Аллелопатические свойства представителей рода Vitis L. и Partenocissus Planch, в связи с использованием в озеленении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РГА У-МСХА имени К.А. Тимирязева

Аллелопатические свойства представителей рода Vitis L. и Partenocissus Planch, в связи с использованием в озеленении

Довганюк А.И.

Панова М.Б.

Творогов А.В.

Аннотация

Проанализирован вопрос о степени аллелопатической активности экстрактов из надземной части ряда представителей видов и сортов рода Vitis L. различного генетического происхождения и Parthenocissus Planch. Проанализирована всхожесть семян газонных трав и их морфологические особенности на уровне проростков. Сделаны выводы влияния листового опада на всхожесть семян нескольких видов газонных трав.

Ключевые слова: виноград, аллелопатическая активность, тест - культура, лабораторная всхожесть

Основная часть

Аллелопатия - химическое взаимодействие растений посредством их специфических выделений [1]. Аллелопатическая активность растений обусловлена не одним каким-то, специфическим для данного вида, соединением, а совокупностью веществ различной природы. Известно, что аллелопатическая активность многих древесных растений высока. В процессе роста и развития в листьях накапливаются ингибиторы [2]. В наших работах [3-5] были выявлены аллелопатические свойства у представителей древесных и кустарниковых пород Средней полосы России.

В данной работе предпринята попытка анализа аллелопатических свойств представителей культур, используемых в вертикальном озеленении, в связи с необходимостью разработки элементов технологии их выращивания.

При использовании растений сем. Виноградовые (УНаевав. Гшв) в озеленении возникает проблема создания высокодекоративных напочвенных покровов под лианами. Обычные газонные травы при использовании под лианами быстро теряют декоративность.

По мнению большинства исследователей, это происходит, в первую очередь, из-за недостатка света (лианы поглощают большую часть ФАР). Однако это может быть связано с конкурентными взаимоотношениями между лианами и газонными травами или другими представителями, входящими в состав напочвенных покровов. Это могут быть различные виды конкурентных взаимоотношений, в т.ч. за счет химических взаимодействий между как живыми растениями, так и мертвыми (химические выделения из опада - мертвых листьев - посмертные выделения). Таким образом, важным представляется изучение аллелопатических взаимодействий в ценозах лиан и растений, входящих в состав напочвенных покровов.

Материал и методы

В лабораторных опытах (биотестах) была изучена аллелопатическая активность экстрактов из лиан - представителей сем. Виноградовые (Vitaceae Juss), используемых в декоративном оформлении:

• партеноциссус (девичий виноград) пятилисточковый (Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.);

• виноград амурский (Vitis amurensis Rupr.);

• сорта винограда гибридного происхождения:

? Хасанский Боуса,

? Московский устойчивый,

? Альфа.

Партеноциссус (девичий виноград) пятилисточковый (Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.) - представитель рода Parthenocissus Planc. Мощная лазящая лиана с пальчато-рассеченными листьями, состоящими из шести-семи эллиптических или обратнояйцевидных долей. Родина - Северная Америка (от Канады до Флориды и Мексики). В Европу ввезен как декоративное растение в XVIII веке. Засухоустойчив, хорошо переносит жару до 40°С и морозы до -30°С. Опыты межродового скрещивания Vitis и Parthenocissus неудачны.

Амурский виноград (Vitis amurensis Rupr.) относится к восточноазиатской группе видов рода Vitis L. Характеризуется сильным ростом и повышенной морозостойкостью (до -40°С), влаголюбив. В диком состоянии встречается в лиственных и хвойных лесах Дальнего Востока и Манчжурии. Листья плотные, грубошершавые, цельные, трехлопастные, реже пятилопастные, нижняя сторона густо покрыта жесткими щетинками. Растение полигамно-двудомное с функционально женскими и мужскими цветками, встречаются гермафродитные растения. Легко скрещивается с американскими видами и Уи™ утфта Ь. [6].

В исследование были включены также три сорта винограда гибридного происхождения, широко используемые в условиях Нечерноземной зоны России как с пищевыми, так и декоративными целями. Эти сорта являются гибридами между Vitis утфта Ь. и представителями других групп видов.

Сорт Хасанский Боуса получен селекционером А.К. Боусом путем опыления сорта Дальневосточный Тихонова (Уатитет^ х У.ут/ета) пыльцой Амурского обоеполого винограда в Приморском крае. Сила роста кустов большая, вызревание побегов хорошее, зимостойкость высокая. Лист крупный, округлый, слаборассеченный, трех- или пятилопастный, нижняя поверхность листа не опушена. Цветок обоеполый. Гроздь средняя, цилиндроконическая, среднеплотная. Ягода мелкая, округлая, темно-синяя. Сорт выращивают в любительской культуре и как декоративное растение.

