全 文 ：生态科学2005年2月第24卷 第1期 ECoLOGICSC ENCEFeb．，2005，24(1)57～60
杨树一农作物复合系统中的化感作用
万开元，陈 防。，余常兵，钟志祥(中国科学院武汉植物园，武汉430074)
【摘要】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(杨树一农作物)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。
关键词：化感作用；杨树一农作物复合系统；长江中下游
中图分类号：Q948．1 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2005)01．057—04
AUelopathyanditsapplicationinpoplar-corpssystem
WANKai—vuan，CHENFang半，YUChang_bing，ZHONGZhi—xiang(WuhanBotanicalGarden，CASWuhan430074，China)
AbstractThesideef艳ctofa11elopathVcouldcasuef wbillionsdollars10 etoworldlyagricultureannuallv．It’simportant
thatitsne2ativeandpositivennuencetoagricultureshouldbestudied．Areviewisgiveno thetvpesofa11elopamv，the
mechanism，theaffbctingfactorstoallelopathy，anditsapplicationinagriculture．Somesubiectsshouldbeaddressedfbrme
agro—forestrvsvstemsintheIIliddleandlowerreachesofmeYangtzeRiver：studVondifferentcropspeciesfbrpoplar_corps
svstem，sieving”themutualplants”toutilizenthebiologicalcontr01lingformelonghombeetle，theautotoxicitvofpoplarand
itsinnuencetotllsucceedingcrops，meef俺ctsofpoDlaronthecontentofmicrofloraandenzymaticct vitiesinsoil_
Keywords：Allelopamv：Poplar—corpssVstem；ThemiddleaIldlowerreachesofmeYangtzeRiver
化感作用(a11elopathy)是近年来逐步受到世界各
国科学家重视的一个新的研究领域，它主要是指一个
活体植物(供体植物)通过地上部分茎叶挥发、茎叶
淋溶、根系分泌等途径向环境中释放一些化学物质，
从而影响周围生物的生长和发育【4川。
农林复合生态系统是以生态学和经济学理论为依
据，把林业和农业(农、牧、副、渔等)有机地结合在
一起，形成一个人工生态系统。该系统能更充分的利用
环境中的资源和能量。面对资源短缺和环境恶化的严峻
现实，采取农林复合系统的模式将能产生较高的生态与
经济收益。但是由于化感作用的存在，复合系统中各种
植物的关系影响着该系统的生态功能和经济效益[14’211。
1 化感物质的类型
化感物质大多是次生代谢物质，根据其性质和生
物合成途径，Rice【41】将其分为14类：简单的水溶性有
机酸、直链醇、脂肪族醛和酮；简单不饱和内酯；
长链脂肪酸和多炔；醌类；苯甲酸及其衍生物；肉桂
酸及其衍生物；香豆素类；内黄酮类；单宁；萜类化
合物；氨基酸和多肽；生物碱和氰醇；硫化物和芥子
油苷；嘌呤和核苷。
内含物大量外泻，造成根系死亡。银胶菊的叶片提取
