作物的化感作用

摘要：本文綜述了作物化感作用的表現(xiàn)形式，介紹了化感作用的特殊表現(xiàn)方式——自毒作用，主要說明了酚酸類化感物質(zhì)的自毒作用，闡述了作物的連作障礙以及和化感作用的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：化感作用；自毒作用；連作障礙；酚酸

中圖分類號(hào)： S31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.08.063

植物化感作用的定義是指植物通過向環(huán)境釋放特定的次生物質(zhì)，從而對(duì)鄰近其他植物（含微生物及其自身）生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生的有益和有害的影響?；凶饔檬沁B作障礙產(chǎn)生的重要因素之一。

1 化感作用的表現(xiàn)形式

1.1促進(jìn)作用

豆科類作物秸稈和根系的殘茬及其分解物能促進(jìn)禾本科、茄科等很多作物的生長(zhǎng)。具體而言，苜蓿殘茬覆蓋可促進(jìn)玉米、辣椒、向日葵、甜菜等很多作物的生長(zhǎng)，大豆殘茬對(duì)向日葵的生長(zhǎng)有積極的促進(jìn)作用?；凶饔檬瞧毡榇嬖诘?，同樣化感抑制現(xiàn)象更為普遍，作物根系分泌的酚酸類物質(zhì)以及脂肪酸等在根際土壤環(huán)境中積累，抑制了其他作物的生長(zhǎng)，影響了其他作物的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量。如番茄不僅有自毒作用，且植株揮發(fā)物和根系分泌物對(duì)黃瓜生長(zhǎng)有明顯抑制作用[1]。

1.2自毒作用

自毒作用是使同科植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制，是同一種作物通過向環(huán)境中釋放代謝或分解出來的化學(xué)物質(zhì)，而對(duì)其他同種個(gè)體生長(zhǎng)產(chǎn)生直接或間接的有害影響。是一種發(fā)生在同種植物內(nèi)的生長(zhǎng)抑制作用。連作對(duì)作物生長(zhǎng)的土壤生態(tài)環(huán)境影響很大，特別是作物殘茬與病原微生物的代謝產(chǎn)物對(duì)作物有自毒作用，并連同植株根系分泌的自毒物質(zhì)一起影響植株生長(zhǎng)代謝，導(dǎo)致自毒作用的發(fā)生。大豆、苜蓿等豆科類植物和黃瓜、西瓜、番茄等蔬菜作物，以及水稻、小麥、玉米、甘蔗等禾本科植物中都存在較為明顯的自毒現(xiàn)象?；形镔|(zhì)的釋放途徑包括根系的分泌和腐解，以及植株地上莖葉的揮發(fā)、淋溶等，其中根系的腐解和分泌是化感物質(zhì)產(chǎn)生的主要途徑之一。

1.3酚酸類物質(zhì)的自毒作用

大多數(shù)作物都存在著自毒作用，研究發(fā)現(xiàn)自毒作用是作物產(chǎn)生連作障礙的一個(gè)主要原因[2]。自毒作用可以通過作物淋溶、根系分泌、殘茬分解向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，而對(duì)作物本身產(chǎn)生間接或直接的毒害作用。化感物質(zhì)的重要成分之一是酚類物質(zhì)。關(guān)于酚類物質(zhì)對(duì)化感作用的影響學(xué)界已有很多研究和論述。研究發(fā)現(xiàn)自毒物質(zhì)中的酚酸類物質(zhì)與土壤微生物數(shù)量和活性關(guān)系密切。

在草莓根系腐解物水提液中檢測(cè)到丁香酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、香草酸和5 種酚酸類物質(zhì)，它們均抑制草莓室內(nèi)實(shí)驗(yàn)植物的生長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)證明羥基苯甲酸對(duì)作物生長(zhǎng)的抑制作用最強(qiáng)。調(diào)查研究表明，植物的自身毒性隨降雨、氣溫的變化而出現(xiàn)以植物生長(zhǎng)周期為單位的周期性波動(dòng)。酚酸是作物殘茬腐爛分解后產(chǎn)生的十分常見的有機(jī)分子，它們對(duì)作物的化感作用十分顯著。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，水稻在混有不同含量的入侵雜草殘茬的土壤中的長(zhǎng)勢(shì)有所不同，并且在土壤中檢測(cè)出對(duì)羥基苯甲酸、ρ-香豆酸、沒食子酸、茴香酸等，室內(nèi)試驗(yàn)證明，這幾種酚酸都對(duì)水稻的生長(zhǎng)和產(chǎn)量有著消極的作用。

