植物化感物质及化感潜力与土壤养分的相互影响

植物化感作用与许多生态因子有关.土壤养分缺乏,影响着许多植物化感物质的产生,从而影响植物的化感潜力;反过来,植物化感物质也通过络合、吸附、酸溶解、竞争、抑制等方式影响土壤的养分形态和水平.本文总结了植物化感物质及化感潜力与土壤养分的相互影响,并提出了今后该领域值得进一步研究的问题.包括以下几方面：加强植物化感研究与土壤 植物营养学研究的结合,以更深入地阐明植物化感物质、化感作用与土壤养分变化的关系;加强植物化感研究与生态系统养分循环研究的结合,以类似自然（nature-like）的方式模拟自然界植物所受的养分干,使养分干扰的化感研究结果更加逼真、可靠;加强对养分过量及受污染时植物化感作用的研究,为揭示农业和林业生产中植物的相互作用机制和生物量变化机制提供新的思路,为生态保护提供科学依据.     

植物化感物质活性变化及其作用机理研究进展

本文综述了化感物质活性的变化、变化的原因及其功能机理.化感物质活性在自然过程中,由于温度、光周期、水和土壤等的不同而变化,在功能过程中随其初始浓度、化合物结构和混合程度不同而变化,在植物体内由于组织器官和成熟程度不同而变化,而研究技术和操作过程也影响化感物质的活性.文章还讨论了未来化感作用研究的发展方向.未来化感作用研究将集焦于如下五方面:(1)更有效地在实践中,特别是在农业生产过程中鉴定和提纯化感物质;(2)化感作用在分子结构水平的功能定位;(3)应用化感作用解释植物种间相互作用;(4)化感作用在植被演替过程中的驱动力作用;(5)化感作用在进化过程中的意义.     

化感作用及其在农业生产中的应用

简述了化感作用的概念、特点、作用机理和化感物质及释放途径。讨论了植物与植物之间,植物与微生物之间,植物与昆虫等食草动物之间的化感作用及化感理论在生产实践中的应用。应用化感理论指导建立合理的栽培、耕作制度;进行田间杂草生物控制和防治;开发新一代无公害农药;指导森林更新和建植;培育抗化感品种等。     

小麦化感作用研究进展

小麦是世界第一大粮食作物,在农业生产中占有重要地位.然而,由于人们为保证小麦产量往往施用大量的除草剂和杀菌剂,对环境造成了极大的危害.小麦化感作用是利用小麦活体或残体向环境中释放次生代谢物质对自身或其他生物产生作用,它克服了除草剂和杀菌剂等引起的环境污染问题,具有抑制杂草控制病害的潜力.本文对已有的小麦化感作用的研究进展情况进行了综合评述.其中小麦对杂草、虫害及病害产生防御功能的主要化感物质为异羟肟酸和酚酸类物质.小麦化感物质活性的发挥除了取决于化感物质的种类外,还由小麦自身的遗传因素、环境因素和生物因素的共同作用所决定.小麦化感物质在根际土壤中的滞留、迁移和转化过程、小麦化感作用与土壤生物的关系以及相关的作用机理是小麦化感作用研究的薄弱环节,其研究方法还需进一步探索改进.小麦化感作用在植物保护、环境保护以及作物育种等方面具有广泛的应用前景,促进了小麦抗逆性的增强以及产量和品质的提高.     

基于化感物质释放特性的沉水植物抑藻作用模式研究进展

沉水植物对藻类的化感抑制作用,是沉水植物获取竞争优势和维持清水稳态的重要机制之一。化感物质是由植物产生并释放到水环境中的次生代谢产物,化感物质的有效释放和作用是实现沉水植物化感抑藻作用的关键环节。因此,在化感物质释放水平阐明沉水植物化感抑藻的作用模式、过程和机制具有重要意义。通过比较沉水植物化感物质释放到水环境中的种类、含量和常规急性毒性测试中化感物质的抑藻效果,发现沉水植物化感物质在释放水平上的作用模式不同于常规急性毒性试验中的单次作用。为了回答沉水植物化感物质在释放水平如何高效抑藻的问题,结合化感物质的释放特性,重点从化感物质的联合作用和持续作用等角度探讨沉水植物化感抑藻的作用模式,提出沉水植物可能通过多种化感物质低剂量持续释放的方式,实现对目标藻类的持续协同控制。今后有必要进一步结合沉水植物与目标藻类的共存系统与原位实验,借助分析化学、植物化学、细胞和分子生物学的技术手段,从生态学水平加强沉水植物化感抑藻作用机制研究。     

