Аллелопатия

АллелопатияАллелопатия (от греческого «алелос» — взаимный и «патон» — влияние) взаимное влияние одного растения на другое.

Взаимодействие растений между собой было замечено человеком очень давно. Еще первые земледельцы имели возможность убедиться в невозможности выращивания на одном и том же участке различных растений одновременно. Они наблюдали плохой рост растений, посеянных на обочине леса или там, где было много сорняков.

Любое растение, начиная с прорастания семян, выделяет в окружающую среду продукты своей жизнедеятельности. Со временем, в процессе роста и развития растения, количество его выделений резко возрастает и достигает максимума, когда растительный организм начинает отмирать. Выделение одних видов высших растений могут непосредственно действовать на другие. Такими выделениями могут быть эфирные масла (запахи), органические кислоты, алкалоиды, витамины, ферменты, гликозиды, нуклеотиды, а также вещества, которые по своим свойствам подобны гербицидам, применяемым для уничтожения сорняков. Такие гербицидоподобные вещества называют ингибиторами. Они убивают растения или задерживают их рост, тормозят фотосинтез, отравляют другие важные процессы жизнедеятельности растений. Интересно отметить, что ингибиторы действуют как яды только в высоких концентрациях. Если их растворить в большом количестве воды, то они начинают действовать противоположно, становятся стимуляторами роста этих же растений. Так же ведут себя и гербициды, которые в малом количестве вместо уничтожения сорняков, напротив, усиливают их рост.

Ингибиторы, подобно гербицидам, действуют избирательно — отравляют одни растения и совсем не влияют на другие, конечно, при определенной концентрации. Если же их концентрация в почве достаточно высокая, тогда они отравляют все, не исключая и те растения, которые их выделяют.

Ярким примером алелопатии может быть поле овса, на обочине которого около растут высокие пирамидальные тополя. Растения, которые растут ближе к тополям, подавлены, маленькие, никудышные. Чуть дальше от тополей растения овса выше, а еще дальше — нормальные. За ними следует полоса более высоких роскошных темно-зеленых растений. Это растения, которые стимулировали ингибиторы, выделяемые тополями. Подобное можно наблюдать на краях лесополос из дуба, тополя, ивы, алелопатичное выделение которых на определенном расстоянии подавляют рост не только овса, но и подсолнечника, свеклы, фасоли, сои, кукурузы и других культурных растений.

Различные растения выделяют неодинаковое количество ингибиторов. Например, кукуруза и картофель выделяют их мало. Эти культуры не отравляют почву и их можно десятки лет выращивать на одном месте, регулярно пополняя запасы питательных веществ. Однако эти культуры совершенно беззащитны против сорняков, которые роскошно изобилуют на неухоженных полях кукурузы или картофеля.

Озимая пшеница выделяет и оставляет в почве больше ингибитора. В монокультуре, когда много лет подряд на одном и том же поле выращивают только пшеницу, с каждым годом ее урожаи снижаются.

Рожь выделяет ингибиторов еще больше, чем пшеница. В монокультуре урожаи ржи резко падают. Благодаря своим алелопатичным свойствам рожь хорошо уничтожает сорняки. Даже такие злобные как овсюг, полевая горчица и другие не выдерживают ржи и погибают.

Кроме прямых воздействий летучих и водорастворимых ингибиторов, выделяемых высшими растениями, важное значение в алелопатии имеют продукты жизнедеятельности микрофлоры (грибы, бактерии), которые разрушают и перерабатывают отмершие растения (плоды, листья, стебли, корни). Именно продукты жизнедеятельности микрофлоры  прежде всего влияют на рост высших растений. Из года в год на определенном участке формируется специфическая микрофлора, которая создает необходимый для плодородия почвы перегной, высвобождает из органических остатков нужные растениям минеральные вещества, но в то же время она производит физиологически активные и очень токсичные вещества.

