化感作用及其应用【研究材料】

1、,植物化感,作用及其应用,1,峰谷书屋,1.定义,5. 在可持续农业生产中的应用,3. 化感物质的释放途径,4. 作用机理,2. 化感物质种类,化,感,作,用,2,峰谷书屋,Alleopathy化感作用,克生作用：仅考虑了有害的方面 他感作用：忽略了自毒效应 互感作用：无法表达相互作用植物间 的主客体关系,1.定义,3,峰谷书屋,一种植物通过向环境中释放化学物质而对该种植物或周围植物（包括微生物）所产生的直接或间接的作用。,自毒作用也是化感作用的一个方面；,1.定义,相互作用的化学物质是植物次生代谢物；,化感作用包括有害和有益两个方面；,4,峰谷书屋,胡桃树下为什么不长草?,1.定义,胡桃树的

2、叶、皮能释放水溶性的葡萄糖代胡桃醌,被雨雾淋溶到地上,经土壤微生物作用水解成毒性的胡桃醌杀死树下植物,5,峰谷书屋,1.定义,异 株 克 生,6,峰谷书屋,迄今为止所发现的化感物质几乎都是植物的次生代谢物质,分子量较小,结构简单.主要分为水溶性有机物、直链醇、脂肪族醛和酮。 包括简单不饱和脂；长链脂肪酸和多炔；醌类；苯甲酸及其衍生物；氨基酸和多肽；内萜；单宁；嘌呤和核苷等14类。 其中低分子有机酸、酚类和萜类最为常见,2.化感物质种类,7,峰谷书屋,酚 类 物 质,酚类物质是一类重要的次生代谢产物，研究较多，被证实是化感活性较强的一类物质，研究证明大部分酚类物质具有化感作用，其中对羟基苯甲酸、

3、香草酸、丁香酸 香豆酸和阿魏酸是重要的化感物质。 香草酸 阿魏酸,2.化感物质种类,8,峰谷书屋,萜 类 物 质,萜类化合物分布广泛,种类繁多,是植物次生代谢产物中最多的一类化合物.常见挥发性萜类有柠檬烯、蒎烯、杨梅叶烯、樟脑、香茅醇等。,2.化感物质种类,9,峰谷书屋,：植物通过根系分泌，将化感物质释放到根际土壤中，直接或间接影响周围其他植物生长,3.化感物质的释放途径,分,泌,腐,释,：森林植物凋落物花、果、枝和叶等腐烂后,其中复合物或聚合物被微生物分解而释放出某些化合物对周围植物起化感作用。,挥,发,：植物活体的地上部分或枯落物通过分解释放乙烯、萜类等挥发性物质的形式释放化感物质，直接或

4、间接影响其他生物生长。对周围植物起化感作用。,淋,溶,：水溶性的化感物质经雾、降水或露水等淋洗或从植物表面淋溶转移、扩散到土壤中，对其他植物生长产生直接或间接作用。,分泌,1,腐释,2,挥发,3,淋溶,4,10,峰谷书屋,化感物质影响细胞质膜自由基的产生、渗透压的变化及生理代谢过程等多项生理活动，最终抑制或促进植物的生长发育。 任何一化感物质都可能影响植物的许多基本代谢过程和生长调节系统。 两个 基本点,3.化感作用机理,11,峰谷书屋,植物营养 和水分的 吸收,3.化感作用机理,植物的 生长调节,植物的 光合作用,植物的 呼吸作用及其蛋白质和 核酸代谢,12,峰谷书屋,4.1合理利用植物化感

5、作用的相生效应进行 植物套种,提高农田生产力 4.2注意作物自毒作用,合理使用轮作生产技术，解决作物连作危害问题 4.3利用化感作用进行杂草的生物防治 4.4利用化感作用进行病虫害生物防治,开发无公害农药,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,13,峰谷书屋,4.1合理利用植物化感作用的相生效应进行植物套种,提高农田生产力,生产中,有的作物在一起套种会提高作物产量,而有的则会减产,这其中的原因之一就是作物间存在着化感作用。,荔枝间套种红薯、豌豆、油菜,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,14,峰谷书屋,4.1合理利用植物化感作用的相生效应进行植物套种,提高农田生产力,4.化感作用在可持续农业

6、生产中的应用,桑薯套种,玉米小麦套种,玉米花生套种,西瓜辣椒套种,15,峰谷书屋,长期以来,连作障碍一直是造成作物减产的一个重要原因,而人们常把原因归结为栽培管理不合理、土壤衰退以及病虫害引起的,而没有注意到作物分泌于土壤中某些次生代谢物质对自体毒害作用的可能性,即化感作用。我国东北连年种植大豆从而造成大豆减产,可能与大豆的自毒作用有关。,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,4.2注意作物自毒作用,合理使用轮作生产技术，解决作物连作危害问题,16,峰谷书屋,利用杂草相互间及杂草与作物间化感作用和竞争,可对杂草进行控制。生产中积极利用克生效应防除杂草,不但可减少农业投入,节约成本,同时不会产生

7、由于人工合成化合物的使用而带来污染环境问题,可有效利用资源,保护生态环境。如冬小麦释放的化感物质能抑制茅草生长;大麦释放的化感物质可抑制繁缕生长;刺槐分泌鞣酸物质能抑制多种草本植物生长;核桃、蔷薇、高粱、向日葵、茄子、菊、番茄等能分泌克生物质。生产中广泛开展利用植物化感作用的克生效应,直接利用化感植物套种或地面覆盖,化感物质的人工提取直接作为除草剂等措施是有效防除杂草的途径。,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,4.3利用化感作用进行杂草的生物防治,17,峰谷书屋,水稻对水稻田杂草的化感（克生）作用,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,4.3利用化感作用进行杂草的生物防治,18,峰谷书屋,植物的许多次生代谢物能有效地抵御害虫或病原菌的侵染,故开发利用植物源杀虫剂和杀菌剂是当前植物保护工作的热点之一,也是发展可持续农业的需要。目前许多杀虫剂是以植物为药源或是模拟植物中的天然成分合成的,又称“无公害农药”,它的使用不但可及时大面积防治病虫害,且高效、低毒、低残留,有利于保护生态环境,减少残留,保护人类身体健康。,4.化感作用在可持续农业生产中的应用,4.4利用化感作用进行病虫害生物防治,开发无公害农药,19,峰谷书屋,无公害农药(除草剂、植物生长调节剂)将是未来现代化农业发展方向,也是可持续农业发展的要求。农业上化感作用研究的一个核心问题是农业生态体系中各因