地黄(Rehmannia glutinosa Libosch.)为玄参科地黄属多年生草本植物,是我国传统大宗中药材之一。地黄的道地产区在河南省焦作市的温县、修武、武陟、孟县等地,道地产区的地黄质量好,品质优,所含梓醇等有效药用成分含量高。然而地黄在种植过程中存在严重的连作障碍问题,种植一年地黄的土地,需要间隔8～10年才能再次种植地黄,严重限制地黄产业的可持续发展。本文为了探究导致地黄连作障碍的作用因子,采用拟南芥DR5::GUS作为检测地黄化感物质的生物材料,以培养第9天拟南芥幼苗的主根根长作为指标,拟南芥生测实验结果表明,种植地黄后间隔1年、2年、3年和4年的土样水浸提液对拟南芥幼苗主根有显著的抑制作用,其中,祥云镇间隔3年(N)土样的抑制作用最强,拟南芥幼苗能够很好地反映种植地黄后间隔不同年限土壤之间的差异,因此把拟南芥DR5::GUS作为检测地黄化感物质活性的可靠生物检测材料,把N3土样作为理想的分离地黄化感物质的材料。祥云镇的空白土样CK2作为对照组,以N土样为实验组,2个土样的物质按极性大小被分为二氯甲烷相、无水乙醇相、水相、水相调碱上清和水相调碱沉淀,并对各相进行拟南芥生物检测实验,结果发现抑制拟南芥幼苗主根伸长的物质在水相调碱后上清经过分析发现水相调碱后上清中主要物质是富里酸(FA),对2个土样的FA进行分离提取并进行拟南芥生测实验,发现N土样的FA能够显著抑制拟南芥幼苗主根的生长,因此确定N土样的FA是导致地黄连作障碍的潜在化感自毒物质,N土样的FA命名为GFA以区别于空白土样中的FA。进一步研究发现,地黄组织中的水苏糖参与了 GFA的形成过程,傅里叶变换红外光谱显示GFA比空白土壤FA多了=C-H和-(CH2)n-2个特征峰,并且经过拟南芥生测实验和对辣根过氧化物酶酶活影响实验证明水苏糖和商品FA混合溶液的产物与GFA的功能相同,能够抑制拟南芥幼苗主根的生长、促进辣根过氧化物酶对IAA的降解,最终经过大田试验验证,在头茬地黄田中施加水苏糖能够造成地黄的显著减产,因此最终确定水苏糖是导致地黄连作障碍的内源因子。同时,发现生长素极性运输抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)能够抵消GFA所造成的拟南芥幼苗主根受抑制现象,所以TIBA可以作为一种缓解地黄连作障碍的消减试剂。另外,在头茬地黄土壤中添加能够降解水苏糖的酵母菌,可以提高头茬地黄的产量,推测头茬地黄可能已经受到化感作用的影响,但作用不明显;因为经过实验室的水苏糖和商品FA混合后好氧发酵实验表明GFA有良好的稳定性不容易被微生物所降解利用所以在头茬地黄田中添加酵母菌,能够将水苏糖及时利用降解,这样就不能和土壤FA形成稳定的GFA,为缓解地黄连作障碍提供可靠的参考依据。