1、論異株克生現象在雜草防治和農業中的應用         09-09-21 10:14:00     作者：何娜    編輯：studa090420論文關鍵詞 異株克生現象；雜草防治；應用     論文摘要 異株克生是廣泛存在的自然現象，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體或作物與作物之間。闡述了異株克生現象的原理，總結了異株發生現象在雜草

2、防治和農業上應用的途徑和意義，并針對異株發生現象的弊端，提出了應對措施。  異株克生這一概念最先由奧地利科學家Molish（1937）提出。異株克生（Allelopathy）是植物（供體）向農業生態環境中釋放的化學物質對其他植物（受體）產生的毒害作用，即一種植物對另一種植物萌芽、生長及發育所產生的有害影響。供體釋放的化學物質稱作異株克生化合物（Allelopathins，Allelo-chemicals），化合物直接毒害受體時稱作真克生；而供體釋放的化學物質或供體的殘體通過微生物等分解產生的物質毒害受體時，稱作功能性克生。  Grummer（1955）提出將異株克生分為4類

3、：抗生作用，微生物產生抗生素對其他微生物發生作用；植物殺菌素，更高級的植物分泌殺菌素對微生物發生影響；凋萎影響，微生物分泌凋萎物質對比其更高級的植物產生影響；高等植物的相互影響，高等植物產生化學物質對其他高等植物產生影響。  1984年，Rice在Allelopa-thy中將其較完整的定義為：植物或微生物的代謝分泌物對環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稱為異株克生物質。到目前為止，植物體內已發現的這類物質包括：有機酸類、醛類、芳香族酸、簡單不飽和內酯、香豆素、醌類、類黃酮、生物堿、長鏈脂肪酸、乙醇等。這些物質，有的是單獨起克生作用，有的則需經土壤微生物作用

4、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象，它既存在于不同雜草種群之間，如小飛蓬產生C10聚乙炔甲酯抑制豚草種子發芽；也存在于雜草與作物之間，如野燕麥的根系分泌出莨菪堿（Scopo-lamine）及香草酸等抑制小麥的生長發育，小麥的根系分泌物抑制白茅的生長； 還存在于雜草同種不同個體或作物與作物之間，如小飛蓬根腐爛產生的他感作用抑制其幼苗的生長，腐爛的小麥殘體抑制玉米的生長。老桃園殘留桃樹皮中扁桃苷的降解產物氰化物對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生抗真菌化合物，這些作物的殘體在土壤中接近雜草種子時，便可防止種子腐爛，使其保持生

5、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能抑制許多其他雜草發芽。因此，應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業中的應用  1.1作物與雜草之間的克生  有研究表明：對禾谷類作物水提物的研究發現（1989），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%。埃及科學家Hassan于19931996年開展了水稻與稗草的異株克生關系的研究，發現約有30份材料

6、可以控制田間稗草50%90%的生長。Putnam（1990）認為燕麥殘體可以釋放對雜草有克生作用的化學物質DIMBOA（2，4-二羥基-1，4-（2H）苯丙惡嗪-3）及其代謝產物BOA（3H）-苯丙惡唑啉酮），而土壤真菌可將BOA轉化成另外一種物質，對雜草的毒性比前者高10多倍。我國李善林等報道（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。而雜草對作物的影響不僅表現在與作物爭奪水、肥、光等生活因子，其產生的異株克生物質也是影響作物生育的一個重要原因。Holm（1984）發現將馬唐種子與水以116.7（w/v）提取24h，提取物可明顯抑制花生、大豆等作物的發芽，Qasem的研究

7、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、胡蘿卜、辣椒的發芽，反枝莧地上部水提物原液可抑制茄子、甘藍等蔬菜的發芽及生長。 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玉米生長的影響時發現（1993），麥秸與水按110（w/v）提取24h的提取液對玉米發芽有明顯克生影響，玉米胚芽生長也受抑制。麥秸覆蓋土壤對下茬玉米發芽率、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可在土壤中殘留，從而影響下茬作物的生長。在國外有人將成熟向日葵切碎，以32t/hm2鮮重混入土壤表面，結果可使棉花的發芽率降低至86.

8、0%。  1.3雜草與雜草之間的克生  對雜草之間異株克生作用的研究報道較少。Hagin（1989）發現，偃麥草體內可分離出5-羥基吲哚乙酸和5-羥基色氨酸，這些物質對其他雜草生長產生抑制作用。Martin（1994）等的試驗表明，狗尾草和馬唐可使多花黑麥草種子發芽率降低50%以上。雜草之間除了抑制作用以外，還具有促進作用。Kazinczi發現（1991），苘麻的水提液及酒精提取物可促進反枝莧種子發芽。    2異株克生化合物在雜草治理中的應用  2.1異株發生現象利用的途徑  （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，

9、但這種方法效果并不理想。  （2）采用植物化學的研究手段，對具有克生活性的次生代謝物提取、分離、鑒定，進而人工合成或化學修飾，既可以直接利用，也可能成為新化學農藥的先導化合物。稻田除草劑艾割就是國外從桉樹的次生代謝物中提取分離仿生的先導化合物，桉樹含有1，8-桉樹腦。Mnller等發現其是鼠尾草等植物的主要克生植物，為此，人們開發了新除草劑Cinmethylin。但是在國內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品。  （3）利用生物技術進行異株克生基因的轉移，將代謝途徑或某一關鍵步驟導入目標作物中，可提高作物的異株克生潛能；或者利用轉基因技術，將優秀的克

10、生資源克隆到作物和覆蓋作物體內并表達，使其具有抑制雜草的能力，達到除草目的，在這方面的研究目前都只局限在探索和嘗試階段。  2.2異株發生現象利用的價值與意義  種植業伊始，作物一直受雜草的危害，人類長期為其所困。科學技術發展到今天，除草技術已有長足進步，但全世界的農業生產始終未能擺脫雜草的巨大危害。異株克生作用作為研究發現新克生作用物質及除草劑先導化合物的一條重要途徑，它對植物種間關系理論的研究具有極大的推動作用，在生產上具有多方面的應用價值。從抗除草劑機理方面看，這一研究方向有著豐富的資源和廣闊的空間。目前可以想象的包括代謝過程的異株克生物質、來自微生物的異株克生物質、

11、來自其他植物的異株克生物質，都可能作為利用的資源。在創制新農藥品種的過程中，也可以借鑒異株克生物質的成果，有目的地開發作物己經具備抗性的化合物，提高新農藥研制的效率，推動農藥工業的發展。近年來，應用先進的分子生物學技術，人們己分離出許多的異株克生物質，如各種器官或組織異株克生化合物生物合成途徑的關鍵技術等。此外，利用異株克生現象能克服常規育種的盲目性和耗時等缺點，加強了人類對作物定向改造和設計的能力；從根本上解決了除草劑的選擇性問題，最大限度地發揮現有除草劑的經濟效益。異株克生作用和生物除草劑的改良，減輕了環境對化學除草劑的負荷，可能開發出更優秀的產品。異株克生作用的出現有力地促進了綜合防治（IPM）理論的發展。異株克生作用的大面積推廣在提高糧食產量、簡化農業生產環節、節約能源和水、降低除草劑的研制與開發成本等諸多方面將產生巨大的環境、經濟和社會效益。