全 文 ：第 11卷 第 1期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．11 NO．1
Jan．， 2003
化感作用在杂草控制中的应用
李寿 田 周健 民 王火焰 陈小琴 杜 昌文
(中 国科学 院 南京 土壤 研究 所 南 京 210008)
摘 要 杂草危害农作物的生长和发育 ，而大量施用除草剂会造成环境污染和增加杂草抗药性。利用植物相互间
化感作用控制杂草非常有效 ，抑草植物通过释放化感物质并与杂草 竞争生存环境，进 而对杂草发芽和生长产 生抑制
作用。轮作 、耕作等措施影响植物残茬化感物质的释放 ，造成抑草效果不同。化感育种是解决 杂草危害的最有效途
径 ，可使 植 物具 有 对杂 草抑 制 作用 的化 感 性状 。
关 键词 杂 草 化感 作用 化感 物 质 化感 育 种
Application of alelopathy t0 weeds contro1．LI Shou—Tian，ZH0U Jian—Min，WANG Huo-Yan，CHEN Xiao-Qin，DU
Chang—Wen(Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008)，CJEA，2003，1 1(1)：104～ 106
Abstract W eeds is very harmful to the growth of crops，and the utilization of herbicides wil lead to environmental poilu—
tion and devdopment of herbicide resistance in weeds．Alelopathy among plants is an effective way to control weeds．Weeds
germination and growth are suppressed by alelochemicals released from smothering plants and environmental competition
with smothering plants．In addition，the rdease of alelochemicals can be influenced by the measurements of rotation，tillage
and other ways，which leads to different levels of weeds suppression．Breeding for smothering plants which posses allelo—
pathic po tentials is the most effective way to aleviate or eliminate adverse effects of weeds，which can incorpo rate alelo—
pathic characteristics into plants to suppress weeds．
Key words W eeds，Allelopathy，Allelochemicals，Allelopathic breeding
杂草是农业生产中重要问题之一，使用除草剂控制杂草会造成环境污染 ，危害人类健康 ，并使杂草对除
草剂产生抗性 ，植物化感作用⋯为农业生态系统中控制杂草提供 了有效途径。
1 抑草植物及其化感物质
抑草作物通过环境竞争和化感作用抑制杂草，抑草作物主要有黑芥 (Black mustard)，其化感物质为烯
丙基异硫氰酸及其他水溶性抑制物；养麦(Buckwheat)，其化感物质为脂肪酸 ；苜蓿 ，其化感物质为异黄酮类
化合物和酚类物质 ；香苜蓿(Sweecclove)，其化感物质为异黄酮类化合物和酚类物质；燕麦(Oat)，其化感物质
