РОЛЬ АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ ACERNEGUNDO L. НА РОСТ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ

Полный текст

Изучение механизмов, посредством которых инвазивные виды влияют на природные сообщества, занимает значительное место в научных исследованиях, так как эти растения способны к успешной конкуренции с аборигенными видами и внедряются в природные сообщества [8; 12; 13]. Клен ясенелистный, обладая высокой плодовитостью и скоростью роста, быстрее других видов растений образует многоярусные заросли. Он оказывает негативное влияние на формирование травостоя в своем подкроновом пространстве. Создавая полный тенистый полог своими кронами, он заглушает и подавляет рост самосева и подроста растений. Активное распространение и успешное проникновение в природные сообщества клена предопределено его аллелопатическими свойствами [3; 10]. Особую роль представляют химические взаимодействия растений. Аллелопатический эффект некоторых групп веществ, выделяемых кленом, может быть различным - в одних условиях они выступают как ингибиторы, в других - как стимуляторы ростовых процессов [5; 9]. В настоящее время исследуются химические взаимодействия преимущественно сельскохозяйственных культур, в то время как взаимодействия травянистых видов в трансформированных фитоценозах требуют научного изучения. Цель работы - изучить влияние аллелопатически активных веществ растительного опада и почвы на прорастание травянистых растений нижнего яруса в различных фитогенных зонах клена ясенелистного. В задачи исследований входило изучить влияние химических выделений опада листьев клена ясенелистного на прорастание семян методом биопроб и определить активность аллелопатических веществ почвы по биометрическим показателям проростков исследуемых растений. Материалы и методы Исследования проведены в 2018 г. В качестве модельных объектов использовали семена донника лекарственного (Melilotus officinalis (L.) Pall.) и мятлика лугового (Poa pratensis L.). Выбор видов растений обоснован их распространенностью в естественных фитоценозах под насаждениями Acer negundo L. (клен ясенелистный), а также их быстрым ростом. Изучение аллелопатического влияния опада клена ясенелистного проведено методом биопроб [2]. В качестве материалов исследований для проращивания семян использовали экстракты опада клена ясенелистного, которые готовились из расчета 1:100. В качестве контрольного варианта выбрано проращивание семян тех же культур в дистиллированной воде. Предварительно растительные образцы измельчались в соответствии с пропорциями вещественного состава опада. В чашки Петри помещалась фильтровальная бумага в пять слоев. Варианты опыта закладывали в трехкратной повторности по 100 семян тест-культур. Семена заливались приготовленным настоем (20 мл) и накрывались крышкой. Чашки Петри помещались в термостат с постоянной температурой +28°С. Тестирование по определению энергии прорастания и всхожести семян проводили согласно ГОСТу 12038-84 [11]. Для изучения аллелопатического влияния почвы клена ясенелистного закладывали опыты на экспериментальном участке. Семена травянистых растений высевали в начале июля в контейнеры с почвой, отобранной под насаждениями A. negundo в трансформированных растительных сообществах в пойме р. Томь в пределах г. Кемерово. Образцы почвы отбирали в подкроновых (ПН1) и прикроновых (ПН2) зонах клена ясенелистного. В качестве контроля выбрана внешняя (ПН3 (к)) зона одиночных деревьев. Насаждения клена ясенелистного на исследуемых площадках оценивались первой категорией жизненного состояния по шкале В.