CC BY
17
УДК 582.929+581.5 Викл. Н.О. Гнатюк, канд. бюл. наук -
Уманський ДПУ т. Павла Тичини
АЛЕЛОПАТИЧНА АКТИВШСТЬ РОСЛИННИХ РЕШТОК ВИД1В DRACOCEPHALUMMOLDAVICUM L., HYSSOPUS OFFICINALIS L., MONARDA DIDYMA L
Дослщжено динамiку алелопатично! активност видiлень i3 пiсляжнивних рослин-них решток (водорозчинних, спирторозчинних та летких) вегетативних та генеративних органiв рослин Dracocephalum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L тд час вирощування у rрунтово-клiматичних умовах швшчного i центрального Люосте-пу Укра!ни. Алелопатична активнiсть водорозчинних видшень рослинних решток мо-нарди характеризуемся стимуляцiйною дieю на розвиток тест-культур у Грунтових умовах Киева i гальмiвною у Грунтових умовах Умаш. Протилежну залежнiсть виявлено для спиртових фракцiй. Водорозчиннi видiлення рослинних решток змiеголовнику толеран-тнi вщносно обраних тест-об'ектiв, а леткi - гальмують рiст коренiв. Всi видшення рослинних решток гiсопу мають гальмiвний вплив на розвиток корешв тест-культур.
Ключовг слова: алелопатична актившсть, рослиннi рештки, колiни, Dracocephalum moldavicum L. (змiеголовник молдавський), Hyssopus officinalis L. (псоп лжарсь-кий), Monarda didyma L (монарда двшчаста), тест-культури, прирют коренiв та колеоп-тилiв, стимул дiя, гальмiвна дiя.
Рослинн1 рештки (РР) зазвичай тддаються деструкци мжрооргашзмам, яю в систем! агроф1тоценоз1в розкладають оргашчш речовини до мшеральних, внаслщок чого утворюються продукти деструкцп [7, 6]. Кшьюсть в1дход1в тсля перероблення ароматичних рослин (АР) у спещал1зованих господарствах, за-лежно вщ урожаю, може сягати великих об'ем1в.
Рослинш рештки е комплексом р1зномаштних оргашчних сполук, зокре-ма i ф1зюлопчно активних речовин, а отже, шсля внесення !х у Грунт з'яв-ляеться можливють певним чином впливати на продуктивнють наступних культур швозмши [5, 6]. Дослщженнями останшх роюв доведено, що одним 1з пер-спективних напрямюв тдвищення родючосп Грунту може бути внесення св1жо! негум1ф1ковано! оргашчно! речовини, зокрема рештюв ароматичних вид1в рослин, завдяки чому i актив1зуеться Грунтова мжробюта [1-4]. Найважлившим джерелом ще! речовини, включаючи алелопатично активш сполуки, е кореш та листовий опад.
Мета роботи - здшснити анал1з алелопатичних властивостей р1зних титв видшень з рослинних решток (водорозчинних, спирторозчинних та летких) Dracocephalum moldavicum L. (зм1еголовник молдавський), Hyssopus officinalis L. (ri-соп лжарський), Monarda didyma L (монарда двшчаста) тд час вирощування у Грунтово-кшматичних умовах швшчного i центрального Люостепу Укра!ни.
Методика проведення досл1джень. Експериментальну роботу виконано на баз1 Нацюнального боташчного саду 1м. М.М. Гришка НАН Укра!ни (м. Ки!в) та агробюлопчно! станцп Державного педагопчного ушверситету 1м. П.Г. Тичини (Умань, Черкаська обл.). У модельних експериментах дослщжено алелопа-тичну активнють водорозчинних (ВРВ), спирторозчинних (СРВ) та летких видь лень (ЛВ) рослинних решток, визначено за допомогою бюлопчних теспв (Грод-зинський, 1991) - однодобових паростюв крес-салату (Lepidium sativum L.) [6]. Алелопатичну активнють визначали за приростом корешв/колеоптил1в.
Науковий вкник Н. 1ТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.4
Математичний та статистичний аналiз експериментальних даних вико-нано з використанням програм Microsoft Excel та Statistica 7.0 (Доспехов, 1985).
