Алелопатична дія післяжнивних решток попередників на посівні якості та проростання насіння пізніх ярих культур
Анотація
Мета. Встановити алелопатичний вплив водних витяжок післяжнивних решток пшениці озимої, кукурудзи, сої, соняшнику та гречки на енергію проростання, лабораторну схожість і темпи проростання насіння кукурудзи, сої та соняшнику. Методи. Основний – лабораторний дослід, додатковий – кореляційний аналіз. Алелопатичну активність післяжнивних решток оцінювали методом тестових біопроб за водними витяжками різної концентрації. Лабораторні дослідження проводили на базі Інституту сільського господарства Степу НААН. Результати. Водні витяжки з післяжнивних решток пшениці озимої, кукурудзи, сої, соняшнику та гречки проявляли диференційований вплив на енергію проростання та лабораторну схожість насіння кукурудзи, сої та соняшнику. Контрольні показники енергії проростання та схожості насіння були найвищими: кукурудза – 88% та 92%, соя – 85% та 88%, соняшник – 88% та 93%. Значний інгібуючий ефект спостерігався для насіння кукурудзи на витяжках із решток соняшнику, де енергія проростання була меншою на 5%, а схожість – на 6%. Помірний ефект спостерігався за використання решток пшениці озимої та гречки (зниження 4–5%), слабкий – за решток кукурудзи, а рештки сої майже не впливали на ці показники. Також за дією на довжину проростків насіння кукурудзи найбільш інгібуючий ефект проявляли рештки соняшнику. Насіння сої найбільш негативно реагувало на рештки пшениці озимої (83% енергії проростання, 86% схожості), помірний ефект спостерігався за решток гречки та сої, а рештки кукурудзи і соняшнику впливали незначно. Для насіння соняш-нику найбільш інгібуючими були рештки пшениці озимої, соняшнику та гречки (зниження показників енергії проростання на 5–6%, схожості – на 5%), тоді як рештки кукурудзи і сої мали слабкий ефект (1–2%). Збільшення концентрації післяжнивних решток пшениці озимої від 25% до 100% призводило до зниження показників енергії проростання та схожості насіння кукурудзи на 3–5%, соняшнику – на 4–6%, тоді як витяжки решток кукурудзи у концентрації 25–100% практично не впливали на проростання насіння кукурудзи та соняшнику. Висновки. Вплив способу збирання попередників (з вивезенням чи без вивезення побічної продукції) проявлявся вже на початкових етапах проростання насіння пізніх ярих культур. Водні витяжки післяжнивних решток пшениці озимої, соняшнику та гречки знижували енергію проростання та лабораторну схожість насіння, тоді як рештки кукурудзи і сої впливали мінімально. Найбільший інгібуючий ефект спостерігався для насіння кукурудзи та соняшнику на витяжках із решток соняшнику та пшениці озимої, а насіння сої було відносно стійким. Показники довжини проростків також зменшувалися під впливом алелохімічних сполук, особливо при високій концентрації решток пшениці озимої. Результати свідчать про диференційований алелопатичний вплив післяжнивних решток на початковий ріст культур. Урахування цих ефектів при плануванні сівозмін і виборі способу обробітку ґрунту дозволить зменшити негативний вплив побічної продукції попередників на сходи та стартовий ріст пізніх культур.