物可降低风眼莲根部细胞膜的完整性【38|。
2．2对细胞分裂、伸长的影响：
化感物质可抑制有丝分裂过程中纺锤丝的形成，
从而抑制细胞分裂，这些物质可通过抑制细胞壁中多
糖类物质(如纤维素)的合成，而抑制细胞的伸长，
同时使根加粗，可减少细胞器的数目，破坏核膜、线
粒体膜、质膜和高尔基体膜。葫芦所产生的化感物质
使菜豆的根尖细胞挤压在一起，在根冠细胞中产生了
不定形和无活性的细胞核、线粒体和内质网，并且液
泡发生了内附川J。
2．3对植物激素活性的影响
化感物质使IAA脱羧，或者作为IAA氧化酶或
过氧化物酶的活化剂，从而阻止IAA，GA3等诱导的
幼苗生长p一圳。
2．4抑制或刺激某些酶的活性
化感物质对纤维素酶、过氧化氢酶和过氧化物酶、
磷酸化酶、淀粉酶、苯丙氨酸转氨酶等酶数量或活性
都能产生不同程度的影响【291。酚酸类物质可以影响黄
瓜根系中苯丙氨酸解氨酶(PLA)、B一葡萄糖昔酶
(GLD)的活性u川。
2 化感作用的作用机理 收稿日期：2004一03．29，2005一02—20接受
2．1 对细胞膜透性的影响 作者简介：喜毳蟊，‘墨笛高套’助理研究员，从事湿地生态、物种保
斑唇马先蒿的分泌物能破坏青稞根的细胞壁，使 。通讯作者
万方数据
万方数据
1期 万开元，等：杨树一农作物复合系统中的化感作用 59
这样的作用，张润志【23J等提出相生植物的概念，利用相
生植物，可以选择最适宜的搭配作物及品种，建立合理
的作物群体结构，利用它们释放的化感化合物来防治作
物的病虫害，减少农药使用，从而优化环境，提高产品
的质量；另外通过筛选，还可在田间增植一些“伴生植
物”，也是一种增产的措施。
5农林复合系统中化感作用的研究内容探讨
农林复合系统中的化感作用目前还处于起步阶
段，研究的数量较少，而且很少涉及到毒害机理和有
毒成分组成等深入的层面【20|。
杉树林根际土及非根际土中均存在抑制杉树种子
萌发的物质，随栽植代数增加抑制作用更趋明显，杉
树各器官浸提液对杉树种子萌发也有抑制作用，杉树
林下常见植物对杉树种子发芽则表现为低促高抑效
应，说明杉树人工林存在自毒作用，这是杉树连栽障
碍的原因之一【8’1引。对杉树根桩在分解过程中酚类物
质化感效应的研究表明，根桩在分解过程中酚类物质
向外释放并会在土壤中积累。采伐剩余根桩对下一代
杉树的生长有不利影响，这种影响与根桩中的酚类物
质有关。杉树根系分泌物和凋落物对土壤微生物也产
生很大的影响，从而使土壤肥力下降，最终导致杉树
产量的下降¨J。
用Gn—c埘J已pi“m的枝叶的浸提液对玉米和豇
豆的发芽在室内具有强烈的抑制作用，但也许由于
该化感物质在田间分解或淋溶很快，没有对玉米和
豇豆的产量产生有害的影响【42|。水杉通过淋洗、根
系分泌物和挥发作用等途径释放化感物质，对小麦
种子的萌发和小麦、青菜幼根、幼苗的生长产生不
同的影响。化感物质浓度高时显著抑制植物的生长
发育，随着浓度的降低，这种抑制作用会逐渐减弱、
消失甚至转变为促进作用【l71。将741杨与花生、大
豆问作会有较好的效果；741杨根对玉米和几种田
间杂草具有不同程度的抑制作用，随着栽植距离的
接近抑制作用将会增强[16I。中林一46杨根浸提液对
大豆幼苗的生长有极显著的促进作用，浸提液浓度
>10mg·mL。1时对小麦、玉米的生长表现极显著的
抑制作用，高浓度的浸提液对反枝苋、马唐、狗尾
草、等有明显的抑制作用[1孓25】。
近年以杨树．农作物为主的农林复合系统在长江
中下游发展十分迅猛，培育农林复合系统不能单着眼
于乔木层和农作物层的生长和产量，同时要着眼该生
态系统的发展和生态系统养分循环的动态平衡。不单
着眼于当代(茬)的经营效果，同时要考虑下一代(茬)
生产力的保持，以实现林地的持续利用和资源的持续
发展。从生态系统角度了解其群落组成(乔、灌、草、
土壤微生物等)的相互关系，生态系统的物质能流和
养分循环，不同生育阶段的生理生态特点、凋落物及
有机质分解过程、生化活性等进行较深入的研究，进
而对生态系统的发展进程进行合理的调控，以保证培
