植物化感作用在饲草生产中的应用前景

概述植物化感作用的作用方式及机理、并根据化感物质对其他植物的抑制作用，对化感作用在杂草防治方面的应用潜力及饲草栽培时的草种选配等进行了探讨。     

植物化感作用的生态学意义及在草地生态系统中的研究进展

植物化感作用会在不同的研究尺度影响生态学过程,也被认为是生物入侵的重要作用机制,近年来成为生态学领域的研究热点。目前针对化感物质的分离、鉴定、释放途径及作用机理和化感作用的应用潜力等方面已开展了大量的研究工作,但对化感作用在不同时空尺度生态学过程中的具体作用和贡献及在草地生态系统中的研究进展还缺乏深入系统地概述,限制了对化感作用生态学意义的准确理解。笔者综述了近年来化感作用在不同尺度生态学过程特别是草地生态系统中的研究进展,从化感作用与种间竞争的区分与联系、化感作用对群落物种组成、群落演替及生物入侵等生态学过程的影响入手阐述了植物化感作用的生态学意义,总结了草地生态系统中化感作用的研究现状。基于当前植物化感作用研究存在的问题和争议,提出未来的研究应重点关注化感作用的室内观测结果与野外群落或生态系统水平观测结果的对比分析、区域乃至全球尺度的化感作用研究及化感作用在草本植物防御过程中的作用机制等方面。     

中国草地生态系统中的化感作用研究进展

本文综合了我国主要草地类型化感作用的现有研究成果,对已报道的化感植物、化感物质以及化感物质释放途径的研究进行了综述。目前,在菊科、豆科、瑞香科、玄参科等十多个科属中发现具有化感潜势的植物,鉴定出的化感物质有萜类、酚类、皂苷类以及非蛋白氨基酸等十几类化合物。化感物质释放的途径以自然挥发、雨雾淋溶等为主,主要是植物地上部分的化感作用。化感作用检测主要使用生物测定法,化感物质在不同浓度下对于受体植物种子的萌发、幼苗的生长等表现出不同的促进或者抑制效应。研究显示,草地部分科属植物的化感作用在草地治理、草原管理以及维护生态平衡上扮演重要的角色。本文综合已报道的化感作用研究,在当前草地植物化感作用研究的基础上,提出了草地生态系统中化感作用进一步研究的方向。     

植物化感作用对牧草影响的研究进展

从微生物学和分子生物学角度,就牧草之间的化感作用及其研究方法与化感作用机理的研究进展进行了综述,分析了牧草化感作用与影响因素,并就该领域今后研究工作的特点及应关注的问题进行了展望.     

黄蒿挥发油的化感作用研究

研究了黄蒿Artemisia scoparia挥发油对几种植物受体的化感作用,分析了挥发油的化学成分。结果表明：黄蒿挥发油对萝卜Raphanus sativus、苜蓿Medicago sativa、白菜Brassia pekinensis、玉米Zea mays种子萌发和幼芽、幼根伸长生长具有不同程度的抑制作用。对萝卜种子抑制作用最强,最终萌发率比对照减少27.3％。对苜蓿的幼芽和幼根的抑制作用最显著,分别比对照减少19.2%和33.4%。用GC－MS－DS联用方法,共鉴定出挥发油中的38种化合物,检出物占总质量的87.53%,其中萜烯类12种,占45.04％。相对百分含量在1.5%以上的化合物有10种:1）2,5 亚乙烯基[4,2,2]螺桨 3,7,9 三烯;2）斯巴醇;3）石竹烯;4）1,2 二甲氧基 4（2 丙烯基）苯;5）石竹烯氧化物;6）毛蒿素;7）橙花叔醇;8）β 法呢烯;9）1 （1,5 二甲基 4 己基） 4 甲基苯;10）大根香叶烯。     

紫花苜蓿对九种杂草的化感作用

试验运用生物测定法研究了紫花苜蓿叶化感物质对九种受体植物的作用.结果表明,紫花苜蓿叶提取物对多变小冠花的发芽势和发芽率具有抑制作用,与对照差异显著(P＜0.05);提取物对高羊茅种子的发芽势有促进作用,与对照差异显著(P＜0.05),其最终发芽率也增加(P＜0.05);除狗尾草外,其余八种受体植物的胚根长度都受到紫花苜蓿叶提取物的抑制,与对照的差异均显著(P＜0.05);提取物对稗草、狗尾草、高羊茅、毛马唐和多变小冠花的苗长具有促进作用,与对照差异均显著(P＜0.05);反枝苋的苗长则受到抑制(P＜0.05);提取物对受体植物的幼苗鲜重均有不同程度的影响,虎尾草、匍匐翦股颖、巴哈雀稗、反枝苋和多变小冠花幼苗鲜重明显降低,与对照差异达显著水平(P＜0.05).     

植物化感作用影响因素的再认识

土壤养分、酶、微生物、本底特性,根茬还田、水分、植物根系、种植体系和种植模式与化感作用的互作关系,表明这些因子可通过对土壤养分有效性、微生物种群结构、土壤酶活性和化感物质浓度的影响而对化感作用产生直接或间接影响,这些可为通过化感作用途径构建高效农田生态系统提供新的思路.     

利用化感物质防治杂草研究现状及应用前景

简述了国内外利用植物化感物质防治杂草研究的现状以及应用前景。     

八宝景天花对三种杂草的化感作用及潜在化感物质鉴定

为探讨八宝景天花潜在化感物质对稗草、反枝苋、白三叶的化感作用,采用室内生物测试法,研究八宝景天花不同相萃取物对3种杂草种子萌发及幼苗生长的影响,并运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对化感活性强的萃取物进行成分分析,筛选出潜在化感物质,以相应分析纯化学试剂代替,进行化感活性鉴定。结果表明:二氯甲烷相萃取物对杂草萌发和生长有较强抑制作用,随着浓度的增加抑制作用增大,浓度在10 g·L^-1时对3种受试杂草抑制率均达100%;运用GC-MS对化感活性较强的二氯甲烷相进行化学成分分析,初步鉴定有18种化合物,从中筛选出5种潜在化感物质,其中化感综合效应最弱的为邻苯二甲酸二丁酯,对白三叶的化感综合抑制效应仅为14.1%。其他4种均有较强的抑制作用,且化感活性存在显著性差异。受试植物中白三叶最敏感,棕榈酸甲酯、安息香酸和苯酚对其化感综合抑制效应达100%。可以为八宝景天花潜在化感物质生物除草剂开发提供基础。     

外来入侵植物银胶菊不同部位的化感作用

在室内以滤纸为载体用离体生物测定方法测定了银胶菊（Parthenium hysterophorus）根、茎、叶和果实水浸提液对蔬菜萝卜(Raphanus sativus)和杂草马唐(Digitaria sanguinalis)、苘麻(Abutilon theophrasti)种子的化感效应,同时在温室内以土壤为载体测定了银胶菊不同部位干粉对这3种植物种子萌发和幼苗生长的影响。室内生测试验结果表明,银胶菊叶和果实水浸提物对3种受体植物种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用,其中受体萝卜和苘麻的敏感性较高,而马唐的敏感性较低。温室盆栽试验也表明,银胶菊叶和果实对受体生长的影响明显高于根和茎,说明叶和果实是集中表现银胶菊化感作用的特定部位。     

藨草化感作用的研究

采用室内生测和生理实验的方法,以小麦Triticumaestivum、萝卜Raphanus sativus、黄瓜Cucumissatirus作物为研究对象,探讨藨草Scirpus triquetet的化感作用和作用机理。结果表明:藨草不同有机溶剂萃取液对3种作物均有化感效应,随着萃取组分极性的增加,对3种作物种子萌发的抑制效应逐渐增强;同时,不同萃取组分对作物幼苗生长均有不同程度的抑制,降低了根系活力,不同组分对作物幼苗根系的抑制作用表现为丙二醛(MDA)含量增加,过氧化物酶(POD)酶活性升高,过氧化氢酶(CAT)酶活性降低,叶绿素含量降低。表明藨草对小麦、萝卜、黄瓜均有化感作用。     