Посилання
2. Chon S.U., Jang H.G., Kim D.K., Kim Y.M., Boo H.O., Kim Y.J. Allelopathic potential in lettuce (Lactuca sativa L.) plants. Scientia Horticulturae. 2005. 106(3). Р. 309–317. DOI: 10.1016/j.scienta.2005.04.005
3. Ni L.X., Chen S.J., Ren G.X., Hao X.Y. Advance research on the allelopathy of terrestrial plants in inhibition of algae. Ecology and Environmental Sciences. 2011. 20(7). Р. 1176–1182. DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906(2011)07-1176-07
4. Rice E.L. Allelopathy – An update. The Botanical Review. 1979. 45(1). Р. 15–109
5. Rice E.L. Allelopathy. New York: Academic Press. 1984. P. 309–315
6. Dias L.S., Pereira I.P., Dias A.S. Allelopathy, seed germination, weed control and bioassay methods. Allelopathy Journal. 2016. 37(1). Р. 31–40
7. Guo L.P., Huang L.Q., Jiang Y.X., Lv D.M. Soil deterioration during cultivation of medicinal plants and ways to prevent it. China J Chin Mater Med. 2006. 31(9). Р. 714–717. PMID: 17048673
8. Farooq M., Jabran K., Cheema Z.A., Wahid A., Siddique K.H.M. The role of allelopathy in agricultural pest management. Pest Management Science. 2011. 67(5). Р. 493–506. DOI: 10.1002/ps.2091
9. Dorning M., Cipollini D. Leaf and root extracts of the invasive shrub Lonicera maackii inhibit seed germination of three herbs with no autotoxic effects. Plant Ecology. 2006. 184(2). P. 287–296. – DOI: 10.1007/s11258-005-9073-4.
10. Yu Huiyong, Liang Hongbo, Shen Guoming, Sampietro Diego A., Gao Xinxin. Effects of allelochemicals from tobacco root exudates on germination and seedling growth of tobacco. Allelopathy Journal. 2014. 33(1). – P. 107–120.
11. McEwan R.W., Arthur Paratley L.G., Rieske L.K., Arthur M.A. A multi assay comparison of seed germination inhibition by Lonicera maackii and co occurring native shrubs // Flora Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants. 2010. 205 (7). P. 475–483. DOI: 10.1016/j.flora.2009.12.031
12. Yang M., Zhang X. D., Xu Y. G., Mei X. Y., Jiang B. B., Liao J. J., … & Zhu S. S. Autotoxic ginsenosides in the rhizosphere contribute to the replant failure of Panax notoginseng. PLoS One. 2015. 10 ( 2) e0118555. DOI: 10.1371/journal.pone.0118555.
13. Asaduzzaman M., Asao T. Autotoxicity in beans and their allelochemicals. Scientia Horticulturae. 2012. 134. P. 26–31. DOI: 10.1016/j.scienta.2011.11.035.
14. Miransari, M., & Smith, D. L. Plant hormones and seed germination. Environmental and Experimental Botany. 2014. 99. Р. 110–121. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2013.11.005
15. Shuai H.W., Meng Y.J., Luo X.F., Chen F., Qi Y., Yang W.Y., Shu K. Auxin regulation of seed dormancy and germination // Hereditas (Beijing). 2016. 38 (4). P. 314–322. DOI: 10.16288/j.yczz.15 464.
16. Shu, K., Chen, Q., Wu, Y. R., et al. ABI4 mediates antagonistic effects of abscisic acid and gibberellins at transcript and protein levels. The Plant Journal. 2015. 85(3). Р. 348–361. DOI: 10.1111/tpj.12839
17. Linkies, A., & Leubner Metzger, G. Beyond gibberellins and abscisic acid: How ethylene and jasmonates control seed germination. Plant Cell Reports. 2012. 31(2). Р. 253–270. DOI: 10.1007/s00299-011-1180-6
18. Shu K., Zhang H.W., Wang S.F., Tang J., Zhang Z.W., Wang Y.C., Xie Q. ABI4 regulates primary seed dormancy by regulating the biogenesis of abscisic acid and gibberellins in Arabidopsis. PLoS Genetics. 2013. 9 (6). e1003577. DOI: 10.1371/journal.pgen.1003577.
19. Finkelstein R., Reeves W., Ariizumi T., Steber C. Molecular aspects of seed dormancy. Annual Review of Plant Biology. 2008. 59(1). P. 387–415. DOI: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092740.
20. