生態(tài)學(xué)作業(yè)-他感作用課件

他感作用目錄他感作用的定義一他感作用的物質(zhì)他感作用的生態(tài)意義他感作用的應(yīng)用前景他感作用的作用方式他感作用的定義

植物的他感作用就是一種植物通過向體外分泌代謝過程中的化學(xué)物質(zhì)，對其他植物產(chǎn)生直接或間接的影響。這種作用是種間關(guān)系的一部分，是生存競爭的一種特殊形式，種內(nèi)關(guān)系也有此現(xiàn)象。植物分泌的他感作用物質(zhì)，多屬于植物代謝過程中產(chǎn)生的次生性化學(xué)物質(zhì)。例如，胡桃樹能分泌一種叫胡桃醌的物質(zhì)，能抑制其他植物的生長，所以在胡桃樹下的土表層上沒有其他植物生長。一、術(shù)語作用體受體Koline高等植物高等植物Marasmin高等植物微生物Phytoncide微生物高等植物Antibiotic微生物微生物Phytoinhibitin高等植物其它植物Daproinhibitin微生物其它植物附：不同學(xué)者對不同的生物水平用不同的名詞來表述：1他感作用的物質(zhì)2具有他感作用的次級代謝物34他感作用的釋放方式環(huán)境條件與植物分泌物的關(guān)系他感作用物的作用方式知識結(jié)構(gòu)：二、（一）他感作用的釋放方式

他感作用物幾乎存在于所有的植物器官中，如葉、根、根狀莖、花、果實(shí)和種子。他感作用物的釋放方式主要有四種：揮發(fā)、根分泌、淋溶、殘留物的分解。1、揮發(fā)揮發(fā)性他感物質(zhì)首先是在干燥地區(qū)的研究中發(fā)現(xiàn)的。這些揮發(fā)性物質(zhì)書萜類，主要是單萜和倍半萜。這些揮發(fā)性萜類或呈水汽狀被周圍植物吸收，或溶入露水進(jìn)入土壤，被植物根系吸收。2、根分泌他感作用是從根分泌出來的。例如：Chenopodlumalbum在開花時期會從根中分泌出草酸。

3、淋溶由于雨水或霧滴的作用，一些有機(jī)酸、糖、氨基酸、類糖物質(zhì)．赤霉酸、萜類，植物堿及酚類化臺物則被從植株淋溶下來。例如：菊葉的淋溶物對森林中的下層植物有抑制作用。4、殘留物的分解植物及其某些器官死后，其中的復(fù)合物或聚合物被微生物分解而釋放出某些化臺物，這對周圍植物起他惑作用。如具有生氰糖苷基團(tuán)的野高粱在微生物作用下，可產(chǎn)生抑制物HCN和苯甲醛。

（三）環(huán)境條件與植物分泌物的關(guān)系

植物產(chǎn)生分泌物的多少和性質(zhì)，不僅取決于有機(jī)體的生理特性，而且與外界環(huán)境條件有關(guān)。1、光光的性質(zhì)、強(qiáng)度和持續(xù)照射時問對毒素的合成具有重要的調(diào)節(jié)作用。在溫室中對煙草補(bǔ)加紫外線照射時，其綠原酸含置增加到對照的5倍，煙草受紅光照射時，產(chǎn)生較多的植物堿，較少的酚。長日照可提高許多植物酚酸和萜的含量。

2、營養(yǎng)如缺乏B、Ca、Mg、N、P、K和S，則大部分植物中的綠甄酸和茛菪靈濃度升高，而極少數(shù)植物綠原酸濃度則下降。

3、水缺水或受其它條件影響也可導(dǎo)致某些植物的綠原酸或異綠原酸的濃度提高。

(四)他感作用物的作用方式

1、抑制植物對養(yǎng)分的吸收例如燕麥?zhǔn)芊宇愖饔脮r，吸收K減少。一方面是由于離子間競爭性使K+的吸收減少，另一方面是由于水楊酸等酚類物質(zhì)可改變膜透性，使大量K溢出。2、抑制根的分生組織如蔥頭經(jīng)香豆素處理后幾小時內(nèi)，有絲分裂停止。又如鼠尾草的揮發(fā)性萜可抑制黃瓜幼苗的有絲分裂。抑制鼠尾草黃瓜

