異株克生現(xiàn)象在雜草防治中的應(yīng)用論文

1、編號(hào)：時(shí)間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁碼：第1頁共8頁異株克生現(xiàn)象在雜草防治中的應(yīng)用論文論文關(guān)鍵詞異株克生現(xiàn)象；雜草防治；應(yīng)用論文摘要異株克生是廣泛存在的自然現(xiàn)象，它既存在于不同雜草種群之間，也存在于雜草與作物之間，還存在于雜草同種不同個(gè)體或作物與作物之間。闡述了異株克生現(xiàn)象的原理，總結(jié)了異株發(fā)生現(xiàn)象在雜草防治和農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的途徑和意義，并針對(duì)異株發(fā)生現(xiàn)象的弊端，提出了應(yīng)對(duì)措施。異株克生這一概念最先由奧地利科學(xué)家Molish(1937)提出。異株克生(Allelopathy)是植物(供體)向農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中釋放的化學(xué)物質(zhì)對(duì)其他植物(受體)產(chǎn)生的毒害作用，即一種植物對(duì)另一種

2、植物萌芽、生長(zhǎng)及發(fā)育所產(chǎn)生的有害影響。供體釋放的化學(xué)物質(zhì)稱作異株克生化合物(Allelopathins,Allelo-chemicals),化合物直接毒害受體時(shí)稱作真克生；而供體釋放的化學(xué)物質(zhì)或供體的殘?bào)w通過微生物等分解產(chǎn)生的物質(zhì)毒害受體時(shí)，稱作功能性克生。Grummer(1955)提出將異株克生分為4類：抗生作用，微生物產(chǎn)生抗生素對(duì)其他微生物發(fā)生作用；植物殺菌素，更高級(jí)的植物分泌殺菌素對(duì)微生物發(fā)生影響：凋萎影響，微生物分泌凋萎物質(zhì)對(duì)比其更高級(jí)的植物產(chǎn)生影響；高等植物的相互影響，高等植物產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)對(duì)其他高等植物產(chǎn)生影響。1984年，Rice在«Allelopa-thy»中

3、將其較完整的定義為:植物或微生物的代謝分泌物對(duì)環(huán)境中其他植物或微生物的有利或不利的作用。起異株克生作用的物質(zhì)稱為異株克生物質(zhì)。到目前為止，植物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的這類物質(zhì)包括：有機(jī)酸類、醛類、芳香族酸、簡(jiǎn)單不飽和內(nèi)酯、香豆素、醍類、類黃酮、生物堿、長(zhǎng)鏈脂肪酸、乙醇等。這些物質(zhì)，有的是單獨(dú)起克生作用，有的則需經(jīng)土壤微生物作用后才有異株克生效果。異株克生作用是自然界存在的一種普遍現(xiàn)象，它既存在于不同雜草種群之間，如小飛蓬產(chǎn)生C10聚乙烘甲酯抑制豚草種子發(fā)芽；也存在于雜草與作物之間，如野燕麥的根系分泌出葭若堿(Scopo-lamine)及香草酸等抑制小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，小麥的根系分泌物抑制白茅的生長(zhǎng)；還存在于雜

4、草同種不同個(gè)體或作物與作物之間，如小飛蓬根腐爛產(chǎn)生的他感作用抑制其幼苗的生長(zhǎng)，腐爛的小麥殘?bào)w抑制玉米的生長(zhǎng)。老桃園殘留桃樹皮中扁桃甘的降解產(chǎn)物氟化物對(duì)新種植的桃樹有毒害作用。玉米、黑麥、煙草植株分解過程中能產(chǎn)生抗真菌化合物，這些作物的殘?bào)w在土壤中接近雜草種子時(shí)，便可防止種子腐爛，使其保持生命力。異株克生化合物在雜草治理中起著重要作用。有研究表明：在耕地再生的假高粱與向日葵含有的抑制物質(zhì)能抑制許多其他雜草發(fā)芽。因此，應(yīng)該使用合理的作物布局與作物輪作、選育抗病、抗草的作物品種與種植制度。1異株克生作用在雜草防治和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用1.1 作物與雜草之間的克生有研究表明：對(duì)禾谷類作物水提物的研究發(fā)現(xiàn)(19

5、89),大麥、燕麥、小麥提取液至少含有5種芳香族酸和一些胺類，它們能使森林雜草覆蓋地上部干重分別降低10%、40%和68%o埃及科學(xué)家Hassan于19931996年開展了水稻與稗草的異株克生關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn)約有30份材料可以控制田間稗草50%90%的生長(zhǎng)。Putnam(1990)認(rèn)為燕麥殘?bào)w可以釋放對(duì)雜草有克生作用的化學(xué)物質(zhì)DIMBOA(2,4-二羥基-1,4-(2H)苯丙惡嗪-3)及其代謝產(chǎn)物BOA(3H)-苯丙惡陛琳酮)，而土壤真菌可將BOA轉(zhuǎn)化成另外一種物質(zhì)，對(duì)雜草的毒性比前者高10多倍。我國李善林等報(bào)道(1994),小麥能通過穎殼中的苯甲酸的克生作用抑制白茅的生育。而雜草對(duì)作物的影響

6、不僅表現(xiàn)在與作物爭(zhēng)奪水、肥、光等生活因子，其產(chǎn)生的異株克生物質(zhì)也是影響作物生育的一個(gè)重要原因。Holm(1984)發(fā)現(xiàn)將馬唐種子與水以1：16.7(w/v)提取24h,提取物可明顯抑制花生、大豆等作物的發(fā)芽，Qasem的研究表明(1993),藜屬(C.murale)的地上部水提物原液可抑制大麥、小麥、茄子、甘藍(lán)、胡蘿卜、辣椒的發(fā)芽，反枝范地上部水提物原液可抑制茄子、甘藍(lán)等蔬菜的發(fā)芽及生長(zhǎng)。1.2 作物與作物之間的克生我國馬永青等研究麥秸覆蓋對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)(1993),麥秸與水按1：10(w/v)提取24h的提取液對(duì)玉米發(fā)芽有明顯克生影響，玉米胚芽生長(zhǎng)也受抑制。麥秸覆蓋土壤對(duì)下茬玉米發(fā)芽

7、率、株高、重量及葉面積均有不同程度的影響，這一影響可能是作物釋放的異株克生物質(zhì)可在土壤中殘留，從而影響下茬作物的生長(zhǎng)。在國外有人將成熟向日葵切碎，以32t/hm2鮮重混入土壤表面,結(jié)果可使棉花的發(fā)芽率降低至86.0%。1.3 雜草與雜草之間的克生對(duì)雜草之間異株克生作用的研究報(bào)道較少。Hagin(1989)發(fā)現(xiàn)，偃麥草體內(nèi)可分離出5-羥基呵口朵乙酸和5-羥基色氨酸，這些物質(zhì)對(duì)其他雜草生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。Martin(1994)等的試驗(yàn)表明，狗尾草和馬唐可使多花黑麥草種子發(fā)芽率降低50%以上。雜草之間除了抑制作用以外，還具有促進(jìn)作用。Kazinczi發(fā)現(xiàn)（1991）,荷麻的水提液及酒精提取物可促進(jìn)反

8、枝免種子發(fā)芽。2異株克生化合物在雜草治理中的應(yīng)用2.1 異株發(fā)生現(xiàn)象利用的途徑（1）直接利用具有克生作用的植物體或微生物體作為除草劑，但這種方法效果并不理想。（2）采用植物化學(xué)的研究手段，對(duì)具有克生活性的次生代謝物提取、分離、鑒定，進(jìn)而人工合成或化學(xué)修飾，既可以直接利用，也可能成為新化學(xué)農(nóng)藥的先導(dǎo)化合物。稻田除草劑艾割就是國外從校樹的次生代謝物中提取分離仿生的先導(dǎo)化合物，移樹含有1，84安樹腦。Mnller等發(fā)現(xiàn)其是鼠尾草等植物的主要克生植物，為此，人們開發(fā)了新除草劑Cinmethylin。但是在國內(nèi)除草劑方面還局限于提取、分離、鑒定階段，尚未能形成成熟的產(chǎn)品。（3）利用生物技術(shù)進(jìn)行異株克生基

9、因的轉(zhuǎn)移，將代謝途徑或某一關(guān)鍵步驟導(dǎo)入目標(biāo)作物中，可提高作物的異株克生潛能；或者利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將優(yōu)秀的克生資源克隆到作物和覆蓋作物體內(nèi)并表達(dá)，使其具有抑制雜草的能力，達(dá)到除草目的，在這方面的研究目前都只局限在探索和嘗試階段。2.2 異株發(fā)生現(xiàn)象利用的價(jià)值與意義種植業(yè)伊始，作物一直受雜草的危害，人類長(zhǎng)期為其所困。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，除草技術(shù)已有長(zhǎng)足進(jìn)步，但全世界的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)始終未能擺脫雜草的巨大危害。異株克生作用作為研究發(fā)現(xiàn)新克生作用物質(zhì)及除草劑先導(dǎo)化合物的一條重要途徑，它對(duì)植物種間關(guān)系理論的研究具有極大的推動(dòng)作用，在生產(chǎn)上具有多方面的應(yīng)用價(jià)值。從抗除草劑機(jī)理方面看，這一研究方向有著豐富的資源和

10、廣闊的空間。目前可以想象的包括代謝過程的異株克生物質(zhì)、來自微生物的異株克生物質(zhì)、來自其他植物的異株克生物質(zhì)，都可能作為利用的資源。在創(chuàng)制新農(nóng)藥品種的過程中，也可以借鑒異株克生物質(zhì)的成果，有目的地開發(fā)作物己經(jīng)具備抗性的化合物，提高新農(nóng)藥研制的效率，推動(dòng)農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展。近年來，應(yīng)用先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)，人們己分離出許多的異株克生物質(zhì)，如各種器官或組織異株克生化合物生物合成途徑的關(guān)鍵技術(shù)等。此外，利用異株克生現(xiàn)象能克服常規(guī)育種的盲目性和耗時(shí)等缺點(diǎn)，加強(qiáng)了人類對(duì)作物定向改造和設(shè)計(jì)的能力；從根本上解決了除草劑的選擇性問題，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有除草劑的經(jīng)濟(jì)效益。異株克生作用和生物除草劑的改良，減輕了環(huán)境對(duì)化

11、學(xué)除草劑的負(fù)荷，可能開發(fā)出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。異株克生作用的出現(xiàn)有力地促進(jìn)了綜合防治（IPM）理論的發(fā)展。異株克生作用的大面積推廣在提高糧食產(chǎn)量、簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約能源和水、降低除草劑的研制與開發(fā)成本等諸多方面將產(chǎn)生巨大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。3異株克生現(xiàn)象的弊端3.1 異株克生化合物對(duì)環(huán)境的影響異株克生化合物作為一種農(nóng)藥使用時(shí)，同樣也有其作為農(nóng)藥的一些不利的特征。首先，其具有一定的揮發(fā)性，施用后會(huì)被周圍的植物吸收或經(jīng)露水濃縮后被吸收，可能對(duì)敏感非靶標(biāo)植物產(chǎn)生藥害；其次，其同樣具有淋溶性，通過降雨、灌溉、噴霧等使之進(jìn)入土壤、河流和地下水等。3.2對(duì)植物生理與生化影響異株克生化合物來源于植物的根、

12、莖、葉、花、果實(shí)及種子。由于它對(duì)植物的生理生化方面的研究較少，它在植物的養(yǎng)分吸收、細(xì)胞分裂、光合作用、呼吸作用、酶活性和蛋白質(zhì)合成等方面的影響還有待進(jìn)一步研究。3.3 濃度變化的不規(guī)律性其作為農(nóng)藥使用時(shí)，定量施用后，并不一定象除草劑那樣隨時(shí)間的延長(zhǎng)濃度呈一定規(guī)律的降低，而是處于植物（供體）一土壤一植物（受體）的變化系統(tǒng)中，作用對(duì)象和濃度在不斷調(diào)整，對(duì)植物影響的系統(tǒng)研究仍是空白。3.4 異株克生化合物的提取、分離、鑒定和檢測(cè)技術(shù)不成熟由于異株克生化合物種類繁多，含量甚微，在一個(gè)復(fù)雜混合群體，如何提取、分離、鑒定和檢測(cè)的問題同樣有待進(jìn)一步研究。同時(shí)還必須考慮靜態(tài)和動(dòng)態(tài)有效性。3.5 移動(dòng)方式的多樣

13、性經(jīng)物理化學(xué)過程而降解、吸附；經(jīng)土壤微生物的呼吸作用或代謝過程而失去毒性；在外界因素作用下發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)或構(gòu)象的變化。3.6 安全性與其他農(nóng)藥產(chǎn)品一樣，異株克生物質(zhì)同樣受到安全性質(zhì)疑。在開發(fā)和使用異株克生物質(zhì)中也確實(shí)存在一些安全性問題。異株克生物質(zhì)可能引發(fā)的生態(tài)安全性問題有以下幾方面：由于異株克生物質(zhì)的使用，能否導(dǎo)致雜草抗性的增強(qiáng)；對(duì)野生植物群落和天敵的潛在影響；使用異株克生物質(zhì)后，作物的品質(zhì)及毒性等問題具有不可預(yù)知性；能否產(chǎn)生交互抗性；施用異株克生物質(zhì)后，其殘留濃度對(duì)人、畜是否安全。4對(duì)異株克生現(xiàn)象弊端的應(yīng)對(duì)措施(1)在把用異株克生化合物作為農(nóng)藥前，先調(diào)查周圍的非靶標(biāo)植物是否對(duì)其具有敏感性。因

14、此，同一種異株克生化合物農(nóng)藥并非適用于任何地方。(2)針對(duì)不同的環(huán)境和不同的植物，調(diào)整不同的異株克生化合物濃度。進(jìn)一步研究植物(供體)一土壤一植物(受體)系統(tǒng)的變化。(3)提高異株克生化合物的提取、分離、鑒定和檢測(cè)技術(shù)，使之能廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中去?？傊?，植物之間存在的異株克生效應(yīng)是非常普遍的。盡管其中的許多機(jī)理尚未揭示清楚，但已經(jīng)取得了不少研究成果，這些成果的運(yùn)用定會(huì)產(chǎn)生出極大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，為雜草的防治研究提供新的發(fā)展趨勢(shì)，并將對(duì)我國乃至全世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著推動(dòng)作用，為科學(xué)務(wù)農(nóng)提供科學(xué)依據(jù)。5參考文獻(xiàn)1陳杰，吳志偉.用幼苗生測(cè)法測(cè)定黑麥中他感化學(xué)物質(zhì)的不同活性幾浙江化工，2002(1)：1-

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