Способ количественной оценки уровня аллелопатического взаимодействия растений
METHOD FOR QUANTITATIVE ASSESSMENT OF LEVEL OF ALLELOPATHIC INTERACTION OF PLANTS

Изобретение относится к области физиологии растений и может быть использовано в сельском хозяйстве для оценки уровня аллелопатического взаимодействия растений при выборе культур для совместного произрастания.
Существующие в настоящее время способы оценки аллелопатического взаимодействия растений основываются на анализе характеристик фитогенного взаимодействия, главным образом угнетения одних видов растений другими при совместном произрастании - трансбиотические коакции. Многие методики ставят задачу выявить действие ингибирующих или стимулирующих компонентов. Однако проблема количественной оценки изменения состояния тех или иных структур растений при аллелопатическом взаимодействии растений остается достаточно актуальной.
Большое значение также имеет изучение и комплексный анализ морфологических и биометрических характеристик растений в связи с воздействием химических веществ, оказывающих непосредственное аллелопатическое влияние на процесс реализации программы роста и развития отдельных органов и структур растений.
В настоящее время существует достаточно трудоемкая методика определения аллелопаточеского взаимодействия растений. Оба исследуемых растения высаживаются в емкость с субстратом и к ним подается вода. В контрольной группе каждое растение поливается отдельно. В экспериментальной группе поливается только одно растение, а отфильтрованная через его субстрат вода поливает второе растение. [Детская Энциклопедия. Для среднего и старшего возраста. Том 4. «Растения и Животные». Под ред. Афанасенко Е.И. - М., «Просвещение», 1965. - 528 с. - прототип]
Среди недостатков данной методики-прототипа можно выделить следующие: во-первых, в субстрат угнетаемого растения попадают не только корневые выделения второго растения, но и элементы его субстрата, которые также могут оказывать негативное влияние; во-вторых - затрудняется контрольное измерение подземных органов исследуемых растений.
Схема исследования и контроля по прототипу, представленная на Фиг. 1, показывает действие корневых выделений: а - вода, омывающая корни одного растения, не попадает на корни другого, и оно развивается нормально; б - корневые выделения угнетают подопытное растение.
Техническим результатом изобретения является повышение чистоты эксперимента за счет устранения влияния посторонних элементов на результаты исследований.
Способ количественной оценки уровня аллелопатического взаимодействия растений включает комплексный анализ морфологических и биометрических характеристик растений в связи с воздействием химических веществ, оказывающих аллелопатическое влияние на процесс реализации программы роста и развития отдельных органов и структур растений, и отличается тем, что черенки испытуемой пары растений помещают совместно в емкость с дистиллированной водой, выдерживают их в условиях, обеспечивающих эффективный режим формирования корней, проводят периодическую оценку морфологических и биометрических характеристик корней по мере их роста и развития, и по результатам сравнительного анализа динамики формирования корней изучаемых пар растений с контрольными образцами испытуемых растений, выдерживаемых порознь в отдельных емкостях, оценивают уровень аллелопатического взаимодействия растений.
Способ очень прост в исполнении. Новизна и неочевидность его состоят в том, что впервые разработана схема осуществления количественной оценки аллелопатического взаимодействия растений. Предлагаемый способ позволяет количественно оценивать уровень аллелопатического взаимодействия при росте и развитии корней растений, дает возможность проводить анализ химических веществ, выделяемых в процессе формирования корневой системы.
Схема изобретения представлена на рисунках:
Фиг. 1 - прототип, Фиг. 2 - эксперимент, Фиг. 3 - контрольные образцы;
1 - черенок растения №1; 2 - черенок растения №2; 3 - емкость с дистиллированной водой
Способ осуществляют следующим образом. Черенки изучаемой пары растений помещают совместно в общую емкость с дистиллированной водой и выдерживают в условиях, обеспечивающих эффективный режим формирования корней. Одновременно с этим такие же черенки пары растений этой же культуры помещают порознь в отдельные емкости с водой. По мере роста и развития корней производят периодическую оценку их морфологических и биометрических характеристик (длины и массы корней, и т.д.) Параллельно в отдельных емкостях проводят наблюдения за контрольными образцами.
Оценку особенностей роста придаточных корней черенков проводили в трехкратной повторности отдельно для каждого вида (контроль) и в сочетании следующих пар изучаемых растений: 1) TaxusbaccataL. - NeriumoleanderL., 2) HibiscussyriacusL. - LagerstroemiaindicaL., 3) SarcococcahumilisStapf. - IlexaquifoliumL., 4) JasminummesneyHance - LigustrumlucidumAit., 5) AucubajaponicaThunb. - IlexaquifoliumL., 6) LonicerafragrantissimaLindl.etPaxt - Sequoia sempervirens (D. Don) Endl. Из изучаемых пар растений, в условиях эксперимента, формирование корней было отмечено у следующих видов: N. oleander, Н. syriacus, S. humilis, J. mesney, A. japonica, L. fragrantissima.
Наибольшее число придаточных корней образовалось у черенков N. oleander, средний показатель в контроле составил 7,3±0,6, при совместном проращивании с Т. baccata он увеличился до 8,7±0,7. Таким образом, изменение среды проращивания, связанное с насыщением ее веществами, выделяемыми черенками Т. baccata, оказало стимулирующее действие на формирование придаточных корней у N. oleander, их количество в среднем возросло на 19,2%.
Наиболее низкий стимулирующий эффект образования придаточных корней наблюдался у черенков S. humilis при совместном проращивании с черенками I. aquifolium, относительное увеличения их числа по сравнении с контролем составило 8,7%. В целом у видов, на черенках которых образовывались придаточные корни, в большинстве случаев проявлялся стимулирующий эффект их формирования в условиях влияния веществ, выделяемых в процессе проращивания черенков изучаемых растений. Угнетение формирования придаточных корней наблюдались менее часто. Только в двух случаях при совместном проращивании растений Н. syriacus - L. indica и L. fragrantissima - S. sempervirens отмечалось уменьшение числа образования придаточных корней по сравнению с контролем. При этом уровень ингибирования процессов формирования придаточных корней был достаточно высоким. В первом случае число образовавшихся корней при фитогенном воздействии уменьшилось в 2,3 раза по сравнению с контролем, во втором варианте этот показатель составил 4. Очевидно, снижение интенсивности образования придаточных корней у черенков L. fragrantissima при совместном проращивании с S. sempervirens связано с ингибирующими свойствами веществ тканей коры и древесины этого вида растения, что отмечено в ряде научных исследований.
Сравнительный анализ динамики формирования корней изучаемых пар растений с контрольными образцами позволяет статистически оценить различия их роста и развития в связи с фитогенным взаимодействием корневых структур. Выделение аллелопатически активных компонентов проводят на основе оценки состава химических веществ, выделяемых корнями изучаемых растений.
Способ позволяет по характеристике морфологических признаков и динамике биометрических показателей формирования корней изучаемых видов растений количественно оценить уровень их аллелопатического взаимодействия, также обеспечивает возможность проведения анализа состава химических веществ, выделяемых корнями растений и осуществления дифференцированной оценки их аллелопатического действия при совместном произрастании растений различных видов.
Проведение сравнительного анализа динамики формирования корней изучаемых пар растений может найти применение в сельском хозяйстве для оценки уровня аллелопатического взаимодействия растений при выборе культур для совместного произрастания и влиять, соответственно, на повышение урожайности культур.