Микроорганизмы почвы синтезируют антибиотики, гиббереллина, маразмины (вещества, вызывающие старение и увядание), мальформин, который приводит к нарушению ростовых процессов. Все эти вещества смешиваются с выделениями высших растений и образуют специфическую биохимическую среду, характерную для каждого биоценоза (совокупность определенных организмов).

Такая алелопатичня смесь веществ способствует росту группы растений или растительных сообществ, служит своеобразным химическим барьером, который препятствует проникновению чужеродных видов растений, микроорганизмов, простейших одноклеточных животных. Аллелопатия играет очень важную роль в жизни отдельных растений и их более или менее сложных группировок с грибами и бактериями.

Многие растения выделяют в воздух ароматические вещества (фитонциды). Мы чувствуем, как пахнут цветы, почки, опавшие листья, нагретая на солнце хвоя сосны и тому подобное. В светлых дубовых и буковых лесах Прикарпатья, в Крыму по опушке оврагов можно увидеть растения с непарно-перистыми листьями, похожими на листья ясеня. Стебли этих растений покрытые красно-пурпурными прожилками, которые выделяют эфирное масло. В теплую тихую солнечную погоду вокруг цветущих ясенец скапливается много испарений его эфирного масла. Когда к растению поднести зажженную спичку, оно вспыхивает желтыми и синими огоньками, однако остается неповрежденным. За это ясенец назвали «Неопалимая купина». Эфирные масла этого растения токсичны для человека.

Очень ядовитые газы скапливаются также вокруг ядовитого сумаха. Газообразные выделения грецкого ореха также достаточно вредные. Об этом хорошо знают в народе и вас всегда предостерегут ложиться спать летом в тени под орехом.

Летучие фитонциды полыни, борщевика, черемухи, миндаля и многих других растений губительно действуют на микроорганизмы.

В опытах было обнаружено, что кожура спелых яблок выделяет ненасыщенный углеводород — этилен. Это явление использовали практически. В хранилища фруктов — запускали немного этого газа и от этого плоды быстро розовели, становились мягкими и пригодными для потребления.

Установлено, что 40-80% урожая образуется с использованием углекислого газа (СО2), который находится в почве. Если в воздухе содержание СО2 составляет 0,03%, то в почве его 0,2- 1%, а в плохо аэрированных почвах даже 5-6%, что губительно действует на растения. В первую очередь от избытка СО2 страдают корни. К ним перестает поступать калий, они скручиваются, чернеют, пытаются расти вверх, тянутся к воздуху. В таком случае нужно хорошо разрыхлить почву.

Кроме СО2, почва содержит альдегиды, спирты, хиноны, органические кислоты, ненасыщенные углеводы и тому подобное. Из смеси этих веществ состоит запах почвы. Опытный земледелец не только разотрет ком земли между пальцами, но и понюхает ее и по запаху определит плодородие. Еще древнеримский ученый Плиний Старший советовал выбирать для посева почву, который отдает «божественное дыхание, порожденное солнцем, ни с чем не сравнимое по сладости». «Кто найдет такую ​​землю, — говорит он, — не будет обманут … Запах дает наилучшую оценку земли».

Растения очень чутко реагируют на запах земли. Если насыпать в стеклянную банку влажного чернозема, а над ним на фильтровальной бумаге проращивать семена, они прорастут значительно быстрее, чем такие же семена в банке без грунта. Да и не только растения — даже микробы усиливают свой рост при наличии газов, выделенных почвой. Итак, сладкие запахи земли является для растений и микроорганизмов пищей и стимулятором роста.

У каждого растения своя алелопатичная сфера. Выделяя ингибиторы, растения создают особую химическое среду, для других растений в основном вредные, но некоторым соседним растениям они бывает полезными. Для многих растений свойственно групповое прорастание семян, лучший рост сначала загущенных посевов. Да. например, ель, сосна, кедр значительно лучше прорастают группами. В сахарной свекле сама природа создала многосемянные завязи, чтобы обеспечить появление нескольких растений вместе и одновременно. И хотя выведены сорта односемянные сахарной свеклы, без прорыва обойтись пока не удается. Не хочет свекла всходить в одиночку, требует, чтобы ее сеяли гуще.

