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《绿色生态可持续发展与植物保护——中国植物保护学会第十二次全国会员代表大会暨学术年会论文集》2017年
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农林生态系统中的植物化感作用机制及其利用

孔垂华  
【摘要】:植物可以通过产生和释放次生代谢物质调控邻近生物的生长和种群建立,即所谓的植物化感作用(allelopathy)。原始的植物化感作用定义是指一种活或死的植物通过适当的途径向环境释放特定的化学物质从而直接或间接影响邻近或下茬(后续)同种或不同种植物萌发和生长的效应,而且这种效应绝大多数情况下是抑制作用。目前的植物化感作用定义已扩展为由植物、真菌、细菌和病毒产生的化合物影响农业和自然生态系统中的一切生物生长与发育的作用。植物化感作用是生态系统中自然化学调控机制之一,是植物对环境适应的一种化学响应。植物化感作用在生态学科表现为植物—植物、植物—动物和植物—微生物间的化学联系,而在植物保护学科则体现为作物和病虫草害的化学调控作用。因此,阐明农林生态系统中的植物化感作用机制不仅有助于理解作物与有害生物个体和种群及其群落的相互作用,还能为实现农林业的可持续发展和达到对自然资源的保护提供新的视野和途径。鉴于此,本报告结合植物化感作用学科当前国际前沿热点,并通过具体研究实例,剖析农林生态系统中植物化感作用机制,尤其是发生在地下的化感作用机制及其应用潜力。在杉木与火力楠人工混交林生态系统中,揭示混种的火力楠促进自毒的杉木生长是通过地下的化学作用而实现的。即混种的火力楠可以改善杉木根系生长和土壤微生物群落包括菌根真菌,尤其是导致杉木减少自毒性的化感物质合成释放,这一研究对正确认识连作(栽)障碍及其减缓机制具有积极意义。在作物化感品种与杂草的相互作用中,发现作物首先是要通过对邻近杂草的化学识别,然后才是决定是否合成释放相应的化感物质抑制杂草,化感作用和化学识别通讯是两个密不可分的同步发生过程。在此基础上,进一步发现植物亲属识别(kin recognition)对作物化感品种调控农田杂草的作用以及作物化感品种对日益发生的除草剂抗性杂草的调控作用。最后,简单介绍作物化感新品种选育以及植物化感作用的"理论研究—技术集成—示范应用"在目前生态文明建设和绿色发展国家战略下的意义。
【作者单位】:中国农业大学资源与环境学院
【分类号】:S184

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