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论异株克生现象在杂草防治和农业中的应用(2)

2013-08-25 01:02
　　1.2作物与作物之间的克生
　　我国马永青等研究麦秸覆盖对玉米生长的影响时发现（1993），麦秸与水按1∶10（w/v）提取24h的提取液对玉米发芽有明显克生影响，玉米胚芽生长也受抑制。麦秸覆盖土壤对下茬玉米发芽率、株高、重量及叶面积均有不同程度的影响，这一影响可能是作物释放的异株克生物质可在土壤中残留，从而影响下茬作物的生长。在国外有人将成熟向日葵切碎，以32t/hm²鲜重混入土壤表面，结果可使棉花的发芽率降低至86.0%。
　　1.3杂草与杂草之间的克生
　　对杂草之间异株克生作用的研究报道较少。Hagin（1989）发现，偃麦草体内可分离出5-羟基吲哚乙酸和5-羟基色氨酸，这些物质对其他杂草生长产生抑制作用。Martin（1994）等的试验表明，狗尾草和马唐可使多花黑麦草种子发芽率降低50%以上。杂草之间除了抑制作用以外，还具有促进作用。Kazinczi发现（1991），苘麻的水提液及酒精提取物可促进反枝苋种子发芽。
　　
　　2异株克生化合物在杂草治理中的应用
　　2.1异株发生现象利用的途径
　　（1）直接利用具有克生作用的植物体或微生物体作为除草剂，但这种方法效果并不理想。
　　（2）采用植物化学的研究手段，对具有克生活性的次生代谢物提取、分离、鉴定，进而人工合成或化学修饰，既可以直接利用，也可能成为新化学农的先导化合物。稻田除草剂艾割就是国外从桉树的次生代谢物中提取分离仿生的先导化合物，桉树含有1，8-桉树脑。Mnller等发现其是鼠尾草等植物的主要克生植物，为此，人们开发了新除草剂Cinmethylin。但是在国内除草剂方面还局限于提取、分离、鉴定阶段，尚未能形成成熟的产品。
　　（3）利用生物技术进行异株克生基因的转移，将代谢途径或某一关键步骤导入目标作物中，可提高作物的异株克生潜能；或者利用转基因技术，将优秀的克生资源克隆到作物和覆盖作物体内并表达，使其具有抑制杂草的能力，达到除草目的，在这方面的研究目前都只局限在探索和尝试阶段。
　　2.2异株发生现象利用的价值与意义
　　种植业伊始，作物一直受杂草的危害，人类长期为其所困。科学技术发展到今天，除草技术已有长足进步，但全世界的生产始终未能摆脱杂草的巨大危害。异株克生作用作为研究发现新克生作用物质及除草剂先导化合物的一条重要途径，它对植物种间关系理论的研究具有极大的推动作用，在生产上具有多方面的应用价值。从抗除草剂机理方面看，这一研究方向有着丰富的资源和广阔的空间。目前可以想象的包括代谢过程的异株克生物质、来自微生物的异株克生物质、来自其他植物的异株克生物质，都可能作为利用的资源。在创制新农药品种的过程中，也可以借鉴异株克生物质的成果，有目的地开发作物己经具备抗性的化合物，提高新农药研制的效率，推动农药的发展。近年来，应用先进的分子生物学技术，人们己分离出许多的异株克生物质，如各种器官或组织异株克生化合物生物合成途径的关键技术等。此外，利用异株克生现象能克服常规育种的盲目性和耗时等缺点，加强了人类对作物定向改造和设计的能力；从根本上解决了除草剂的选择性问题，最大限度地发挥现有除草剂的效益。异株克生作用和生物除草剂的改良，减轻了对化学除草剂的负荷，可能开发出更优秀的产品。异株克生作用的出现有力地促进了综合防治（IPM）理论的发展。异株克生作用的大面积推广在提高粮食产量、简化农业生产环节、节约能源和水、降低除草剂的研制与开发等诸多方面将产生巨大的环境、经济和效益。
    3异株克生现象的弊端
　　3.1异株克生化合物对环境的影响
　　异株克生化合物作为一种农药使用时，同样也有其作为农药的一些不利的特征。首先，其具有一定的挥发性，施用后会被周围的植物吸收或经露水浓缩后被吸收，可能对敏感非靶标植物产生药害；其次，其同样具有淋溶性，通过降雨、灌溉、喷雾等使之进入土壤、河流和地下水等。
　　3.2对植物生理与生化影响
　　异株克生化合物来源于植物的根、茎、叶、花、果实及种子。由于它对植物的生理生化方面的研究较少，它在植物的养分吸收、细胞分裂、光合作用、呼吸作用、酶活性和蛋白质合成等方面的影响还有待进一步研究。
　　3.3浓度变化的不规律性