作物的化感作用

摘要：本文综述了作物化感作用的表现形式，介绍了化感作用的特殊表现方式——自毒作用，主要说明了酚酸类化感物质的自毒作用，阐述了作物的连作障碍以及和化感作用的关系。

关键词：化感作用；自毒作用；连作障碍；酚酸

中图分类号： S31 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.08.063

植物化感作用的定义是指植物通过向环境释放特定的次生物质，从而对邻近其他植物（含微生物及其自身）生长发育产生的有益和有害的影响。化感作用是连作障碍产生的重要因素之一。

1 化感作用的表现形式

1.1促进作用

豆科类作物秸秆和根系的残茬及其分解物能促进禾本科、茄科等很多作物的生长。具体而言，苜蓿残茬覆盖可促进玉米、辣椒、向日葵、甜菜等很多作物的生长，大豆残茬对向日葵的生长有积极的促进作用。化感作用是普遍存在的，同样化感抑制现象更为普遍，作物根系分泌的酚酸类物质以及脂肪酸等在根际土壤环境中积累，抑制了其他作物的生长，影响了其他作物的长势和产量。如番茄不僅有自毒作用，且植株挥发物和根系分泌物对黄瓜生长有明显抑制作用[1]。

1.2自毒作用

自毒作用是使同科植物的生长产生抑制，是同一种作物通过向环境中释放代谢或分解出来的化学物质，而对其他同种个体生长产生直接或间接的有害影响。是一种发生在同种植物内的生长抑制作用。连作对作物生长的土壤生态环境影响很大，特别是作物残茬与病原微生物的代谢产物对作物有自毒作用，并连同植株根系分泌的自毒物质一起影响植株生长代谢，导致自毒作用的发生。大豆、苜蓿等豆科类植物和黄瓜、西瓜、番茄等蔬菜作物，以及水稻、小麦、玉米、甘蔗等禾本科植物中都存在较为明显的自毒现象。化感物质的释放途径包括根系的分泌和腐解，以及植株地上茎叶的挥发、淋溶等，其中根系的腐解和分泌是化感物质产生的主要途径之一。

1.3酚酸类物质的自毒作用

大多数作物都存在着自毒作用，研究发现自毒作用是作物产生连作障碍的一个主要原因[2]。自毒作用可以通过作物淋溶、根系分泌、残茬分解向环境中释放化学物质，而对作物本身产生间接或直接的毒害作用。化感物质的重要成分之一是酚类物质。关于酚类物质对化感作用的影响学界已有很多研究和论述。研究发现自毒物质中的酚酸类物质与土壤微生物数量和活性关系密切。

在草莓根系腐解物水提液中检测到丁香酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸、香草酸和5 种酚酸类物质，它们均抑制草莓室内实验植物的生长，实验证明羟基苯甲酸对作物生长的抑制作用最强。调查研究表明，植物的自身毒性随降雨、气温的变化而出现以植物生长周期为单位的周期性波动。酚酸是作物残茬腐烂分解后产生的十分常见的有机分子，它们对作物的化感作用十分显著。实验研究发现，水稻在混有不同含量的入侵杂草残茬的土壤中的长势有所不同，并且在土壤中检测出对羟基苯甲酸、ρ-香豆酸、没食子酸、茴香酸等，室内试验证明，这几种酚酸都对水稻的生长和产量有着消极的作用。

2 连作障碍

连作障碍是世界性难题，各国各地均有发生。连作的频数越多，相应植物的自毒作用就越大，越为明显。就连作障碍对果树的影响看，连作对不同的果树苗木都有影响，例如与空白土地相比，连作后桃和苹果生长量下降较大，山楂苗的作物产量下降相对较小。在不同的前作果树的土壤里，其后栽植的各种果树的产量均要比在空闲土地上栽植的果树产量低。说明同科异属不同果树，甚至异科的果树苗木间也存在相克效应。就连作障碍对东北地区的农作物的影响看，前作农作物为大豆和黑小豆等豆科植物的，连作后的农作物如马铃薯、玉米、向日葵、西瓜等，都有较好的长势和产量。前作农作物为马铃薯的，连作后的农作物产量低于前作农作物为大豆等豆科植物的产量。前作农作物为玉米、向日葵和西瓜的，连作后的农作物的产量低于前作农作物为马铃薯的产量。连作前后为同种农作物的，产量明显低于连作前后为不同种农作物的产量。这其中以大豆为连作前农作物的连作后产量最高。而甜菜的自毒作用表现相对较为明显，其连作后农作物的产量明显低于其他连作前的农作物。调查研究表明，连作障碍在不同地区的影响程度也有着明显的不同，如在松嫩平原和辽宁地区连作障碍对连作后农作物产量的影响程度有着明显的不同。连作障碍在不同地貌的影响程度，也有着显著的不同，如在平原和山区连作障碍对连作后农作物产量的影响程度相差很大。

因此，连作障碍是被普遍认知的、危害严重的涉及生产性的实际问题，探讨连作障碍对具体生产的实际影响，并根据其影响提出相应的措施以提高作物的产量，具有非常重要的实践意义。

连作障碍主要是由于作物自毒作用等，导致土壤中传病害加重、土壤性质变坏，次生盐渍化及土壤酸化严重以及线虫等造成的。连作障碍对植物生长会造成很大的影响，最后导致自毒作用的发生、病虫害加重、土壤次生盐渍化酸化以及土壤元素平衡的破坏。

3 结语

植物化感作用实际研究已朝横向发展，目前已扩展到以植物为基础的相关有机体和环境间的化学相互作用。因此，深入讨论化感作用对连作障碍产生的影响，在作物增产、森林抚育、病虫害防治、生物复合群落等方面有着积极的作用。

参考文献

[1]周志红.番茄的化感作用研究[J].应用生态学报，1997，8（04）：446-450.

[2]孙文浩，余叔文，相生相克效应及其应用[J].植物生理通讯，1992，28（02）：81-87.

作者简介：杜越，本科学历，助理园艺师，研究方向：园艺。