Результати досл1дження. Проведений попереднш аналiз водорозчин-них фракцш та летких видiлень рослинних решток монарди, змiеголовника та гiсопу свщчить про ïхню фiтотоксичнiсть за високих концентрацш (1:103). Що-до активносп спиртових фракцiй, то у бшьшосл бiотестiв вони мають ростос-тимятивний ефект. Детальне вивчення алелопатичноï активносп трьох тишв видiлень рослинних решток корешв та стернi ароматичних рослин проведено з використанням бютеспв - корешв культур крес-салату, щирищ та пшенищ.
Результати дослiджень щодо впливу рiзних фракцiй рослинних решток на рют тест-об'ектiв засвiдчили, що водш екстракти iз стернi монарди за рiзних умов вирощування мали виключно iнгiбiторну дiю на рiст корешв. Причому найвищий вплив зафiксовано для бютеспв крес-салату i щирицi. Актившсть летких видiлень iз стернi монарди характеризувалась гальмiвною дiею на рют коренiв крес-салату та пшеницi та стимуляцшною щодо щирицi. Спиртовi екстракти надземних решток монарди виявилися найбшьш токсичними вщнос-но бiотестiв щирищ (Кшв, Умань), крес-салату та пшенищ (Умань).
Водш екстракти кореневих решток монарди мали як стимуляцшну (кореш пшенищ та крес-салату, м. Кшв), так i гальмiвну (щириця i крес-салат, м. Умань) дто. Аналiз летких видшень iз решток корешв показав, що вмют фь тотоксичних речовин е дещо меншим, порiвняно iз стернею. Цiкавим е факт вщмшносл в активностi спиртових фракцш кореневих решток монарди в рiз-них Грунтово-кшматичних умовах. В умовах Киева актившсть видшень (кореш крес-салату та пшенищ) мае стимуляцшний характер (о^м щирищ), а в умовах Умаш - шпбггорний.
Отже, аналiз алелопатичноï активностi стерш та кореневих решток свщ-чить про значно бшьшу кiлькiсть токсичних речовин у рештках iз стерш, на вщ-мiну вiд корешв. У Грунтово-кшматичних умовах Киева гальмiвний ефект сто-совно обраних бютеспв був неiстотним, порiвняно з умовами Умаш, де спосте-рiгалось посилення фгготоксичносп.
Вивчення алелопатичних властивостей РР iз стернi i коренiв змiеголов-ника свiдчить про тотожнiсть реакцп видiлень на рiзнi бiотести з решток монарди. Зокрема, водорозчинш та летю фракцiï iз стерш за рiзних умов вирощування (Кшв, Умань) мали велику кшьюсть фiтотоксичних речовин, вплив яких ю-тотно позначився на пригнiченнi приросту обраних бютеспв (60 %). Рiвень ток-сичностi спиртових екстрактiв щодо корешв крес-салату та щирищ був дещо меншим, шж у водних та летких видшень. Крiм того, спиртовi видшення змiеголовника на 80 % стимулювали рiст коренiв пшенищ. Водорозчинш видь лення iз кореневих решток були толерантними вщносно обраних бютеспв, а летю видшення, навпаки, мали велику кшьюсть токсичних речовин, яю гальму-вали рiст корешв. Спиртовi фракцiï вiдрiзнялись видоспецифiчним впливом щодо обраних бютеспв. Iнгiбiторну дто зафiксовано на коренях крес-салату i щирищ в умовах м. Киева, а стимуляцшну - на коренях пшенищ (причому в умовах м. Киева ïх виявлено вищу кшьюсть), крес-салату i щирищ в умовах Умаш. Таким чином, зпдно з отриманими даними змiеголовник можна вщнести
до рослин з високою алелопатичною активнютю, що необхiдно враховувати пiд час формування агрофiтоценозiв.
Цiкавi результати отримано тд час вивчення алелопатично! активностi тсляжнивних решток ще одше! не менш перспективно! рослини - псопу, який формуе великий об'ем надземно! маси i мае високi декоративнi властивостг Аналiз алелопатично! активностi водорозчинних видшень iз стернi гiсопу свщ-чить про пригшчення на 20 % розвитку коренiв усiх тест-об'ектiв. Заслуговують на увагу леткi видшення, яю характеризуються високою фiтотоксичнiстю i на 60 % гальмують рiст бютеспв. Спиртовi фракцп з РР стерт псопу мiстять ве-лику кшьюсть фiзiологiчно активних речовин, якi проявляють фiтотоксичну дiю на розвиток корешв тест-культур.
