Аллелопатия у рослин - легко і просто

Аллелопатия (від грецького «алелос» - взаємний і «патон» - вплив) взаємний вплив однієї рослини на інше.

Взаємодія рослин між собою було помічено людиною дуже давно. Ще перші землероби мали можливість переконатися в неможливості вирощування на одному і тому ж 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 в навколишнє середовище продукти своєї життєдіяльності. Згодом, в процесі росту і розвитку рослини, кількість його виділень різко зростає і досягає максимуму, коли рослинний організм починає відмирати. Виділення одних видів вищих рослин можуть безпосередньо діяти на інші. Такими виділеннями можуть бути ефірні масла (запахи), органічні кислоти, алкалоїди, вітаміни, ферменти, глікозиди, нуклеотиди, а також речовини, які за своїми властивостями подібні до гербіцидів, що застосовуються для знищення бур'янів. Такі гербіцідоподобние речовини називають інгібіторами. Вони вбивають рослини або затримують їх ріст, гальмують фотосинтез, отруюють інші важливі процеси життєдіяльності рослин. Цікаво відзначити, що інгібітори діють як отрути тільки в 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 в малій кількості замість знищення бур'янів, навпаки, посилюють їх зростання.

Інгібітори, подібно гербіцидів, діють вибірково - отруюють одні рослини і зовсім не впливають на інші, звичайно, при певній концентрації. Якщо ж їх концентрація в грунті досить висока, тоді вони отруюють все, не виключаючи і ті рослини, які їх виділяють.

Яскравим прикладом алелопатії може бути поле вівса, на узбіччі якого близько ростуть високі пірамідальні тополі. Рослини, які ростуть ближче до тополь, пригнічені, маленькі, нікчемні. Трохи далі від тополь рослини вівса вище, а ще далі - нормальні. За ними слідує смуга більш високих розкішних темно-зелених рослин. Це рослини, які стимулювали інгібітори, що виділяються тополями. Подібне можна спостерігати на краях лісосмуг з дуба, тополі, верби, Алелопатичний виділення яких на певній відстані пригнічують ріст не тільки вівса, а й соняшнику, буряка, квасолі, сої, кукурудзи та інших культурних рослин.

Різні рослини виділяють неоднакову кількість інгібіторів. Наприклад, кукурудза і картопля виділяють їх мало. Ці культури не отруюють ґрунт і їх можна десятки років вирощувати на одному місці, регулярно поповнюючи запаси поживних речовин. Однак ці культури абсолютно беззахисні проти бур'янів, які розкішно рясніють на недоглянутих полях кукурудзи або картоплі.

Озима пшениця виділяє і залишає в грунті більше інгібітору. В монокультурі, коли багато років поспіль на одному і тому ж полі вирощують тільки пшеницю, з кожним роком її врожаї знижуються.

Жито виділяє інгібіторів ще більше, ніж пшениця. В монокультурі врожаї жита різко падають. Завдяки своїм Алелопатичний властивостями жито добре знищує бур'яни. Навіть такі злісні як вівсюг, польова гірчиця і інші не витримують жита і гинуть.

Крім прямих впливів летючих і водорозчинних інгібіторів, що виділяються вищими рослинами, важливе значення в алелопатії мають продукти життєдіяльності мікрофлори (гриби, бактерії), які руйнують і переробляють відмерлі рослини (плоди, листя, стебла, коріння). Саме продукти життєдіяльності мікрофлори насамперед впливають на ріст вищих рослин. З року в рік на певній ділянці формується специфічна мікрофлора. яка створює необхідний для родючості грунту перегній, вивільняє з органічних залишків потрібні рослинам мінеральні речовини, але в той же час вона виробляє фізіологічно активні і дуже токсичні речовини.

Мікроорганізми грунту синтезують антибіотики, гібереліну, маразміни (речовини, що викликають старіння і в'янення), мальформін, який призводить до порушення ростових процесів. Всі ці речовини змішуються з виділеннями вищих рослин і утворюють специфічну біохімічну середу, характерну для кожного біоценозу (сукупність певних організмів).

Така Алелопатичний суміш речовин сприяє зростанню групи рослин або рослинних угруповань, служить своєрідним хімічним бар'єром. який перешкоджає проникненню чужорідних видів рослин, мікроорганізмів, найпростіших одноклітинних тварин. Аллелопатия грає дуже важливу роль в житті окремих рослин і їх більш-менш складних угруповань з грибами і бактеріями.

Багато рослин виділяють в повітря ароматичні речовини (фітонциди). Ми відчуваємо, як пахнуть квіти, нирки, опале листя, нагріта на сонці хвоя сосни тощо. У світлих дубових і букових лісах Прикарпаття, в Криму по узліссі ярів можна побачити рослини з непарно-пір'ястими листям, схожими на листя ясена. Стебла цих рослин вкриті червоно-пурпуровими прожилками, які виділяють ефірну олію. У теплу тиху сонячну погоду навколо квітучих ясенец накопичується багато випарів його ефірного масла. Коли до рослини піднести запалений сірник, воно спалахує жовтими і синіми вогниками, проте залишається неушкодженим. За це ясенец назвали «Неопалима купина». Ефірні масла цієї рослини токсичні для людини.