А. Алексеева и первым классом бонитета. Возраст деревьев составлял 20-25 лет. Живой напочвенный покров исследуемых участков образован разнотравно-злаковым сообществом с преобладанием Urtica dioica L., Poa pratensis L., Phleum pratense L., Elytrigia repens (L.) Nevski., Humulus lupulus L., с общим проективным покрытием 40-90%. Подсчет биометрических показателей исследуемых тест-объектов проводили на основе определения высоты и массы проростков [1]. Линейные параметры высоты определяли с помощью линейки, сухую надземную массу - на электронных лабораторных весах ВМ213М-II с точностью до 0,05 г. Для исследований ростовых показателей использовали выборку из десяти растений в трехкратной повторности с каждой исследуемой площадки. Данные представлены в виде средних арифметических значений и их среднеквадратических (стандартных) ошибок. Экспериментальные данные обработаны статистически с помощью компьютерных программ Microsoft Оffice Excel 2007 и Statistica 6.1. Результаты и их обсуждение По результатам экспериментов, физиологически активные вещества клена ясенелистного неоднозначно влияют на ростовые процессы исследуемых видов семян. Наибольшие показатели энергии прорастания и всхожести отмечены на исследуемых площадках наблюдений у донника лекарственного, в сравнении с мятликом луговым. Так, на ПН1 и ПН2 значения у донника варьировали в пределах от 21 до 55%, у мятлика лугового - от 16 до 45%, что выше в 1,2-2 раза относительно контроля. Отмечено, что на прорастание семян донника лекарственного и мятлика лугового положительно влияла вытяжка из почвы прикронового пространства клена. Наибольшее количество семян исследуемых растений проросло в опаде прикроновой зоны клена ясенелистного по сравнению с подкроновой и внешней зонами. Всхожесть семян донника лекарственного, проращиваемого на ПН2, выше на 13% и 62% соответственно, в сравнении с ПН1 и ПН3. Семена мятлика, проращиваемого в опаде прикроновой зоны (ПН2), выше значений контрольной зоны (ПН3) на 105%, а подкроновой зоны (ПН2) - на 33% (рис. 1). Рис. 1. Динамика прорастания тест-объектов в почве различных фитогенных зон клена ясенелистного Некоторые авторы отмечают, что на прорастание семян мятлика лугового положительно влияла вытяжка из почвы подкронового пространства клена [6]. Однако на другие виды растений клён может оказывать и ингибирующий эффект. Так, согласно данным Ю.А. Ерёменко, физиологически активные вещества, содержащиеся в почве под кронами Acer negundo L., действовали на культурные растения, в основном, как ингибиторы роста. Как известно, высота растений является одним из интегральных показателей, отражающих состояние роста проростков растений, и между высотой и воздушно-сухой массой вещества растений существует положительная тесная взаимосвязь [7]. Эксперимент показал, что первым прорастал донник лекарственный на всех площадках наблюдений, затем появились всходы мятлика лугового. Отмечено, что у донника лекарственного биометрические показатели выше, чем у мятлика лугового, особенно на ПН1. Сравнительная характеристика травянистых растений на исследуемых площадках наблюдений показала, что на ростовые процессы тест-культур оказали значительный стимулирующий эффект почвы подкроновой и прикроновой зон клена ясенелистного, в сравнении с внешней контрольной зоной. Наибольшие отличия от контроля по высоте и сухой массе растений отмечены у донника лекарственного. Так, высота проростков донника, выращиваемых в почве подкроновой зоны (ПН1), составила 22,67 см, в почве прикроновой зоны (ПН2) - 15,72 см, что выше в 2 и 1,4 раза соответственно, чем у проростков контрольной зоны. У донника в подкроновой зоне масса растений выше в 2,1 раза, в прикроновой зоне - в 2 раза относительно контроля (рис. 2). Рис. 2. Биометрические показатели тест-объектов в различных фитогенных зонах клена ясенелистного Заключение Аллелопатически активные вещества, содержащиеся в опаде и почве клена ясенелистного, оказывали положительное действие на прорастание семян и проростков донника лекарственного и мятлика лугового, особенно в прикроновой зоне. Следовательно, данные виды обладают аллелопатической устойчивостью к воздействию клонов клена ясенелистного и обладают положительной реакцией на его фитогенные зоны. Вероятно, донник лекарственный и мятлик луговой, обладающие экологической пластичностью и приспособленностью к обитанию в условиях естественного ареала, определяются не только аллелопатическим влиянием корневых выделений клена, но и, в большей мере, факторами внешней среды в трансформированных растительных сообществах.

Об авторах

О. Л. Цандекова

Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук «Институт экологии человека»

канд. с.-х. наук

Список литературы

Дополнительные файлы