Алелопатія у рослин (за А.М.Гродзинським)


Під алелопатією (від грецького «алелос» — взаємний і «патон» — вплив) розуміють взаємний вплив однієї рослини на іншу. Взаємодія рослин між собою була помічена людиною дуже давно. Ще перші землероби мали нагоду переконатися у неможливості вирощування на одній і тій же ділянці різних рослин одночасно. Вони спостерігали поганий ріст рослин, посіяних на узбіччі лісу або там, де було багато бур’янів.

Будь-яка рослина, починаючи з проростання насіння, виділяє у навколишнє середовище продукти своєї життєдіяльності. З часом, у процесі росту й розвитку рослини, кількість її виділень різко зростає і досягає максимуму тоді, коли рослинний організм починає відмирати. Виділення одних видів вищих рослин можуть безпосередньо діяти на інші. Такими виділеннями можуть бути ефірні олії (запахи), органічні кислоти, алкалоїди, вітаміни, ферменти, глюкозиди, нуклеотиди, а також речовини, які за своїми властивостями подібні до гербіцидів, що застосовуються для знищення бур’янів. Такі гербіцидоподібні речовини називають гальмувачами (інгібіторами), або колінами. Вони вбивають рослини або ж затримують їхній ріст, гальмують фотосинтез, отруюють інші важливі процеси життєдіяльності рослин. Цікаво відмітити, що коліни діють як отрути лише у високих концентраціях. Якщо їх розчинити у великій кількості води, то вони починають діяти протилежно, стають стимуляторами росту цих же рослин. Так само поводяться і гербіциди, які у малій кількості замість знищення бур’янів, навпаки, посилюють їхній ріст.

Коліни, подібно до гербіцидів, діють вибірково — отруюють одні рослини і зовсім не впливають на інші, звичайно, при певній концентра рації. Якщо ж їхня концентрація у грунті досить висока, тоді вони отруюють усе, не виключаючи і ті рослини, що виділили ці коліни.

Яскравим прикладом алелопатії може бути поле вівса, на узбіччі якого близько ростуть високі пірамідальні тополі. Рослини, що ростуть найближче до тополь, пригнічені, маленькі, нікудишні. Трохи далі від тополь рослини вівса вищі, а ще далі — нормальні. За ними йде смуга ще вищих розкішних темнозелених рослин. Це рослини, які стимульовані колінами, що виділяються тополями. Подібне можна спостерігати на краях лісосмуг з дуба, тополі, верби, алелопатичні виділення яких на певній відстані пригнічують ріст не тільки вівса, а й соняшника, буряків, квасолі, сої, кукурудзи та інших культурних рослин.


Різні рослини виділяють неоднакову кількість колінів. Наприклад, кукурудза і картопля виділяють їх мало. Ці культури не отруюють грунт і їх можна десятки років вирощувати на одному місці, регулярно поповнюючи запаси поживних речовин. Проте ці культури зовсім беззахисні проти бур’янів, які розкішно буяють на недоглянутих полях кукурудзи чи картоплі.

Озима пшениця виділяє і залишає в грунті більше холінів. У монокультурі, коли багато років підряд на одному й тому ж полі вирощують лише пшеницю, з кожним роком її врожаї знижуються.

Жито виділяє холінів ще більше, ніж пшениця. У монокультурі врожаї жита різко падають. Завдяки своїм алелопатичним властивостям жито добре знищує бур’яни. Навіть такі злісні як вівсюг, польова гірчиця та інші не витримують жита і гинуть.

Крім прямих впливів летких і водорозчиних холінів, що виділяються вищими рослинами, важливе значення в алелопатії мають продукти життєдіяльності мікрофлори (гриби, бактерії), які руйнують і переробляють відмерлу органічну масу рослин (плоди, листя, стебла, коріння). Саме продукти життєдіяльності мікрофлори найбільше впливають на ріст вищих рослин. З року в рік на певній ділянці формується специфічна мікрофлора, яка створює необхідний для родючості грунту перегній, вивільнює з органічних решток потрібні рослинам мінеральні речовини, але водночас вона виробляє фізіологічно активні і дуже токсичні речовини.

Мікроорганізми грунту синтезують антибіотики, гібереліни, маразміни (речовини, що викликають старіння і в’янення), мальформін, який зумовлює порушення ростових процесів. Усі ці речовини змішуються з виділеннями вищих рослин і утворюють специфічне біохімічне середовище, характерне для кожного біоценозу (сукупність певних організмів).

