Аллелопатические свойства почв многолетних популяций Patrinia scabiosifolia и Patrinia rupestris

2. Афанасьева Р.Ф., Бурмистрова О.В., Бобров А.Ф. Холод, критерии оценки и прогонозирование риска охлаждения человека // Бюллетень Востосточно-Сибирского научного центра. 2006. № 3. С. 13-18.

3. Глинник С.В., Ринейская О.Н., Романовский И.В., Прокоп-чик К.Г. Характеристика поведенческих реакций и гормонального статуса крыс при тепловом и холодовом стрессе в сравнительном аспекте // Весщ НАН Белоруса Сер. мед. навук. 2010. № 2. С. 54-58.

4. Голохваст К.С., Чайка В.В. Некоторые аспекты механизма влияния низких температур на человека и животных // Вестн. новых мед. технологий. 2011. Т. 18, № 2. С. 486-489.

5. Зарубина И.В., Ганапольский В.П., Александров П.В., Шабанов П.Д. Исследование метеоадаптогенных свойств тре-крезана у здоровых добровольцев в условиях холодового воздействия // Психофармакология и биологическая наркология. 2007. Т. 7, № 1. С. 1459-1463.

6. Морозов С.Ю. О применении препарата «Иммунал» в терапевтической практике // РМЖ. 2009. № 14. С. 928-930.

7. Колпаков А.Р. Приполярная фармакология: фантазия или назревшая необходимость? // Бюллетень СО РАМН. 2007. № 5. С. 20-27.

8. Куркин В.Ф., Дубищев А.В., Запесочная Г.Г. [и др.]. Влияние фитопрепаратов, содержащих фенилпропаноиды, на физическую работоспособность животных // Химико-фармацев-тичекий журнал. 2006. Т. 40, № 3. С. 30-31.

9. Панин Л.Е. Гомеостаз и проблемы приполярной медицины (методологические аспекты адаптации) // Бюллетень СО РАМН. 2010. № 3. С. 6-11.

10. Divert V.E., G.M. Divert, Krivoschekov S.G. Temperature homeostasis and work efficiency in the cold // Alaska Med. 2007. Vol. 49, Suppl. 2. P. 223-227.

11. Haller J., Freund T.F., Pelczer K.G. [et al.]. The anxiolytic potential and psychotropic side effects of an Echinacea preparation in

laboratory animals and healthy volunteers // Phytother. Res. 2013. Vol. 27, No. 1. P. 54-61.

12. Kour K., Bani S. Chicoric acid regulates behavioral and biochemical alterations induced by chronic stress in experimental Swiss albino mice // Pharmacol. Biochem. Behav. 2011. Vol. 99, No. 3. P. 342-348.

13. Mercer J.B. Cold - an underrated risk factor for health // Environ. Res. 2003. Vol. 92, No. 1. P. 8-13.

14. Parsons K.C. Human thermal environments. The effects of hot, moderate and cold environments on human health, comfort and performance. London: Taylor & Francis, 2003. 325 p.

15. Winston D., Maimes S. Adaptogens: herbs for strength, stamina and stress relief. Rochester, Vt: Healing Arts Press, 2007. 336 p.

Поступила в редакцию 11.02.2015.

Влияние эхинацеи пурпурной на физическую работоспособность при экстремальном действии холода Э.И. Хасина1, В.М. Фисенко2

1 Горнотаежная станция им В.Л. Комарова ДВО РАН (690033, Приморский край, Уссурийский г.о., пос. Горнотаежное, ул. Солнечная, 26), 2 Дальневосточный Межрегиональный учебный центр ФСИН РФ (692519, г. Уссурийск, ул. Целинная, 5а) Резюме. Показано профилактическое действие эхинацеи пурпурной в условиях экстремального действия холода на мышей (-5 °С, 2 часа ежедневно, 20 сут.). Физическая работоспособность животных под влиянием препарата достоверно повышалась в термокомфортных и холодовых условиях. На фоне эхинацеи в тканях печени и скелетных мышц оптимально использовались энергетические ресурсы (аденозинтрифосфат, креатинфосфат, гликоген), что предотвращало быструю утомляемость при физической нагрузке.

Ключевые слова: Echinacea purpurea L., физическая нагрузка, эксперимент.

