华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集一 等 奖 作 品other ecologically sound processe, or, species <strong>diversity</strong> may contribute in some way to theautotoxicity.So there are researchers hypothesize that if there are any advantages for <strong>plants</strong> when the<strong>effects</strong> <strong>of</strong> allelopathy from different <strong>plants</strong> emerge on successive generations. In other words,does autotoxicity in <strong>plants</strong> have an ecological significance or does allelopathy in differentsub-dominatn species have an ecological positive feedback on autotoxicity <strong>of</strong> <strong>plants</strong>? Severalauthors believe that autotoxicity may play a prime role as population regulator, <strong>and</strong> inaccordance with an ecological point <strong>of</strong> view, autotoxicity is an interesting mechanism.Canals (2005) analysed the autoxitic phenomenon in Lolium rigidum, <strong>and</strong> hypothesizedthat autotoxicity enhance population viability by restraining the development <strong>of</strong> populationswith few individuals, which should decrease the chances <strong>of</strong> outcross <strong>and</strong> experience inbreedingdepression (Canals et al. 2005). Mazzoleni propose that autotoxicity is a general phenomenon,<strong>and</strong> stronger than phytotoxic <strong>effects</strong> on other species, thus largely affecting ecosystem stability,productivity <strong>and</strong> <strong>diversity</strong> (Mazzoleni et al. 2007). An important consequence <strong>of</strong> theoccurrences <strong>of</strong> autotoxic induced negative feedback on conspecific is the reduction <strong>of</strong>individual’s vigor <strong>and</strong> dominance over more competitive species, in favor <strong>of</strong> other species, thusenhancing coexistence. Model studies implemented these concepts <strong>and</strong> demonstrated hownegative feedback can affect both the spatial organization <strong>and</strong> the species <strong>diversity</strong> <strong>of</strong> plantcommunities(Bever 1994; Bonanomi et al. 2005).As we knew, genetic variation in competitive ability has been proposed to promotespecies coexistence in many systems. However, some traits involved in non-resource-basedcompetition may have opposing <strong>effects</strong> on intra- <strong>and</strong> interspecific competitive ability (Lankau2008). Lankau suggested that, genotypes that invest heavily in a toxic allelochemical wouldbe strong interspecific competitors, but may be weak competitors against their own species(which is unaffected by the chemical) if expressing the trait entails some production cost. Inaccordance to what Lankau suggested (Lankau 2008), a strongly allelopathic species whichplanted in an area for many times <strong>and</strong> dominate, it might initially outcompete other species,rising in relative abundance. As autoxins accumulated, this specie will decline, <strong>and</strong> otherspecies individuals will compete mostly with conspecifics, <strong>and</strong> selection would then favorlower levels <strong>of</strong> the allelopathic trait. While if levels <strong>of</strong> the allelopathic trait from differentspecies before <strong>and</strong> concentration levels were lower enough, then the autotoxic species couldrevived, <strong>and</strong> the cycle would start again (Lankau 2008). <strong>The</strong>refore, different species in acommunity that invest lightly in chemical variation would be likely to affect other specispositively. Given the process <strong>of</strong> speices-specific autotoxicity, a monospecific st<strong>and</strong> willbuild-up a negative feedback in time, differently. In other words, a mixed species st<strong>and</strong> will5
华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集一 等 奖 作 品produce a diverse chemical mixture, which in turn will reduce (dilution) allelopathy for eachspeices <strong>and</strong> the autotoxicity <strong>of</strong> autoxic species (Mazzoleni et al. 2007). <strong>The</strong>n, despite theunavoidable detrimental effect at the individual scale, the negative feedback can generate apositive effect at the community level, thus sustaining the maintenance <strong>of</strong> speces <strong>diversity</strong>that overcomes the cost <strong>of</strong> a higher interspecific competition for resources (Bonanomi et al.2005).4. <strong>The</strong> <strong>effects</strong> <strong>of</strong> <strong>activated</strong> <strong>carbon</strong> on <strong>plants</strong> allelopathy in ecology experimentalstudyRecently, <strong>activated</strong> <strong>carbon</strong> (AC) is widely used as a technique for neutralizing allelopathiccompounds (Al Hamdi 2001; Callaway <strong>and</strong> Aschehoug 2000b; Prati <strong>and</strong> Bossdorf 2004),which has been used to examine allelopathic <strong>effects</strong> by removing or immobilizingallelochemicals in the soil (Callaway <strong>and</strong> Aschehoug 2000a; b; Inderjit <strong>and</strong> Nilsen 2003;Kulmatiski <strong>and</strong> Beard 2006; Mahall <strong>and</strong> Callaway 1992; Nilsson 1994). AC has large surfacearea <strong>and</strong> pore volume <strong>and</strong> acts as an adsorbent for many organic compounds (Cheremisin<strong>of</strong>f<strong>and</strong> Morresi 1978) in intra- <strong>and</strong> inter-specific plant competition in ecological studies (Mahall<strong>and</strong> Callaway 1992).Compromise in competitive superiority <strong>of</strong> a plant after AC addition in soil6indicates theinvolvement <strong>of</strong> allelopathic <strong>effects</strong>. Unfortunately, contrary to former studies, a few studiesdemonstrated that, by adsorbing chemical compounds, AC may also have negative <strong>effects</strong> onplant growth <strong>and</strong> symbiosis with mycorrhizal fungi(Wurst et al. 2010). Lau (2008) als<strong>of</strong>ound that AC may affect nitrogen <strong>and</strong> nutrient availability <strong>and</strong> concentrations in soil, <strong>and</strong> mayinfluence plant species differently. As far it is not clear that the positive or negative <strong>effects</strong> <strong>of</strong>AC on <strong>plants</strong> are caused by application methods, materials or receptor species used. Toinvestigate whether AC addition can compromise the autotoxicity conditions <strong>of</strong> alfalfa, ACwas applied to the s<strong>and</strong> growth media.Recently, most research using AC has focused on the ability <strong>of</strong> AC to sequesterallelochemicals (Callaway <strong>and</strong> Aschehoug 2000a; Lau et al. 2008); <strong>and</strong> AC on competitiveadvantage <strong>of</strong> a plant is considered as a pro<strong>of</strong> for the involvement <strong>of</strong> allelopathic compounds.<strong>The</strong>re were findings support the studies that have found the addition <strong>of</strong> AC had a beneficialeffect on <strong>plants</strong>, in order to improve the autotoxicity conditions. AC <strong>effects</strong> on plant growthmight be due to a complex combination <strong>of</strong> its direct <strong>effects</strong> on heterotrophic, symbiotic, <strong>and</strong>pathogenic soil organisms as well as its ability to sequester allelochemicals. <strong>The</strong>re is researchsuggests that AC plus seed treatment did restore native plant dominance (Kulmatiski 2010),however, there were studies report that if the specie does not control for confounding <strong>effects</strong> <strong>of</strong>AC on both test <strong>and</strong> focal species growth, or the use <strong>of</strong> AC to test for allelopathy may lead to
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