艾蒿对不同植物幼苗的化感作用初探

在室内用离体生物测定方法测定了艾蒿水浸提物对黄瓜、油菜、高粱、萝卜和小麦种子萌发和幼苗生长的影响,并同时测定了黄瓜和萝卜幼苗丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,艾蒿水浸提液对5种植物种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用,5种受体植物中,以油菜最为敏感,其次为萝卜。0.025g/mL浓度的艾蒿水提液对5种受体油菜、萝卜、黄瓜、小麦和高粱种子的综合效应(SE)分别为100%,87.26%,69.88%,61.11%和52.77%。艾蒿水提物能引起黄瓜和萝卜幼苗MDA含量的升高,表明艾蒿化感作用对受体植物的影响很可能与其引起MDA含量升高,从而导致植物细胞膜的破坏有关。     

大豆化感物质的产生途径、提取、分离及纯化

早在公元前的希腊,人们就了解并记载植物对周围其他植物生长产生抑制作用的现象。1937年,首次将这个现象定义为化感作用。1992年,国家名词审定委员将其定名为化感作用,即植物之间（包括微生物）相互的化学关系对植物生长产生抑制或促进作用。后来有人把化感作用定义为1种植物通过向环境释放某些化学物质,在其周围形成1个微环境区域,从而抑制或促进该区域内其他植物（包括其自身）生长的现象。这个概念的出现表明人们已经认识到化感作用是整个生态系统化学关系网的组成部分,在植物与植物之间、植物与其他生物之间起着不可忽视的作用。     

恶性入侵植物刺苍耳浸出液对油麦菜种子的化感作用研究

刺苍耳被我国列为外来有害入侵物种,在我国的伊犁河谷地区大规模侵入草原、农田、荒漠、森林生态系统,给当地的生态安全、生态系统的生物多样性和农牧业发展带来严重威胁。为了揭示刺苍耳在入侵地群落演替中的作用及恶性入侵的化学生态学机制,以刺苍耳整株的水提液对油麦菜种子进行处理,探讨刺苍耳水提液对油麦菜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:随着刺苍耳水提液浓度的增加,受体植物油麦菜种子的萌发率、发芽势、萌发指数均显著受到抑制,种子萌发进程也表现出显著的推迟现象。与对照相比,刺苍耳水提液在0.01 g/mL水平即可使油麦菜幼苗的根长受到显著抑制。随着刺苍耳浸提液浓度的增加,油麦菜幼苗的根长逐渐缩短,各处理组与对照间均存在极显著差异,当浓度增至0.08 g/mL则表现为完全抑制效应。同时,随着刺苍耳浸提液浓度的增加,油麦菜种子萌发的化感效应指数RI逐渐降低。在同一浸取液浓度下,种子萌发的化感效应指数随萌发时间的增加而降低。因此,刺苍耳植株水提液含有对油麦菜有害的化感物质,抑制其种子萌发和根的伸长生长。     

现代微生物技术在植物生产中的研究及应用前景

本文论述了现代微生物技术在植物生产中的应用前景。     

3个多花黑麦草品种化感作用研究

采用生物检测方法,初步探讨了3个不同品种多花黑麦草（Lolium multifolorum）茎、叶水浸提液对紫花苜蓿(Medicago sativa)品种赛迪10的化感作用。结果表明,3个不同品种多花黑麦草化感作用大小不同,品种Barextra叶的水浸提液在3个质量分数处理下对受体紫花苜蓿有促进作用,而Barmega叶的水浸提液在质量分数10.0%和7.5%时却对紫花苜蓿有抑制作用;不同器官茎、叶水浸提液化感作用表现也不同,品种Jumbo和Barextra茎的水浸提液对紫花苜蓿的种子发芽有抑制作用,叶的水浸提液却有促进作用;不同质量分数浸提液化感作用表现不同,3个多花黑麦草品种在质量分数10.0%时对紫花苜蓿种子发芽、根长及苗鲜质量有抑制作用,而在质量分数5.0%时表现出促进作用。     

