Аллелопатическая активность некоторых видов декоративных кустарников



Актуальность исследования. Данная работа позволит по-новому взглянуть на формирование устойчивых групп декоративных кустарников для создания композиций, способных к самоподдержанию и требующих минимального ухода. Это может быть использовано для озеленения различных государственных учреждений, в том числе пришкольных территорий.

Объекты исследования : пузыреплодник калинолистный ( Physocarpus opulifolius ), спирея японская ( Spiraea japonica ), спирея серая ( Spiraea cinerea ), спирея Вангутта ( Spiraea vanhouttei ), барбарис тунберга ( Berberis thunbergii ), форзиция ( Forsyhia sp .).

Предмет исследования : влияние водных вытяжек выбранных видов на рост и развитие проростков тест-культур

Целью данного исследования — выяснить степень аллелопатической активности некоторых широко используемых декоративных кустарников.

Поставленная цель предполагает решение следующих задач :

1. При помощи литературных источников проанализировать изученность аллелопатии выбранных видов и их использование в декоративном озеленении на сегодняшний день
2. Подобрать методики определения аллелопатической активности
3. При помощи биотестирования определить воздействие данных кустарников на рост семян тест-культур
4. Дать рекомендации по использованию аллеопатически активных видов для создания устойчивых декоративных растительных композиций

Гипотеза исследования : некоторые кустарники, используемые в декоративном садоводстве способны отрицательно влиять на прорастание и рост других растений.

Ключевые слова: дистиллированная вода, Вид, график, растение, водная вытяжка, активность, спирея, кустарник, Фитогенное поле, тест культуры, окружающая среда, семя, комнатная температура, фильтровальная бумага, Показатель активности, изучение аллелопатии, кресс салата, кресс салата сорта, прорастание редиса сорта, прорастание семян редиса, семена кресс-салата.

2.2 Результаты и их обсуждение

2.2.1 Тест на прорастание редиса сорта Победитель.

В результате измерения числа проросших семян редиса были получены следующие значения:

Таблица 1

Влияние веществ, c одержащихся в листьях, на прорастание семян редиса

Показатель активности	Вид
	Spiraea vanhouttei	Spiraea japonica	Spiraea cinerea	Physocarpus opulifolius	Berberis thunbergii	Forsythia sp.
Прорастание семян редиса, % от контроля	22,94	43,29	39,21	13,17	78,35	30,16
Содержание УКЕ	265	100	120	400	21	180

Меньше всего семян проросло в вытяжках пузыреплодника калинолистного и спиреи Вангутта, а больше всего в вытяжках барбариса Тунберга и спиреи японской. В общем вытяжки всех исследованных растений оказывали ингибирующий эффект, подавляя прорастание семян (график 1).

Содержание УКЕ больше у пузыреплодника калинолистного и спиреи Вангутта, меньше у барбариса Тунберга и спиреи японской (график 2).

Некоторые исследования говорят о более высоком содержании УКЕ во взятых видах декоративных кустарников [10]. Полученный нами результат мы можем объяснить временем сбора материала, т.к в весенние и летние месяцы активность вторичных метаболитов особенно высока. Осенью же содержание активных веществ значительно снижается.

2.2.2 Тестирование с семенами кресс-салата

Для дальнейшего исследования мы выбрали виды, оказавшие наибольший ингибирующий эффект в тесте с редисом — пузыреплодник калинолистный и спирея Вангутта.

Для оценки влияния водорастворимых аллеопатически активных веществ измеряли длину подсемядольного колена — гипокотиля, а также корня. На основе полученных данных вычислили индекс аллелопатической активности каждого вида. (таблица 2)

Таблица 2

Влияние различных концентраций вытяжек Spiraea vanhouttei и Physocarpus opulifolius на рост проростков кресс салата

Показатель активности	Концентрация вытяжки	Вид
		Spiraea vanhouttei	Physocarpus opulifolius
Средняя длина корня проростка кресс-салата, мм	1:50	38,19	48,75
	1:100	54,82	50,96
	1:200	63,62	46,83
	Контроль	81,53	63,86
Средняя длина гипокотиля проростка кресс-салата, мм	1:50	18,51	23,96
	1:100	29,53	25,57
	1:200	26,44	23,8
	Контроль	27,3	20
Средняя длина проростка кресс-салата, мм	1:50	56,7	72,71
	1:100	83	76,54
	1:200	90,07	70,63
	Контроль	108,83	83,86
Индекс аллелопатической активности	1:50	- 0,48	- 0,13
	1:100	- 0,24	- 0,09
	1:200	- 0,17	- 0,15

Вытяжка пузыреплодника калинолистного оказала небольшой стимулирующий эффект на длину гипокотиля по сравнению с контролем (график 3). Больше всего стимулирует рост концентрация 1:100.

На длину корня вытяжка напротив оказала ингибирующее воздействие (график 4). Концентрация вытяжки незначительно повлияла на изменения длины корня салата экспериментальных вариантов.

Также мы сравнили общую длину проростка по отношению к контролю. Наименьшая длина проростка наблюдалась при воздействии концентрации 1:50 и 1:200 (график 5).

Таким образом мы наблюдаем двойственное влияние водорастворимых веществ листьев пузыреплодника: стимулирует рост стебля, но угнетает развитие корня. Однако на длину проростка салата в целом оказано значительное ингибирующее воздействие, что доказано рассчитанным индексом аллелопатической активности, который принял отрицательные значения для всех трех концентраций (график 6).

Рис. 1. Проростки кресс салата сорта «Витаминчик» при воздействии вытяжки пузыреплодника калинолистного: A-вытяжка 1:50; B-вытяжка 1:100; C-вытяжка 1:200; D-контроль с дистиллированной водой

Вытяжка спиреи Вангутта в концентрации 1:50 ингибирует рост гипокотиля проростков тест-культуры. Концентрация 1:100 оказала минимальный стимулирующий эффект (график 7).

На длину корня вытяжка оказала ингибирующее воздействие (график 8). Степень ингибирования соответствует концентрации вытяжки. Чем больше разведение, тем длиннее проросток салата (график 9).

В целом вытяжки спиреи Вангутта негативно влияет на тест-культуру, вызывая замедление и подавление роста. Индекс аллелопатической активности принимает отрицательные значения, что свидетельствует о ингибирующем воздействии вытяжек всех взятых концентраций (график 10).

Рис 2. Проростки кресс салата сорта «Витаминчик» при воздействии вытяжки спиреи Вангутта: A-вытяжка 1:50; B-вытяжка 1:100; C-вытяжка 1:200; D-контроль с дистиллированной водой

Высокая аллелопатическая активность данных видов, проявляющаяся в подавлении роста проростков тест-культуры, объясняется наличием в их химическом составе большого количества вторичных метаболитов.

Спирея Вангутта содержит эндогенные фенольные соединения n-кумаровой кислоты и её производные [11]. Пузыреплодник также содержит в своем составе фенольные соединения, которые к тому же способны накапливаться в связи с неполной минерализацией растительного опада [12]. Аборигенные почвенные бактерии не всегда эффективно разлагают лиственный опад интродуцированных видов, коим является пузыреплодник калинолистный. Таким образом данные виды представляются перспективными для создания биогербицидов с высокой степенью активности.

Литература:

1. Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ: основы химического взаимодействия растений. — Наукова думка, 1965.
2. Черняева Е. В. и др. Аллелопатическая активность листьев и почвы в фитогенных полях pulmonaria saccharata и echinacea purpurea //Материалы X международной конференции по экологической морфологии растений, посвященной памяти ИГ и ТИ Серебряковых. — 2019. — С. 177–180.
3. Черняева Е. В., Викторов В. П. Влияние фитогенных полей Cornus alba L. и Physocarpus opulifolius (L.) Maxim. на состояние напочвенного покрова //Вестник российских университетов. Математика. — 2014. — Т. 19. — №. 5.