植物的他感作用及其生态学意义

                                                                              

                                                                             山东省邹平县码头一中分校(256214) 　 朱汉勇 　朱汉卫

1 　 概念的提出及其物质基础

1937 年, 德国学者 H. Molish 指出 : 某些植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质对其他植物产生直接或间接的影响 。 他把这种 现象称为 植物的 他感作用 。 他认为 , 这是植物生存竞争的一种表现形式。1940 年, I . H . R. Bocle 发现, 蒿叶的分泌物对与其毗邻的植物有明显的 抑制作用 。 经研究发现, 是一种化学通式为 C 25 H 20 O 4 的芳 香族酸(苦艾精) 在这里起决定作用 。 后 来许多学者研究后 证实: 桃木属 、 桉树属 、 臭椿属的叶均有分泌物, 主要是酚类物质(如 香草酸、 阿魏酸、 对羟基苯甲酸) , 它们对亚麻的生长均具有明显的抑制作用 。

      1944 年, 美国生态学家 J . Bonner 进行了具有决定意义的“ 克生物质” 的分离工作 , 并在 1950 年进行了高等植物的有毒 分泌物对种间 相 互作用 影响的 研究。1953 年, C . H . Muller 研究了含有毒物质的荒漠一年生植物同灌木的相互关系 , 他认为 , 高等植物的这种自 毒作用对种群发展具有重要意义 。 如沙漠中一些植物在干旱时便产生自 毒现象, 从而利用有限的水分, 维持该物种的生存、 繁衍。

      1955 年, 德国学者(G . Grammer 发表专著 , 详细研究了高等植物之间 、 高等植物与微生物之间 、 微生物与微生物之间 、 浮游生物与动 物之间 的他感作用 等。 他指出 : 他感作用的物质包括乙烯、 香精油 、 酚及其衍生物, 不饱和内脂、 生物碱、 配糖体等。

2. 1 　 他感作用 与 歇地现象 　 在农业上, 有些农作物必须与其他作 物轮作, 不宜连作。 否则 , 会影响作物长势, 降低产量, 乃至死亡。 例 如 , 西瓜连作后 会出 现死秧现象; 早稻根系分泌的对—羟基肉 桂酸对早稻 幼苗起强烈的抑制作用 , 连作则长势不好, 产量降低 。 再比如 , 繁殖力很强的牧草植物———红三叶草, 常通过排斥其他杂草形成较纯的群落。 主要原因是红三叶草含有多种异黄酮类物质, 这些物质及其在土壤中被微生物，分解而成的衍生物对其他植物的发芽起抑制作用 。

2. 2 　 他感作用 对植物群 落种类 的影响 　 任何植物群落都由一定植物种 类组成, 他感作用是造成种 类成分对种群选择性以及一种生物出 现而另一种植物消亡的主要原因之一。 1958 年, H. B . Bode 阐 明了 黑 核桃树下几乎没有草本植物的 原因 。 他认为 : 该树种 的树皮及果实中的氢化核桃酮(1- 4 - 5- 三羟基萘) , 被雨水冲洗到土中 , 即被氧化成核桃酮, 从而抑制其他植物生物。 1963 年, 李和门 司选取刺 松林下 土壤, 进行盆栽实验证明 : 苋菜、 狗尾草、 牛膝、 东风菜等植物的生长受到明显抑制 。 而荻、 桔梗等植物则生长良好, 没有受到任何抑制 。 这与野外的观测结果一致。 定性分析结果证明 : 刺松分泌有苦马酸一类的物质。

2. 3　 他 感作 用 与 植物 群落的演 替　 1966 年, C. H.Muller 研究发现: 北美加利福尼亚草原 , 原来主要由针茅和早熟禾等组成, 由于放牧和烧荒, 逐渐变成以 野燕麦和毛雀麦等一年生草本植物为 主 , 再以后又由于 这种群落周围的芳香性鼠尾草灌 木和蒿的叶子分泌的樟脑和桉树脑等萜烯类物质, 抑制 了其他草本植物的 生长, 进而逐渐取代了一年生草本植物群落。 在 干旱 季节 , 这些萜烯类物质聚集于土壤中 , 抑制了一年生的雨季发芽的植物, 从而在这些灌木周围形成 1 m 2 ～ 2 m 2的草不生长的裸地。

      近年来, 人们对他感作用研究倍加重视, 研究方法更加先进, 如气相色谱—质谱—计算机联用法、 吸 附浓缩技术以及火焰光度检查法等。 我国科学工作者也在20 世纪 80 年代加 入了 这方面的 研究, 并取得了显著成效。何关系?

(2) 根据光合作用的过程和原理分析氮、 磷两种元素是如何影响光合作用速度的 ?

      [ 解析] 光合作用涉及到一系列参与光反应和暗反应的酶及能量物质 ATP 的利用 。 酶和 ATP 的 合成量不足, 均会影响到光合作用的速度 。

答案:(1)在一定 范围 内 , 氮、 磷的 含量越多 , 光合 作用的速度越快。

       (2) 缺磷会影响 ATP 的 合成, 从而影响 光合作用的速度 。

            缺氮影响酶的合成, 酶的缺乏 , 会影响光合作用的速度 。

            适量的氮可以 促进植物枝繁叶茂, 光合作用 旺盛 。