Сорт Московский устойчивый получен в Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева (авторы К.П. Скуинь и Е.Н. Губин) путем скрещивания гибрида (Мадлен Анжевин х УШ$ атитетА) с сортом Альфа (У.ШЪттса х У.прапа). Растения очень сильнорослые, вызревание побегов хорошее. Морозостойкость высокая (до -28°С), устойчивость к грибным болезням повышенная. Цветок обоеполый. Лист крупный, трех- или пятилопастный, слаборассеченный. Гроздь мелкая, коническая, среднеплотная. Ягода мелкая, округлая, янтарно-желтая, с мускатно-земляничным ароматом. Включен в «Государственный реестр селекционных достижений…» Российской Федерации как универсальный сорт [7].

Сорт Альфа - интродуциент из Северной Америки. Гибрид между сортами американской группы видов винограда УЫм 1аЪттса х УШ$ т1рат1а. Сильнорослая лиана, вызревание побегов хорошее. Листья крупные, трехлопастные, слаборассеченные, с длинными острыми зубцами. Цветок обоеполый. Грозди средние, цилиндрические, средней плотности. Ягоды средние, округлые, черные. Консистенция мякоти и аромат характерны для гибридов с УНи 1аЪттса. Морозостойкость высокая. Сорт используют в любительской культуре для получения урожая и как декоративное растение.

Экстрагирование физиологически активных веществ проводили по методике А.М. Гродзинского. Для приготовления экстракта измельчали надземную часть растений (стебли, листья) и заливали отмеренным количеством кипятка. Для проведения эксперимента полученный экстракт разбавляли водой до необходимой концентрации 1:20 (50 г. сорняков на 1 л воды), 1:40 (25 г. сорняков на 1 л воды).

В чашки Петри с фильтровальной бумагой раскладывали по 30 семян тест-культур в двукратной повторности. Использовались семена клевера белого (Trifolium repens), клевера красного (Trifolium rubens) и овсяницы луговой (Festuca pratensis). Указанные тест-культуры могут использоваться для формирования устойчивых напочвенных покровов и входят в состав ряда газонных смесей. Фильтровальную бумагу увлажняли одинаковым количеством экстрактов (10 мл). В качестве контроля служили семена, проращиваемые на увлажненной водой фильтровальной бумаге.

Чашки Петри расставлялись рендомизированно под источником естественного освещения. Лабораторную всхожесть семян определяли согласно ГОСТ 12038 - 84 на 7-й день. Фиксировалась длина надземной и подземной частей растения и учитывалась лабораторная всхожесть. Результаты были обработаны в программе MS Excel. Достоверность различий оценивалась интервальным методом.

Результаты и обсуждение

В результате проведенных экспериментов выявлено значительное варьирование как всхожести, так и морфологических параметров проростков в зависимости от вида экстракта (варианта опыта) и его концентрации. Анализируемые экстракты оказали достоверное влияние на всхожесть семян и проявление морфологических признаков.

На тест-объекте овсяница луговая были выявлены следующие тенденции (табл. 1). В экстракте партеноциссуса пятилисточкового показатели длины надземной части уменьшаются пропорционально увеличению концентрации раствора. По аналогии с длиной надземной части, были проведены измерения длины корней тест-культуры. Как и на надземную часть, экстракты во всех использованных концентрациях достоверно повлияли на показатели длины корневой системы проростков.

Лабораторная всхожесть семян овсяницы луговой в экстракте девичьего винограда по сравнению с контролем снижается на 65% в концентрации экстракта 1:40; в концентрации 1:20 всходов не наблюдается.

Средние значения надземной части овсяницы луговой в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 уменьшаются на 8,5 мм по сравнению с контролем. Средние значения корневой части овсяницы луговой в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 уменьшаются на 7,4 мм по сравнению с контролем. В концентрации 1:20 всходов не наблюдаем.

Таблица 1. Всхожесть и морфологические показатели проростков овсяницы луговой (Festuca pratensis)

Интересно отметить, что при уменьшении доли «крови» винограда амурского (в последовательности: Vitis amurensis ^ Хасанский Боуса ^ Московский устойчивый) увеличивается как всхожесть, так и биометрические параметры проростков овсяницы луговой по всем вариантам опыта (во всех концентрациях). Таким образом, можно сделать вывод, что содержание ингибиторов роста в экстрактах винограда амурского по сравнению с сортами, полученными на его основе, выше. Аналогичным образом экстракт из листьев другого встречающегося в природе вида - партеноциссуса пятилисточкового наиболее сильно подавляет всхожесть семян овсяницы луговой и оказывает негативное влияние на проявление биометрических показателей (длина надземной и подземной частей растения).

Можно предполагать, что содержание ингибиторов роста, подавляющих рост и развитие проростков газонных трав, в максимальной степени представлено в растениях дикоросах. Это может быть связано с реализуемой жизненной стратегией роста и развития и необходимо для получения конкурентных преимуществ в ценозах. Таким образом, аллелопатическая активность - важнейший показатель ценотических взаимодействий.

Анализ морфологических изменений и всхожести других растений, которые можно использовать в качестве растений для формирования устойчивых напочвенных покровов, - клевера красного и клевера белого представлен в таблице 2.

Таблица 2. Всхожесть и морфологические показатели проростков клевера красного и белого (ТЫшт гврвт)

Лабораторная всхожесть клевера белого в экстракте партеноциссуса пятилисточкового по сравнению с контролем снижается на 80,5% в концентрации экстракта 1:40; в концентрации 1:20 всходов не наблюдается.