为酚酸类物质和 7一羟一6一甲氧香豆素 ；黑麦(Rye)，其化感物质为酚酸类物质及氧氮杂萘酮类 ；小麦，其化感
物质为酚酸类物质和简单有机酸 ；苏丹草(Sudangrass)，其化感物质为对羟基苯 甲醛和对羟基苯 甲酸 ；水稻，
其化感物质为 3一羟基苯甲酸、3，4一二羟基肉桂酸、4一羟基苯乙酸和对羟基苯 甲醛 ；高粱 ，其化感物质为酚酸
类物质、对羟基苯甲醛和对羟基苯甲酸H 。
2 杂 草 控 制 方 法
不同植物对杂草的抑制效果各异 ，Narwal S．S．认为珍珠稗(Pearlmilet)是夏季最有效的抑制杂草植物
之一 ，其生长迅速并与杂草竞争光、水分、营养等，且根系分泌某些化感物质抑制杂草种子发芽和苗生长 ，与
休 闲地杂草 相 比 ，其 抑制效果达 64．0％～87．4％ ，珍珠稗 抑制 杂草干 物质 积 累达 88．8％ ～96．1％。谷 类饲
料植株高大 ，形成冠层与杂草竞争光 、土壤水分、营养及空间 ，且其根际分泌的化感物质对杂草产生抑制作
用，较豆类抑草效果佳，不同抑草植物抑制阔叶杂草顺序为珍珠稗>玉米>高粱>簇生豆>豇豆 。试验表
明，水稻残茬或残茬与秸秆混合物的 5％～10％浓度水提取物能抑制杂草发芽和苗期生长 ，抑制效果不同可
能是因植物不同部位酚类物质浓度不同所致，水提取液对杂草茎伸长和干物质量的影响相似 ，但对根伸长的
抑制效果大于对干物质量的影响，对窄叶草的抑制效果大于对阔叶草的抑制效果 ，故可利用抑草植物分泌
物及其水提取物(主要为一些具有化感作用的物质)作除草剂 ，或通过人工合成有效化学物质施人农田系统 ，
收稿 日期：2001—11．12 改回日期 ：2001·12·28
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第 1期 李寿 田等 ：化感作用在杂草控制中的应用 105
控制杂草生长 ，且此类化合物易降解 ，不污染环境。利用轮作控制杂草是最有效栽培方法之一 ，可在尽少施
用除草剂下对杂草达到最有效控制，轮作作物如黑麦 、小麦 、荞麦 、黑芥、高粱和苏丹草的杂交种等均能有效
降低杂草种群并与杂草竞争资源 ，且通过活体或作物降解产生的化感物质对杂草生长产生抑制。1年生和
多年生作物栽培中可利用覆盖作物残茬进行杂草控制，留有黑芥 、小麦、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)残茬
的表土中细菌和假单胞菌(Pseudomonads)数量远高于无作物残茬的表土 ，对可溶性抑制剂的释放十分有
利。研究表明土壤环境的改变可影响杂草群体组成，且杂草幼苗密度与覆盖作物残茬密度呈明显负相关 。
黑麦可与杂草竞争光、湿度及营养 ，黑麦残茬通过降低地温 、调节 日温变化与充 当物理障碍抑制杂草种子萌
发和苗生长 ，黑麦及其残茬能释放环状氧肟酸类(Cyclic hydroxamic acids)和简单的酚酸类物质(Phenolic ac—
ids)，抑制 杂草种子 萌发和生长 ，黑麦 对 1年生 阔叶杂 草抑制效果 最佳 。小麦 残茬能 释放酚类和 简单有机酸
类物质，且对杂草产生抑制而对作物苗子的活棵影响很小。豆类覆盖作物可提高土壤 N和阻止土壤侵蚀，
许多野豌豆如毛叶苕子主要用于控制杂草 ]。水稻茬或水稻茬与秸秆混入土壤中可在早期有效降低杂草密
度，并降低杂草干物质量。小麦和车轴草(Berseem)能降低杂草种群，而燕麦和小扁豆增加杂草种群，这可能
是前茬作物根系分泌物刺激了杂草种子的萌发。车轴草抑制阔叶草最为有效 ，其抑草效果达52．39％。而小
麦为 16．76％，燕麦抑草效果比小扁豆稍好 ]。土壤中水稻残茬可增加窄叶草的干物质含量，不同抑草植物对
窄叶草的抑制顺序为车轴草(90．0％)>小扁豆(84．0％)>燕麦(62．3％)>小麦(46．5％) 。有些黄瓜品种
