Область наук:
  • Агробіотехнології
  • Рік видавництва: 2009
    Журнал: Наукові відомості Бєлгородського державного університету. Серія: Природничі науки
    Наукова стаття на тему 'Аллелопатия амброзії полинолистої (Ambrosia artemisiifolia L.)'

    Текст наукової роботи на тему «Аллелопатия амброзії полинолистої (Ambrosia artemisiifolia L.)»

    ?БІОЛОГІЯ

    УДК 632.51

    Аллелопатии амброзії полинолистої (AMBROSIA ARTEMISIIfOlIAU

    Т.Н.Глубшева, Е.Н. Карпушина

    Бєлгородський державний університет

    Росія, 308015, м Білгород вул. Перемоги, 85

    E-mail:

    Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Вступ

    Аллелопатия - це взаємодія рослин за допомогою виділення біологічно активних речовин в навколишнє середовище [1]. При цьому мова може йти про стимулюючий або інгібірує, [2]. Дія хімічних сигналів в широких межах не залежить від їх концентрації і може здійснюватися навіть у разі слідів, хоча це не виключає і звичайні механізми аллелопатии за принципом доза-ефект [3].

    Сам термін «алелопатія» ввів віденський фізіолог Г. молишся в 1937 році. Надалі роботами Е. Райса [4], А.М. Гродзинського [5, 6], Г.Ф. Наумова [7], і інших учених сформувалася самостійна галузь фізіології рослин - алелопатія. Досить докладно розроблена класифікація аллелопатические активних речовин, відомі механізми їх дії. Фитоценотические взаємини в плодових садах розглянуті П.А. Морозом [8]. Відомі роботи по аллелопатіче-ської активності лікарських рослин [6], квітково-декоративних культур [9]. Відзначено важливу роль мікроорганізмів, які синтезують вторинне аллелопатические активна речовина [10]. З питань аллелопатии тільки в СРСР проведено шість всесоюзних конференцій. Поряд з цим, більшість речовин, що виділяються залишаються неідентифікованими, часто важко відокремити пряму дію речовини від непрямого, мало відомо про кількість виділяються рослинами речовин, складно оцінити їх виділення в часі. Ну, і нарешті, інформація, що має велику практичну значимість, слабо впроваджується у виробництво. Робіт по вивченню аллелопа-тичних впливів адвентивних флори взагалі мало [11].

    Амброзія полинолиста (Ambrosia artemisiifolia L.) - карантінниий в Російській Федерації бур'ян - розширює ареал в північному напрямку, займаючи все більші площі на території Росії. Основна площа, зайнята амброзією, доводиться на території Північного Кавказу, Ростовської та Волгоградської областей, Калмикії і Приморського краю. У рівнинних і гірських частинах Ставропілля амброзія полинолиста масово проникла в природні співтовариства зони дерновінно-злакових і лугових степів з чорноземними грунтами, в гірських долинах піднімається на висоту до 1000 (1200) м над рівнем моря. Локальні розширюються осередки ам-

    Викладено результати дослідів з вивчення аллелопатические активності карантинного бур'яну амброзії полинолистої. Показана залежність алелопатичного ефекту від органу рослини, концентрації і способу приготування екстракту.

    Ключові слова: алелопатія, амброзія полинолиста, карантинний бур'ян, біологічно активні речовини.

