植物化感作用之浅学

张万新��

【中图分类号】 Q948 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）11-0064-01

植物化感作用是植物生长过程或植物腐烂过程中产生的化学物质对邻近植物生长的干扰（宋君1990）。在植物界中，几乎所有的植物都或多或少地有化感作用的物质，会产生不同程度的化感作用，这是物种进化过程中生存竞争的必然。这些研究对于农业作物间作，套作和轮作等耕作制度的合理安排布局，农田杂草防除，作物病虫害的防治，减少连作障碍危害以及植物群落演替具有重要的指导作用。

1 研究化感作用的进展

植物化感作用的研究方法主要有三方面：①生化物质的捕集，如根分泌物的研方法（吴辉，郑师章1992），主要是指Tang C S的疏水性根系分泌物的捕获系统CRETS；②化学物质定性、定量的测定，如紫外、红外、核磁共振、质谱等分析手段进行化感作用物的鉴定；③生物技术鉴定。

1.1化感物质。

化感物质存在于植物的各部分组織中，包括叶、花、果、种子、茎、根、须根。它主要是通过植物地上部的淋洗和挥发，根的分泌，以及植物残体的腐解这4种途径向农业系统中释放这些化学物质，从而影响周围或后茬植物的生长发育。化感物质主要来源于植物的次生代谢产物，在植物体内有自己独特的代谢途径（阎秀峰 2001），在植物提高自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系上充当主要的角色。

1.2化感作用在农作物上的表现形式

1.2.1自毒作用。

自毒作用是植物通过分泌与释放有毒化学物质对同种植物种子萌发和生长起抑制作用的现象（何水林 2000）。作物在正常的生命活动过程中，根系会不断的向根际土壤中分泌一些有机物或者无机物。在这些分泌物中既有能促进土壤养分由难溶的分子状态变成作物可吸收利用的离子状态的有益作用；也有部分，如一些有机酸、酚类等分泌物在土壤中积聚，对作物自身具有毒害作用。因此，用一种作物长期连作，会造成有毒害作用的根系分泌物在土壤中大量聚积，因而影响到作物的正常生长、发育，常出现黄化、僵苗等现象，进而影响到作物产量和品质的提高，甚至造成作物死亡。所以，避免同种作物或同科作物长期连作，实行轮作，尤其是选择“他感作物”与农作物轮作，是缓解连作障碍（自毒作用）的有效途径之一。

1.2.2他感作用。

他感作用就是一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接的影响。植物群落都由一定的植物种类组成，他感作用是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。

在农业上，有些农作物必须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降低产量。这种现象被称为歇地现象。

1.3化感作用的作用机理类型。

感物质的作用影响了植物生长的各个过程及不同的生理过程。主要表现在：①对细胞膜透性的影响；②对细胞分裂、伸长的影响；③对植物激素活性的影响；④抑制或刺激某些酶的活性；⑤对呼吸作用的影响；⑥对光合作用的影响；⑦抑制蛋白质合成、改变酯类和有机酸的代谢；⑧对营养元素和水分吸收的影响。

2 化感作用在农业生产上运用

2.1合理利用植物化感作用的相生效应提高农田生产力

生产中有的作物在一起套种会提高作物产量，而有的则会减产。 这其中的原因之一就是作物间存在着化感作用，如高粱对杂草具有一定的抑制效应，作物与高粱套种可有效控制杂草，提高作物产量；玉米与大豆 、小麦与豌豆套种也可提高产量；而番茄的根分泌物及其植株挥发物对黄瓜生长有明显抑制效应，故不宜种在一起；苹果的根分泌物会抑制小麦的生长等，证明了选择好合适的套种作物是提高农田生产力的有效措施（严毓骅 1996）。

2.2利用化感作用防治病虫害，开发无公害农药。

目前许多杀虫剂是以植物为药源或是模拟植物中的天然成分合成的，又称“无公害农药”，它的使用不但可及时大面积防治病虫害，且高效、低毒、低残留，有利于保护生态环境，减少残留，保护人类身体健康。无公害农药（除草剂、植物生长调节剂）将是未来现代化农业发展方向，也是可持续农业发展的要求。

2.3利用化感作用进行杂草的生物防治。

利用杂草相互间及杂草与作物间化感作用和竞争。可对杂草进行控制，生产中积极利用克生效应防除杂草。不但可减少农业投入，节约成本同时不会产生由于人工合成化合物的使用而带来污染环境问题，可有效利用资源保护生态环境。

3 展望

化感作用在农业中的合理的应用：（1）在有条件的地区建立合理的轮作制度。合理的轮作是能够减轻或避免连作障碍发生的最佳防范措施（吴凤芝等 2000）。（2）采取措施进行土壤改良，如酸化土壤可施用生石灰或白云石粉溶田，种植绿肥翻压还田、施用有机肥或秸秆还田等。（3）培育抗化感或高化感的作物品种，减少农业生产中化学药物的应用，并降低开支。大量研究发现，产生化感物质的特性是植物的遗传特性，同种间的差别较大，因此利用化感育种来克服自毒作用发生可能是未来解决连作障碍问题的最好途径。

化感作用研究还大多处于起始阶段，多数涉及化感现象的观察，化感物质的提取、分离鉴定等方面，对化感作用的机制、生态环境的研究等做得较少。抗病虫害、抑制杂草的化感新品种有待开发，并且推广到实际生产中去，以减少甚至不用化学合成药剂。

参考文献

[1] 何水林（2000）.种植制度中作物化感作用及其应用：中国集约型农作制可持续发展.南昌：江西科学技术出版社，2000：219

[2] 胡敦孝译（1989）.天然化学物质与有害生物防治.北京：科学出版社，9-10

[3] 宋君（1990）.植物间的化感作用.生态学杂志，9（6）：43-47

[4] 吴凤芝，赵凤艳，刘元英（2000）.设施蔬菜连作障碍原因分析与防治措施.东北农业大学学报，31（3）：241-247

[5] 吴辉，郑师章（1992）.根分泌物及其生态效应.生态学杂志，12（6）：42-47

[6] 阎秀峰（2001），植物次生代谢生态学.植物生态学报，25（5）：639-649

[7] Martin V L，McCoy E L，Dick WA（1990）.Allelopathy of crop residues influences com seed germination and early growth .Agron.J.，82：555-560.