作物化感作用类型:中国研究现状及其展望

来源 :中国生态农业学报(中英文) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuaxing1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文从作物种内互作和种间互作以及直接化感作用和间接化感作用两个维度重点阐述了近年来中国在作物化感作用类型的研究及其新进展,以期与同行分享该领域的研究成果和经验.早在1984年就有作物化感作用的相关报道,近年来取得了很大的进展.作物化感作用的概念也延伸到植物-土壤-微生物相互之间的化感作用,作物种植体系中存在的偏害、自毒和促进等现象均与此有关.最近的研究表明,供体植物通过触发防御基因的表达,使代谢产物(化感物质)释放到环境中,尤其是土壤环境中作物的根系等对靶标植物(如杂草)的胁迫做出响应,从而在栽培系统中产生化感偏害或化感偏利现象.根据作用对象的不同,作物化感偏害和偏利现象分为种间和种内的相互作用两种类型.种间作用包括抑制和互惠作用,化感物质的种类、含量及其生物效应决定了其对邻近物种的化感效应;种内作用包括促进和自毒作用,即化感正效应和化感负效应.化感正效应或负效应均与根系分泌物介导的根际土壤微生物组成和结构的变化有关.连续单一化种植导致的病原菌增多、有益菌减少,土壤微生物结构失衡可引起化感负效应.这种微生物结构失衡不可避免地导致土壤养分封存、土壤酸化和土传病害发生等,从而导致作物产量和品质下降.化感正效应则与之相反,连作促进了有益菌群的增加和致病微生物的减少,提高了微生物多样性,从而改善土壤微生境,提高作物产量和品质.因此,研究根际土壤微生物的结构与功能,合理调控作物根际生境以保证其高产优质,促进农业可持续发展,将是今后研究的重点.“,”In this review, we present details of recent advances in research on different types and action modes of crop allelopathy in China. In particular, we focus not only on direct and indirect allelopathy but also on intra- and interspecific interactions, with the aim of informing international peers of the ongoing developments in this field. The term crop allelopathy was first defined in 1984, and since that time, substantial progress has been made in this area, during which the concept of crop allelopathy has been broadened to encompass plant-soil-microbial interactions, including amensalism, autotoxicity, and facilitation in cropping systems. Recent studies have revealed that donor plants are able to trigger the expression of defense-related genes, resulting in the release of specific metabol-ites (allelochemicals) into the environment. In particular, allelopathic crops have been found to secrete these chemicals into the soil environment via root exudation in response to stresses induced by target plants (such as weeds), which in turn results in allelopathic amensalism and allelopathic commensalisms in cropping systems. The amensalistic and commensalistic components of crop allelo-pathy can be further divided into intra- and interspecific interactions based on mode of action. Interspecific interactions involve the in-hibitory or facilitative effects of donors on recipient plants, depending on the types, concentrations, and bio-activity of allelochemic-als; whereas intraspecific interactions include auto-promotive and auto-toxic effects, which can be either positive or negative. The current consensus indicates that both positive and negative allelopathic interactions are mediated via changes in rhizosphere soil mi-crobial composition and structure in response to root allelopathic secretions. In this regard, however, there is often an imbalance in the composition of soil microbial communities, which is largely attributable to an increase in pathogen populations and reduction in those of beneficial bacteria as a consequence of consecutive monoculture cropping. Such imbalances inevitably lead to three undesirable outcomes in continuous cropping systems, namely, soil nutrient sequestration, soil acidification, and the outbreak of soil-borne dis-eases, thereby resulting in reduced crop yields and quality. Conversely, in the case of positive allelopathic interactions, continuous cropping can contribute to promoting increases in microbial diversity mainly as a consequence of increments in the populations of be-neficial bacteria and corresponding reductions in pathogenic microorganisms, thereby enhancing soil micro-habitats, and thus increas-ing crop yield and quality. Given these responses, a key priority for future research is more in-depth studies of the structure and func-tion of rhizosphere microbial communities, and appropriate modification of rhizosphere habitats, with the aim of producing high-yielding good quality crops for sustainable agricultural development.
其他文献
保证粮食播种面积的稳定是确保粮食安全的首要任务.近年来,中国农业节水灌溉的快速发展有效节约了水资源,并提高了土地综合生产能力,为国家的粮食安全提供了有力保障.但节水灌溉措施对粮食播种面积产生何种影响,相关研究尚未达成共识.因此,本文运用双向固定效应模型和调节效应模型,通过2006—2019年的省级面板数据,以农业劳动力资源为调节变量,实证分析了节水灌溉措施对粮食作物播种面积的影响及机制.研究发现:1)在研究年份内,节水灌溉措施能够显著促进粮食播种面积的增加,并且农业劳动力越少,这种促进效应越为显著,即农业
目的 对比罗哌卡因复合舒芬太尼持续硬膜外麻醉在初产妇分娩中的效果.方法 126例初产妇临床资料纳入研究(2017年6月—2020年6月),依据麻醉方式不同分为对照组、实验组,前组施予罗哌卡因持续硬膜外麻醉,后组联合舒芬太尼,对比效果.结果 麻醉前、宫口开全时两组VAS评分组间差异P>0.05.镇痛中实验组VAS评分低于对照组,P0.05.两组不良妊娠结局比率对比无统计学意义,P>0.05.结论 罗哌卡因复合舒芬太尼持续硬膜外麻醉在初产妇分娩中的效果较单一罗哌卡因效果更优.
为科学评估华东沿海水稻-小麦轮作(简称“稻麦轮作”)农田生态系统能量通量变化特征和固碳能力,基于2019—2020年涡度相关系统观测的稻麦轮作全生育期通量数据,经质量控制,研究分析了太阳净辐射(Rn)、潜热通量(LE)、显热通量(H)、土壤热通量(G)、CO2通量(FC)多时间尺度变化特征和稻麦轮作系统固碳量及其环境影响因子.结果表明:有效能量和湍流通量能量平衡比率为0.80,能量闭合度较高,说明通量观测数据可靠.月均LE和Rn年内变化总体均呈“倒U型”,两者变化基本同步,峰值主要在5—8月,谷值主要在1
中国耕地保护面临巨大挑战,耕地数量质量管控是保护的基本前提;同时为促进中国农业可持续发展,需要增强农业生态系统韧性,因此在自然价值视角下,探索高自然价值农田识别与空间分布具有重要意义.本文借鉴国内外学者对农田保护的研究,引出“高自然价值农田”的概念,探索“高自然价值农田”对中国农田生态系统建设的作用.并以云南省为实例,采用ArcGIS和InVEST模型进行定量分析,作为探索中国西南地区高自然价值农田的识别方法.利用2009年、2012年、2015年和2018年4期土地利用现状数据,计算各年份的农田生境质量
为促进伴矿景天(Sedum plumbizincicola)在云南高原土壤污染地区修复实践中的应用,本文在云南怒江兰坪铅锌矿区矿渣地开展种植伴矿景天的大田试验,设置遮阴处理(光照强度降低25%),以自然光照为对照,测定植株生物量、亚细胞组分和化学形态镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)含量及全量,研究遮阴处理对伴矿景天Cd、Pb、Zn累积特征的影响.结果表明:1)遮阴处理导致伴矿景天茎、叶中Cd、Pb、Zn含量和累积量均显著降低(P<0.05或P<0.01),含量降幅范围为15.2%~52.1%,累积量降幅
东北是我国最大的玉米产区,但生产中长期以高产为目标的管理方式,导致其生产系统成为巨大的温室气体排放源,在保证产量的基础上采取有效措施提高资源利用效率并降低环境代价已成为产业发展的迫切需求.本研究选择东北平原中部半湿润区和半干旱区,采用宽窄行(宽行90 cm,窄行40 cm)和高密度(90000株?hm?2)种植,在玉米15叶期喷施化控剂,氮肥减施(半湿润区和半干旱区分别减少28.0%和9.1%)的综合管理模式(IM),其中半干旱区增加了膜下滴灌处理.从玉米产量、温光利用效率、经济效益和碳足迹等方面,比较分
目的 讨论脑血栓后遗症的康复功能锻炼及中医特色治疗效果.方法 现随机选取2020年1月—2021年1月期间就诊于我院的脑血栓后遗症患者作为本次研究对象,共计纳入94例,以随机数字法将其分为实验组和对照组,每组均纳入47例.对照组患者干预手段为常规康复功能锻炼,实验组干预手段则为康复功能锻炼联合中医特色治疗,对两组患者的治疗效果进行对比和分析.结果 实验组患者的治疗有效率高于对照组(P<0.05).结论 脑血栓后遗症经康复功能锻炼及中医特色治疗后可获得较好的治疗效果,值得临床应用和推广.
目的 对玉溪市红塔区2011—2019年报告食源性疾病暴发事件的资料进行流行病学分析,为该地区制订科学合理的食源性疾病防控措施提供参考.方法 通过国家“食源性疾病暴发监测系统”收集红塔区2011—2019年食源性疾病暴发事件相关资料,运用Excel建立数据库并对食源性疾病暴发事件的总体流行情况、三间分布、致病因素和引发因素进行描述性流行病学分析.结果 红塔区2011—2019年共累计报告食源性疾病暴发事件81起,发病587人、死亡2人;第二、三季度高发,主要集中在7~8月;家庭是最主要的发病场所,累计报告
发展有机农业有利于恢复生态平衡,是提升农产品质量安全、实现我国农业绿色发展以及全面推进乡村振兴战略的重要方式之一.美国自20世纪40年代开始发展有机农业,如今已在生产销售、贸易互动、认证管理、补贴与科研等各方面取得了一定的成效.其主要经验包括一方面坚持以农业法案的完善为核心,构筑农业可持续发展的法理基础;通过财政补贴的方式实施有机农业援助项目,降低有机转换成本,鼓励农户从事有机农业.另一方面,不断创新有机技术理论,提高有机科研水平;积极推动有机标准国际认证认可,打造全球第一的市场规模,提升有机农业国际化水
土壤环境变量具有较强空间异质性,为空间插值精度的提升带来了困难,仅基于空间相关性和空间异质性的空间插值方法难以获得较高的插值精度.机器学习方法能够融合多维辅助变量的信息,提高土壤属性的插值精度,但是不能有效融合空间位置关系信息进一步改善插值精度.本文基于随机森林空间预测框架,将空间半变异函数与随机森林算法融合,提出了融合半变异函数的空间随机森林插值方法.应用所提出的方法对湖南省湘潭县土壤重金属数据进行空间插值,并与随机森林方法、基于距离的随机森林空间预测方法、普通克里金方法和回归克里金方法进行对比,检验了