他感作用的類型

化學(xué)抑制作用：植物分泌的化學(xué)物質(zhì)抑制其他植物生長。

化學(xué)致殺作用：植物分泌的化學(xué)物質(zhì)殺死細(xì)菌和真菌及昆蟲。三、化學(xué)抑制作用玫瑰和木樨草種在一起后，玫瑰釋放物質(zhì)阻礙木樨草生長，使其枯萎，而木樨草枯萎前會釋放一種物質(zhì)使玫瑰中毒死亡。抑制死前分泌物質(zhì)使玫瑰中毒化學(xué)致殺作用苦楝樹體內(nèi)存在一種叫做苦楝素的物質(zhì)，對于蠶有毒害作用，它的花毒性更大，花落在桑園內(nèi)蒸熏揮發(fā)會使蠶急性中毒。致殺他感作用的意義1、他感作用的歇地現(xiàn)象植物他感作用的研究在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和管理上具有極重要的意義。在農(nóng)業(yè)上，有些農(nóng)作物必須與其他作物輪作，不宜連作，連作則影響作物長勢，降低產(chǎn)量。這種現(xiàn)象被稱為歇地現(xiàn)象。例如，早稻就是不宜連作的農(nóng)作物，它的根系分泌的對－羥基肉桂酸，對早稻的幼苗起強(qiáng)烈的抑制作用，連作時則長勢不好，產(chǎn)量降低。四、2、他感作用和植物群落中的種類組成植物群落都由一定的植物種類組成，他感作用是造成種類成分對群落的選擇性以及某種植物的出現(xiàn)引起另一類消退的主要原因之一。H．B．Bode（1958）闡明了黑核桃（Juglansnigra）樹下幾乎沒有草本植物的原因。他認(rèn)為該樹種的樹皮和果實(shí)含有氫化核桃酮（1－4－5－三羥基萘），當(dāng)這種物質(zhì)被雨水沖洗到土中，即被氧化成核桃酮，并抑制其他植物的生長。銀膠菊原產(chǎn)于墨西哥，是一種產(chǎn)橡膠的草本植物，它群生時，不但本身不好，而且對周圍植物產(chǎn)生很大的影響，這是因?yàn)殂y膠菊植物根系分泌出反肉桂酸，抑制自身及其他植物生長。3、他感作用與植物群落的演替引起植物群落演替的原因很多，但大體上又分為外因和內(nèi)因兩大類，關(guān)于植物群落演替的內(nèi)在因素，至今報道不多，目前認(rèn)為他感作用是重要的因素之一。根據(jù)C．H．Muller（1964、1966）研究，北美加利福尼亞的草原，原來是由針茅（Stipapatahra）和早熟禾（Poascabrella）等構(gòu)成，由于放牧和燒荒，逐漸變成了由野燕麥和毛雀麥（Bromusmollis）構(gòu)成的一年生草本植物群落，以后又由于生長在這種群落周圍的芳香性鼠尾草灌木（Salvialencophylla，S．melifera）和蒿（Artemisiacolifornica）的葉子分泌有樟腦和桉樹腦等萜烯類物質(zhì)聚集在土壤中，抑制樂雨季時發(fā)芽的一年生植物。因此，在這些灌木的周圍形成1～2m2的草本植物不能生長的裸地。

Booth（1941）把北美草原地區(qū)荒棄地的植被演替劃分為4個階段：①有野向日葵和蒿類構(gòu)成的雜草階段，持續(xù)2～3a；②三芒草占優(yōu)勢的一年生禾草階段，持續(xù)9～13a；③須芒草占優(yōu)勢的多年生叢生禾草階段，持續(xù)很長時間；④恢復(fù)到頂級群落——普列列草原。他推測第一階段的雜草產(chǎn)生了抑制物質(zhì)，抑制其他植物及其自身的生長，從而被第二階段的一年生禾草所替代。對這些植物分泌物的研究結(jié)果表明，野向日葵的根分泌出綠原酸和異綠原酸，而葉子則分泌出莨菪葶和a－萘酸，抑制了其他植物和自身的生長。因此雜草階段持續(xù)時間不長，很快為那些不受野向日葵分泌物質(zhì)影響的一年生禾草所代替，形成一年生禾草階段。北美大草原北美大草原

日本的沼田（1967）也進(jìn)行了從棄荒地開始的演替機(jī)制的研究，得出了相似的結(jié)論。

他感作用在植被組成和種群控制中具有重要的作用，同時他感作用往往和別的因子一起發(fā)揮作用，起到增加效應(yīng)，這在草地與森林植被之間平衡的改變上極為明顯。德國學(xué)者R．Knapp（1974）和美國學(xué)者E．L．Rice（1974，1984）等人都對他感作用的機(jī)理及在植被組成和種群控制中的作用進(jìn)行過很多探討，我國科學(xué)工作者也從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行了有關(guān)研究。

他感作用的發(fā)展前景1、有益植物的合理結(jié)合

通過研究經(jīng)濟(jì)作物和其他作物的他感作用，建立合理的輪作、間作和套種的耕種制度，可有效地利用他感作用控制田間雜草并降低作物之間的負(fù)效應(yīng)，提高經(jīng)濟(jì)作物的質(zhì)量、產(chǎn)量和土地的產(chǎn)出率。2、有效他感物質(zhì)的利用以天然的有效他感物質(zhì)的先導(dǎo)物，通過人工合成施入土壤系統(tǒng)，使之不僅控制病蟲害、雜草，而且由于這種化合物的易降解性，不會給土壤環(huán)境帶來污染問題。隨著合成化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境的危害引起人們的日益關(guān)注，無論是在發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家，可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要性日趨顯著，利用他感物質(zhì)（多為次生代謝物五、

控制害蟲（包括昆蟲類和線蟲）以及疾病的發(fā)生已經(jīng)有不少報道，某些他感物質(zhì)具有除草、殺蟲效果，除直接使用之外，其結(jié)構(gòu)經(jīng)過鑒定后可以人工合成進(jìn)行大量生產(chǎn)或者經(jīng)過化學(xué)修飾之后，進(jìn)一步提高其效力。除蟲菊（Chrysanthemumcinerariifolium）是多年生草木植物，我國各地均有栽培，從除蟲菊花中提取的除蟲菊酯（pyrethrin）是最古老的殺蟲劑之一，其成分為萜類化合物，對昆蟲有觸殺和麻痹作用。3、提高還田秸稈的利用效率

秸稈還田是提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、優(yōu)化土壤物理性狀的常用