xie Y，et al. Effects of intercropping on Se accumulation and growth of pakchoi，lettuce and radish［J］. International Journal of Phytoremediation，2023，25（9）：1165-1172.

［24］Sheng Y，Wang H，Wang M，et al. Effects of soil texture on the growth of young apple trees and soil microbial community structure under replanted conditions［J］. Horticultural Plant Journal，2020，6（3）：123-131.

［25］Ali A，Imran Ghani M，Li Y，et al. Hiseq base molecular characterization of soil microbial community，diversity structure，and predictive functional profiling in continuous cucumber planted soil affected by diverse cropping systems in an intensive greenhouse region of northern China［J］. International Journal of Molecular Sciences，2019，20（11）：2619.

［26］楊培嶺，羅遠培，石元春. 用粒徑的重量分布表征的土壤分形特征［J］. 科學(xué)通報，1993，38（20）：1896-1899.

［27］ErktanA，CécillonL，GrafF，etal.Increaseinsoil aggregate" stability along a Mediterranean successional gradient in severely eroded gully bed ecosystems：combined effects of soil，root traits and plant community characteristics［J］. Plant and Soil，2016，398（1）：121-137.

［28］崔愛花，孫亮慶，劉 帥，等. 棉花產(chǎn)量和土壤微生物數(shù)量及酶活性對棉田間作系統(tǒng)的響應(yīng)［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（2）：53-58.

［29］石 悅，房永雨，劉拴成，等. 高丹草/黃芪間作對高丹草根際土壤微生物多樣性的影響［J］. 中國草地學(xué)報，2023，45（12）：130-137.

［30］Luo L F，Yang L，Yan Z X，et al. Ginsenosides in root exudates of Panax notoginseng drive the change of soil microbiota through carbon source different utilization［J］. Plant and Soil，2020，455（4）：139-153.

［31］Liao J，Xia P. Continuous cropping obstacles of medicinal plants：focus on the plant-soil-microbe interaction system in the rhizosphere［J］. Scientia Horticulturae，2024，328：112927.

［32］Zhang Y，Liu J，Zhang J，et al. Row ratios of intercropping maize and soybean can affect agronomic efficiency of the system and subsequent wheat［J］. PLoS One，2015，10（6）：e0129245.