苍耳对不同植物幼苗的化感作用研究

在室内采用离体生物测定法,测定了苍耳水浸提物对小麦、高粱、黄瓜、油菜和萝卜的化感效应。结果表明,苍耳水浸提液对5种植物种子的萌发和生长均有较强的抑制作用,且相同浓度处理时,对胚根的生长抑制作用高于对胚芽的抑制作用。5种受体植物中,以油菜最为敏感,其次为萝卜。本研究还通过测定化感物质对植物光合作用的影响及MDA含量的变化,初步探讨了苍耳化感物质的作用特征。在0.025 g/mL浓度下,苍耳对去胚乳小麦幼芽、幼根的抑制率分别为58.33%和67.31%;同样浓度下,苍耳对黑暗条件下培养的高粱幼芽、幼根的抑制率分别为5.58%和32.34%;可以看出,苍耳对植物光合作用的影响明显高于对非光合作用的影响。化感物质处理后黄瓜和萝卜幼苗MDA含量均高于未加化感物质的对照处理,且化感物质浓度越高MDA含量越高。由此可以看出,苍耳对植物的化感作用与抑制植物的光合作用并使植物的MDA含量升高有关,对植物的非光合作用亦有不同程度的影响。     

芒属植物对3种杂草种子萌发与幼苗生长的化感效应研究

为了探究芒属植物(Miscanthus spp.)的化感效应和作用规律,本试验采用室内生物学测定方法,研究南荻(Miscanthus lutarioriparius)、芒(Miscanthus sinensis)、五节芒(Miscanthus floridulus)、奇岗(Miscanthus×giganteus)不同部位(根、茎、叶)浸提液对青葙(Celosia argentea)、苋(Amaranthus tricolor)、稗(Echinochloa crusgalli)3种杂草种子的萌发与幼苗生长的影响。结果表明：不同种芒草根、茎、叶浸提液对3种杂草发芽率、发芽指数、胚轴长、胚根长、幼苗干重具有显著的化感作用(P<0.05),且3种杂草之间存在一定的差异,不同种芒草浸提液对青葙、稗的化感效应整体表现为促进作用,而南荻浸提液对苋表现为抑制作用;不同芒草浸提液对3种杂草化感效应表现为芒>五节芒>奇岗>南荻;芒草不同部位浸提液间的化感效应不同,表现为根浸提液>叶浸提液>茎浸提液。结合种子萌发与幼苗生长的综合化感指数,3种受试植物对不同芒草不同部位化感作用的敏感程度为青葙>稗>苋。     

微生物植物酶在单胃动物中的应用

微生物植物是由细菌，真菌等产生的一种高活性物质。目前它在饲料生产中已开始应用。本文就微生物植酸的来源，作用及其在单胃动物猪，鸡饲料中的应用等问题进行了阐述，并肯定了它的应用前景。     

冷蒿浸提液对几种饲用植物的化感作用

采用生物测定方法研究了冷蒿茎叶水浸提液和50％甲醇浸提液对苏丹草、黄花草木樨、阿尔刚金苜蓿、准格尔苜蓿和沙打旺种子萌发以及幼苗生长的影响。结果表明;随着冷蒿茎叶水浸提液浓度的增加,受试植物种子发芽率逐渐降低,5mg／mL水浸提液使苏丹草、黄花草木樨、阿尔刚金苜蓿、准格尔苜蓿和沙打旺种子发芽率分别降低了3．9％、7．1％、3．6％、5．9％和1．8％;冷蒿茎叶水浸提液通过影响种子萌发期间幼苗对营养物质的分配与积累,进而抑制幼芽与幼根的生长,使五种饲用植物幼芽生长量分别降低了1．5％、8．3％、14．2％、13．0％和3．6％,幼根生长量分别降低了1．0％、4．8％、18．5％、30．7％和4．7％;在相同浓度下,甲醇浸提液对受试植物种子萌发以及幼苗生长的抑制作用明显增加。