育目标的实现。从化感作用的角度看，主要可从以下
几个方面进行研究：
5．1杨树一农作物复合系统中的种类配置研究
杨树一农作物复合系统中种植的作物种类繁多，如
黄豆、蚕豆、绿豆、油菜以及白菜、大蒜、葱、辣椒
等蔬菜，这些作物的选择存在着极大的盲目性。这些
种类的配置是否能够实现提高经济效益和生态功能的
初衷，实现农林双赢的目的?通过杨树对农作物化感
作用的研究，确定具有相生植物特征的杨农种类进行
合理的配置，将能为解决这一问题提供科学的依据和
现实的指导。
5．2具有生防功能的配置研究
杨树主要害虫为云斑天牛、柳兰叶甲、黄刺蛾、
等，其中尤以天牛为害最为严重[9】。目前对杨树害虫
的防治方法主要有以下几种：①选育抗虫树种②营造
混交林或隔离带③配置诱饵树、诱杀树或切断补充营
养源④生物防治⑤化学防治⑥人工、物理防治【18f。其
中前面4种防治方法都涉及到了化感效应。而从众多杨
农复合系统中筛选出对杨树害虫具有一定生防功能的
杨农种类配置，以减少高毒、高残留、污染严重的化学
农药的使用，从而优化生态环境，提高产品的质量。
5-3杨树自毒作用研究
杨树产业的壮大必然带来杨树人工林大规模的连
栽，目前已有由于连栽导致杨树生物量明显下降的报
道，但仅从连栽引起的土壤肥力下降的角度进行了分
析【11|，是否存在杨树自毒作用而的研究目前尚未见报
道，弄清白毒作用在杨树连栽中的负面效应对杨树人
工林的健康发展十分重要。
5．4杨树对后续农作影响的研究
长江中下游的杨树栽培已经由原来的河滩地、沟
渠及道路两旁向农田大规模发展，当杨树产业在日后
萎缩恢复传统粮棉生产时，杨树残桩对不同后作的影
响程度，持续时间等都应该成为研究的内容。
5．4杨树对土壤微生物区系和土壤酶活性的影响
地力衰退的核心是土壤微生物区系与土壤酶活性
的变化，杨树的化感作用对土壤微生物区系的变化到
底起什么作用，起多大作用?这一问题的回答将对制
定合理的减缓地力衰退措施起直接的指导作用。
万方数据
万方数据
杨树-农作物复合系统中的化感作用
作者： 万开元， 陈防， 余常兵， 钟志祥， WAN Kai-yuan， CHEN Fang， YU Chang-bing，
ZHONG Zhi-xiang
作者单位： 中国科学院武汉植物园,武汉,430074
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2005,24(1)
被引用次数： 7次

参考文献(44条)
1.Lindroth R L;Kinney K K;Platz C L Responses of deciduous trees to elevated atmospheric
CO2:Productivity,phytochemistry,and insect performance[外文期刊] 1993(03)
2.Kainulainen P The influence of elevated CO2 and O3concentrations on Scots pine needles:changes in
starch and secondary metabolites over three exposure years 1989
3.Jordan D;Ponder F J;Hubbard V C Effects of soil compaction, forest leaf litter and nitrogen
fertilizer on two oak species and microbial activity[外文期刊] 2003(1)
4.金幼菊;柳维波 油松针叶精油萜烯组成的研究(Ⅱ):-萜烯含量与季节\叶龄及朝向的关系 1995(04)
5.Pandey D K;Kauraw L P;Bhan V M Inhibitory effect of parthenium (Parthenium hysterophorus L.)
