关于化感植物的介绍

植物化感作用在农田杂草防除中的应用

植物化感作用在农田杂草防除中的应用

农田杂草是农业生产中的重要问题之一，给农业生产造成巨大损失，长期使用除草剂不仅污染环境，而且杂草易产生抗药性。具有化感作用的植物可以通过向环境中释放化感物质并与杂草竞争生存环境，进而对杂草种子的萌发和生长产生抑制作用。利用化感作用控制杂草不会带来诸如农药残留等的环境问题，所以利用化感作用控制田间杂草是一种具有潜力的可持续发展农业的杂草控制措施。

一、化感作用的基本定义

植物化感作用（Allelopathy）的概念是Molisch在1937年首先提出，并定义为：所有类型植物（含微生物）之间生物化学物质的相互作用，这种相互作用包括有害和有益两个方面。除此之外，Molisch对植物化感作用研究的具体内容未能作进一步的阐明。20世纪70年代中期，Rice根据Molisch的原始定义和植物化感作用近40年的研究成果，将植物化感作用定义为：植物（含微生物）通过释放化学物质到环境中而产生对其他植物直接或间接的有害作用。这一定义首次阐明植物化感作用的本质是植物通过向体外释放化学物质而影响邻近植物。随后，植物化感作用的研究十分活跃，取得了许多成果。发现植物释放的化学物质对植物是有害的，但在许多情况下也是有益的。同时，在农林业生产实践和研究中，陆续发现许多作物的连作障碍和人工林的衰退是因为作物或林木释放

的化学物质对自身毒害的结果，从而揭示了植物化感作用可在种间进行，也可以在种内进行。20世纪80年代中期，Rice将有益的作用和自毒作用补充到植物化感作用的定义中。从此，Rice关于植物化感作用的定义被普遍接受。

植物化感作用的媒体是化学物质，被称为“化感物质”（Allelochemical）。孔垂华提到的Allelochemical是指植物所产生的影响其他生物生长、行为和种群生物学的化学物质，不仅包括植物间的化学作用物质，也包括植物和动物间的化学作用物质，而且这些化学物质并没有被要求必须进入环境，也可以在体内进行。现已发现，许多化感物质不仅对植物，而且对微生物、动物特别是昆虫都有作用。

动植物的化感作用及其分子机制研究

研究表明，动植物体内的化学物质可以对其它生物产生相应的化感作用。这种作用不仅可以促进生物之间的交流和合作，同时也可以发挥警戒、防御等功能。在这种化感作用中，分子机制的研究尤为重要。本文将从动植物的化感作用入手，探讨其分子机制的研究进展。

一、动物的化感作用

化感作用是指动物之间通过各种化学物质来交流、合作或进行警戒和防御的现象。这种物质可以是动物体内的荷尔蒙和腺体分泌的香味物质等，也可以是动物体外排放的化学物质，如昆虫释放的信息素等。这些物质通常能够通过空气中的弥散和风力传播，达到广泛的范围。

动物通过化感作用的方式交流和合作，如一些动物可以通过释放信息素来吸引异性，实现交配。同时，一些食草动物也能够识别草地上的毒草，避免误食。此外，一些食肉动物也可以通过追踪猎物的气味来猎获猎物。

另一方面，动物也可以通过化感作用来警戒和防御。很多动物可以通过释放某些化学物质来传达危险的信息，让其他同种动物警觉，从而避免被掠食者攻击。比如蜜蜂释放的蜜蜂素，可以在蜂群内传递猎物信息，也可以发出强烈的攻击信号。

二、植物的化感作用

植物也能够通过化感作用来交流和合作。植物通过根系产生的挥发物质来与其他无机物、细菌和真菌进行下列交换，其中包括氮、磷和钾的交换，以及与有益细菌和真菌的共生作用。

植物的化感作用对其它植物和昆虫也产生了影响。一些植物物种会释放出某些化合物，如挥发性有机物，以吸引蜜蜂和蜂鸟等昆虫来进行授粉。这样会帮助植物周围的花朵进行多重配对。 另一方面，一些植物也可以通过释放出特定的化合物来防御植食动物的进攻。通常，这些化合物含有苦味或毒性，可以引起动物的呕吐和中毒。

三、动植物的化感作用分子机制的研究

分子机制是动植物的化感作用研究中尤为核心的部分。如何解释动植物之间的交流和合作，并研究它们之间化学物质的作用，是科学家们重视的问题。

在植物化感作用研究中，以青霉素和红霉素为代表的二元素素类基因组学方法是研究植物根系挥发物质的一种主要方法。通过建立一个特定物种的挥发物质数据库，可以对物种之间的相互作用进行分析和比较。该方法的优势在于，它可以大规模快速地筛选挥发物质，并探索植物之间的化感作用机制。