Средние значения надземной части клевера белого в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 уменьшаются на 3,5 мм по сравнению с контролем. Средние значения корневой части клевера белого в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 уменьшаются на 11,1 мм по сравнению с контролем. В концентрации 1:20 всходов не наблюдаем.

Лабораторная всхожесть клевера красного в экстракте партеноциссуса пятилисточкового по сравнению с контролем снижается на 21% в концентрации экстракта 1:40 и на 25% - в концентрации 1:20.

Средние значения надземной части клевера красного в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 уменьшаются незначительно. Среднее значение корневой части клевера красного в экстракте партеноциссуса пятилисточкового в концентрации 1:40 увеличилось незначительно по сравнению с контролем. В концентрации 1:20 уменьшается на 18,9 мм.

При сравнительном анализе действия анализируемых экстрактов на исследуемые виды клевера можно сделать следующие выводы.

Виды клевера более устойчивы по сравнению с традиционной газонной травой, овсяницей луговой, к экстрактам из листьев различных представителей культур, используемых в вертикальном озеленении. У клевера белого наблюдается тенденция к меньшей устойчивости (по сравнению с клевером красным) к аллелопатическим выделениям дикорастущих видов и культурных сортов. Это проявляется как на уровне всхожести, так и при анализе морфологических показателей. Клевер белый менее устойчив к веществам, содержащимся в анализируемых экстрактах, по сравнению с клевером красным. Всхожесть семян клевера белого варьирует от 20 до 70% (контроль - 80%), а у клевера красного всхожесть варьирует от 60 до 80% (контроль - 90%). Таким образом, клевер красный будет повреждаться в меньшей степени при накоплении на нем опада и может быть использован для формирования устойчивого напочвенного покрова в вертикальном озеленении. Его ценотическая стратегия роста и развития в качестве напочвенного покрова при вертикальном озеленении более конкурентоспособна.

В результате опыта установлено, что экстракты всех исследуемых растений снижают всхожесть семян тест-объектов в разной степени, это обусловливается как видом растения и тест-культуры, так и концентрацией раствора. В итоге мы можем сделать вывод, что с увеличением концентрации длина биометрических показателей уменьшается.

Партеноциссус (виноград девичий) пятилисточковый (РаМИвпосшш quinquefolia) проявляет высокую аллелопатическую активность по отношению ко всем тест-культурам, однако наибольшее воздействие он имеет на клевер белый и овсяницу луговую. При высоких концентрациях раствора у клевера белого и овсяницы не наблюдается всходов. По отношению к семенам клевера красного девичий виноград также проявляет высокую аллелопатическую агрессивность, однако всходы все же наблюдаются во всех концентрациях, это приводит к выводу о том, что клевер красный наиболее устойчив к воздействию девичьего винограда из данных тест-культур.

В результате опыта установлено, что экстракты побегов всех исследуемых виноградов снижают всхожесть семян газонных трав в разной степени, это обусловливается как видом растения и тест-культуры, так и концентрацией раствора. Следует проводить уборку листьев винограда в момент посева газонных трав. Рекомендуется высевать под виноград клевер красный (Тп/оНиш гиЪвт).

Список использованных источников

проросток аллелопатический газонный трава

1. Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление: Избранные труды АН Украинской ССР, Центр. респ. ботанический сад. - Киев: Наукова думка. - 1991. - 431 с.

2. Гродзинский А.М. Круговорот аллелопатически активных веществ в биогеоценозах: сб. науч. тр. / АН Украины, Центр. ботан. сад АН Украины; (Редкол.: И.Н. Гудков (отв. ред.) и др.). - Киев.: Наук.думка. - 1992. - 166 с.

3. Александров Д.С., Калашников Д.В. Влияние экстрактов листового опада березы и кленов на прорастание семян и начальные этапы роста газонных культур // Вестник ландшафтной архитектуры. Выпуск 17. - М.: МЭСХ. - 2019. - с. 3-7.

4. Довганюк А.И., Довганюк Е.С. Формирование устойчивых напочвенных покровов в условиях мегаполиса // Лесной вестник - Forestry Bulletin: научноинформационный журнал / Московский гос. технический ун-т им. Н.Э. Баумана. - Мытищи: МГУЛ. - 2019, т. 23, №3. - С. 13-21.

5. Лазарева Д.Д., Калашников Д.В. Аллелопатическое влияние Клёна Ясенелистного (Acer negundo) в условиях Москвы // Вестник ландшафтной архитектуры. Выпуск 10. - М.: МЭСХ. - 2017. - С. 54-59.

6. Смирнов К.В., Малтабар, Л.М. Раджабов А.К., Матузок Н.В., Трошин Л.П. Виноградарство: учебник. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех». - 2017. - С. 49-57.

7. Губин Е.Н., Губин А.Е. Ампелографическое описание сортов винограда селекции ТСХА, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации. - М.: Издательство МСХА имени К.А. Тимирязева. - 2005. - С. 7.

Размещено на Allbest.ru