化感作用
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植物化感作用在农业中的应用随着科技的不断进步,人类对于植物的认识也不断加深,而植物化感作用在农业中的应用也越来越被人们所重视。
植物化感作用简单来说是一种植物间通过生理和化学物质相互影响的现象,它不仅能帮助植物增强免疫力,减少害虫侵袭,还能促进植物生长和提高产量,下面将分几个方面来详细介绍其在农业中的应用。
一、植物化感作用对害虫的影响在农业生产中,害虫的侵袭是极为常见的现象,而传统的防治害虫的方法通常是使用农药,这样会导致环境污染和农产品的质量下降。
然而,植物化感作用可以帮助我们减少农药的使用,从而达到更加环保与安全的效果。
事实上,植物化感作用对于害虫的控制效果非常显著,例如一些叶蝉,它们可以感应到植物之间的相互影响,当某一种植物的免疫力增强时,它们就会利用相应的化学物质来提高自己的免疫力,使它们不会被植物攻击。
另一方面,某些植物会通过释放挥发性化学物质来引导天敌来捕食害虫,这也就是所谓的“诱捕”作用。
而这一切的效果都要归功于植物之间的化感作用。
二、植物化感作用对于农作物的生长和产量提高的影响不仅仅在控制害虫方面,植物化感作用对于农作物的生长和产量提高也是有很大帮助的。
研究发现,由于植物间流动的信息素,可以促进植物的生长,使其更快成长和更高产。
而且,植物之间的化感作用也可以大大减缓环境中的病毒和病菌的传播,从而防止外部环境对植物的影响。
例如,在试验田中,如果种植两个品种的植物,A和B,同时在A旁边还种植了C,当B的生长条件比A差的时候,A会通过化感作用来帮助B,让其生长得更好。
所以,针对不同的农作物,通过科学的种植排布和管理方式,可以实现跨种化感效应对农作物生长和产量的影响。
三、植物化感作用在土地中的应用同时,植物化感作用在土地中的应用比较广泛,可以帮助植物更好地适应环境。
首先,植物的根系和土壤之间会产生一种叫做“根际”效应的共生关系,它可以帮助植物吸收养分,并且增加植物的生长速度。
其次,植物会通过根系分泌出一种叫做“溶性物质”的物质,它能够影响土壤物理和化学状态,从而对其他植物产生影响。
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。
植物的化感作用范文植物的化感作用是指植物通过释放特定化合物,与其他生物相互作用,以达到自身保护或营养获取的目的。
这些化合物可以影响其他植物、昆虫、微生物以及动物。
植物的化感作用对于植物生长发育、病虫害防治以及生态系统的维持都起着重要的作用。
一、植物对其他植物的化感作用植物通过化感作用可以与周围的植物相互竞争、抑制对方的生长发育。
植物释放的化感物质可以抑制其他植物的发芽、生长、营养吸收和光合作用等,从而减少与其竞争。
这种化感作用通常表现为对方植物的种群密度下降、生长受限或死亡。
例如,核桃树会释放出一种叫做“青蒿害草素”的物质,对周围的青蒿植株有抑制作用,有效防止了青蒿害草的侵袭。
二、植物对昆虫的化感作用植物通过化感作用可以吸引益虫防害虫,增加其对害虫的抵抗能力。
植物释放的化感物质可以吸引害虫的天敌、寄生生物以及功能性的昆虫(如蜜蜂等),使其聚集在植物旁,形成对害虫的生物防治环境。
例如,一些植物会释放出特殊的香气或颜色吸引蜜蜂,帮助传粉;有些植物也会释放出特定的化合物来引诱天敌,如释放出咖啡因来吸引食草动物以降低害虫的侵袭。
三、植物对微生物的化感作用植物通过化感作用可以与一些有益微生物共生合作,提高自身养分供应和耐逆能力。
植物释放的化感物质可以与根际活动的微生物相互交流,形成一种互利共生的关系。
例如,豆科植物根际的根瘤菌能为植物提供固定氮素的能力,而植物则为根瘤菌提供生长所需的碳源,双方形成共生关系,相互受益。
四、植物对动物的化感作用植物通过化感作用还可以对动物的行为产生一定影响,从而保护自身。
植物释放的化感物质可以使动物避免或减少对其的攻击和食用。
这种化感作用通常表现为对方动物对植物的避开、绕过或停留时间的减少。
