水稻化感作用研究现状及新方向.doc

水稻化感作用研究现状及新方向【摘 要】根据水稻具有化感作用的特性，人们开展了大量相关的试验探究。对此，本文对化感作用的研究现状进行总结和分析。*感物质的作用原理、优势化感品系的筛选及评价以及化感物质的获取等多个角度对水稻化感的作用进行分析。最后对水稻化感作用的探究新方向提出意见。【关键词】水稻；化感作用；新进展Rice allelopathy research present situation and the new direction【Abstract】According to the characteristics of allelopathy rice, people has carried out a large number of relevant test probe. To this, this paper summarizes research status of allelopathy and analysis. Conghua feeling material action principle, the advantages of feeling strain screening and evaluation as well as allelochemicals rice allelopathy in the view of obtaining such effect is analyzed. Finally, explore the new direction of rice allelopathy opinions are put forward.【Keywords】rice; Allelopathy; New progress当下，有关水稻的化感作用的试验及探究越来越受到科学家们的重视。化工作用，它指的是一种具有生物活性的植物通过其茎叶以挥发、淋溶、分泌以及分解等多种形式对植物周围的植物的生长以及发育等产生一定的作用，致使被影响的植物发生化学及生物变化的现象。水稻作为我国大部分人的主食之一，其发展好坏对我国国民经济的发展好坏有着重要作用。1随着社会的不断发展，科学技术的进步，水稻种植管理的水平也得到了较大的提高，而其中运用生态学的办法来增加水稻的产量和质量成为我国水稻发展的重要途径之一。化感作用作为植物中具有双重作用的一种特性，既能够帮助植物生长，也能阻碍植物的生长。因此，科学家们希望能够将这种特性运用到水稻的种植和管理中。目前，经过大量的科学家长期的研究实验，化感作用已经成功在水稻以及不同的领域中得到运用。21.水稻化感的发现在1975年，台湾研究学者将前65年的水稻相关数据进行分析得出，第二次种植的水稻的产量较第一次种植的水稻的产量要低25%，而导致这中现象的原因之一就是水稻间相互的腐解以及相互毒害。与此同时，还对这种自毒现象进行研究，分析得到，这种作用受光照、温度以及排水等条件的不同而产生不同的作用。在水稻化感作用探究试验中，选取了多份水稻进行试验，结果显示其中部分水稻有化感作用。Dilday等在美国针对水稻化感的作用从多种不同的角度进行了探究，通过选取大量的化感材料，对水稻化感作用开展了大量的科学试验，收集了丰富的数据，并通过实践种植发现了不同的化感作用情况。日本的学者则是通过对水稻化感进行创新试验，发现有近200个不同的品系对莴苣早期根部的化感作用的强度不一，其中来源于印尼地区的水稻品系化感作用的程度更强。Maneechote则是选取特殊水稻（如，旱稻等），对水稻化感作用进行探究，结果显示，有一些化感材料对杂草以及莴苣幼根有较强的抑制作用。3从前人的研究结果中可以看出，在众多品系的水稻中，有部分品系具有化感作用，而且这些水稻能够影响其周围杂草的生长。充分利用水稻的化感作用，对水稻的种植技术以及田间管理有着非常重要的实践意义，可以最大限度的提高水稻的产量。2主要研究内容开展水稻化感作用的探究试验可以增强对化感作用原理的的了解，并做出一些对水稻种植及管理有利的项目。在水稻化感作用的研究内容中，化感物质的作用原理、优势化感品系的筛选及评价以及化感物质的获取等都是当下科学家们研究的热点课题。2.1 水稻化感的作用原理水稻化感作用可以通过三个方式来实现，包括影响植物的生存和繁殖，干涉植物的光合作用以及破坏膜的功能。首先，水稻化感物质可以使受体杂草体内催化反应重要酶活性增强，同时抑制催化反应的产生，进而调节植物体内激素的含量及其活性的高低，损坏杂草的调节系统，最终影响植物细胞的分裂，进而控制植物的生长。其次，水稻化感物质可以使杂草还在幼苗期时，使其细胞内的酶活性受到严重的抑制，从而使植物膜的功能得到改变，增强膜的透性，最终抑制植物生长的目的。4最后，水稻化感物质酚类化合物可以影响杂草三磷酸腺苷酶的活性，以减少杂草中的叶绿素，对杂草体内光合作用中光能的进出产生影响，进而抑制杂草的生长。2.2水稻化感作用优势品系的筛选及评价化感作用较强的水稻种质对杂草的影响比较明显，因此，在众多品系中选出具有强化感作用的优势水稻品系具有非常重要的现实意义。与此同时，还可以利用这些材料对化感作用开展更多的探究试验。国际水稻研究所通过收集多个国家具有化感作用的不同水稻品系作为探究试验的材料，开展了大量科学的实践性的筛选试验。