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2005年4月13日 作者:qingz_sicau [返回]
植物化感作用在蔬菜作物上的表现及其应用

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1  引言  

   

    植物化感作用(Allelopathy)是化学生态学研究的一个重要方面。1937年德国科学家Molish首次提出此词,它是指各种植物(包括微生物)之间存在的一种化学相互作用,包括促进和抑制两个方面。植物主要是通过茎叶挥发、淋溶、根系分泌以及植物残体的腐解等途径向环境中释放化感物质,来影响周围植物(微生物)的生长和发育。化感物质多为植物次生代谢产物。温度、光照、水分胁迫、养分含量、生物因素会影响化感作用。化感物质对植物的生理的影响表现集中在以下方面:膨压和叶水势、植物的光合作用及有关过程、植物代谢和酶活性、呼吸代谢、细胞的分裂增殖、细胞及细胞器膜的完整性和渗透性、根系生长和矿质营养的吸收利用。

2    植物化感作用在蔬菜作物上的表现形式

 
    化感作用在蔬菜作物上的表现可以分为三个方面:蔬菜作物之间的化感作用,蔬菜作物与杂草之间的化感作用以及其自毒作用。


2.1         蔬菜作物之间的化感作用

    
    蔬菜作物之间普遍存在着化感作用,相抑制的方面研究的较多。表现在某种蔬菜作物通过茎叶挥发、淋溶、残株腐解等途径释放出化感物质抑制其他作物的种子萌发,根系生长等。我们采用室内生化测定,室外盆栽和水培相结合的研究方法,以多种受体品种来探讨番茄的化感作用,结果表明,番茄植物不仅具有自毒作用,其植株的水提液对黄瓜、萝卜、生菜、白菜、甘蓝的幼苗生长均有显著的抑制作用。番茄植株的挥发物对黄瓜的生长具有明显的抑制作用,但对绿豆、生菜、白菜和番茄自身的幼苗生长无明显的影响,番茄移栽后40天之内,其根分泌物对黄瓜生长有明显抑制作用。Kim Y.S等选取茄子和生菜为受体,对番茄的叶、茎、根的水提物进行生化测定试验,结果表明,生菜和茄子的幼苗生长和干物质平均降低30%,善茄根分泌物及植株挥发物均使生菜的干物质含量降低。Shillin8等(1992)温室试验证明,芹菜残体的分泌物含有化感物质,抑制了葛芭种子的发芽生长;芹菜根系分泌物对葛芭幼苗的毒性分别是其叶柄和叶片分泌物的1.6和1.8倍。

  蔬菜作物之间相促进系统的试验研究较少。但大量试验表明作物间作可提高产量。马铃薯同豌豆,白菜和甜玉米间作生长良好。另外,洋葱与甜菜,马铃薯同菜豆间作,可以提高产量。


2.2  蔬菜作物与亲草之间的化感作用


2.2.1  作物杂草间的克制作用  杂草产生化学物质对作物生长有严重的阻抑作用。Jamal研究了香丝草和叙利亚鼠尾草的根、茎、叶分泌物对甘蓝、萝L、洋葱、辣椒、番茄幼苗生长的影响。通过实验室和温室试验表明,鼠尾草的新鲜嫩芽的挥发物使所有供试作物种子发芽率降低,抑制了幼苗生长。在实验室条件下,两种草的叶片沥出物和根分泌物都对作物有毒害作用,对番茄和甘蓝的幼苗毒害较大。两种杂草对不同的蔬菜作物有着极强的化感抑制作用,甘蓝、洋葱和番茄对其最敏感。曾任森,在嫁煤菊的根系分泌和水提取物的化感作用研究中,发现其影响萝L、绿豆、黄瓜的种子发芽和幼苗生长。

  目前的研究多集中在杂草对蔬菜作物的抑制作用,对蔬菜作物抑制杂草的研究报道较少。黄瓜能削弱周围杂草的生长,它的一个品系显著抑制白荠的生长。

2.2.2         蔬菜作物与杂草相生

除以上的相克效应外,实践中也有不少相生的例子。如苜蓿切碎后施入土壤中能刺激番茄、黄瓜、葛芭等作物的生长。欧亚活血丹能刺激萝L的生长,它的腐烂叶子(每千克土施2g)使萝L地上部增重10倍以上,根的生长增加13倍以上,应用根的分泌物也能大大刺激萝L地上部和根的生长252。

2.2.3         重茬与自毒作用

   连作障碍是作物栽培中常见现象。自毒作用是植物通过分泌与释放有毒化学物质对同种植物种子萌发和生长期抑制作用的现象,是引起连作障碍的原因之一。解决蔬菜设施栽培中的连作障碍问题的一个重要方面就是克服蔬菜作物的自毒作用。迄今为止的研究表明,能引起自毒作用的蔬菜作物有葛芭、番茄、豌豆、甜椒、四季萝卜、韭菜和西瓜、黄瓜等瓜类蔬菜。

Yu等在研究葫芦科作物的自毒现象时发现,西瓜、甜瓜和黄瓜的根系水提取液中的化感物质对西瓜、甜瓜和黄瓜的毒害作用较大,西瓜、甜瓜和黄瓜的胚根伸长和苗的生长受到强烈的抑制。嫁接黑籽南瓜是克服黄瓜和西瓜自毒作用的一种有效方法。

3 植物化感作用在蔬菜科学中的应用前景

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