resudue on growth of water hyacinth. I. Effect of leaf resudue[外文期刊] 1993(11)
6.Muzika R M;Pregitzer K S Changes in terpene production following nitrogen fertilization of grand
fir seedlings[外文期刊] 1989
7.张芝利 查看详情
8.朱利斌;刘复生;周昌清 诱虫植物在害虫防治中 1996
9.张润志;张广学 相生植物在生物防治中的作用[期刊论文]-中国生物防治 1998(04)
10.张玲;王焕校 镉胁迫下小麦根系分泌物的变化[期刊论文]-生态学报 2002(04)
11.翟明普 混交林和树种间关系的研究现状 1993(01)
12.袁玉欣;裴保华;王九龄 国外混农林业系统中林木与农作物的相互关系研究进展[期刊论文]-世界林业研究
1999(6)
13.梅爱华;陈京元;吴高云 江汉平原杨树害虫种类调查、发生原因及主要害虫防治对策[期刊论文]-森林病虫通讯
1998
14.马祥庆;刘爱琴;黄宝龙 杉木人工林自毒作用研究[期刊论文]-南京林业大学学报(自然科学版) 2000(01)
15.马祥庆;黄宝龙 人工林地衰退综述[期刊论文]-南京林业大学学报(自然科学版) 1997(02)
16.骆世明;林象联;曾任森 华南农区典型植物的他感作用研究 1995
17.刘秀芬;胡晓军 化感物质阿魏酸对小麦幼苗内源激素水平的影响[期刊论文]-中国生态农业学报 2001(01)
18.Yu J Q;Matsui Y Phytotoxic substances in root exudates of cucumber (Cucumis sativus L.)[外文期刊]
1994(01)
19.Tian G;Kang B T Evalution of phytotoxic of Gliricid sepium(Jacq.) Walp. Prunings on maize and cow
pea seedings[外文期刊] 1994
20.Rice E 1 Allelopathy 1974
21.Putnam A R The science of allelopathy 1986
22.Politycka B Phenolics and the activitites of phenylalanine ammonia-lyase,phenol-beta-glucosyl
transferase and beta-glucosidase in cacumber roots as affected by phenolic allelochenicals[外文期刊]
1998(40)
23.李丰;刘荣光;宝山 选择诱杀树种防治光肩星天牛、黄斑星天牛的研究[期刊论文]-北京林业大学学报 1999(04)
24.Jones C G;Ostfeld R S;Richard M P Chain reactions linking acorns to gypsy moth outreaks and
lymedisease risk[外文期刊] 1998(5353)
25.Hejl A M;Einhellig F A;Rasmussen J A Effects of juglone on growth,photosynthesis,and respiration
[外文期刊] 1996(04)
26.Dank S M L;Fletcher J S;Rice E L Influence Acid on Mineral Depletion and uptake 86R6 By Pauls
scarlet Rose cell-suspension Cultures 1975
27.Cruz R;Anaya A L;Hernandez B E Effects of allelochemical stress produced by Sicyos deppei om
seedling root ultrastructure of Phaselus vulgaris and Cucurbita ficifolia[外文期刊] 1998(12)
28.Chalutz E Ethylene induce phenylalanine ammonialyase activity in carrot roots 1973
29.李继泉;金幼菊 环境因子对植物化感化合物的影响[期刊论文]-河北林果研究 1999(03)
30.Bryant J P;Chapin F S;Klein D R Carbon nutiient balance of boreal plants in relation to
vertebrate herbivory[外文期刊] 1983
31.Bernays E A Insect-plant Interactions(VolI) 1989
32.Baziramakenga R;Leroux G D;Simard R R Allelopathic effects of phenolic acids on nucleic acid and
protein levels in soybean seedings 1997(03)
33.祝心如;王大力 苹果、杨树等林木根系浸提物对小麦生长的潜在影响 1997(03)
34.严毓骅 害虫防治新方向:应用替代性防治措施,走向害虫可持续控制 1996
35.夏鲁青;郭同斌;赵博光 杨树虫害防治研究进展[期刊论文]-林业科技开发 2001(05)
36.卫春;陈建群;张鹏飞 复合农林系统中水妓凶饔玫纳锊舛?[期刊论文]-南京林业大学学报(自然科学版)
1999(04)
37.王德艺;冯新满;魏红侠 741杨化感作用的研究 1999(03)
38.王德艺;张维梅;袁玉欣 中林-46杨化感作用初探[期刊论文]-河北林果研究 2000(01)
39.王大力 水稻化感作用研究综述[期刊论文]-生态学报 1998(03)
40.汪思龙;陈龙池;廖利平 几种化感物质对杉木幼苗生长的影响[期刊论文]-应用与环境生物学报 2002(06)
41.陶燕铎;张宝琛 中国林业生态中的植物生化化感作用 1992(01)
42.孙翠玲;朱占学;王珍 杨树人工林地力退化及维护与提高土壤肥力技术的研究 1995(06)
43.宋君 植物间的他感作用 1990(06)
44.贺锋;陈辉蓉;吴振斌 植物间的相生相克效应[期刊论文]-植物学通报 1999(01)

本文读者也读过(10条)
1. 励龙昌.孟宪宇.Li Longchang.Meng Xianyu 区域森林资源结构调整的原则[期刊论文]-北京林业大学学报
2001,23(3)
2. 姜东涛 固定小班与不等长样带的森林调查技术[期刊论文]-东北林业大学学报2003,31(5)
3. 冯永斌.蔡娟娟.叶建人.黄贤夫 温岭市稻田蜘蛛种群及优势种的调查研究[期刊论文]-安徽农学通报2011,17(7)
4. 曾利民.于士涛.高飞.周福成.Zeng Limin.Yu Shitao.Gao Fei.Zhou Fucheng 农林复合生态系统节肢动物群落
多样性研究[期刊论文]-山东林业科技2008,38(3)
5. 张帆 农业害虫生物控制的主要途径及应用前景[期刊论文]-农业技术与装备2011(10)
6. 赵敬钊.刘凤想.常瑾.彭宇 温度对蜘蛛繁殖力和实验种群的影响[期刊论文]-生态学报2002,22(9)
7. 张永国.吴专.陈合志.魏东晨.李凯.ZHANG Yong-guo.WU Zhuan.CHEN He-zhi.WEI Dong-chen.LI Kai 农林复合
生态系统游猎型蜘蛛种群动态及影响因素的研究[期刊论文]-河北林果研究2007,22(3)
8. 李继虎.管楚雄.安玉兴.许汉亮 甘蔗螟虫生物防治的研究进展与应用概况[期刊论文]-甘蔗糖业2011(4)
9. 顾松东.郑伯平.孙立宁.赵川德 游猎型蜘蛛在丘陵区的分布规律及活动习性研究[期刊论文]-现代农业科技
2007(15)
10. 喻国辉.陈文华.陈建.YU Guo-Hui.CHEN Wen-Hua.CHEN Jian 不同冬季气候条件下的麦田蜘蛛群落结构和优势
种繁殖情况[期刊论文]-蛛形学报2005,14(1)

引证文献(7条)
1.郭忠录.蔡崇法.郑珉娇 紫穗槐茎叶水浸液对大豆和蚕豆的化感作用[期刊论文]-华中农业大学学报 2010(4)
2.程鹏.曹福亮.汪贵斌 农林复合经营的研究进展[期刊论文]-南京林业大学学报(自然科学版) 2010(3)
3.曹兵.宋丽华.张涛 臭椿根浸提液对刺槐幼苗生长的化感效应[期刊论文]-西北农业学报 2009(3)
4.宁小斌 农林复合系统及其种间相互作用研究进展[期刊论文]-湖北林业科技 2009(1)
5.万开元.陈防.陶勇.陈树森.罗治建 杨树对莴苣的化感作用[期刊论文]-东北林业大学学报 2009(1)
6.毛瑢.曾德慧 农林复合系统植物竞争研究进展[期刊论文]-中国生态农业学报 2009(2)
7.刘兴宇.曾德慧 农林复合系统种间关系研究进展[期刊论文]-生态学杂志 2007(9)


本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200501017.aspx