能刺激植物生长 ，而抑制杂草的发芽和生长，其抑制成分主要为一些水溶性物质。
将杂草学 、生物技术和植物育种结合起来，可为抑制杂草和减少除草剂用量提供有效途径。Haan R．L．
等将 矮 Brassica campestris与结球 白菜杂交获得 1个具有抑草效果 的杂交种 ，且 矮化 的芸薹属 品系在 玉米和
大豆行间发芽良好 ，并能抑制杂草 28～42d而对作物无任何影 响 。已知具有抑草种质的作物有黄瓜 、燕
麦 、水稻 、向日葵 、大豆、珍珠稗 和芸薹属植物 。据报道高化感能力存在于作物的野生类型中，由于育种
中强调高产等性状而使该性状丢失 ，通过与野生种进行杂交可将植物对昆虫和病害的抗性整合到作物品种
中去 ，但化感育种方面 目前仅水稻中获得具有高化感能力的对杂草有抑制作用的品种 。Chad M，R．等指
出，不同耕作方式下高粱干物料对小麦的抑制效果不同，秋季免耕对小麦发芽及群落建成影响很小 ，表明免
耕条件下高粱干物料 中的化感物质未立即释放到土壤中，而使夏季小麦产量受到严重影响，表明化感物质在
冬季和春季溶解并从高粱千物料中淋洗下来；耕作条件下被耕入土壤的高粱中化感物质溶解很快 ，与其他耕
作方式相 比，耕作小麦的发芽受到明显抑制 ，但释放到土壤中的化感物质随时间的延长发生降解 ，小麦产量
与休耕方式下的无区别。高粱收获后立即耕地可延长物料降解时间而减轻化感作用，将高粱干物料切碎也
可加速降解 ，因此可利用耕作方式，将能抑制杂草的植物残茬耕入土壤 ，使其化感物质尽快释放 ，在农作
物植株尚未健壮成长时抑制田间杂草，而当植株健壮成长后植物残茬中的化感物质已大部分降解 ，不影响后
茬作物生长。在受到不同杂草危害的特定地区应选择 1种合适的覆盖作物或间作系统 ，提高对杂草的抑制 、
作物成活和有限的植物毒性，并确定环境条件对化感作用存在和消失所起的作用 ；有些作物或其残茬对特定
作物和杂草具有选择性抑制，可通过对不同作物抑草种质特别是野生种的选择 ，并结合育种将该性状整合到
生产用品种中以提高作物品种对杂草的控制；继续研究化感物质选择性、作用的生理方式及生物合成的遗传
调控 ，利用种质资源选择新的次生代谢产物 ，提高抑草性化感物质的产量；从活体或其残茬的释放速率研究
化感物 质 ，以提 高对 季节性杂草 的控制力度 。
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红 钙 果 栽 培 技 术 与 应 用 前 景
红钙果是我国科技人员近十几年来从成百种植物中选育成功的新型水果，因其含钙量居水果之首而得名，具有成活率高、生长快、用途广、
效益高等特点，其应用前景十分广阔。一是红钙果适应性强，抗寒抗旱抗贫瘠。红钙果是蔷薇科樱属的 1种矮小灌木，株高0．5～1m，株丛
0．5m ，花期4～7月，结核果，形似樱桃，味似李子，酸甜爽口，风味独特，单果重 10g左右，果肉厚，适口性强，果实有红色、黄色、紫色等多种，视
当地气温一般于7～11月份成熟，抗寒抗旱抗贫瘠，1年栽种可收获几十年，适应种植地域广阔。二是红钙果树结果早、产量高、收效快，栽后
当年即可开花结果，单产 1500kg／hmz，第2年单产9000kg／hm2，第3年始单产3万kg／hm ，若在温室种植其效益则更高。红钙果因其独特的风
味及营养价值，现售价高达 60元／kg，其产量和产值远高于普通水果数倍，是农民调整产业结构、脱贫致富的上好品种。三是营养价值高，仁可
药用，可形成系列加工产业。红钙果含有丰富的蛋白质、矿质元素、维生素和氨基酸，每 lOOg鲜果钙、铁含量分别达 60rag和 1 5mg，而质量最
好的苹果仅含9rag和0．24rag。红钙果果实中含有17种氨基酸，总量高达338．3-451．7mg／g，被誉为天然营养库，是目前上等保健水果，尤其适
合老年人和少年儿童食用，且其仁、根皆可药用，仁每 kg售价近100元，单产可收核仁 1200kg／hm 。其果实还可加工成高档果汁、果酒、蜜饯等
