杂草化感作用对粮食作物影响的研究进展

摘要：粮食作物在我国农业生产中的地位举足轻重，而杂草是造成粮食作物减产的重要原因之一，因此关注杂草的化感作用，为有效的防除杂草、提高粮食作物产量提供理论依据。

关键词：化感作用；杂草；粮食作物

中图分类号： Q945 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2014.23.0014

1 化感作用概述

化感作用是植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用。由植物所释放并能对其他生物产生生理效应的次生代谢物质称为“化感物质”，这些物质主要通过植物地上部的淋溶和挥发、根的分泌以及植物残体的腐解等途径排至环境中，并对其他生物产生直接或间接的刺激或抑制作用，从而影响周围植物的生长发育，大量研究证明化感物质对细胞结构、细胞膜透性、矿质离子和水分吸收、植物激素、酶功能和活性、光合作用、呼吸作用、基因表达和蛋白质合成等方面具有影响[1]。

2 杂草与粮食作物的化感作用研究进展

20世纪70年代以后，化感作用已逐渐形成一门独立的学科体系，成为了植物学、生态学、农学和林学等相关领域研究的热点问题。近年来，随着化感作用研究的不断深入，农业生态系统中农田杂草化感作用的研究比较广泛，对合理耕作具有重大意义。

2.1 粮食作物对杂草的化感作用研究进展

国内外研究表明：小麦、水稻等粮食作物具有化感潜力，作为化感作用研究的基本材料，各国学者对其进行了众多探索。有研究证明，小麦残体植株能够释放化感物质抑制千金子的生长[2]；小麦秸秆的水提液对裂叶牵牛等6种杂草具有抑制作用[3]；小麦残留的根系分泌物能够抑制棉苗的生长[4]；具有抗性的水稻品种对稻田杂草生长具有明显的抑制作用[5]；水稻化感品种的根系分泌释放出的非酚酸类物质是水稻主要的化感物质，在低磷条件下水稻化感抑草能力与酚酸代谢途径的关键酶基因的表达均有增强[6]。因此在农业生产过程中，可以利用粮食作物的化感作用指导作物间的耕作模式、培育优良的化感品种、防除田间杂草等，对提高粮食作物的产量有着重要作用。

2.2 杂草对粮食作物的化感作用研究进展

黄顶菊、银胶菊、黄花蒿、播娘蒿、曼陀罗、紫茎泽兰、青蒿、灰绿藜等是农田中常见的杂草，给粮食作物造成很大损失，通过研究这些杂草的化感作用有利于认识农田植物群落的结构和演替，并对提高粮食作物产量、杂草的合理开发利用及生物防除具有重要指导意义。黄顶菊能够抑制小麦种子发芽率、发芽势、幼苗根长和苗高[7]；银胶菊的花能够抑制小麦种子萌发和幼苗生长，抑制光合作用，提高MDA含量，并降低SOD、POD和CAT的活性[8]；黄花蒿能够抑制小麦幼苗根长、根毛和苗高的生长[9]；播娘蒿、荠菜、野燕麦、婆婆纳、泽漆能够抑制小麦的发芽[10]；曼陀罗的根、果皮和种子化感物质可抑制大豆幼苗可溶性蛋白的分解[11]。越来越多植物保护学者研究杂草化感作用，目的就是有效防除杂草的同时提高粮食作物产量。

3 展望

我国农业生产中粮食作物的地位举足轻重，因此粮食作物产量的提高，对国家的农业生产和国计民生有重大意义。粮食生产的制约因素主要是农田杂草，杂草与粮食作物相互竞争资源，又会释放某些化感物质干涉竞争对手的生殖、生长和存活。因此关注杂草的化感作用，为有效的防除杂草、提高粮食作物产量，提供理论依据。

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作者简介：隋海霞，在读研究生，哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，研究方向：植物生理生态学。