植物化感物质对种子萌发的影响

所有的化感物质都对一些植物的种子萌发产生影响.本文介绍了植物化感作用和化感物质的定义,化感物质的释放方式和种类,然后重点综述了化感物质影响种子萌发的作用机理、内外因素和生态学意义.化感物质通过影响细胞膜透性、细胞分裂生长和分化、呼吸作用、蛋白质合成、基因表达、激素合成和平衡,最终影响种子萌发.化感物质对种子萌发的影响与化感物质的种类、浓度、受体植物种类和环境条件等有关.     

植物化感作用研究进展

植物化感作用是植物之间相互影响的现象,广泛存在于自然界中。化感作用对自然植被演替和人类生产活动等具有重要的意义,因而是研究农田、草地、森林和荒漠等生态系统的热点问题。总结了近些年来国内外学者对化感作用的研究成果,从化感作用的发展历史、化感物质的分类与释放途径进行了介绍,详细总结了化感物质的作用机理,并分别从农业活动、植被演替以及草地生产3面阐明了化感作用的研究意义及其实践应用。在此基础上对该领域存在的问题进行了讨论,并对未来的研究方向做了展望。     

菊科植物化感作用研究进展

对菊科植物化感作用的研究进展进行了综述。菊科植物中至少有 39个属存在化感作用 ,特别是一枝黄花属、向日葵属、胜红蓟属、银胶菊属、蒿属植物等有较多的研究报道。鉴定出的化感物质多为萜类、聚乙炔类、酚类、有机酸类等 ,这些化感物质对多种受体植物表现出程度不同的抑制或促进的效应。其化感作用机理表现在破坏受体膜系统的稳定性及水分平衡关系、抑制氧化磷酸化、促进或阻滞叶绿素的合成、影响矿质元素的吸收利用等。并对菊科植物化感物质在植物生长调节剂、天然除草剂和生物杀虫剂 ,或人工合成除草剂和杀虫剂上应用的前景进行了探讨。本文显示菊科植物的化感作用将在控制外来恶性杂草及维护生态平衡上扮演重要的角色。在当前菊科植物化感作用研究的基础上 ,提出了进一步研究的 6个方向 :(1)化感物质的生物合成途径与关键酶的特性研究 ;(2 )具化感潜势物种资源的调查评价及利用研究 ;(3)化感作用在自然生态系统中的演变规律 ;(4 )菊科重要作物自毒的生化机制及克服途径 ;(5 )具应用前景的菊科植物化感关键酶的基因克隆和转基因 ,并对受体植物基因的表达与调控进行研究 ;(6 )化感作用在可持续发展农业应用上的研究与开发 ,特别是作为天然除草剂及杀虫剂     

渗透胁迫对化感作用生物测定的影响

以加拿大蓬水提液为供体,白菜种子为受体,设计了梯度渗透、等渗溶液以及高渗透压、低化感物质浓度3组实验;通过梯度渗透试验确定受体植物可耐受的渗透势阈值,用等渗溶液排除渗透势的干扰确定植物浸提液的化感作用及其作用强度,以高渗透压、低化感物质浓度试验初步模拟自然条件下渗透势与化感物质之间的主次关系,探讨化感作用研究中培养液渗透势对试验结果的影响。结果显示,处理液渗透势在≥-0.25 MPa范围内对白菜种子萌发和幼苗生长没有显著影响;加拿大蓬水溶性物质具有化感作用,且其化感作用主要影响小白菜幼苗的生长,而对其种子萌发影响相对较小;在渗透势相同的溶液中,只要溶质中含有部分加拿大蓬水溶性物质即可对受体植物产生化感作用。研究发现,与渗透胁迫相比,化感物质是加拿大蓬水提液中影响受体植物生长发育的主要因素。     