УДК 582.971.3:581.524.1:632.95.024.4

АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ МНОГОЛЕТНИХ ПОПУЛЯЦИЙ

РаПта scаbiosifoliа и Patrinia rupestris

О.Г. Зорикова1 2, С.П. Раилко1-3, А.В. Янов2

1 Горнотаежная станция им. В.Л. Комарова ДВО РАН

Ключевые слова: патриния скабиозолистая, патриния скальная, фитотоксичность.

ALLELOPATHIC PROPERTIEs OF sOILs OF PERENNIAL POPULATIONs Patrinia scabiosifolia and Patrinia rupestris O.G. Zorikova1- 2, S.P. Railko1-2, A.V. Yanov2

1 Mountain taiga station named V.L. Komarov of Far Eastern Department RAS (26 Solnechnaya Str. Gornotayozhnoe, Ussurisk district, Primorsky territory 692533 Russian Federation),

2 Inteministerial Academic Center "Rastitelnye resursy": Mountain taiga station named V.L. Komarov of FED RAS - Vladivostok State University of Econimics and Services (41 Gogolya Str. Vladivostok 690014 Russian Federation), 3 Far Eastern Federal University

(8 Suhanova Str. Vladivostok 690950 Russian Federation) Background. Study objective is an analysis of allelopathic activity of soils in the locations of long-term growth of population P. scabiosifolia m P. rupestris.

Methods. The experiment was conducted during the 2010-2014

Зорикова Ольга Геннадиевна - канд. биол. наук, ст.н.с., доцент, руководитель МНОЦ «Растительные ресурсы»; e-mail: dvogtslmp@mail.ru

growing seasons at the field hospital of FED RAS. As a control group the soil under the grass and herbs was used. Soil samples were collected from a depth of 0-10 sm layer. Distance from the donor plant was defined as 0.5 projection of his aerial part. Results. The experiment revealed the allelopathic activity of soils of natural populations of P. rupestris and P. scabiosifolia. Index of allelopathic activities varied widely, stem sprouts tissue were the most sensitive to the inhibitory effects, and maximum stimulating effect was shown on root tissue.

Conclusions. It was found that P. rupestris and P. scabiosifolia are edificators providing in mature generative condition within Phyto-genic field stimulation, in the case of P. scabiosifolia, and inhibiting, in the case of P. rupestris, effect on the growth and development of seed, thereby influencing the structure of plant communities on the territory of their habitat.

Keywords: patrinia, rocky patrinia, phytotoxicity.

Pacific Medical Journal, 2015, No. 2, p. 58-60.

Оригинальные исследования

59

Организация и функционирование естественных растительных сообществ обусловлены сложными типами взаимодействий их компонентов. Одним из факторов, регулирующих видовой состав и ценотическую структуру фитоценоза в целом, является химическое взаимодействие растений. В фитоценозе аллелопати-ческий фактор может выполнять стабилизирующую роль, препятствуя внедрению других видов и популяций [7, 8].

Выделяемые растениями вещества аллелопатичес-кой природы при растворении в почвенном покрове или воздухе, могут распространяться на значительные расстояния и оказывать существенное влияние не только на соседние, но и на сравнительно далеко обитающие организмы. Вокруг каждого растения в пределах фитогенного поля формируется «аллелопатическая сфера», существующая за счет накопления в среде растительных выделений [1]. Растения в процессе жизнедеятельности выделяют в среду фитоценоза химические соединения. Аллелопатия - один из факторов, обеспечивающих поддержание равновесия в экологических системах, последовательную смену растительных сообществ, а также выполняет регуля-торную функцию в онтогенетическом развитии и фи-тоценотических взаимоотношениях. С этих позиций аллелопатическая активность и хемотолерантность растений, проявляющаяся в виде аллелопатической толерантности, могут рассматриваться как решающие факторы формирования фитоценозов [6].

Целью настоящей работы стало исследование ал-лелопатической активности почвы в местах многолетнего произрастания популяций Patrinia scabiosifolia и Patrinia rupestris.

Материалы и методы. Эксперимент проводили в течение вегетационных периодов 2010-2014 гг. на полевом стационаре ГТС ДВО РАН. В качестве контроля использовали почву под злаково-разнотравной растительной ассоциацией. Пробы почвы отбирали из слоя глубиной 0-10 см. Расстояние от растения-донора определяли как 0,5 проекции его надземной части. В качестве доноров выбирали генеративные растения в фазе «плодоношение - начало диссеми-нации». Аллелопатическую активность оценивали методом биотестирования по ингибированию роста проростка, в качестве тест-объекта использовали семена огурца сорт «Миг». Учитывали следующие параметры: длина семядоли проростка, длина стебля проростка, длина корня проростка. На 5-е сутки эксперимента определяли энергию прорастания и на 7-е сутки - всхожесть семян. Рассчитывали индекс аллелопатической активности (фитотоксичности) почвы (I) по основным органам проростка (семядоля, стебель, корень) [3, 6]:

При анализе полученных данных применяли методы описательной статистики с вычислением средней арифметической и ее средней ошибки.