例如,有些植物会释放出特殊的气味来吸引大型草食动物,使其停留在植物旁,吃掉周围的植物而不是自己;还有一些植物在受到损伤后会释放出苦味物质,使攻击者感到不适而逃离。
这些化感作用可以有效地保护植物不受食草动物的侵袭。
植物化感作用与植物保护植物保护是现代农业发展的重要组成部分,随着科技的发展和生物学研究的深入,越来越多的人们开始关注起了植物化感作用对植物保护的作用与影响。
那么什么是植物化感作用呢?植物化感作用是指相邻植物间通过一些特殊的化学物质产生的互相作用,其主要作用是通过化学物质的释放实现植物的保护和互相协作。
通常植物会释放一些具有特殊生物活性的物质,它们可以作为“信号”在植物间传递,从而调控相邻植物的生长和发育,而这些物质也可以对一些害虫和其他生物具有杀死和驱赶的作用。
在植物保护中,植物化感作用的作用是不容忽视的。
通过调节植物的释放物质,可以有效地吸引或者驱赶一些有害物质,从而实现植物生长的完整和病虫害的有效控制。
同时,植物间的化感作用也可以通过筛选利用植物间协同工作的方式,促进植物的健康生长和发育,从而提高农作物的生产力和品质。
常见的植物化感作用利用方法包括:诱芽防病、诱招天敌、空气清新剂等。
以下简述三种常见利用植物化感作用的应用方法:一、诱芽防病诱芽防病是指通过植物间的诱导化合物将其他距离不远的种子植物的芽提前发芽,通过种间择优使得其在菌根真菌的保护下增强植株的免疫力,从而强化植物的能力来预防病害发生。
此种方法可降低标志性病菌的浓度,减少生物农药的施用,提高农药使用的效率和减少对农业环境的污染,同时也能够降低生产成本并提高经济效益。
二、诱招天敌防害天敌是指对有害生物具有控制和杀伤能力的其他昆虫或者非昆虫动物,而诱招天敌恰恰是通过植物释放的化合物吸引天敌来进攻害虫,从而达到控制害虫的效果。
这种方法可以降低对农业环境的影响,减少对生态平衡的破坏,同时也避免了农民过度依赖农药带来的副作用,从而使得农业的可持续发展更具备可行性。
三、空气清新剂植物不仅能够释放出有益物质促进作物生长与发育,还能够释放出氧气和一些飞沫,从而增加空气湿度和清新空气,将空气中的细菌、病毒和污染物质吸收掉,使空气质量变得更加健康和舒适。
化感作用化感作用(Allelopatlly)近年来成为化学生态学研究中的持续热点之一。
植物化感作用的发现有着悠久的历史,早在公元前3世纪和5世纪古希腊学者Democritus和Theophrastus 就分别提到植物间存在化学物质的相互反应(和丽忠等,2001)。
1937年奥地利植物生理学家Molisch在解释乙烯对果实成熟的影响时首创了化感作用一词,在他书中写到:描述一种植物能影响另一种植物的现象,在生理学上很重要,它应该有一个合适的名称,为此,我从希腊文的化感物质allelon和pathos创建了化感作用一词(allelopathy),其中allelon表示“相互的”,pathos表示“有害或影响”。
短单词耐人琴,allelopathie也合适,但它以在文学中与homeopathy相对应。
1984年Rice定义化感作用为一种植物(包括微生物)通过释放化学物质到环境中来影响另一种植物的生长的作用,它包括抑制作用和促进作用两方面。
Rice给的这个定义广泛,几乎涵盖了所有植物的化学生态方面。
化感作用在农业生产中发挥重要的作用,得到国内外研究者的重视。
近年来随着科学技术的发展,尤其是现代分析仪器和电子计算机的广泛应用,多学科的参与及合作,植物化感作用正在成为新的热点研究领域(柴强等,2005;Bocchietal,1996;Cecile et al,2003;pengetal,2004)。
化感物质的种类及释放途径化感物质主要来源于植物的次生代谢产物,存在于植物的所有器官中,分子量小,结构简单,但生物活性较强。
Rice(1984)将其分为:水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮;简单的不饱和内脂;长链脂肪酸和多炔;醌类;苯甲酸及其衍生物;肉桂酸及其衍生物;香豆素类;内黄酮类;单宁;内菇;氨基酸和多肤;生物碱和氰醇;硫化物和芥子油苷;嘌呤和核酸等14类。
其中最为常见的是酚类和类萜类化合物(Bradow and Connick,1990;Einhellig,1995)。
植物化感作用范文植物化感作用是指由植物释放到周围环境中的化学物质对其他生物产生的影响效应。
这些化学物质可以被植物用来引诱或抑制其他生物的行为,从而影响它们的生态关系和相互作用。
植物化感作用在自然界中起着重要的生态功能,对生物多样性的维持和生态系统的平衡具有重要意义。
1.引诱掠食者:植物可以通过释放特定的化学物质来吸引掠食者,从而保护自身免受植食者的攻击。
例如,一些植物释放出具有强烈吸引力的化学物质来吸引捕食性昆虫,如食虫植物通过释放甜美的诱饵来吸引昆虫进入陷阱。
2.抑制竞争者:植物可以分泌化学物质来抑制周围植物的生长,从而减少对养分和空间的竞争。
这些化学物质被称为植物抑制物质,具有抑制其他植物生长的作用。
例如,一些植物可以释放出具有抑制作用的化学物质,阻碍其他植物的发芽和生长。
3.吸引传粉者:植物为了达到繁殖的目的,会释放出具有吸引力的化学物质来吸引传粉者,如昆虫、鸟类等。
这些化学物质可以是芳香物质、颜色等。
例如,花朵释放出的花香可以吸引昆虫传粉,帮助植物完成繁殖。
4.避免被攻击:植物可以通过释放化学物质来预警其他植物或动物,以避免被攻击。
这些预警信号可以引起其他植物抵抗性增强,或使植物掠食者感到不适,从而避免攻击。
例如,一些植物受到捕食昆虫的威胁时,会释放出化学物质来吸引敌害天敌,间接保护自身的安全。
植物化感作用的研究对于人类社会也有重要的意义。
例如,在农业上,了解植物化感作用可以用来发展新型的农药,或者通过引诱性物质来吸引掠食性昆虫控制害虫。
此外,植物化感作用还可以应用于植物保护和环境保护,帮助维持生态平衡。
总之,植物化感作用是植物与其他生物之间的相互作用现象,通过释放特定的化学物质来影响其他生物的行为。
这种作用在生态系统中起着重要的作用,对于维持生物多样性和生态系统平衡有着重要意义。
对植物化感作用的研究有助于我们更好地理解生物间的相互关系,并为人类社会的农业和环境保护提供指导。
种间关系分析——化感作用
1 目的与意义
1.1 掌握植物化感基本理论;
1.2 了解入侵植物的化感作用,深刻理解生态入侵概念及其入侵机制;
1.3 掌握植物浸取液的提取、制备方法.
2 实验原理
化感作用(他感作用):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,从而影响其它植物的生长.具体来讲,它是指供体植物通过茎叶挥发、淋溶、凋落物分解、根系分泌等途径向环境中释放化学物质,从而促进或抑制周围植物的生长和发育.
化感作用是物种生存斗争的一种特殊形式,种内关系和种间关系都有化感作用.化感作用发生在两个不同种之间,本实验研究的是外来入侵植物对受体植物的化感作用.
3 实验材料
3.1 实验材料
白菜种子(受体植物)、南美蟛蜞菊(供体植物).
3.2 实验器材
培养箱、托盘天平、电子天平、烘箱、摇床,剪刀、滤纸、大漏斗、纱布、锥形瓶、烧杯、容量瓶、封口塞、玻棒、量筒.
4 方法与步骤
4.1 采集材料,制作浸提液
1、采集新鲜南美蟛蜞菊.
2、将植株洗净,晾干,剪成小碎片.
3、于200mL锥形瓶中加入蒸馏水100 mL,加入植物叶片碎片10g,室温下摇床浸提24h,过滤,于冰箱中保存待用.
4.2 培养种子
吸取适量上述浓度的浸提液加入放有双层滤纸铺的直径为11 cm培养皿中(以润湿滤纸为准),每皿均匀放置50 粒白菜种子,以蒸馏水为对照,设3个重复(贴上标签,注明组别、日期、处理方式).于室内透光处培养.
4.3 测量
种子出现萌芽后开始记录每天种子的萌发个数,7d 后统计萌发率(GR)和发芽指数(GI),并测定根长和苗高.
GR =(发芽种子数/供试种子总数)×100%
萌发率是决定种子品质和种子实际用量的依据.
GI = ∑(Gt/Dt)(Gt:在t天内的发芽数;Dt:第t天)
发芽指数高说明发芽所用的时间短,发芽速度快.