    Броз знаходяться в Курської, Бєлгородської, Воронезької, Астраханської, Саратовської областях, в Дагестані, Башкортостані і в Хабаровському краї. Амброзія полинолиста приносить величезну шкоду. Вона засмічує всі польові культури, особливо просапні і зернові, а також городи, сади, виноградники, луки, пасовища, полезахисні лісові смуги. Розвиваючи потужну надземну масу і кореневу систему, вона сильно пригнічує культурні рослини. Амброзія полинолистна витрачає багато води на освіту одиниці сухої речовини (в середньому в 2 рази більше в порівнянні з колосовими хлібами), що призводить до висушування грунту; різко знижує родючість грунту. При недостатньому догляді за посівами амброзія переростає їх і сильно заглушає, що призводить до різкого зниження, а то і повної загибелі врожаю. На луках і пасовищах амброзія витісняє злаково-бобові трави і різко знижує кормові якості сіна і випасів, оскільки не поїдається худобою внаслідок змісту в її листі гірких ефірних масел. Крім того, викликає у людини небезпечне захворювання - ам-брозійний поліноз [11]. Є дані, що амброзія синтезує хлорогеновую і з-хлорогеновую кислоти, ефір глюкози і кавової кислоти, які пригнічують проростання і зростання багатьох видів рослин [12]. Розроблено заходи боротьби з амброзією через пригнічення її багаторічними травами [13]. Інших даних по аллелопатические активності амброзії полинолистої нам не відомо.

    У даній роботі розглянута аллелопатические активність амброзії полинолистої: вплив екстрактів з різних її органів на проростання насіння гірчиці; роль концентрації екстракту в аллелопатические ефекті; внесок способу приготування екстракту в прояв аллелопатии.

    Методика і матеріал

    Аллелопатические активність амброзії оцінювалася методом биотестов на насінні гірчиці (Sinapis alba L.) сорту «Веселка» [6]. Насіння попередньо дезінфікувалися в марганцевокислого калії. Зелена маса амброзії була зібрана восени 2008 року, висушена до повітряно сухого стану і використовувалася для отримання холодних настоїв, в яких і пророщувати насіння. У дослідженні оцінювалася роль 1%, 2.5%, 5% і 10% концентрації добових настоїв амброзії полинолистої. Аллелопатические ефект вивчався за впливом добових водних 10% настоїв з листя, стебел, суцвіть, коренів і грунту з ризосферной області. У дослідження включені різні способи приготування настоїв: 10% водний добовий, 10% водний годинний, 10% водний, приготований на водяній бані, роль сухої маси -як найбільш наближені до природних умов. повторність триразова.

    В якості критеріїв оцінки використовувалися енергія проростання, схожість, сила початкового росту насіння. Енергія проростання, схожість визначені відповідно до ГОСТу 12088-84. Сила початкового росту визначалася методом морфофизиологической оцінки проростків [14]. Статистична обробка проведена різницевим методом.

    Результати та їх обговорення

    Проростання насіння є одним з найбільш важливих і складних етапів в онтогенезі рослин. Цей період характеризується особливо інтенсивним обміном речовин, в результаті якого запасні речовини перетворюються в сполуки, що використовуються проростком на новоутворення тканин. У нормально проростає насіння протягом біохімічних реакцій строго координовано. На активність ферментів істотний вплив роблять не тільки містяться в насінні речовини, а й умови зовнішнього середовища [15]. Хімічні речовини, що виділяються одним рослиною, виступають як біокаталізатори при проростанні насіння різних рослин. Як показують результати досліджень (табл.1) у амброзії полинолистої більше біологічно активних речовин накопичується в листках. Аллелопатические активні речовини значно, достовірно знижують енергію проростання, схожість, силу

    початкового росту. Трохи слабкіше (в порядку зменшення ефекту) впливають суцвіття і стебла. А ось, екстракти з коренів і ризосферной грунту показали невеликі, достовірні розбіжності з контролем. Таким чином, аллелопатические активні речовини синтезуються в різному ступені активно в залежності від органу, і не накопичується в коренях. Земля, володіючи сорбційними властивостями, менше ніж коріння знижує енергію проростання і силу початкового росту, але сильніше - схожість.

    Таблиця 1

    Аллелопатические вплив різних органів амброзії полинолистої на початкові ростові процеси насіння гірчиці

    Досліджувані показники Кон- троль Значення показників ростових процесів при обробці насіння настоями

    листя соцве- тий стебел коренів землі

    Енергія проростання,% 95-3 6.0 ** 6-3 ** 13.0 ** 75.7 ** 89.0 **

    Схожість,% 100 7-3 ** 8.3 ** 38.3 *** 91.3 *** 86.0 **

    Сила початкового росту,% 91.0 * 3. * 9. 17.3 * 81.3 *** 85.66 **

    * Достовірно на рівні ймовірності 0.998 ** достовірно на рівні ймовірності 0.990 *** достовірно на рівні ймовірності 0.950

    Досліди з вивчення ролі концентрації настоїв амброзії полинолистої в аллелопатические ефекті показали, що при збільшенні концентрації від 1% до 10% значно пригнічуються насіння гірчиці (табл. 2). Енергія проростання знижується від 96% до 6%, схожість - від 100% до 7%, сила початкового росту - від 91% до 4%. Результати дослідів по впливу настоїв стебел різних концентрацій на ростові процеси показали складну картину. При підвищенні концентрації від 1% до 5% енергія проростання і схожість збільшуються, отже, аллелопатические ефект знижується. Подальше підвищення концентрації до 10% призводить до зниження цих показників. Сила початкового росту при збільшенні концентрації до 2.5% збільшилася, подальше підвищення концентрації призвело до її пригнічення. Хоча, слід визнати, що нам не скрізь вдалося отримати достовірні значення. Значить, дослідження з вивчення ролі концентрації настоїв із різних органів амброзії треба продовжити. Найімовірніше залежність алелопатичного ефекту від концентрації екстракту має складний характер.

    Таблиця 2

    Оцінка початкових ростових процесів насіння гірчиці при пророщування в настоях амброзії полинолистої різної концентрації

    Досліджувані показники Кон- троль Екстракт з листя Екстракт із стебел

    1% 2,5% 5% 10% 1% 2,5% 5% 10%

    Енергія проростання,% 96.3 79.0 *** 76.3 *** * 9. 6.0 ** 87.0 *** 88.0 *** 96.7 13.0 **

    Схожість,% 100 87.0 83.7 *** 28.0 ** 7.3 ** 937 ** 95.0 *** 97.3 38.3 ***

    Сила початкового росту,% 91 70.3 ** 73.0 *** * зі 5. * 3. 78.3 ** 84.0 *** 73.0 ** 17.3 *

    * Достовірно на рівні ймовірності 0.998 ** достовірно на рівні ймовірності 0.990 *** достовірно на рівні ймовірності 0.950

    Цілком зрозуміло, що аллелопатические активність залежить від певних хімічних речовин. Вони мають різну природу: прості водорозчинні кислоти, ненасичені лактони, жирні кислоти, терпеноїди, кумарини, флавоноїди, таніни, амінокислоти, алкалоїди, глікозиди, феноли та інші [8]. Кожне з цих та інших речовин має свою технологію отримання. У дослідження включені ті способи отримання водорозчинних настоїв, які можливі в природі. Восени, після проливних дощів застояна вода довго насичується хімічними

    речовинами. Літні короткочасні дощі створюють умови подібні приготування 1-годинного водного настою. Спекотного літнього дня після дощу на поверхні грунту можуть створитися умови подібні з водяною банею. Після прополок, скошування суха маса амброзії потрапляє в грунт і під впливом грунтової вологи і опадів впливає на проростання насіння. Результати досліджень представлені в табл. 3.

    Таблиця 3

    Вплив способу приготування екстракту з амброзії полинолистої на початкові ростові процеси насіння гірчиці

    Досліджувані показники Контроль Настої Екстракти на водяній бані Суха маса

    добовий 1-годинний

    Енергія проростання,% 96.0 373 ** 45. *** 81.7 *** 81.3 **

    Схожість,% 100 77.3 ** 95.0 92.0 *** 953 ***

    Сила початкового росту,% 91.0 12.35 * 15.05 * 13.0 * 49.0 **

    * Достовірно на рівні ймовірності 0.998 ** достовірно на рівні ймовірності 0.990 *** достовірно на рівні ймовірності 0.950

    Незалежно від способу приготування все водорозчинні 10% екстракти амброзії полинолистої справляють гнітюче дію на енергію проростання, схожість, силу початкового росту. Найбільші відмінності за всіма трьома показниками отримані при впливі добового екстракту. Найслабше пригнічення відзначено при пророщування насіння гірчиці в присутності сухої маси амброзії.

    висновки

    Таким чином, результати цих дослідів чітко свідчать, що амброзія полинолиста має сильну аллелопатические активністю. Цей ефект не залежить від способу приготування екстрактів, але сильно залежить від концентрації і органу, з якого виготовлені розчини екстракти.

    Список літератури

    1. Біологія. Великий енциклопедичний словник / Гол. ред. М.С.Гіляров.- М .: Велика Російська енциклопедія, 1999. - 864 с.

    2. Ботаніка. Підручник для вузів: У 4 томах. / Под ред. П. Зітте, Е.В. Вайлер, Й.В. Каде-райт і ін. - М .: Видавничий центр «Академія», 2008. - Т.2. - 459 с.

    3. Марьюшкіна В.Я. Деякі методологічні аспекти аллелопатические досліджень. // Аллелопатия і продуктивність рослин. Зб. науч. тр. - Київ: Наукова думка, 1990. -С. 133-138.

    4. Раїс Е. Природні засоби захисту рослин від шкідників / Под ред. акад. АН УРСР А.М. Гродзинського. - М .: Мир. - 1986.

    5. Гродзинський А.М. Основа хімічних взаємодій рослин. - Київ: Наукова думка, 1973. - 136 с.

    6. Гродзинський А.М. Експериментальна алелопатія. - Київ: Наукова думка, 1987. -

    236 з.

    7. Наумов Г.Ф. Деякі проблеми аллелопатии в рослинництві, їх економічне і народногосподарський значення // Аллелопатия і продуктивність рослин: Зб. науч.тр. / Харьк.с.-х. ін-т ім. В. В. Докучаєва. - Харків, 1988. - С. 5-12.

    8. Мороз П.А. Аллелопатия в плодових садах. - Київ: Наукова думка, 1990. - 207 с.

    9. Прутенская Н.М. Особливості ґрунтовтоми під квітковими культурами // Ал-лелопатіческое грунтовтома / Под ред. А.М. Гродзинського. - Київ: Наукова думка, 1979. -С. 82-107.

    10. Головко Е.А. Мікроорганізми в аллелопатии вищих рослин. - Київ: Наукова думка, 1983. - 256 c.

    11. http://www.sevin.ru/invasive/invasion/plants/ragweed.html.

    12. Марьюшкіна В.Я. Амброзія полинолиста та основи біологічної боротьби з нею. - Київ: Наукова думка, 1986. - 117 с.

    13. Бисов Н.С. Фитоценотические заходи боротьби з пирієм повзучим / Шляхи підвищення врожайності польових культур. - Мінськ, 1990. - с.44-49.

    14. Методичні вказівки. Визначення сили початкового росту насіння зернових культур по морфологічної оцінки проростків. - Л., 1975. - 16 с.

    15. Овчаров К.Є. Фізіологія формування та проростання насіння. - М .: Колос, 1976. -

    256 з.

    AN ALLELOPATHY OF RAG-WEED (AMBROSIA ARTIMISIIFOIIAU

    T.N. Glubsheva,

    E.N. Karpushina

    Belgorod State University

    Pobedy Str, 85, Belgorod, 308015, Russia

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    The presents the results of experimental studies in quarantine weeds of Ambrosia artemisiifolia. The author shows the dependence of allelopathic effect on plants 'organ, concentration and the way of making an extraction.

    Key words: allelopathy, quarantine weed, quarantine weeds, biologically active substances.


    Ключові слова: алелопатія / амброзія полинолиста / карантинний бур'ян / біологічно активні речовини

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити