Растения Северного Казахстана как источники аллелопатически активных веществ.

Кондрусова Е.С., Жумабаева С.Е.

Кокшетауский государственный университет им.Ш.Ш.Уалиханова, г.Кокшетау

Каждый вид растений обладает своим, особым, свойственным только данному виду обменом веществ. Вещество, которое для одного вида безразлично и выделяется им в окружающую среду, может оказать сильное положительное или отрицательное действие на соседние растения другого вида. Такое химическое взаимодействие называют аллелопатией.

Казахстан - одно из известных государств, которое славится своими сельскохозяйственными угодьями. Одной из главных проблем, с которой сталкиваются страны, занимающиеся земледелием, является сильная засоренность посевных площадей сорными растениями. Проблема потерь урожая от сорной растительности, несмотря на богатый арсенал химических и агротехнических мер, по-прежнему остается острой. В данное время ведется поиск источников аллелопатически активных веществ растений флоры, регулирующих рост и развитие культурных и сорных растений. Для этого орпеделяется аллелопатическая активность дикорастущих растений, производится выявление их аллелопатического действия на культурные и сорные растения.

В течение 2009г нами изучено аллелопатическое влияние наиболее распространенных дикорастущих растений Северного Казахстана. Объектами исследования служили семена наиболее распространенных и злостных сорных растений, таких как: овсюг обыкновенный (Avena fatua L.) из семейства мятликовых, ширица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.) из семейства ширицовых, бодяк полевой (Cirsium arvense Scop.) и осот полевой (Sonchus arvensis L.) из семейства сложноцветных. Так же были взяты семена культурных растений, занимаемых основные посевные площади Северного Казахстана - пшеница мягкая (Triticum aestivum L), сорт Омская 28 и Овёс посевной (Avena sativa L.) сорт Синельниковский 14 из семейства Мятликовых. В качестве аллелопатических агентов были взяты: трава Полыни горькой (Artemísia absínthium) и листовой опад тополя бальзамического - Populus balsamifera L.). Сбор материала производился с сентября по октябрь 2009 года, в селе Ленинградском Акжарского района, Севевро - Казахстанской области.

Исследования проводились в лабораторных условиях. Для извлечения водорастворимых аллелопатически активных веществ готовили 24-часовые водные (в дистиллированной воде) 5%-ые и 10%-ные вытяжки. Семена сорняков и культурных растений проращивали на увлажненной соответствующей вытяжкой, а в контроле - дистиллированной водой фильтровальной бумаге в чашках Петри при температуре 18 - 20 °С. В последующем полив растений во всех вариантах опыта осуществлялся по мере необходимости.

Результаты и обсуждение.

При изучении аллелопатической чувствительности семян сорных растений к действию водных вытяжек полыни горькой и листового опада тополя бальзамического двух концентраций мы получили следующие результаты: данные вытяжки, в первые дни прорастания, проявили угнетающее действие на всхожесть семян овсюга обыкновенного. На пятый день наибольшее подавляющее действие семена испытывают под действием водных вытяжек из полыни, что так же заметно и на восьмой день прорастания. Причем с увеличением концентрации вытяжки ингибирующий эффект увеличивается. Однако в опытах не наблюдается полного подавления прорастания семян. Вероятно, это одна из главнейших причин, по которой овсюг относят к самым злостным сорнякам. Что же касается действия вытяжки листового опада, здесь наблюдается обратный эффект. Под действием 5%-ой концентрации раствора опада наблюдается стимулирование прорастания семян по отношению к контролю. Процент всхожести семян, под действием 5%-ой вытяжки опада составляет 88%, что на 12% выше по отношению к контролю (таблица 1.).

Таблица 1. - Проценты всхожести семян овсюга обыкновенного

День роста	Всхожесть семян в контроле (%)	Всхожесть семян в растворах вытяжки (%)
		Полынь горькая 5%	Полынь горькая 10%	Листовой опад тополя бальзамического 5%	Листовой опад тополя бальзамического 10%
3	62	0	0	0	0
5	72	10	0	52	6
8	76	18	12	88	36

Особые затруднения возникли с семенами щирицы запрокинутой. В сентябре 2009 года проводилась оценка всхожести семян данного растения, по результатам которой, было определено, что семена не имеют всхожести. С целью повышения всхожести, семена щирицы запрокинутой выдерживались в отрицательной температуре сроком в 7 дней. После чего, снова была произведена оценка всхожести, результатом которой было 100% прорастание семян. В данном опыте на третий день роста в контроле наблюдалось 100% прорастание. Однако под действием 5% и 10% вытяжек полыни горькой и опада тополя бальзамического процент всхожести семян составил – 0.