Така алелопатична суміш речовин сприяє росту групи рослин або рослинних угруповань, слугує своєрідним хімічним бар’єром, який протидіє проникненню чужих видів рослин, мікроорганізмів, найпростіших одноклітинних тварин. Алелопатія відіграє дуже важливу роль в житті окремих рослин і їх більш-менш складних угруповань з грибами і бактеріями.

Багато рослин виділяють у повітря ароматичні речовини (фітонциди). Ми відчуваємо, як пахнуть квіти, бруньки, опале листя, нагріта на сонці глиця сосни тощо. У світлих дубових і букових лісах Прикарпаття, у Криму по узліссю байраків можна побачити рослини з непарноперистими листками, схожими на листя ясеня. Стебла цих рослин вкриті червоно-пурпуровими залозками, які виділяють ефірну олію. У теплу тиху сонячну погоду навколо квітуючого ясенця скупчується багато випарів його ефірної олії. Коли до рослини піднести запаленого сірника, вся вона спалахує жовтими і синіми вогниками, проте залишається неушкодженою. За це ясенець назвали «неопалимою купиною». Ефірні олії цієї рослини токсичні для людини.

Дуже отруйні гази скупчуються також навколо отруйного сумаха. Газоподібні виділення волоського горіха також доволі шкідливі. Про це добре знають у народі і вас завжди застережуть лягати спати влітку в тіні під горіхом.

Леткі фітонциди полину, борщівника, черемшини, мигдалю і багатьох інших рослин згубно діють на мікроорганізми.

У дослідах було виявлено, що шкірка стиглих яблук виділяє ненасичений вуглеводень — етилен. Це явище використали практично. У сховища фруктів — запускали трохи цього газу і від цього плоди швидко рожевіли, ставали м’якими і придатними для споживання.

Встановлено, що 40—80% врожаю утворюється з використанням вуглекислого газу (СО2), який є у грунті. Якщо в повітрі вміст СО2 становить 0,03%, то у грунті його 0,2— 1%, а в погано аерованих грунтах навіть 5—6%, що згубно діє на рослини. В першу чергу від надлишку СС>2 страждають корені. До них перестає надходити калій, вони скручуються, чорніють, намагаються рости догори, тягнуться до повітря. У такому разі треба добре розпушити грунт.

Крім СО2, грунт містить альдегіди, спирти, хінони, органічні кислоти, ненасичені вуглеводи тощо. З суміші цих речовин складається запах грунту. Досвідчений землероб не тільки розітре грудку землі між пальцями, а ще й понюхає її і за запахом визначить родючість. Ще давньоримський вчений Пліній Старший радив вибирати для посіву грунт, який віддає «божественне дихання, породжене сонцем, ні з чим не зрівнянне за солодкістю». «Хто знайде таку землю, — каже він, — не буде обманутий… Запах дає найкращу оцінку землі».

Рослини дуже чуйно реагують на запах землі Якщо насипати в скляну банку зволоженого чорнозему, а над ним на фільтрувальному папері пророщувати насіння, воно проросте значно швидше, ніж таке саме насіння в банці без грунту. Та й не тільки рослини — навіть мікроби посилюють свій ріст за наявності газів, виділених грунтом. Отже, солодкі запахи землі є для рослин і мікроорганізмів поживою і стимулятором росту.

У кожної рослини своя алелопатична сфера. Виділяючи коліни, рослини створюють своє особливе хімічне середовище, яке для інших рослин здебільшого шкідливе, але деяким сусіднім рослинам воно буває корисним. Для багатьох рослин властиве групове проростання насіння, кращий ріст спочатку загущених посівів. Так. наприклад, ялина, сосна, кедр значно краще проростають групами. У цукрового буряка сама природа створила багатонасінні плодики, щоб забезпечити появу кількох рослинок разом і одночасно. І хоч виведено сорти однонасінного цукрового буряка, без проривання обійтися поки не вдається. Не хоче буряк сходити поодинці, вимагає, щоб його сіяли густіше.

Чим густішим стає стеблостій, тим більший під ним вміст колінів. Алелолатична напруженість досягає такої межі, що для одних екземплярів вміст колінів лишається оптимальним, стимулюючим, а для інших він згубний. Таким чином алелопатія посилює диференціацію, прискорює загибель частини рослин і поліпшує ріст тих, що залишаються. Відбувається природне самозріджування.