Рис. 1. Алелопатична активтсть видтень пкляжнивних решток дослдних рослин (бютест - кореш крес-салату): ВРВ - водорозчинт; СРВ - спирторозчинт; ЛВ - летю видыення. База проведення досл1дження: А - Нацюнальний ботатчний сад 1м. М.М. Гришка (м. Кшв); Б - агробiологiчна станщя Умат
Нуккорик оГЯстаИ$ I .
Проте необхщно зауважити, що в Грунтово-ктматичних умовах м. Киева !х формуеться значно бiльша кшьюсть, шж в умовах Уманi. Водорозчинт видь лення з кореневих решток псопу вiдрiзняються незначною стимуляцiйною ак-тивнiстю щодо коренiв крес-салату (Ки!в, Умань), щирицi та пшеницi (Умань). Дослщження алелопатично! активностi летких видшень засвщчило наявнiсть лише iнгiбiторного впливу на рют коренiв крес-салату та пшенищ. Крiм того,
Науковий вкник Н. 1ТУ Укра'1'ни. - 2014. - Вип. 24.4
висока кшьюсть ростогальмiвних речовин екстрагувалася спиртовими розчина-ми. Алелопатичний ефект цих колшв виявився досить високим за рiзних умов вирощування. Так, пригтчення росту коренiв крес-салату становило 5 % для територп Уманi та 40 % - для територп Киева. Ц показники для коретв щири-цi та пшеницi озимо! становили 40 %, гальмування !хнього розвитку для тери-торiI Умат i 60 % стимуляцiйний для умов Киева.
Отже, рослинш рештки дослiдних видiв ароматичних рослин в алелопа-тичному вiдношеннi е досить активними i мiстять велику кшьюсть фiзiологiчно активних речовин як стимуляцшно!, так й iнгiбiторноI дiI. Тому перед внесен-ням !х у Грунт у вигл_вд органiчного добрива, сидерально! маси або мульчi не-обхiдно чiтко обгрунтувати технологiю вирощування сшьськогосподарських культур та оптимiзувати дозу рослинних решток згiдно з Грунтово-кшматични-ми умовами. Таким чином, враховуючи накопичення велико! кiлькостi токсич-них сполук iз стернi монарди, змiеголовника i гiсопу та дещо меншо! кiлькостi iз кореневих решток, можна беззаперечно стверджувати про iстотний вплив рослинних залишюв ароматичних культур на формування алелопатично! взаемодiI рослин.
Висновки. Вивчення алелопатично! активност трьох титв видiлень рослинних решток коренiв та стерт ароматичних рослин проведено на коренях культур крес-салату, щирищ та пшенищ. Воднi екстракти кореневих решток монарди мали як стимуляцiйну (корет пшеницi та крес-салату, Ки!в), так i гальмiвну (щириця i крес-салат, Умань) дто. Результати аналiзу летких видь лень iз рослинних решток коретв засвiдчили, що вмiст фиотоксичних речовин е дещо менший, порiвняно iз стернею. Цiкавим е факт вщмшносл в активностi спиртових фракцш кореневих решток монарди у рiзних Грунтово-клiматичних умовах. Зазначимо, що в умовах Киева активтсть видiлень (корет крес-салату та пшенищ) мае стимуляцшний характер (о^м щирицi), а в умовах Умат - ш-пбггорний. Водорозчиннi видiлення iз кореневих залишюв змiеголовника були толерантними вiдносно обраних бютеспв, а леткi видiлення, навпаки, мали велику кшьюсть токсичних речовин, як гальмували рiст коретв. Спиртовi фрак-цiI вiдрiзнялись видоспецифiчним впливом щодо обраних бiотестiв. 1нпбиорну дiю зафiксовано на коренях крес-салату i щирицi в умовах м. Киева, а стимуля-цiйну дш - на коренях пшеницi, крес-салату i щирицi в умовах Умат. Аналiз алелопатично! активностi водо- i спирторозчинних видiлень iз стернi псопа свiдчить про пригнiчення розвитку коретв ушх тест-об'ектiв. Заслуговують на увагу леткi сполуки, якi гальмують рют бiотестiв i характеризуються високою фгготоксичтстю. Спиртовi фракцiI з рослинних решток стерт псопу мiстили велику кшьюсть фiзiологiчно активних речовин з фгготоксичною дiею на розви-ток коретв тест-культур.