产品，蜜饯售价高达45元／kg，具有广阔的市场前景。四是茎叶生物产量很高，营养价值高，是牛羊的上好饲草饲料，其绿叶嫩茎不仅含有牛羊
等牲畜所需一般营养成分，且含钙量极高，尤其茎叶生长旺盛又无刺，故用红钙果绿化荒山荒坡，结合放牧可提高其种植综合效益。五是美化
环境，用红钙果制作盆景，或种植于庭院、街道、公园、公路两旁，可春天观花，夏天赏叶，秋天品果，美化优化环境。红钙果盆景每盆售价50元
以上，若利用一些空地制作盆景出售，经济效益显著。若作为特殊绿化风景树苗，其销路也甚广。六是红钙果根系庞大，枝繁叶茂，固土保水能
力强。红钙果属抗性极强的灌木果树，不怕干旱、雨水、冰雪、高温、贫瘠和病虫害，其成活率极高，1株苗第 2年可繁育成 30株，卖种苗年收入
十分可观。特别是其根冠比高达9：1(一般树仅为3：1)，使土壤不易被雨水冲刷，茂密的枝叶可减少水土流失，生态效益十分显著，是发展生态
农业大力提倡推广应用的品种。红钙果栽培技术要点一是合理选地整地，红钙果可栽于平地、坡地或乔木果树行间未封垄以及梯田地边，栽前
对所选地块进行深翻施肥，施有机肥 45-60m3[hm2，平地可整成小畦，畦埂宽0．4m，畦的长度因地块而定，以利将来管理，坡度较小时坡地种
植可按等高线栽植，坡度较大时需整成 lm宽左右的小梯田，选地时最好选位于半阳坡或阳坡的地块。二是掌握苗木栽植技术，首先做好栽前
准备，即红钙果苗木根系最好进行修剪，将所有侧根重新剪出新茬，对长于 30cm的根系修剪至20～25cm，若有条件者可用生根药物进行浸根，
以提高其成活率。其次栽植时间最好在春季芽未膨大前，一般于冬春季节栽培，北方地区以春栽为好，株行距高密度为0．5m×0．5m，中密度
0．5m×lm，低密度 lm×lm，任选 1种种植密度即可。栽植方法是在整好、翻好的地块挖深50cm×宽40era的坑，坑内填人与有机肥混合的表
土，苗子入坑内边填土边踩实，深度保持原苗的根茎部位与地表一致，但红钙果栽植不宜太深，否则苗木生长减慢。三是栽后科学管理，首先注
意浇水追肥，即在定植后的当天立刻浇水 1次，此后5～7d内再浇水 1次，表土稍干后立即松土，覆盖地膜，并将红钙果定植旁边的杂草经常铲
除。有条件的地方可在枝条生长最旺盛时追施 1次化肥(N肥)，每株施用量为25～50g。其次适时修剪，对栽后的苗木地上部要适当修剪，粗
度小于 lmm以下的分枝彻底疏除，枝条长于30cm的分枝修剪至25～30cm，苗木主干一般保持30～40cm，最上端约有 5～10cm的发育不充实
区剪掉。地下部萌出的根芽一般在第1年保留1个，且离母株最好远一些，第2年保持 1～2个，以后视主丛枝的发育情况定苗。主丛枝一般
3～5年进行彻底更新，新的主丛以新长出的根孽为主进行培养，结果枝可随意结果，也可修剪至15～20cm，视枝条的粗度而定。再次搞好疏花
疏果．红钙果很易成花，一般基生枝由基部第3节起往上均可开花结果，每节可开2～8朵花，大部分有花 3～5朵，因此花太多，需疏掉一些花
蕾或花朵，最后保持 30-40cm的健壮枝有果 50个左右(2个枝)，l5～20cm的中庸枝有果 20个左右(5～l0个枝)，较弱的枝有果 l0个左右
(10个枝)，每株总有果300～400个，株产2～3kg，每 hm 2．25～3．75万 kg。同时注重病虫害防治，钙果的病虫害较少，病害防治可在发芽前
喷 1次3度石硫合剂，主要虫害蚜虫一般用2 5％功夫或吡虫啉防治。由于红钙果是我国独有的新型水果品种，目前种苗十分稀少，故引种时
切记不要将野生、不能食用的牛李和一些果小质差的欧李当作红钙果苗引进。目前，湖北省洪湖市科委智强公司已经培育成功优质种苗可供
选种。
(刘十通 湖北省洪湖市科委 洪湖 433200 电话 ：<0716)2427789)
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