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摘要:作物分泌物在作物种间关系中起着重要的作用,是作物群落中不可忽视的生态因子之一。对等效应的作用机理虽然还知之不多,但这些现象却是存在的。
在自然植物群落与人为植物群落品种之间的相互关系和相互作用方面,不仅显现在对于大自然给予一切能量(包括阳光、空气、水分还有养分)的吸收和补充之上,还显现于植物经过由土壤和根分泌的物质而出现的互相排斥与相互利用方面的影响当中。对于这一现象,从20世纪20年代起就已经引起了人们的注意。人们曾试图用加热的方法促进柠檬、桔子成熟。后来,用纯乙烯处理水果也收到同样的效果。最后确认了乙烯是真正的催熟活性物质。
1作物的生物特性
自然界和农田中的植物(作物)都能向周围环境分泌一些物质。有的是气态的,如大麻、艾蒿、薄荷的气味是大家所熟知的。有的液态的表现形式,就比如在谷类农作物其幼苗叶的尖端或者是在幼苗的边缘出现了水滴,这便是植物生长过程中的吐水现象。植物在其生长的过程中常会有一些分泌物的出现,这也就是植物生活的产物,当然,在每一种植物种类乃至相同种类植物的不同器官部分其生长期分泌出来的化学物质成分也不会相同的。从现在的分析结果来看,植物在其生长期间会分泌出各种各样的有机混合物。植物都有其惊人的分泌能力,在一些相关中资料可以见到,在只有1hm2柏树面积中,每天就能够分泌出30kg的挥发油的物质。有很多的植物其幼苗的根系所能分泌出来的物质就占其本身重的10%还多,而且1棵成年植株所分泌到外界的各种成分也占有总体光合作用所产生的物质的百分之几。
2作物的化学特性
有关于植物所分泌出的物质的表述,存在着2种解释。分泌过程是纯粹的消极扩散;分泌的产生是植株各器官专门的代谢活动的结果。1个种类的植物挥发到周围环境中的分泌物质是有着一定的化学成分的,这对附近生长着的另外其它植物会产生一定的影响,有一些分泌物便会被其它植物所吸收,并产生各种的变化作用。作物群落中一种作物的分泌物可能进入另一种作物体内。这一点已为国内外许多试验所证实。尽管人们对作物和微生物分泌物的化学成分了解得还很少,但是它们早已被利用了。例如,赤霉素是由微生物分泌出来并能促进作物生长的生长素。大蒜,圆葱的分泌物能够杀死许多种细菌。
3作物的生物化学特性的相互影响
德国学者对植物分泌物及其在群落中的生物学作用进行了多方面的研究。1955年在国外学者的对等效应专著当中表述,在一些作物群落之中,许多高等的植物同一些微生物的相互间是通过由其分泌物所产生的各种影响是极为细微和复杂的。通过一些高等的植物而分泌产生,对另外的高等植物的成长所起到抑制性的作用的化学物质称为抑制素,其中起到刺激性作用的物质称为刺激素。由微生物分泌出来,对另种微生物起抑制作用的物质称抗生素,起促进作用的称促生素。通过高等的植物所分泌产生又会对一些微生物质有着毒害影响的成分被称作植物的杀菌素,起着有利影响作用的就称作生长素。通过微生物分泌产生,并对高等的植物有害影响的物质成分被称作凋萎素或者称毒素,如果要是起到有利影响的就被称作抗生素或者是生长素。需要指出,同一种分泌物一般既对高等植物起作用,又对微生物有影响。例如,苹果所分泌的乙烯,既能抑制豌豆幼苗的生长,又能阻碍微生物的繁殖。在粮谷作物边缘种植大麻是我国北方农民自古以来就有的习惯。化学分析证明,大麻的分泌物中含有生物碱、挥发油和有机酸,包括1种称“堪沙金”的物质。这些物质具有杀菌能力,并能抑制害虫的传布。间作后,有的作物病虫害可能加重,例如玉米、谷子间作,往往三代粘虫发生严重。不同作物共同生育,只要搭配得当,总产量有增加的趋势。但是,作物种间相互抑制的例子也不少。大麻对大豆的生长发育不利;所种植的荞麦,它虽植株非常矮小,但却对周围植株非常高大的玉米生长起到了抑制性的影响。玉米根有向羽扇豆根的一侧伸展的趋势。作物与杂草之间也有类似的现象发生。例如,靠近小麦边行的藜的根系有“逃避”小麦根系的倾向。有国外的专家曾经从苍耳中提取了一种抑制作物生长的物质。比较全面系统地论述栽培植物之间对等效应的著作是苏联的学者。还应强调的有,如果一种植物或者农作物所分泌的物质不单单直接对一种作物产生影响,还有可能会通过抑制性作用或者是刺激一些细菌生长和昆虫的繁育进而间接地对其他作物产生效果,或者也可能遗留在土壤中,对后作产生这样或那样的影响。在荞麦之后不宜种玉米的道理也在于此。
作者:张凤珍 单位:吉林省镇赉县农业技术推广中心