Формування алелопатичної активності сортів Helianthus tuberosus L. (Asteraceae) в умовах Південного Степу України
Анотація
Мета. Дослідити вплив водорозчинних виділень рослин різних сортів топінамбура на рослини біотестори при вирощуванні культури в умовах Південного Степу України. Методи. Відбір середніх зразків (ґрунту, вегетативних органів) проводили за фазами розвитку рослин протягом вегетації на ділянках вирощування енергетичних культур. Лабораторний метод – визначення впливу водорозчинних виділень рослин на схожість насіння крес-салату, приріст коренів добових проростків рослин-біотесторів. Математично-статистичний метод – обробка експериментальних даних для встановлення впливу та індекса алелопатичної активності. Результати. У статті наводяться результати досліджень алелопатичної активності водорозчинних виділень рослин топінамбура протягом вегетації. Виділення рослин впливають на схожість насіння крес-салату у фазі відростання: найнижчий показник спостерігався за впливу виділень рослин сорту ʹФіолет Київськийʹ, найвищий – для сорту ʹУспіхʹ (82 і 100 % відповідно). У фазі вегетації схожість становив 42 % за впливу виділень у зону ризосфери. У фазі закінчення вегетації за впливу виділень у ризосферу спостерігалося збільшення схожості від 77 % (ʹДієтичнийʹ) до 100 % (ʹФіолет Київськийʹ). У фазі відростання найменші показники впливу водорозчинних виділень стебла на схожість насіння крес-салату характерні для рослин сорту ʹДієтичнийʹ, а найбільші – ʹУспіхʹ (79 та 96 % відповідно). Не встановлено відмінності впливу виділень стебел різних сортів на схожість насіння крес-салату у фазі вегетації. У фазі закінчення вегетації схожість насіння біотестора за впливу виділень стебел знаходиться в межах від 88 % (ʹУспіхʹ) до 100 % (ʹФіолет Київськийʹ). Водорозчинні виділення листків топінамбуру різних сортів впливають на схожість насіння крес-салатута та відрізняються у рослин різних сортів залежно від фази розвитку: у фазі відростання показники знаходиться в межах від 75 % (сорт ʹУспіхʹ) до 93 % (сорт ʹДієтичнийʹ); у фазі вегетації максимальна схожість становить 50 % (сорт ʹФіолет Київськийʹ), для інших сортів вона становить 42 %. У фазі закінчення вегетації виділення листків сорту ʹУспіхʹ не мають інгібуючої дії на схожість насіння, а максимальна гальмуюча дія характерна для виділень листків рослин сорту ʹДі- єтичнийʹ. На довжину коренів проростків крес-салату впливають водорозчинні виділення у зону ризосфери та вегетативних органів, що має сортові особливості та відмінність за фазами розвитку. Найбільші показники довжини коренів крес-салату характерні для фази відростання топінамбура за впливу виділень рослин сортів ʹДієтичнийʹ та ʹФіолет Київськийʹ, а за впливу виділень сорту ʹУспіхʹ приріст довжини коренів крес-салату був на 21,6 % меншим від контролю. Водорозчинні виділення стебел і листків гальмують довжину коренів проростків, порівняно з контролем. Для рослин сорту ʹУспіхʹ характерний найбільший гальмуючий вплив водорозчинних виділень стебел і листків, за яких довжина коренів проростків крес-салату на 30 та 36 % менше контролю. У фазі вегетації для впливу виділень рослин усіх варіантів характерна менша довжина коренів крес-салату, порівняно з контролем. Виділення рослин сорту ʹУспіхʹ у зону ризосфери і стебел мали більший негативний вплив на довжину коренів порівняно з іншими сортами. Довжина коренів крес-салату за впливу виділень листків рослин сорту ʹДієтичнийʹ була на 20,7, а сорту ʹУспіхʹ на 11,3 % меншими від контролю. У фазі закінчення вегетації за впливу виділень органів рослин всіх варіантів характерні найменші показники довжини коренів. Водорозчинні виділення у зону ризосфери та стебел рослин сорту ʹДієтичнийʹ мали помітний стимулюючий ефект та переважали довжину рослин контролю на 24,7 та 16,9 %, а виділення листків пригнічували цей показник. За впливу виділень рослин сорту ʹФіолет Київськийʹ довжина коренів крес-салату була більшою за контроль та знаходилася в межах від 1,2 % (виділення стебел) до 19,0 % (виділення у зону ризосфери). За впливу водорозчинних виділень рослин сорту ʹУспіхʹ довжина коренів крес-салату була меншою контролю в межах від 25,5 % для виділень стебла до 0,7 % – виділень у зону ризосфери. Індекс алелопатичної активності показав, що водорозчинні виділення вегетативних органів рослин топінамбура досліджуваних сортів мають інгібуючу дію на довжину коренів добових проростків крес-салату, а виділення в зону ризосфери рослин сортів ʹДієтичнийʹ та ʹФіолет Київськийʹ мають стимулюючу дію. Для рослин сорту ʹУспіхʹ у фазі відростання характерна інгібуюча дія на довжину коренів проростків. Водорозчинні виділення рослин топінамбура у фазі вегетації мають інгібуючу дію. У фазі закінчення вегетації виділення рослин сортів ʹДієтичнийʹ та ʹФіолет Київськийʹ мають стимулюючу дію. Для водорозчинних виділень вегетативних органів рослин топінамбуру сорту ʹУспіхʹ характерна інгібуюча дія протягом всього періоду вегетації, що може свідчити про наявність у рослин цього сорту фітотоксичного потенціалу. Висновки. В умовах Південного Степу України сорти топінамбура, які вирощуються на дослідних полях енергетичних культур ННПЦ МНАУ, є алелопатично активними. Показники активності залежать від фази розвитку рослин, вегетативних органів і сортових особливостей, мають стимулюючу та інгібуючу дію на схожість насіння та довжину коренів добових проростків крес-салату. Найбільші показники інгібуючої дії в умовах Південного Степу України мають рослини топінамбуру сорту ʹУспіхʹ. Подальші дослідження формування алелопатичної активності рослинних решток протягом періоду їх розкладання допоможуть встановити, чи сприяє алелопатія водорозчинних виділень на неінвазійність культури на рівні сортів.