通过试验可以筛选得出，在旱季以及雨季，田间中的水稻化感作用对杂草的抑制能力超出了一半的有8个水稻品系。生物测定技术在水稻化感作用优势品系评价的研究中经常被用到，如发芽试验以及田间试验等与水稻化感的相关试验。在进行评价试验前，要保证受体植物的选择，在追求试验快速、灵敏及批量等因素的同时还以试验的实践性为前提，进而保证生物化感作用的科学性以及可靠性。在对不同国家的水稻材料进行试验时要尽量使用同一种生物测定的受体植物，保证结果具有可比性，进一步提高化感作用的实践性。在进行试验时还要严格控制检测的时间，选择水稻早期的生长时期。同时，在进行试验时还要对生物测定环境条件进行控制，包括植物所需的基本竞争条件，仅保留水稻化感唯一的一种作用与效果，保证试验的可靠性。通过试验可知，被水稻化感后的杂草，水稻种植越密集，杂草生长越受影响。2.3化感材料的获取及鉴别化感材料的获取及鉴别有助于我们理解化感作用的原理，同时为人工合成化感材料以及开发新型优势化感品系打下坚实的基础。运用现代化的生物检验仪器及方法对水稻化感材料的结构进行实时有助于人们检测水稻化感物质。经研究表明，水稻中的酚类化合物，包括肉桂酸、对羟基苯甲酸以及香草酸等是水稻中发挥化感作用的物质。水稻中的碳水化合物经莽草酸的生物变化后得到酚类化合物，而影响酚类化合物的代谢途径主要物质是苯丙氨酸氨解酶。也就说，当水稻体内具有多种酚类化合物时，这些物质产生的化感作用可能是加成的也可能是抑制的。53.水稻化感作用的利用3.1 研发天然除草剂依据水稻化感具有抑制杂草生长的特性，开发在一般情况下具有活性的化感物质，通过人工合成高校且环保的除草剂，在田间实践中，既能有效的抑制杂草的生长，还具有对环境影响较小的特点。6在开发时，除草剂的的作用对象要单一，对其他生物的危害要小，同时还不能在田间停留过长时间。3.2 开发化感作用品系在对水稻化感作用的原理进行更深层次的研究后，用具有较强化感活性的水稻种质与现代产量较高的品系进行杂交培育进而得到抗杂草较高的新型品系。运用现代的基因技术，把具有化感作用物质的酶基因植入到生长属性高的水稻性品系中，培育出对杂草具有抑制化感作用的水稻品系，减少向田间运用化学除草剂，对杂草的生长进行有效的抑制，以达到减少对土壤的污染，提升水稻品质的目的。73.3 开发秸秆还田技术 在杂草的化感物质时，运用一定数量在及时的时间点把已经收割的水稻的秸秆将田里覆盖起来，隔绝氧气，对田里的杂草生长进行控制。这样既可以减少成本的投入就可以获取更高产量的水稻，同时还能够增加田里有机质的百分比，增强田里土壤的营养成分。3.4 建立科学的管理制度通过对水稻化感作用的研究，并将研究范围扩展到其他作物上面，以此来获取科学数据之后建立科学的田间管理制度。根据研究结果，对农田采取科学的轮作制度，通过运用化感的作用机制进而达到解决连作的难题。这样在充分运用化感作用控制水稻种植区中杂草的生长，同时还能对作物间相互影响起到一定的抑制作用，最终实现增加水稻年产量的目的。在水稻化感的研究中，对田间微生物活动、气候变化以及环境等因素进行研究分析后，得出降低水稻化感作用同时有利于增强水稻生长的种植管理制度，在实践中得到增产30%的效果。3.研究的新进展对化感作用的认识和探究是我国的一个新热点，而化感作用在农业以及环境的可持续发展中具有极大的发展空间。我国急需对化感作用进行更加深入的研究，结合国内外的发展现状，水稻化感的发展应该在原来的基础上进行以下的新发展：一方面，对水稻化感作用中抑制杂草生长的功能进行拓展，构建水稻化感作用材料库，结合基因重组等基因技术对水稻化感作用与环境因素的作用以及培养优势水稻品系等。另一方面，要对化感作用原理进行更深层次的挖掘，对化感作用的相关学科进行全面的研究。总之，水稻化感作用是水稻具有实践意义的特性，对水稻的生产及管理有着重要的影响。在化感作用的研究中，充分的融入基因学、生物化学以及农药学等多个学科的知识和技术，进而最好的发挥化感作用，最大限度的为水稻种植及管理服务。参考文献：1Hisashi Kato-Noguchi. BIOASSAY AND EXTRACTION FOR THE RESEARCH IN RICE ALLELOPATHYA. 农业部种植业管理司、中国植物保护学会植物化感作用专业委员会、中国植物保护学会杂草学分会.中国第三届植物化感作用学术研讨会、第八届全国杂草科学大会、联合国粮农组织中国“水稻化感作用论坛”论文摘要集C.农业部种植业管理司、中国植物保护学会植物化感作用专业委员会、中国植物保护学会杂草学分会:,2007:2. 2胡飞,孔垂华,徐效华,张朝贤,陈雄辉. 水稻化感材料的抑草作用及其机制J. 中国农业科学,2004,08:1160-1165. 3Chuihua Kong,Xiaohua Xu. Allelochemicals Involved in Rice AllelopathyA. 中国植物保护学会.中国第二届植物化感作用学术研讨会暨中国植物保护学会植物化感作用专业委员会成立大会论文摘要集C.中国植物保护学会:,2005:1. 4徐正浩,郭得平,余柳青,赵明,张旭,李迪,郑康乐,叶元林. 水稻化感物质抑草作用