CC BY
117
АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК635.125:635.53 Д.Н. Балеев,
М.И. Иванова, А.Ф. Бухаров
ИЗУЧЕНИЕ АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КАПУСТЫ, СЕЛЬДЕРЕЯ И ПЕТРУШКИ
Ключевые слова: аллелопатия, почва, семена, тестер, индау, донор, вытяжка, сельдерей, петрушка, капуста.
Введение
Аллелопатия — химическое взаимодействие растений посредством специфических органических выделений [1]. Аллело-патическая активность растений обусловлена не одним, каким-то специфическим для данного вида соединением, а совокупностью веществ различной природы [2].
В состав корневых выделений входят минеральные и органические вещества. В выделениях корней содержится много органических веществ, которые представлены щавелевой, янтарной, пировиноград-ной, яблочной и другими кислотами. Растения не только поглощают вещества из окружающей среды, но и выделяют некоторые вещества в жидком и газообразном виде. В растительных выделениях присутствуют разнообразные физиологически активные вещества — витамины, фитонциды, антибиотики, ферменты [3].
Известно, что аллелопатическая активность многих культурных растений достаточно высока. В процессе роста и развития они выделяют через корневую систему в почву биологические ингибиторы (колины), которые способны существенно угнетать рост и развитие последующих в севообороте растений [4]. Это характерно и для таких культур как капуста, корневой сельдерей и петрушка, исследова-
нию аллелопатической активности которых и посвящена настоящая работа.
Объекты и методы
В лабораторно-вегетационном опыте была изучена аллелопатическая агрессивность корневого сельдерея (Ар'1ит дга-veolens I.. var. карасеит), корневой петрушки (Petroselinum crispum) и капусты белокочанной (Brassica о1егасеа). Оценка аллелопатической активности проводилась с использованием метода, который предусматривает проращивание семян тестевых культур (салат (1ас^са sativa), редис (Raphanus sativus) в почве, которую отобрали в корнеобитаемом слое изучаемой культуры [5, 6]. Проращивание семян
проводили в течение семи суток. Затем вычисляли процент нормально развитых (выше 10 см) растений тестевой культуры, который является косвенным показателем степени аллелопатической активности изучаемой культуры. Доля нормально развитых проростков тестевой культуры — в пределах 0-30% — исследуемая культура обладает сильной аллелопатической активностью; 31-60% — средняя аллелопатическая активность; 61-100% — слабая. В исследованиях использовалась почва, отобранная в корнеобитаемом слое культур семейства Сельдерейные: полновозрастные растения корневого сельдерея и петрушки, растения корневого сельдерея в возрасте трех месяцев, а также представителя семейства Капустные — капусты белокочанной.
Результаты исследований и обсуждение
В результате проведенных исследований выявлено, что представители семейства Сельдерейные — полновозрастные растения корневого сельдерея, обладают значительной аллелопатической активностью. Доля нормально развитых проростков тестевых культур (редис и салат) была в пределах 1,2 и 0%. Полновозрастные растения петрушки корневой также являются аллелопатически агрессивной культурой. Процент нормально развитых проростков редиса составлял 2,3%, салата — 3,7%. Следует отметить, что на результаты исследований существенное влияние может оказывать специфика тестевой культуры. Растения сельдерея корневого в возрасте трех месяцев сильно угнетали
салат, доля проростков выше 10 см не превышала 2,4%. Однако при использовании в качестве тестевой культуры редиса процент нормальных проростков был существенно выше — 36,1% (табл., рис. 1). Возможно, сильная аллелопатическая активность этих культур связана с эфирными маслами, которые выделяются при их выращивании.
По данным настоящих исследований, в зависимости от тестевой культуры капуста относится к культурам, обладающим слабой (салат — 77%) или средней (редис — 60,2%) аллелопатической активностью.
В качестве новой тестевой культуры в исследованиях нами использовалась новая культура — индау.
Таблица
Аллелопатическая активность изучаемых культур
Культура Редис | Салат | Индау
Количество проростков, %
до 5 см 5-10 см выше 10 см до 5 см 5-10 см выше 10 см до 5 см 5-10 см выше 10 см
Капуста 2,2 37,6 60,2 0 23 77 12,3 0 87,7
Сельдерей корневой, маточники 31,8 67,1 1,2 88,6 11,4 0 85,1 14,9 0
Петрушка корневая, маточники 69,3 28,4 2,3 83,8 12,5 3,7 97,3 2,7 0
Сельдерей корневой, возраст 3 мес. 2,4 61,4 36,1 12,2 85,4 2,4 6,6 52,6 40,8
Капуста
Сельдерей корневой, маточники
Петрушка корневая, маточники Растения сельдерея корневого, возраст 3 мес.
О — процент растений высотой до 5 см | | — процент растений высотой от 5 до 10 см
| | — процент растений выше 10 см
Рис. 1. Аллелопатическая активность овощных культур (тест — салат)
Индау (Eruca sativa) — масличная культура. Травянистое однолетнее растение семейства капустных, перекрестноопы-ляющееся. Растение теплолюбивое, холодостойкое, мало требовательное к почвенным условиям. Всходы в полевых условиях появляются на 3-4-й день после посева.
Используя новую культуру в качестве теста на аллелопатическую активность, мы пытались расширить набор культур, пригодных для этой цели. Основной предпосылкой к этому являются неприхотливость к условиям выращивания и быстрое появление всходов индау. Мелкосемянность также может иметь важное значение в отдельных опытах.
В результате исследований было отмечено, что полновозрастные растения корневого сельдерея и петрушки обладают значительной аллелопатической агрессивностью. У тестовой культуры индау посевное нормально развитые проростки отсутствовали. Индау оказалось культурой очень чувствительной к веществам, выделяемым при развитии сельдерея и петрушки. Растения сельдерея корневого возрастом три месяца при использовании в качестве тестевой культуры индау показали среднюю аллелопатическую активность (процент проростков длиной выше 10 см составил 40,8). Следует отметить, что в варианте с использованием индау была показана средняя аллелопатическая активность, что соответствует варианту с использованием редиса. Капуста белоко-
чанная отличается слабой аллелопатиче-ской активностью — 87,7% (рис. 2).
Все высшие растения содержат агрессивные вещества, которые подразделяются на группы:
- группа фенолов представлена самыми распространенными соединениями, имеющими в своих структурах бензольное кольцо с шестью атомами углерода. Фенольные соединения представляют собой группу разнообразных, широко распространенных в растительном мире веществ. Простейшим представителем является собственно фенол (С6Н5ОН); к двухатомным фенолам относятся пирокатехин, резорцин и гидрохинон; трехатомным — пирогаллол, оксигидрохинон и флороглюцин. Фенольные соединения обладают сильным действием на ростовые процессы, могут действовать как неспецифические ингибиторы;
- группа терпеноидов имеет в основе пятиуглеродную разветвленную цепь — изопреновую единицу. Терпены и их производные относятся к группе веществ растительного происхождения. В группу терпенов входят различные эфирные масла, каратиноиды, смолы и каучук. В растениях обнаружены следующие терпены: мир-цин, оцимин, цитронелол и другие;
- группа алкалоидов различных соединений содержит азот и атомы углерода. Встречается главным образом у представителей семейств двудольных (пасленовых, лютиковых). У растений, богатых эфирными маслами, они не встречаются;
капуста
сельдерей
корневой
петрушка
корневая
сельдерей корневой, 3 мес.
■ растения с низкой аллелопатической агрессивностью растения с высокой аллелопатической агрессивностью растения с высокой аллелопатической агрессивностью
Рис. 2. Оценка аллелопатической активности овощных культур с использованием тестевой культуры индау
- группа гликозидов образуются из сахара, который соединяется при помощи кислородного мостика с несахаром (агли-коном). В качестве агликона в гликозид могут входить различные соединения: ароматические циклы (салицил, фраксин, эскулин), горчичные масла, содержащие серу. Очень токсичны цианогенные глико-зиды, образующие при гидролизе синильную кислоту [3, 7].
При возделывании корневого сельдерея и петрушки в почве накапливаются алле-лопатически активные вещества. Листья и корни сельдерея содержат большое количество эфирного масла — седанолид. Эфирные масла находятся в определенных секреторных клетках или вместилищах. В некоторых сортах корневого сельдерея содержатся флавоноиды, которые относятся к фенольным соединениям. Кроме этого в листьях находится каротин. Семена петрушки содержат также 2-7% эфирного масла, главной составной частью которого является апиол (0,0015-
0,0995%). В результате развивается почвоутомление, которое может привести к самоподавлению вегетирующих растений, что сказывается на росте и развитии растений.
Выводы
Исследования показали, что корневой сельдерей и петрушка являются аллелопа-тически агрессивными культурами. При возделывании этих культур возможно развитие почвенного утомления, что необходимо учитывать при использовании их в качестве предшественника.
Способ оценки аллелопатической активности культур прост в применении, не
требует сложного оборудования и выполняется в короткие сроки. Предложенная нами новая тестовая культура индау может применяться в качестве индикатора на аллелопатическую активность.
Библиографический список
1. Гродзинский A.M. Краткий справочник по физиологии растений / A.M. Гродзинский, Д-M. Гродзинский. — Киев: Наукова думка, 1973. — 591 с.
2. Mатвеев H.M. Аллелопатия как фак-
тор экологической среды / H.M. Mатве-ев. — Самара: Самарское кн. изд-во,
1994. — 206 с.
3. Генкель П.А. Физиология растений / П.А. Генкель. — M.: Просвещение, 1975.
— 335 с.
4. Балеев Д.Н. Влияние аллелопатиче-
ской активности на морозостойкость озимой пшеницы / Д.Н. Балеев, А.П. Ста-ценко // Экология и безопасность жизнедеятельности: сб. матер. V Mеждунар■ науч.-практ. конф. — Пенза, 2005. —
С. 14-15.
5. Пат. RU 2131654 С 1,6 А 01 С 1/02. Способ оценки аллелопатической активности предшественника в севообороте / А.П. Стаценко, О.А. Тимошкин, А.А. Галиуллин. — № 98105484; заявл. 16.03.98; опубл. 20.06.99; Бюл. № 17; приоритет от 16.03.98 // Открытия. Изобретения, 1999.
6. Пат. РФ № 2181238. Способ оценки почвоутомления / А.П. Стаценко. — 2002.
— 4 с.
7. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы / Р. Уиттекер. — M.: Прогресс, 1980. — 327 с.
+ + +
УДК 633.15 В.Н. Маркелова,
Ю.П. Фомичёв, Р.В. Клейменов, Л.А. Никанова МОРФОЛОГИЯ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ БИОУДОБРЕНИЯ «НИКФАН»
Ключевые слова: кукуруза, зеленая логия, химический состав, обработка
масса, биоудобрение, урожай, морфо- семян.
