化感作用及其應用

,植物化感,作用及其應用,1.定義,5.在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,3.化感物質(zhì)的釋放途徑,4.作用機理,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：忽略了自毒效應互感作用：無法表達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)境中釋放化學物質(zhì)而對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方面；,1.定義,相互作用的化學物質(zhì)是植物次生代謝物；,化感作用包括有害和有益兩個方面；,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)簡單.主要分為水溶性有機物、直鏈醇、脂肪族醛和酮。包括簡單不飽和脂；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，被證實是化感活性較強的一類物質(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,其中復合物或聚合物被微生物分解而釋放出某些化合物對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、擴散到土壤中，對其他植物生長產(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生理活動，最終抑制或促進植物的生長發(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)。兩個基本點,3.化感作用機理,植物營養(yǎng)和水分的吸收,3.化感作用機理,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進行植物套種,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利用化感作用進行雜草的生物防治4.4利用化感作用進行病蟲害生物防治,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)中的應用,4.1合理利用植物化感作用的相生效應進行植物套種,提高農(nóng)田生產(chǎn)力,生產(chǎn)中,有的作物在一起套種會提高作物產(chǎn)量,而有的則會減產(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)中的應用,4.1合理利用植物化感作用的相生效應進行植物套種,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爭,可對雜草進行控制。生產(chǎn)中積極利用克生效應防除雜草,不但可減少農(nóng)業(yè)投入,節(jié)約成本,同時不會產(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,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)中的應用,4.3利用化感作用進行雜草的生物防治,水稻對水稻田雜草的化感（克生）作用,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,4.3利用化感作用進行雜草的生物防治,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前植物保護工作的熱點之一,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大面積防治病蟲害,且高效、低毒、低殘留,有利于保護生態(tài)環(huán)境,減少殘留,保護人類身體健康。,4.化感作用在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,4.4利用化感作用進行病蟲害生物防治,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，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