沉水植物化感作用控藻能力评述

沉水植物所释放的化学物质对藻类的抑制作用是浅水湖泊维持清水状态的机制之一.本文从具有化感活性的沉水植物在湖泊中出现的频度、盖度、化感物质的种类、抑藻效应等方面对化感控藻进行了评述.已有研究结果表明：穗花狐尾藻、金鱼藻、伊乐藻等是具有很高活性的沉水植物,尤其是在其生物量达到一定程度,且湖泊中的优势藻为较敏感的种类时,沉水植物分泌的化感物质对浮游藻类的抑制作用更强;沉水植物释放的多酚类等化感物质具有控藻能力;化感物质对于不同种类藻的抑制作用具有选择性,蓝藻和硅藻比绿藻更为敏感,附生藻类通常比浮游藻类具有更高的耐受性;环境因素如光照、营养限制、温度等会显著影响沉水植物化感作用效果.沉水植物的化感控藻研究尚处于初始阶段,关于环境因素对化感作用的影响、化感物质的分离鉴定、选择性抑藻机理以及化感物质代谢途径等方面还有待深入、全面的研究.     

论农业持续发展中的化感作用

综述了农业生产中的化感作用,建议应合理有效地运用化感作用中的相生相克效应,改进秸秆还田,载培的耕作措施以及杂草和虫害生物防治技术,为我国的农业持续发展提出新的对策。     

Allelopathy as a Tool in the Management of Biotic Resources in Agroecosystems

In modern agriculture, natural plant communities may be replaced by a single crop species. Weeds, some microorganisms, and viruses, as well as some herbivores are organisms that should be eliminated. Pesticides and fertilizers not only affect the pests and crops, but soil, non-pest species, water, food, and humans. In traditional agriculture weeds are components with an important ecological role in the maintenance of the system. Some weeds have been used as tools to control the growth of other weeds in traditional agroecosystems. Researchers on sustainable and organic agriculture get valuable information from traditional agriculture and currently are conducting research on plant breeding, soil fertility and tillage, crop protection, and cropping systems. Allelopathy and chemical ecology are directly involved in each of these fields and can play an important role in crop productivity, conservation of genetic diversity, and maintenance of ecosystems stability. Allelopathy has been shown to be related with problems of chemical interference between crops and weeds, crops and crops, toxicity of crops and weeds residues, and/or crops and weeds exudates. Problems of autotoxicity, orchard replanting, and forest regeneration are also referred as allelopathic. Allelopathy is strongly coupled with other stresses of the environment, including insects and disease, temperature extremes, nutrient and moisture variables, radiation, and herbicides. These stress conditions often enhance allelochemical production and increase the potential for allelopathic interference. Allelopathy offers potential for weed control through the production and release of allelochemicals from plants. Allelochemicals may impact the availability of nutrients through effects on the symbiotic microbes. Destruction and changes in the use of soils in the tropics have decreased biodiversity, bringing about the loss of valuable natural products. Many different types of useful products such as natural pesticides and drugs can arise from allelopathy studies. New methods must be generated for allelopathy as a part of the biotic resources management strategies.     

Ecophysiological Approach in Allelopathy

Allelopathy is a process that can be present in many ecosystems, according to the literature. Nevertheless, the authors think that, due to the evolutionary constraints, especially from a co-evolution point of view, this process cannot be very extended except in some conditions. Allelopathy can be important when an invader plant affects to the autochthonous species, when soil microorganisms cannot cope with a new molecule and target plants have not co-evolved. It can be important in some conditions when there is a continuous release of allelochemicals into the environment or when there is a very limited metabolism of those substances. Most agricultural and forestry practices tend to increase the possibilities of such a process to be important. Allelopathy can be effective only when plants are in stress due to other mechanisms, for example, when there is a lack of water or competition for nutrients or light is strong. In those conditions, allelochemicals production has been shown to increase. Sometimes there are allelochemicals that are not normally produced if the plant is not under stress. Under stress, the target plant is also more susceptible to the effect of the released phytotoxins. A multidisciplinary ecophysiological approach is needed in studying allelopathy in conjunction with other mechanisms that affect plants. The study can range from the ecological level to the molecular one. New methods are requested to separate the effects of allelopathy from competition.     

