相生相克，又名化感作用（Allelopathy），是一种普遍存在的生物学现象，指一个生物体产生的生物化学物质会影响另一个生物体的生长、存活和繁殖。化感作用不仅发生在植物-植物之间，植物-动物、植物-微生物，微生物-动物之间也存在化感作用。化感作用可以运用在农业生产中，减少化学农药的输入，为可持续农业的发展提供了有效途径，因此具有较大的研究价值。
化感作用主要通过化感物质来实现，化感物质（Allelochemical）大部分是植物产生的次生代谢产物或微生物的降解产物，是化感作用的媒介。化感物质分子量较小，结构简单。主要分为水溶性有机物、直链醇、脂肪族醛和酮。包括简单不饱和脂、长链脂肪酸和多炔、醌类、苯甲酸及其衍生物、氨基酸和多肽、内萜、单宁、嘌呤和核苷等14类。
图1. 部分化感物质的结构示意图
化感作用在农业中有十分重要的应用，如（1）合理安排种植体系；（2）秸秆覆盖防治杂草；（3）发展环境友好的农用化学品及生物农药；（4）减少N淋失及环境污染；（5）化感品种育种等。
首先，可以利用植物间的化感作用合理安排种植体系，通过合理轮作和间套作来提高土地利用率及产量。有研究发现，在尼日利亚西南部的休耕地种植菊科灌木——飞机草Chromolaena odorata(L.)可以抑制植物寄生线虫；棉花地里套种高粱、芝麻、大豆可以提高净收益，还能抑制香附子等杂草；茄子/大蒜套种，可以促进茄子生长并提高产量；玉米和烟草轮作可促进玉米生长。
利用秸秆覆盖来防治杂草也是化感作用的利用。农业上经常使用稻草、黑麦草覆盖。有研究发现，稻草在降解过程中释放的化学物质可以抑制杂草生长、减轻病虫害发生、提升土壤有机质；黑麦草覆盖可以显著降低一些农业上危害严重的阔叶杂草。
图2. 秸秆覆盖对杂草防治的影响
（图注：左图为在番茄地里用黑麦草覆盖，很好的防治了杂草；右图左半边未处理，杂草丛生；右图右半边是机械除草，防治效果和用黑麦草覆盖相差无几。）
既然植物间的相克效应可以防治杂草，那么将其中发挥作用的化感物质开发成环境友好的农药及生长调节剂岂不是更好？这就是化感作用的第三个应用。如将高粱根系中提取的具有苯环的脂肪酸化合物sorgoleone制成可湿性粉剂，防治杂草的效果更佳；混合了松树、日本扁柏、日本柳杉提取物和竹醋液制成的除草剂在稻田里有很好的使用效果。
除此之外还可以利用化感作用减少土壤N淋失及环境污染。N流失会导致水体污染，而有机N的矿化及N肥的硝化作用是现在的土壤中N含量过高的主要原因。如植物产生的硝化抑制物（NIS）就是化感物质，可以抑制土壤中的硝化作用，减少土壤N淋失；阿魏酸、对羟基苯甲酸、异羟肟酸等化感物质可以抑制土壤微生物中的硝化作用，减少N2O 的排放，提高N肥利用率。
植物品种育种也离不开化感作用。良好的化感品种兼具抑制杂草、高产、抗病、早熟、优质等特点，有很好的应用前景。如Rondo，一个水稻品种，具有高产、抗稻瘟、抑制杂草等特点，种植在美国得克萨斯州有机水稻主产区；化感稻3号，是中国第一个可商业化种植的抗杂草品种，具有抑制稗草的特性。
参考文献：
Fang C, Cheng Z. Research Progress on the use of Plant Allelopathy in Agriculture and the Physiological and Ecological Mechanisms of Allelopathy[J]. Front Plant Sci, 2015, 7(1020).
关于化感作用在农业中的应用就为大家介绍到这里啦～下篇，我们将简述化感作用的科学原理，为什么植物之间会出现这种相生相克现象呢？敬请期待～。
撰写人：张静薇
编辑：韩晓丽
审核：张丽娜
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