4.4 计算
计算化感效应指数(RI):RI = T/C - 1,C为对照值,T为处理值。
当RI > 0时,表示促进作用;当RI < 0时,表示抑制作用:RI绝对值的大小代表化感作用强度.
化感综合效应(SE)用上述几个测试项目的RI 的平均值进行评价.
5 结果与分析
5.1 南美蟛蜞菊叶片水提取液对白菜种子萌发的影响
实验结果显示,处理组的萌发率为70.667%,平均发芽指数为5.047,平均根长为4.745cm,平均苗高为8.269cm;对照组的萌发率为80.000%,平均发芽指数为5.713,平均根长为4.190cm,平均苗高为6.320cm.
从上述实验数据可看出,加入了南美蟛蜞菊叶片浸取液的种子的萌发率和发芽指数均较蒸馏水的低,起抑制作用;但其根长和苗高数据比用蒸馏水处理的组要大,表现为促进作用.任意一种化感物质对植物的许多基本代谢过程和生长调节都可能会产生影响,如影响细胞的分裂、生长和根尖结构,细胞膜的透性,矿物离子的吸收,光合作用和呼吸作用,植物激素的活性[1]等.
且任何一种化感物质的作用机制都与其浓度有关,不同浓度的化感物质对植物的影响不同,表现为低促高抑的现象.实验中处理组出现了化感物质对根长和苗高起促进作用,而对其萌发起抑制作用,可能是受体植物各个部位对化感物质的敏感性不同所致.
化感物质可增加细胞膜的通透性,影响植物体酶的活性,还可影响激素合成代谢和植物细胞的生长分裂以调节植物生长,因此,其化感作用对受体植物既有害也有利,需通过分析化感效应指数和综合化感效应来具体判断其对植物的影响.
表1 南美蟛蜞菊叶片水提取液对白菜种子萌发的影响(平均值±标准差,n=3)形态特征处理组-重复1 处理组-重复2 处理组-重复3 平均值±标准差备注
萌发率/% 70 72 70 70.667±1.155
发芽指数 5.00 5.14 5.00 5.047±0.081
根长/cm 4.515 4.271 5.448 4.745±0.621
苗高/cm 8.038 8.096 8.673 8.269±0.351
CK-1 CK-2 CK-3 平均值±标准差
萌发率/% 80 72 88 80.000±8.000
发芽指数 5.71 5.14 6.29 5.713±0.575
根长/cm 4.174 3.774 4.621 4.190±0.424
苗高/cm 6.171 5.992 6.797 6.320±0.423
图处理组与对照组萌发率、发芽指数、根长、苗长对比
5.2 南美蟛蜞菊的化感效应指数和综合化感效应
实验结果显示,南美蟛蜞菊叶片的化感效应指数分别为萌发率:-0.117,平均发芽指数:-0.117,平均根长:0.132,平均苗高:0.308,综合化感效应为0.208.
由此可看出南美蟛蜞菊叶片对白菜种子的萌发、发芽指数有抑制作用,但对根长、苗高却有促进作用,且综合来说,其对白菜起促进作用.
表2 南美蟛蜞菊的化感效应指数和综合化感效应
处理组T(平均值)CK(平均值)化感效应指数=T/C-1
萌发率70.667 80 -0.117
发芽指数 5.047 5.713 -0.117
根长 4.745 4.190 0.132
苗高8.269 6.32 0.308
综合化感效应0.208
6 小结讨论
植物的化感作用可通过对周围其他植物的萌发率和干扰其他植物对营养物质的吸收,使自身得到更多资源,进而排挤竞争能力差的物种,称为优势种.
这种化感潜力将严重影响周围植物对地上和地下资源的竞争能力,导致植物吸水、吸肥、争取阳光的能力降低,这也许是南美蟛蜞菊成功入侵和迅速蔓延的原因之一[2].
综合来看,除了发芽率外,其他几项参数的标准差均较小,可见所测量的指标的相互间作用的影响波动较小,其不确定性较小.但发芽率的不确定性较高,这也可能是测定发芽率时,不同成员的观测不准确所致,可进行更多的组别实验,由足够多的实验结果分析出正确的实验结果.由综合化感效应来看,总得说来,南美蟛蜞菊叶片对于萝卜种子的生长是起着促进作用的.但是此结果可能存在一定的误差,这是由种子活性、培养条件、样本数较少等等条件带来的差异.可通过进行更多的实验,获得较大的样本数来消除误差,获得更为科学、准确的分析结果.。