2 連作障礙

連作障礙是世界性難題，各國(guó)各地均有發(fā)生。連作的頻數(shù)越多，相應(yīng)植物的自毒作用就越大，越為明顯。就連作障礙對(duì)果樹的影響看，連作對(duì)不同的果樹苗木都有影響，例如與空白土地相比，連作后桃和蘋果生長(zhǎng)量下降較大，山楂苗的作物產(chǎn)量下降相對(duì)較小。在不同的前作果樹的土壤里，其后栽植的各種果樹的產(chǎn)量均要比在空閑土地上栽植的果樹產(chǎn)量低。說明同科異屬不同果樹，甚至異科的果樹苗木間也存在相克效應(yīng)。就連作障礙對(duì)東北地區(qū)的農(nóng)作物的影響看，前作農(nóng)作物為大豆和黑小豆等豆科植物的，連作后的農(nóng)作物如馬鈴薯、玉米、向日葵、西瓜等，都有較好的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量。前作農(nóng)作物為馬鈴薯的，連作后的農(nóng)作物產(chǎn)量低于前作農(nóng)作物為大豆等豆科植物的產(chǎn)量。前作農(nóng)作物為玉米、向日葵和西瓜的，連作后的農(nóng)作物的產(chǎn)量低于前作農(nóng)作物為馬鈴薯的產(chǎn)量。連作前后為同種農(nóng)作物的，產(chǎn)量明顯低于連作前后為不同種農(nóng)作物的產(chǎn)量。這其中以大豆為連作前農(nóng)作物的連作后產(chǎn)量最高。而甜菜的自毒作用表現(xiàn)相對(duì)較為明顯，其連作后農(nóng)作物的產(chǎn)量明顯低于其他連作前的農(nóng)作物。調(diào)查研究表明，連作障礙在不同地區(qū)的影響程度也有著明顯的不同，如在松嫩平原和遼寧地區(qū)連作障礙對(duì)連作后農(nóng)作物產(chǎn)量的影響程度有著明顯的不同。連作障礙在不同地貌的影響程度，也有著顯著的不同，如在平原和山區(qū)連作障礙對(duì)連作后農(nóng)作物產(chǎn)量的影響程度相差很大。

因此，連作障礙是被普遍認(rèn)知的、危害嚴(yán)重的涉及生產(chǎn)性的實(shí)際問題，探討連作障礙對(duì)具體生產(chǎn)的實(shí)際影響，并根據(jù)其影響提出相應(yīng)的措施以提高作物的產(chǎn)量，具有非常重要的實(shí)踐意義。

連作障礙主要是由于作物自毒作用等，導(dǎo)致土壤中傳病害加重、土壤性質(zhì)變壞，次生鹽漬化及土壤酸化嚴(yán)重以及線蟲等造成的。連作障礙對(duì)植物生長(zhǎng)會(huì)造成很大的影響，最后導(dǎo)致自毒作用的發(fā)生、病蟲害加重、土壤次生鹽漬化酸化以及土壤元素平衡的破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

植物化感作用實(shí)際研究已朝橫向發(fā)展，目前已擴(kuò)展到以植物為基礎(chǔ)的相關(guān)有機(jī)體和環(huán)境間的化學(xué)相互作用。因此，深入討論化感作用對(duì)連作障礙產(chǎn)生的影響，在作物增產(chǎn)、森林撫育、病蟲害防治、生物復(fù)合群落等方面有著積極的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]周志紅.番茄的化感作用研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1997，8（04）：446-450.

[2]孫文浩，余叔文，相生相克效應(yīng)及其應(yīng)用[J].植物生理通訊，1992，28（02）：81-87.

作者簡(jiǎn)介：杜越，本科學(xué)歷，助理園藝師，研究方向：園藝。