Культурні селекційні сорти рослин втратили здатність до самозріджування через те, що вони складаються з дуже вирівняних, майже однакових екземплярів. У них дружно з’являються сходи, одночасно викидаються перший, другий листочки. Диференціації в посівах і самозрідження майже немає.

Алелопатія має велике майбутнє. Кожному зрозуміло: якщо навчитися регулювати вміст колінів у грунті, то найкращий врожай можна одержати тоді, коли їх кількість у грунті стимулює ріст рослин.

Гальмувачі, або коліни, виділяються не лише живими рослинами, їх чимало є і в мертвих післяжнивних рештках, у знищених бур’янах, в органічних добривах. Стерня, бадилля, огудина та інші рештки, які заорюються в грунт, не завжди приносять користь. Часом вони можуть зашкодити наступній культурі, особливо, коли не встигли перегнити і вносяться в сухий піскуватий грунт. Найменше колінів у післяжнивних рештках зернових, зернобобових культур, зібраних у достиглому стані, більше — у зеленому добриві і культурах зеленого конвеєра, а найбільше — в залишках городніх культур, буряка, тютюну.

Ніколи не можна заорювати на виноградниках зрізаної лози або зрізані гілки в саду: в них є дуже шкідливі для рослин речовини, які до того ж виділяються з деревини протягом кількох років. Якщо внести в грунт багато перепрілого солом’янистого гною, рослини починають «вигорати» — у них припиняється ріст, їхнє листя жовкне і стає з країв бурим, немов підпалене. Причина «вигорання» в тому, що рослини отруюються колінами, що містяться в перепрілому гної, в свіжій гноївці, пташиному посліді. В них міститься багато гетероауксину та інших дуже активних речовин.

Під час зберігання гною відбувається його подальше гниття. При цьому гетероауксин майже зникає, утворюються деякі вітаміни, загальний рівень колінів зменшується в десятки або й сотні разів і вони стають стимуляторами росту.

Коліни, як і будь-які інші речовини, поглинаються грунтом: більше — чорноземним, карбонатним, мулуватого складу, менше — опідзоленим, піскуватим. Ось чому на грунтах з невеликою адсорбційною здатністю відбувається значне «вигорання».

У сільськогосподарському виробництві одними мінеральними добривами обійтися неможливо. Хоча б періодично, один раз на декілька років, треба вносити органічні добрива: гній, торфогнойові компости, річковий та озерний мул, заорювати люпин на зелене добриво тощо. Доведено, що внесені у землю азот, фосфор, калій та інші мінерали дають менший ефект, ніж гній з такою ж кількістю цих речовин. Вважається, що органічна речовина потрібна для підживлення грунтової мікрофлори, яка нібито поліпшує мінеральне живлення вищих рослин. Проте прямими дослідами цього ще не доведено. Правда, із внесенням у грунт органічних речовин діяльність мікрофлори посилюється, що відбувається паралельно з підвищенням ростових процесів у рослин, так що, можливо, деяка рація у цьому поясненні є. Ймовірною видається безпосередня позитивна дія органічних фізіологічних речовин, які посилюють надходження поживних речовин і води в рослини, сприяють росту коренів, кращому освоєнню об’єму грунту тощо.

Уся багатовікова практика землеробства доводить, що для оптимального росту рослин потрібний певний вміст у грунті органічних речовин, а відтак і їх активної частини — колінів. Якщо в грунті надто багато органічної речовини, засобами агротехніки намагаються зменшити її кількість.

Надто часта оранка, боронування, вапнування, внесення мінеральних добрив призводять до швидкого руйнування нестійкої органічної речовини і навіть до зменшення запасів постійного перегною, гумусу в грунті. У такому разі виникає потреба у внесенні органічних добрив.

Ці засоби регулювання органічної речовини в грунті були розроблені емпірично, тобто дослідним шляхом. Ми і досі добре не знаємо справжніх причин певної потреби рослин у колінах. Дальше вивчення цих питань дасть змогу врахувати біологічні потреби і тим самим домогтися підвищення продуктивності різних культур.

У перспективі потрібно навчитися регулювати вміст колінів у грунті. Знаючи хімічну природу колінів, можна буде замінити їх хімічними аналогами і замість трудомістких процесів по виготовленню і внесенню великих мас органічних добрив обмежитися внесенням кількох кілограмів штучних колінів на гектар. Все це — питання майбутнього.





Поділитись своєю думкою

Ваша елктронна адреса не буде публікуватись. Required fields are marked *