Результаты исследования. В условиях контроля (почва разнотравья) на 5-е сутки наблюдения энергия прорастания семян тестовой культуры равнялась 100 %, семян Р. scabiosifolia на почве - 60 % и в условиях, создаваемых Р. rupestris, - 10 %. Всхожесть на 7-е сутки составляла 100, 90 и 20 %, соответственно. К концу эксперимента, на 21-е сутки, прорастание семян тест-культуры в условиях почв контроля и Р. $саЫо$1/оИа оставалась неизменной (100 и 90 %), а на почве Р. гир^то всхожесть составила 38 %, при дальнейшем наблюдении (в течение 10 суток) показатели не изменились.

Физиологически активные вещества, содержавшиеся в почве Р. rupestris, оказывают выраженный фитотоксический эффект, подавляя в зоне воздействия прорастание семян на 62 %. Некоторое угнетение (на 10 %) в сравнении с контролем продемонстрировал образец с почвой Р. scabiosifolia.

В условиях почвы Р. rupestris наблюдали выраженное угнетение развития проростков тест-объекта. Так, отставание общей длины проростка от показателей контроля составило 34,5 %, при этом наиболее чувствительны к физиологической активности вторичных метаболитов Р. rupestris оказались ткани развивающегося стебля, угнетение которых составило 47,4 %, меньшую чувствительность к воздействию на почву растения-донора, проявили семядоли, отставание длины которых от контроля составило 34,8 %. При общем достоверном угнетающем действии почвы Р. rupestris на развитие надземных органов проростка, исследуемый образец оказал недостоверное стимулирующее действие на рост корня, длина которого превышала контроль на 4,7 %. Угнетающий эффект образца почвы Р. rupestris проявлялся как на стадии прорастания семян, так и в процессе дальнейшего развития проростков, что указывало на присутствие аллелопатически агрессивных веществ (табл., рис.).

Иной эффект зарегистрирован для образцов почвы Р. scabiosifolia. На стадии прорастания семян отмечалось умеренное отставание от контроля - на 10 %. Дальнейшие наблюдения показали стимуляцию всех зон развития проростков-тестеров. Показатель общей длины проростков превышал контрольные значения на 39,6 %, показатели длины семядолей, стебля и корня увеличились на 45,7, 34,5 и 67,1 %, соответственно.

Таблица

Морфометрические показатели проростков тест-объекта

I = (Ьк - Ьо) : Ьк,

где Ьк - морфометрический показатель проростка тест-объекта в контроле, Ьо - морфометрический показатель проростка тест-объекта в опыте.

Почва Длина, мм

семядоли стебля корня проростка

Контроль 11,50±0,96 117,33±2,92 35,41±2,28 155,14±1,78

Р. rupestris 7,50±0,69* 61,75±6,57* 37,08±2,14 101,56±1,15*

Р. scabiosifolia 16,75±0,84* 157,83±3,54* 59,17±3,58* 216,64±2,73*

ь Разница с контролем статистически значима.

Почва S. rupestis Почва S. scabiosifolia

0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6

Проростки Семядоли Стебли Корни

Рис. Индекс аллелопатической активности почв Р. rupestris

и Р. scabiosifolia для органов проростков тест-культуры.

Наиболее восприимчивым к стимулирующему действию почвы оказались клетки корневой меристемы (табл., рис.).

Обсуждение полученных данных. В ходе эксперимента выявлено наличие выраженного фитогенного поля у генеративных растений Р. rupestris и Р. scabiosifolia, причем характер воздействия вторичных метаболитов, выделяемых растениями в почву, имел разнонаправленный характер, что подтверждается значениями индекса фитотоксичности почвы. Выделяемые растениями-донорами вещества воздействуют на рост других растений не столько непосредственной токсичностью но и опосредованно за счет влияния метаболитов на биотические и абиотические почвенные процессы. Таким образом, в аллелопатическом действии участвует сложная смесь физиологически активных веществ, поэтому выявление биохимического взаимовлияния растений в полевых условиях весьма затруднено. Проведенный ранее фи-тохимический анализ [2, 4] показал, что оба исследуемых вида содержат значимые количества полифенолов, органических кислот, полисахаридов, которые могут оказывать как ингибирующее, так и стимулирующее действие на проростки [5, 9].

Нами выявлена выраженная аллелопатическая активность почв естественных популяций Р. rupestris и Р. scabiosifolia. Индекс аллелопатической активности варьирует в широких пределах, причем наиболее чувствительными к ингибирующему действию оказались ткани стебля проростков, а стимулирующий эффект максимально проявлялся на корневых тканях. Можно предположить, что аллелопатически активные вещества Р. rupestris оказывают выраженное токсическое действие на надземные органы тест-объекта и слабое стимулирующее - на ткани корня, тогда как вторичные вещества, выделяемые в почву Р. scabiosifolia, в значительной степени стимулируют развитие всех органов проростка.

Выводы

Для почв популяций Р. rupestris и Р. scabiosifolia характерна выраженная аллелопатическая активность.

Физиологически активные вещества, содержащиеся в почве Р. rupestris, оказывают значительный фитоток-сический эффект, подавляя прорастание семян.

P. rupestris и P. scabiosifolia являются эдификатора-ми, оказывающими в зрелом генеративном состоянии в пределах фитогенного поля стимулирующее, в случае P. scabiosifolia, и ингибирующее, в случае P. rupestris, влияние на рост и развитие семян, тем самым воздействуя на структуру растительных сообществ на территории своего обитания. Литература

1. Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление. Киев: Наукова думка, 1991. 430 с.

2. Зорикова О.Г., Якименко Л.В. Химический анализ Patrinia scabiosifolia Fisch. ex Link. // Тихоокеанский медицинский журнал. 2013. № 2. С. 61-63.

3. Кувшинова Н.М., Назаренко Н.Н., Свистова И.Д. Подходы к разработке севооборотов при выращивании лекарственных растений на черноземах // Лжарське рослинництво: ввд досввду минулого до новинк технологш: матерiали третьоi Мижнародноi науково-практичноi штернет-конференцп. Полтава, 2014. С. 38-41.

4. Маняхин А.Ю., Зорикова О.Г., Назаров Д.С. Химический состав патринии скальной // Тихоокеанский медицинский журнал. 2014. № 2. С. 26-28.

5. Онипченко В.Г. Функциональная фитоценология. Синэколо-гия растений. М.: Красанд, 2014. 576 с.

6. Симагина Н.О., Лысякова Н.Ю. Динамика аллелопатичес-кой активности Bupleurum fruticosum L. в течение вегетации и онтогенеза // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. 2011. Т. 24 (63), № 4. С. 273-281.

7. Юрчак Л.Д. Аллелопаия в агробюценозах ароматичних рос-лин. Кшв: Фиосоцюцентр, 2005. 411 с.

8. Inderjit N., Weiner J., Plant allelochemical interference or soil chemicsl ecology // Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 2001. Vol. 4, No. 1. P. 3-12.

9. Uren N.C. Types, amounts, and possible functions of compounds released into the rhizosphere by soil-grown plants // The rhizo-sphere biochemistry and organic substances at the soil-plant interface / Pinton R. [et al.] (eds.). New York: Marcel Dekker, 2001. P. 20-40.

Поступила в редакцию 11.02.2015.

Аллелопатические свойства почв многолетних популяций Patrinia scabiosifolia и Patrinia rupestris О.Г. Зорикова1, 2, С.П. Раилко1-3, А.В. Янов2 1 Горнотаежная станция им. В.Л. Комарова Дальневосточного отделения Российской академии наук

Резюме. В эксперименте изучали аллелопатические свойства почв многолетних популяций Patrinia scabiosifolia и Patrinia rupestris. В качестве контроля использовали почву под зла-ково-разнотравной растительной ассоциацией. Аллелопати-ческую активность оценивали методом биотестирования по ингибированию роста проростка, в качестве тест-объекта использовали семена огурца сорт «Миг». Установлено, что P. rupestris и P. scabiosifolia являются эдификаторами, оказывающими в зрелом генеративном состоянии в пределах фи-тогенного поля стимулирующее, в случае P. scabiosifolia, и ингибирующее, в случае P. rupestris, действие на рост и развитие семян, тем самым воздействуя на структуру растительных сообществ на территории своего обитания. Ключевые слова: патриния скабиозолистая, патриния скальная, фитотоксичность.