Чем гуще становится стеблестой, тем больше под ним содержание ингибитора. Алелолатичная напряженность достигает такого предела, что для одних экземпляров содержание ингибитора остается оптимальным, стимулирующим, а для других он губителен. Таким образом аллелопатия усиливает дифференциацию, ускоряет гибель части растений и улучшает рост остающихся.

Аллелопатия имеет большое будущее. Каждому понятно: если научиться регулировать содержание ингибитора в почве, то лучший урожай можно получить тогда, когда его количество в почве стимулирует рост растений.

Гальмувачи, выделяются не только живыми растениями, их немало есть и в мертвых послеуборочных остатках, в уничтоженных сорняках, в органических удобрениях. Стерня, ботва, плети и другие остатки, которые запахиваются в почву, не всегда приносят пользу. Иногда они могут повредить следующей культуре, особенно, когда не успели перегнить и вносятся в сухой песчаный грунт. Меньше гальмувачи в послеуборочных остатках зерновых, зернобобовых культур, собранных в спелых состоянии, больше — в зеленом удобрении и культурах зеленого конвейера, а больше всего — в остатках огородных культур, свеклы, табака.

Никогда нельзя запахивать на виноградниках срезанную лозу или срезанные ветви в саду: у них есть очень вредные для растений вещества, которые к тому же выделяются из древесины в течение нескольких лет. Если внести в почву много перепревшего соломьянистого навоза, растения начинают «выгорать» — у них прекращается рост, их листья желтеют и становится с краев бурыми. Причина «выгорания» в том, что растения отравляются выделениями, содержащимися в перепревшем навозе, в свежей навозе, птичьем помете. В них содержится много гетероауксина и других очень активных веществ.

При хранении навоза происходит его дальнейшее гниение. При этом гетероауксин почти исчезает, образуются некоторые витамины, общий уровень выделений уменьшается в десятки или сотни раз и они становятся стимуляторами роста.

Выделения, как и любые другие вещества, поглощаются почвой: больше — черноземной, карбонатным, иловатого состава, меньше — подзоленные, песчанные. Вот почему на почвах с небольшой адсорбционной способностью происходит значительное «выгорания».

В сельскохозяйственном производстве одними минеральными удобрениями обойтись невозможно. Хотя бы периодически, один раз в несколько лет, нужно вносить органические удобрения: навоз, торфо-перегной и компосты, речной и озерный ил, запахивать люпин на зеленое удобрение и тому подобное. Доказано, что внесенные в землю азот, фосфор, калий и другие минералы дают меньший эффект, чем навоз с таким же количеством этих веществ. Считается, что органическое вещество необходимо для подпитки почвенной микрофлоры, которая якобы улучшает минеральное питание высших растений. Однако прямыми опытами этого еще не доказано. Правда, с внесением в почву органических веществ деятельность микрофлоры усиливается, что происходит параллельно с повышением ростовых процессов у растений, так что, возможно, некоторый смысл в этом объяснении есть. Вероятным представляется непосредственное положительное действие органических физиологических веществ, которые усиливают поступление питательных веществ и воды в растения, способствуют росту корней, лучшему освоению объема грунта и тому подобного.

Вся многовековая практика земледелия доказывает, что для оптимального роста растений нужен определенное содержание в почве органических веществ. Если в почве слишком много органического вещества, средствами агротехники пытаются уменьшить его количество.

Слишком частая вспашка, боронование, известкование, внесение минеральных удобрений приводят к быстрому разрушению неустойчивого органического вещества и даже к уменьшению запасов постоянного перегноя, гумуса в почве. В таком случае возникает необходимость внесения органических удобрений.

Эти средства регулирования органического вещества в почве были разработаны эмпирически, то есть опытным путем. Мы до сих пор толком не знаем истинных причин определенной потребности растений. Дальше изучение этих вопросов позволит учесть биологические потребности и тем самым добиться повышения производительности различных культур.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *