雜草化感作用對糧食作物影響的研究進展

摘要：糧食作物在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位舉足輕重，而雜草是造成糧食作物減產(chǎn)的重要原因之一，因此關(guān)注雜草的化感作用，為有效的防除雜草、提高糧食作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：化感作用；雜草；糧食作物

中圖分類號： Q945 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0014

1 化感作用概述

化感作用是植物或微生物的代謝分泌物對環(huán)境中其他植物或微生物的有利或不利的作用。由植物所釋放并能對其他生物產(chǎn)生生理效應(yīng)的次生代謝物質(zhì)稱為“化感物質(zhì)”，這些物質(zhì)主要通過植物地上部的淋溶和揮發(fā)、根的分泌以及植物殘體的腐解等途徑排至環(huán)境中，并對其他生物產(chǎn)生直接或間接的刺激或抑制作用，從而影響周圍植物的生長發(fā)育，大量研究證明化感物質(zhì)對細胞結(jié)構(gòu)、細胞膜透性、礦質(zhì)離子和水分吸收、植物激素、酶功能和活性、光合作用、呼吸作用、基因表達和蛋白質(zhì)合成等方面具有影響[1]。

2 雜草與糧食作物的化感作用研究進展

20世紀70年代以后，化感作用已逐漸形成一門獨立的學(xué)科體系，成為了植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)和林學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點問題。近年來，隨著化感作用研究的不斷深入，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中農(nóng)田雜草化感作用的研究比較廣泛，對合理耕作具有重大意義。

2.1 糧食作物對雜草的化感作用研究進展

國內(nèi)外研究表明：小麥、水稻等糧食作物具有化感潛力，作為化感作用研究的基本材料，各國學(xué)者對其進行了眾多探索。有研究證明，小麥殘體植株能夠釋放化感物質(zhì)抑制千金子的生長[2]；小麥秸稈的水提液對裂葉牽牛等6種雜草具有抑制作用[3]；小麥殘留的根系分泌物能夠抑制棉苗的生長[4]；具有抗性的水稻品種對稻田雜草生長具有明顯的抑制作用[5]；水稻化感品種的根系分泌釋放出的非酚酸類物質(zhì)是水稻主要的化感物質(zhì)，在低磷條件下水稻化感抑草能力與酚酸代謝途徑的關(guān)鍵酶基因的表達均有增強[6]。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，可以利用糧食作物的化感作用指導(dǎo)作物間的耕作模式、培育優(yōu)良的化感品種、防除田間雜草等，對提高糧食作物的產(chǎn)量有著重要作用。

2.2 雜草對糧食作物的化感作用研究進展

黃頂菊、銀膠菊、黃花蒿、播娘蒿、曼陀羅、紫莖澤蘭、青蒿、灰綠藜等是農(nóng)田中常見的雜草，給糧食作物造成很大損失，通過研究這些雜草的化感作用有利于認識農(nóng)田植物群落的結(jié)構(gòu)和演替，并對提高糧食作物產(chǎn)量、雜草的合理開發(fā)利用及生物防除具有重要指導(dǎo)意義。黃頂菊能夠抑制小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、幼苗根長和苗高[7]；銀膠菊的花能夠抑制小麥種子萌發(fā)和幼苗生長，抑制光合作用，提高MDA含量，并降低SOD、POD和CAT的活性[8]；黃花蒿能夠抑制小麥幼苗根長、根毛和苗高的生長[9]；播娘蒿、薺菜、野燕麥、婆婆納、澤漆能夠抑制小麥的發(fā)芽[10]；曼陀羅的根、果皮和種子化感物質(zhì)可抑制大豆幼苗可溶性蛋白的分解[11]。越來越多植物保護學(xué)者研究雜草化感作用，目的就是有效防除雜草的同時提高糧食作物產(chǎn)量。

3 展望

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中糧食作物的地位舉足輕重，因此糧食作物產(chǎn)量的提高，對國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國計民生有重大意義。糧食生產(chǎn)的制約因素主要是農(nóng)田雜草，雜草與糧食作物相互競爭資源，又會釋放某些化感物質(zhì)干涉競爭對手的生殖、生長和存活。因此關(guān)注雜草的化感作用，為有效的防除雜草、提高糧食作物產(chǎn)量，提供理論依據(jù)。

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作者簡介：隋海霞，在讀研究生，哈爾濱師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，研究方向：植物生理生態(tài)學(xué)。endprint