２０１０年８月　Ａｕｇ．２０１０　华南师范大学学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＯＵＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＮＯＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　（ＮＡＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＥＤＩＴＩＯＮ）　２０１０年第３期　Ｎｏ．３，２０１０　

文章编号：１０００—５４６３（２０１０）０３—００８２—０４　

华南地区５种常见地被植物的化感作用　

冯卓森　，李伟华ｈ，彭长连　，周先叶　，冯　莉　，田兴山　，任建国　

（１．华南师范大学生命科学学院，广东省高等学校生态与环境科学重点实验室，广东广州５１０６３１；　２．珠海市粤华园林绿化建设管理有限公司，广东珠海５１９０００；３．广东省农业科学院植物保护研究所，广东广州５１０６４０；　４．青岛农业大学农学与植物保护学院，山东青岛２６６１０９）　

摘要：研究了５种地被植物对３种蔬菜种子萌发的化感作用，结果表明：３种草坪草（大叶油草、蔓花生和红花酢浆　草）对３种蔬菜种子的综合化感效应（明）均表现为抑制，红花酢浆草（胚＝０．８７）最大，蔓花生（舾＝０．３８）中等，大　叶油草（ＳＥ＝０．１４）最低．这为红花酢浆草草坪和蔓花生草坪杂草较少，而大叶油草草坪杂草较多提供了理论依据．２　种护坡野生地被植物中，三叶鬼针草表现出较强的化感抑制作用（ＳＥ＝０．５９），铺地黍则较弱（ＳＥ＝０．１９）．可见，铺地　黍比三叶鬼针草更适于与其它草种共生．城市绿化中单纯草地要选择化感抑制作用强的草种以减少杂草的发生，而　边坡护坡草种的选择要尽量避免化感抑制作用强的草种以利于边坡植被群落的稳定．建议增加化感作用作为地被　植物选择的标准之一．　关键词：地被植物；化感作用；萌芽率；化感效应指数　中图分类号：Ｑ９４８　文献标志码：Ａ　

地被植物是现代园林中不可缺少的景观组成部　分．广义上的地被植物包括草坪草，狭义上将草坪草　

另列一类，是指低矮、能较好地覆盖地面，形成一定　的景观效果，并具较强扩展能力的多年生草本、低矮　灌木或藤本¨　Ｊ．地被植物选择的标准公认的有７　

实验六：植物的化感作用

1 实验原理

化感作用，也称异株克生，是指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，从而影响其他植物的生长，植物的化感作用广泛存在于自然界中。

2 实验目的

本实验旨在探究种间化感作用，研究供体植物（白鹤芋

Spathiphyllum

kochii Engl. & K.Krause）对受体植物（绿豆 Vigna radiata (Linn.) Wilczek）的化感作用。

3 实验材料与仪器

3.1 实验材料：白鹤芋 Spathiphyllum kochii Engl. & K.Krause（供体植物）

绿豆 Vigna radiata (Linn.) Wilczek（受体植物）

3.2 实验仪器：剪刀、瓶子、盘子、卷纸

4 实验方法和步骤

4.1 供体植物浸出液获得

4.1.1 采集新鲜的白鹤芋叶片，用清水洗净，并用吸水纸吸干叶子表面水分。

4.1.2 将叶片剪成小于2cm的碎片，取20g新鲜叶片放入瓶内。

4.1.3 在瓶内加入150ml矿泉水，室温下浸提24h。

4.1.4 用纱布过滤浸提液，获得供体植物浸出液。

4.2 受体植物的培养

4.2.1 取180颗大小相似的绿豆，每30颗一组，分别均匀地摆在点上纸巾的盘子内，并给每个盘子标上标签（对照组1、对照组2、对照组3、实验组1、实验组2、实验组3）。

4.2.2 向对照组盘子内加入适量矿泉水，向实验组的盘子内加入供体植物浸出液。

4.2.3 每日记录各组种子萌发情况，并在实验的最后一天测定根长和苗高。

4.2.4 计算每组的萌发率（GR）、发芽指数（GI）、化感效应指数（RI）。

5 实验结果与分析

5.1 实验结果

图1：绿豆种子培养情况

图2：各组绿豆幼苗生长情况

5.2结果分析

通过测量计算可知，在利用天南星科的白鹤芋作为供体植物，绿豆种子作为受体植物的化感实验中，对照组和实验组的萌发率、发芽指数、根长和苗高的化感效应指数都为负数，说明白鹤芋的汁液对于绿豆发芽有抑制作用。但经过T检验可知，对照组和实验组的差异不显著。综上所述，供体植物白鹤芋叶片的浸出液对绿豆种子的萌发无明显影响。