Посилання
2. Balogh L. Napraforgó fajok (Helianthus spp.). In: Csiszár Á (ed) Inváziós növényfajok Magyarországon. Nyugat-magyarországi Egyetem Kiadó, Sopron. 2012. Р. 265–271. https://mek.oszk.hu/11700/11738/11738.pdf
3. Kays S. J.; Nottingham S. F. Biology and Chemistry of Jerusalem Artichoke: Helianthus tuberosus L. Biologia Planttarum. 2008. V. 52 (3). P. 492-492. https://doi.org/10.1007/s10535-008-0095-3
4. Pacanoski Z., Mehmeti A. The first report of the invasive alien weed Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) in the Republic of North Macedonia. Agric For. 2020. V. 66. P. 115–127. https://doi.org/10.17707/AgricultForest.66.1.12
5. Bioactive constituents of Helianthus tuberosus (Jerusalem artichoke) / L. Pan et al. Phytochemistry Letters. 2009. V. 2(1). P. 15–18. https://doi.org/10.1016/j.phytol.2008.10.003
6. Economically viable components from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) in a biorefinery concept / E. Johansson et al. Int. J. Mol. Sci. 2015. V. 16. P. 8997–9016. https://doi.org/10.3390/ijms16048997
7. Showkat M. M.; Falck-YtterA . B.; Strætkvern K. O. Phenolic Acids in Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.): Plant Organ Dependent Antioxidant Activity and Optimized Extraction from Leaves. Molecules. 2019. V. 24. P. 3296. https://doi.org/10.3390/molecules24183296
8. Potential allelopathic effects of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) leaf tissues / Tesio F., Weston L. A., Vidotto F. & Ferrero A. Weed Technology. 2010. V. 24 (3). P. 378–385. https://doi.org/10.1614/WT-D-09-00065.1
9. Potential of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) as a biorefinery crop / I. B. Gunnarsson et al. Ind. Crops Prod. 2014. V. 56. P. 231–240. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.03.010
10. Energy use efficiency and economic feasibility of Jerusalem artichoke production on arid and coastal saline lands / Fang Y.R., Li J.A., Steinberger Y., Xie G. H. Ind. Crops Prod. 2018. V. 117. P. 131–139. https://doi.org/0.1016/j.indcrop.2018.02.085
11. Carbon sequestration and Jerusalem artichoke biomass under nitrogen applications in coastal saline zone in the northern region of Jiangsu, China. / Niu L. et al. Sci. Total Environ., 2016. V. 568, P. 885–890. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.06.074
12. Tesio F., Vidotto F., Ferrero A. Allelopathic persistence of Helianthus tuberosus L. residues in the soil. Scientia Horticulturae. 2012. V. 135. P. 98–105. https://salo.li/b3646A9
13. Tesioa F., Ferreroa A. Allelopathy, a chance for sustainable weed management. International Journal of Sustainable Development & World Ecology. 2010. V. 17 (5). P. 377–389. https://doi.org/10.1080/13504509.2010.507402
14. Vidotto F., Tesio F., Ferrero A.. Allelopathic Effecst of Helianthus tuberosus on Germination and Growth of Several Crops and Weeds. Biological Agriculture & Horticulture. 2008. V. 26 (1). P. 55–68. https://doi.org/10.1080/01448765.2008.9755069
15. Tesio F, Weston L. A., Ferrero A. Allelochemicals identified from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) residues and their potential inhibitory activity in the field and laboratory. Scientia Horticulturae. 2011. V. 129(3). P. 361–368. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2011.04.003
16. Особливості алелопатичної активності ґрунту в насадженнях енергетичних культур / Корнілова Н. А., Мороз В. В., Приведенюк Н. В., Глущенко Л. А. Збалансоване природокористування. 2024. № 3. С. 97–104. https://doi.org/ 10.33730/2310-4678.3.2024.314920
17. Корхова М. М., Миколайчук В. Г. Алелопатичні властивості сортів пшениці озимої у фазі повної стиглості в зоні Степу України. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2021. № 3. С. 46–53. https://doi.org/10.31521/2313-092X/2021-3(111)-6
18. Allelopathic activity of water-soluble and volatile secretions of Crocus sativus L. (Iridaceae) flowers in the Northern Black Sea region / Mykolaichuk V., Panfilova A., Korkhova M., & Drobitko А. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science. 2022. V. 26(4), 9–18. https://doi.org/10.56407/2313-092X/2022-26(4)-1
19. Mykolaichuk V., & Korkhova M. The influence of water-soluble secretions of saffron seed on the germination of seeds of soft winter wheat varieties. Scientific Horizons. 2023. V. 26(9), P. 81–91. https://doi.org/10.48077/scihor9.2023.81
20. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні. 2025. URL: https://surl.li/kwkiiv (дата звернення: 20.10.2025).
21. Williamson G. B & Richardson D. Bioassays for allelopathy: measuring treatment responses with independent controls. J. Chem. Ecol. 1988. V. 14. P. 181–187. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/BF01022540 (дата звернення: 15.10.2025).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