Семена бодяка полевого и осота полевого при трехкратной повторности оценки всхожести и периода стратификации показали низкий процент всхожести, который колебался в пределах 25 – 30%. Такой же результат был получен, в результате проведенного опыта. Это может говорить о том, что семена потеряли всхожесть вследствие каких-либо неблагоприятных условий.

При изучении аллелопатической чувствительности семян культурных растений пшеницы мягкой сорта Омская 28 и овса посевного сорта Синельниковский 14 к действию водных вытяжек полыни и листового опада двух концентраций мы получили следующие результаты: на третий день роста наибольшее ингибирующее действие на интенсивность прорастания семян, самого распространенного в нашем регионе культурного растения- пшеницы, оказала 10%-ая вытяжка из листового опада тополя, которая ингибировала всхожесть семян на 49% по сравнению с контролем. Уже на пятый день интенсивность прорастания семян выравнилась, и колебалась в пределах от 5 до 20% по сравнению с контролем. На восьмой день прорастания значительное ингибирующее действие по сравнению с контролем оказала 5% вытяжка полыни горькой. В целом же можно сказать, что особого ингибирующего действия на интенсивность прорастания семян пшеницы не оказывает ни один из аллелопатических агентов (таблица 2.).

Таблица 2 -Проценты всхожести семян пшеницы мягкой

День роста	Всхожесть семян в контроле (%)	Всхожесть семян в растворах вытяжки (%)
		Полынь горькая 5%	Полынь горькая 10%	Листовой опад тополя бальзамического 5%	Листовой опад тополя бальзамического 10%
3	94	58	88	94	46
5	100	80	94	96	80
8	100	88	94	96	96

Совсем иное действие оказывают данные концентрации на интенсивность прорастания семян второго культурного растения- овса посевного. На третий день роста полное ингибирующее действие оказали 5% и 10%-ые вытяжки полыни . На восьмой день произошли небольшие изменения, 10%-ый раствор ингибировал всхожесть семян на 80%, а 5%-ый раствор – на 56% по сравнению с контролем (таблица 3.).

Таблица 3. - Проценты всхожести семян овса посевного

День роста	Всхожесть семян в контроле (%)	Всхожесть семян в растворах вытяжки (%)
		Полынь горькая 5%	Полынь горькая 10%	Листовой опад тополя бальзамического 5%	Листовой опад тополя бальзамического 10%
3	84	0	0	12	6
5	86	6	2	54	40
8	90	34	10	54	44

По результатам исследований мы пришли к следующим выводам:

1. С повышением концентрации вытяжек из полыни горькой и тополя бальзамического ингибирующее действие так же возрастает.

2. Из выбранных аллелопатических агентов наиболее ингибирующим действием обладает трава полыни горькой

3. Вытяжки из полыни горькой и тополя бальзамического оказывают ингибирующее действие на прорастание семян сорной растительности, рассматриваемой в этой работе, при этом самое главное культурное растение Северного Казахстана – пшеница, не испытывает особого влияния, под их действием.

Рекомендации: для биологического контроля над сорной растительностью можно использовать водные вытяжки из полыни горькой, обладающей наиболее высокой аллелопатической активностью.

Литература.

1. Химическое взаимодействие растений. Киев: Наукова думка. 1981. С.10-13,195-201.

2. Г.Грюммер. Взаимное влияние высших растений - аллелопатия. -М.: Издательство иностранной литературы. 1957. С 13-27.

3. Гродзинский A.M. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. - Киев: Наукова думка. 1965. С.9-24.

4. ИвановВ.П. Растительные выделения и их значение в жизни фитоценозов. - М.: Наука. 1973. С109-220.

5. Клышев Л.К.,  Алюкина Л.С.,  Ряховская Т.В.  Фенольные соединения полыней Казахстана. – Алма Ата: Наука. 1983 – 159 с.

6. Райс Э. природные средства защиты растений от вредителей. Перевод с англ. Е.Е. Верещагиной под ред. Гродзинского. – М.: Мир. 1986. 184с.

7. Гродзинский А.М., Мороз П.А., Комиссаренко Н.Ф., Осипова И.Ю., Аллелопатическая роль фенольных веществ // Тезисы докладов всесоюзного симпозиума по фенольным соединениям. Секция биохимии и физиологии.– Таллин. 1987.– С. 3133