Доведено, що алелопатична активтсть водорозчинних видшень рослинних решток монарди характеризуеться стимулювальною дiею на розвиток тест-культур у Грунтових умовах Киева i гальмiвною у Грунтових умовах Уманi. Протилежну залежтсть виявлено для спиртових фракцiй. Водорозчинт видi-лення рослинних решток змiеголовника толерантнi вiдносно обраних тест-об'екпв, а леткi - гальмують рют коренiв. Усi видiлення рослинних решток п-сопу мають гальмiвний вплив на розвиток коренiв тест-культур.
Л1тература
1. Шроль Т.С. Аллелопатический скрининг растений для сидерации / Т.С. Шроль, Э.А. Головко, И.Г. Хохлова и др. // Вопросы экологии и охраны природы в лесостепной и степной зонах : сб. науч. тр. / науч. ред. Э.А. Головко. - Самара : Изд-во Самарского ун-та, 1995. - С. 138-143.
2. Гродзинский А. М. Аллелопатическое почвоутомление / А.М. Гродзинский, Г.П. Богдан, Э.А. Головко и др. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1979. - 278 с.
3. Атаманюк Ю.А. Биотехнологические основы альтернативного земледелия / Ю.А. Ата-манюк, Э.А. Головко // Вюник аграрно! науки : зб. наук. праць. - 1994. - N° 1. - С. 80-84.
4. Головко Э.А. Микробиологические аспекты агрофитоценологии / Э.А. Головко // Круговорот аллелопатически активных веществ в биоценозах : сб. науч. тр. / науч. ред. А.М. Гродзинский. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1992. - С. 9-21.
5. Горобец С.А. Роль разлагающихся растительных остатков в аллелопатии / С.А. Горобец, Е.Н. Назаренко // Круговорот аллелопатически активных веществ в биоценозах : сб. науч. тр. / науч. ред. А.М. Гродзинский. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1992. - С. 21-28.
6. Гродзинский А.М. Краткий справочник по физиологии растений / А.М. Гродзинский, Д.М. Гродзинский. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1973. - 388 с.
7. Муаенко М.М. Еколопя. Тлумачний словник / М.М. Муаенко, В.В. Серебрянов, О.В. Брайон. - К. : Вид-во "Либщь", 2004. - 376 с.
8. Калашников В.П. Энциклопедический словарь аптечного работника / В.П. Калашников, И.И. Левинштейн, А.К. Мельниченко и др. - М. : Гос. изд. мед. лит-ры. - 1960. - Вып. 596. -С. 7.
Гнатюк НА. Аллелопатическая активность растительных остатков видов Dracocephalum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L
Исследована динамика аллелопатической активности выделений из послеуборочных растительных остатков (водорастворимых, спирторастворимых и летучих) вегетативных и генеративных органов растений Dracocephalum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L при выращивании в Грунтово-климатических условиях северной и центральной Лесостепи Украины. Аллелопатическая активность водорастворимых выделений растительных остатков монарды характеризуется стимулирующим действием на развитие тестовых культур в Грунтовых условиях Киева и ингибиторной активностью в Грунтовых условиях Умани. Противоположная зависимость выявлена для спиртовых фракций. Водорастворимые выделения растительных остатков змееголовника толерантны относительно избранных тестовых объектов, а летучие - угнетают рост корней. Все выделения растительных остатков иссопу имеют фитотоксическое влияние на развитие корней тестовых культур.
Ключевые слова: аллелопатическая активность, растительные остатки, колины, Dracocephalum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L., тестовые культуры.
Hnatiuk N.O. Allelopathic Activity of Vegetable Remains of Dracocepha-lum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L Species
The dynamics of allelopathic activity of excretions is investigated concerning posthar-vest vegetable remains (water-soluble, alcohol-soluble and volatile) of vegetative and generative organs of plants of Dracocephalum moldavicum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L species during growing in the ground-climatic conditions of north and central Forest-steppe of Ukraine. Allelopathic activity of water-soluble excretions of monarda vegetable remains is characterized by the effective influence on the development of test species under the ground conditions of Kiev and inhibitory activity under the ground conditions of Uman'. Alcohol fractions are revealed to have the opposite dependence. VWater-soluble excretions of vegetable remains of dracocephalum are tolerant towards selected test objects and volatile samples are stated to depress roots growth. All excretions of hyssop vegetable remains are supposed to have an inhibitory effect on the development of test cultures roots.
Key words: allelopathic activity, vegetable remains, kolini, Dracocephalum moldavi-cum L., Hyssopus officinalis L., Monarda didyma L., test cultures, increase of roots.