蕨类植物的化感作用及其对生物多样性的影响

植物化感作用是植物通过向环境中释放化学物质从而对同种植株和繁殖体或与其他植物之间产生的直接或间接、有益或有害的作用,它影响植物分布、群落形成与演化、作物间作等,与生物多样性保护以及农林和园艺生产实践关系密切,在国际上受到越来越多的关注。但国内这方面的研究起步相对较晚,研究范围有限,对蕨类植物化感作用的报道更少。本文系统介绍了蕨类植物化感作用的研究进展,包括蕨类植物种内的化感作用(即自毒效应)、常见的蕨类植物种间的化感作用(即孢子体对配子体的化感作用和配子体对配子体的化感作用)及蕨类植物对种子植物的化感作用(蕨类植物可通过化感作用与种子植物争夺更多的资源和生长空间)。还介绍了种子植物对蕨类植物的化感作用(主要表现为抑制作用)以及蕨类植物化感作用与动物侵食、微生物侵染的关系,研究发现昆虫侵食能增强或减弱蕨类植物的化感作用,微生物的活动可能增强某些蕨类植物的化感作用。本文从上述不同角度说明蕨类植物化感作用对生物多样性的影响,希望有助于促进我国学者对该领域的深入研究。     

An ecosystem-level perspective of allelopathy

Allelopathy is an interference mechanism by which plants release chemicals which affect other plants; while it has often been proposed as a mechanism for influencing plant populations and communities, its acceptance by plant ecologists has been limited because of methodological problems as well as difficulties of relating the results of bioassays used for testing allelopathy to vegetation patterns in the field. Here we argue that the concept of allelopathy is more appropriately applied at the ecosystem-level, rather than the traditional population/community level of resolution. Firstly, we consider the wide ranging effects of secondary metabolites (widely regarded as allelochemicals) on organisms and processes which regulate ecosystem function, including herbivory, decomposition and nutrient mineralization. It is apparent that plants with allelopathic potential against other organisms induce net changes in ecosystem properties, which may in turn impact upon the plant community in the longer term. We then illustrate these concepts using two contrasting examples of how invasive plant species with allelopathic potential may alter ecosystem properties through the production of secondary metabolites, i.e. Carduus nutans (nodding thistle) in New Zealand pastures and Empetrum hermaphroditum (crowberry) in Swedish boreal forests. In both cases the production of secondary metabolites by the invasive species induces important effects on other organisms and key processes, which help determine how the ecosystem functions and ultimately the structure of the plant community. These examples help demonstrate that the concept of allelopathy is most effectively applied at the ecosystem-level of resolution, rather than at the population-level (i.e. plant-plant interference).     

植物的生化他感效应及其在湿地研究中的应用

信息传递是生态系统的基本功能之一。自然界的一切生物体都具有某些共性,动物体靠神经和激素调控生命活动,而植物体主要靠根尖和顶尖的激素起调控作用,但也存在着电位的传导通路。神经系统的调控过程是兴奋与抑制的协调过程,生态系统的调控过程是相生与相克的协调过程,生态系统的化学调控是指生物体产生的生物活性物质能在生物体之间传递信息并导致生物体的相互作用。植物的生化他感作用是植物之间传递信息的一种方式,它和信息的功能具有惊人的相似性。早在公元前5世纪和3世纪,Ｄｅｍｏｃｒｉｔｕｓ和Ｔｈｅｏｐｈｒａｓｔｕｓ就分别提到植…     

杨树-农作物复合系统中的化感作用

综述了植物化感作用的类型、作用机理、影响植物化感作用的因素,并从化感作用角度提出目前长江中下游主要农林复合系统(杨树-农作物)的研究方向,杨树与不同农作物种类配置研究;针对杨树主要害虫天牛进行生物防治的“相生植物”的筛选;杨树自毒作用以及对后续农作影响研究;杨树对土壤微生物区系和土壤酶活性的影响等。     

Effect of leaf water extracts of four Asteraceae alien invasive plants on germination performance of Lactuca sativa L. under acid deposition

Plant Ecology - Allelopathy of alien invasive plants (AIP) on plant germination performance is essential for their successful invasion. However, the allelopathy of AIP may be reformed or even...     

浮游藻类的化感作用研究进展

化感作用由于在水产上有着巨大的潜力,成为近年来各国的研究热点。本文综述了藻类化感作用的定义、研究方法、化感物质的作用机制、影响因素、化感作用的应用等,并对今后研究方向以及应用前景进行了展望。     

环境胁迫下植物的化感作用及其诱导机制

植物化感作用是生态学研究中一个十分活跃的领域,对植物为什么和在什么条件下释放化感物质这一重要问题有不同的认识。在对环境胁迫下植物化感作用的变化及环境胁迫因子对化感物质听诱导机制等方面进行了评述后,指出植物化感化质的产生和释放是植物在环境胁迫的选择压力下形成的,植物化感作用是植物在进化过程中产生的一种对环境的适应性机制。