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

Летючі фітонциди полину, борщівника, черемхи, мигдалю і багатьох інших рослин згубно діють на мікроорганізми.

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

Крім СО2, грунт містить альдегіди, спирти, хінони, органічні кислоти, ненасичені вуглеводи тощо. З суміші цих речовин полягає запах грунту. Досвідчений хлібороб не тільки розітре кому землі між пальцями, але і понюхає її і по запаху визначить родючість. Ще давньоримський вчений Пліній Старший радив вибирати для посіву грунт, який віддає «божественне дихання, породжене сонцем, ні з чим не порівнянне по солодощі». «Хто знайде таку землю, - говорить він, - не буде обдурений ... Запах дає найкращу оцінку землі».

Рослини дуже чуйно реагують на запах землі. Якщо насипати в скляну банку вологого чорнозему, а над ним на фільтрувальної папері пророщувати насіння, вони проростуть значно швидше, ніж такі ж насіння в банку без грунту. Та й не тільки рослини - навіть мікроби посилюють свій ріст при наявності газів, виділених грунтом. Отже, солодкі запахи землі є для рослин і мікроорганізмів їжею і стимулятором росту.

У кожної рослини своя Алелопатичний сфера. Виділяючи інгібітори, рослини створюють особливу хімічну середу, для інших рослин в основному шкідливі, але деяким сусіднім рослинам вони буває корисними. Для багатьох рослин властиво групове проростання насіння, кращий ріст спочатку загущених посівів. Так. наприклад, ялина, сосна, кедр значно краще проростають групами. У цукровому буряку сама природа створила багатосім'яні зав'язі, щоб забезпечити появу кількох рослин разом і одночасно. І хоча виведені сорти односемянние цукрових буряків, без прориву обійтися поки не вдається. Не хоче буряк сходити в поодинці, вимагає, щоб її сіяли гущі.

Гальмувачі, виділяються не тільки живими рослинами, їх чимало є і в мертвих післяжнивних рештках, в знищених бур'янах, в органічних добривах. Стерня, бадилля, батоги та інші залишки, які заорюють в грунт, не завжди приносять користь. Іноді вони можуть пошкодити наступній культурі, особливо, коли не встигли перегнити і вносяться в сухий піщаний грунт. Менше гальмувачі в післяжнивних рештках зернових, зернобобових культур, зібраних в стиглих стані, більше - в зеленому добриві і культурах зеленого конвеєра, а найбільше - в залишках городніх культур, буряка, тютюну.

Ніколи не можна заорювати на виноградниках зрізану лозу або зрізані гілки в саду: у них є дуже шкідливі для рослин речовини, які до того ж виділяються з деревини протягом декількох років. Якщо внести в грунт багато перепревшего соломьяністого гною, рослини починають «вигоряти» - у них припиняється ріст, їх листя жовтіє і стає з країв бурими. Причина «вигорання» в тому, що рослини отруюються виділеннями, що містяться в перепрілий гній, у свіжій гної, пташиному посліді. У них міститься багато гетероауксину і інших дуже активних речовин.

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

Виділення, як і будь-які інші речовини, поглинаються грунтом: більше - чорноземної, карбонатних, іловатий складу, менше - подзоленние, піщані. Ось чому на грунтах з невеликою адсорбційної здатністю відбувається значне «вигорання».

У сільськогосподарському виробництві одними мінеральними добривами обійтися неможливо. Хоча б періодично, один раз в декілька років, потрібно вносити органічні добрива. гній, торфо-перегній і компости, річковий і озерний мул, заорювати люпин на зелене добриво тощо. Доведено, що внесення в землю азот, фосфор, калій та інші мінерали дають менший ефект, ніж гній з такою ж кількістю цих речовин. Вважається, що органічна речовина необхідно для підживлення грунтової мікрофлори, яка нібито покращує мінеральне живлення вищих рослин. Однак прямими дослідами цього ще не доведено. Правда, з внесенням в грунт органічних речовин діяльність мікрофлори посилюється, що відбувається паралельно з підвищенням ростових процесів у рослин, так що, можливо, певний сенс у цьому поясненні є. Ймовірним є безпосереднє позитивний вплив органічних фізіологічних речовин, які посилюють надходження поживних речовин і води в рослини, сприяють зростанню коренів, кращому освоєнню обсягу грунту і тому подібного.

Занадто часта оранка, боронування, вапнування, внесення мінеральних добрив призводять до швидкого руйнування нестійкого органічної речовини і навіть до зменшення запасів постійного перегною, гумусу в грунті. В такому випадку виникає необхідність внесення органічних добрив.

Ці кошти регулювання органічної речовини в грунті були розроблені емпірично, тобто досвідченим шляхом. Ми до сих пір толком не знаємо істинних причин певної потреби рослин. Далі вивчення цих питань дозволить врахувати біологічні потреби і тим самим домогтися підвищення продуктивності різних культур.