化感作用及其應(yīng)用

,植物化感,作用及其應(yīng)用,1.定義,5.在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,3.化感物質(zhì)的釋放途徑,4.作用機(jī)理,2.化感物質(zhì)種類,化,感,作,用,Alleopathy化感作用,克生作用：僅考慮了有害的方面他感作用：忽略了自毒效應(yīng)互感作用：無法表達(dá)相互作用植物間的主客體關(guān)系,1.定義,一種植物通過向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)而對(duì)該種植物或周圍植物（包括微生物）所產(chǎn)生的直接或間接的作用。,自毒作用也是化感作用的一個(gè)方面；,1.定義,相互作用的化學(xué)物質(zhì)是植物次生代謝物；,化感作用包括有害和有益兩個(gè)方面；,胡桃樹下為什么不長草?,1.定義,胡桃樹的葉、皮能釋放水溶性的葡萄糖代胡桃醌,被雨霧淋溶到地上,經(jīng)土壤微生物作用水解成毒性的胡桃醌殺死樹下植物,1.定義,異株克生,迄今為止所發(fā)現(xiàn)的化感物質(zhì)幾乎都是植物的次生代謝物質(zhì),分子量較小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.主要分為水溶性有機(jī)物、直鏈醇、脂肪族醛和酮。包括簡(jiǎn)單不飽和脂；長鏈脂肪酸和多炔；醌類；苯甲酸及其衍生物；氨基酸和多肽；內(nèi)萜；單寧；嘌呤和核苷等14類。其中低分子有機(jī)酸、酚類和萜類最為常見,2.化感物質(zhì)種類,酚類物質(zhì),酚類物質(zhì)是一類重要的次生代謝產(chǎn)物，研究較多，被證實(shí)是化感活性較強(qiáng)的一類物質(zhì)，研究證明大部分酚類物質(zhì)具有化感作用，其中對(duì)羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸香豆酸和阿魏酸是重要的化感物質(zhì)。香草酸阿魏酸,2.化感物質(zhì)種類,萜類物質(zhì),萜類化合物分布廣泛,種類繁多,是植物次生代謝產(chǎn)物中最多的一類化合物.常見揮發(fā)性萜類有檸檬烯、蒎烯、楊梅葉烯、樟腦、香茅醇等。,2.化感物質(zhì)種類,：植物通過根系分泌，將化感物質(zhì)釋放到根際土壤中，直接或間接影響周圍其他植物生長,3.化感物質(zhì)的釋放途徑,分,泌,腐,釋,：森林植物凋落物花、果、枝和葉等腐爛后,其中復(fù)合物或聚合物被微生物分解而釋放出某些化合物對(duì)周圍植物起化感作用。,揮,發(fā),：植物活體的地上部分或枯落物通過分解釋放乙烯、萜類等揮發(fā)性物質(zhì)的形式釋放化感物質(zhì)，直接或間接影響其他生物生長。對(duì)周圍植物起化感作用。,淋,溶,：水溶性的化感物質(zhì)經(jīng)霧、降水或露水等淋洗或從植物表面淋溶轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散到土壤中，對(duì)其他植物生長產(chǎn)生直接或間接作用。,1,2,3,4,化感物質(zhì)影響細(xì)胞質(zhì)膜自由基的產(chǎn)生、滲透壓的變化及生理代謝過程等多項(xiàng)生理活動(dòng)，最終抑制或促進(jìn)植物的生長發(fā)育。任何一化感物質(zhì)都可能影響植物的許多基本代謝過程和生長調(diào)節(jié)系統(tǒng)。兩個(gè)基本點(diǎn),3.化感作用機(jī)理,植物營養(yǎng)和水分的吸收,3.化感作用機(jī)理,植物的生長調(diào)節(jié),植物的光合作用,植物的呼吸作用及其蛋白質(zhì)和核酸代謝,4.1合理利用植物化感作用的相生效應(yīng)進(jìn)行植物套種,提高農(nóng)田生產(chǎn)力4.2注意作物自毒作用,合理使用輪作生產(chǎn)技術(shù)，解決作物連作危害問題4.3利用化感作用進(jìn)行雜草的生物防治4.4利用化感作用進(jìn)行病蟲害生物防治,開發(fā)無公害農(nóng)藥,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.1合理利用植物化感作用的相生效應(yīng)進(jìn)行植物套種,提高農(nóng)田生產(chǎn)力,生產(chǎn)中,有的作物在一起套種會(huì)提高作物產(chǎn)量,而有的則會(huì)減產(chǎn),這其中的原因之一就是作物間存在著化感作用。,荔枝間套種紅薯、豌豆、油菜,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.1合理利用植物化感作用的相生效應(yīng)進(jìn)行植物套種,提高農(nóng)田生產(chǎn)力,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,桑薯套種,玉米小麥套種,玉米花生套種,西瓜辣椒套種,長期以來,連作障礙一直是造成作物減產(chǎn)的一個(gè)重要原因,而人們常把原因歸結(jié)為栽培管理不合理、土壤衰退以及病蟲害引起的,而沒有注意到作物分泌于土壤中某些次生代謝物質(zhì)對(duì)自體毒害作用的可能性,即化感作用。我國東北連年種植大豆從而造成大豆減產(chǎn),可能與大豆的自毒作用有關(guān)。,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.2注意作物自毒作用,合理使用輪作生產(chǎn)技術(shù)，解決作物連作危害問題,利用雜草相互間及雜草與作物間化感作用和競(jìng)爭(zhēng),可對(duì)雜草進(jìn)行控制。生產(chǎn)中積極利用克生效應(yīng)防除雜草,不但可減少農(nóng)業(yè)投入,節(jié)約成本,同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于人工合成化合物的使用而帶來污染環(huán)境問題,可有效利用資源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。如冬小麥釋放的化感物質(zhì)能抑制茅草生長;大麥釋放的化感物質(zhì)可抑制繁縷生長;刺槐分泌鞣酸物質(zhì)能抑制多種草本植物生長;核桃、薔薇、高粱、向日葵、茄子、菊、番茄等能分泌克生物質(zhì)。生產(chǎn)中廣泛開展利用植物化感作用的克生效應(yīng),直接利用化感植物套種或地面覆蓋,化感物質(zhì)的人工提取直接作為除草劑等措施是有效防除雜草的途徑。,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.3利用化感作用進(jìn)行雜草的生物防治,水稻對(duì)水稻田雜草的化感（克生）作用,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.3利用化感作用進(jìn)行雜草的生物防治,植物的許多次生代謝物能有效地抵御害蟲或病原菌的侵染,故開發(fā)利用植物源殺蟲劑和殺菌劑是當(dāng)前植物保護(hù)工作的熱點(diǎn)之一,也是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的需要。目前許多殺蟲劑是以植物為藥源或是模擬植物中的天然成分合成的,又稱“無公害農(nóng)藥”,它的使用不但可及時(shí)大面積防治病蟲害,且高效、低毒、低殘留,有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少殘留,保護(hù)人類身體健康。,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,4.4利用化感作用進(jìn)行病蟲害生物防治,開發(fā)無公害農(nóng)藥,無公害農(nóng)藥(除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑)將是未來現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展方向,也是可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。農(nóng)業(yè)上化感作用研究的一個(gè)核心問題是農(nóng)業(yè)生態(tài)體系中各因素之間的互作效應(yīng)，這也是生態(tài)平衡的決定因素?；凶饔醚芯靠梢詭椭藗冋{(diào)整各生態(tài)因素，建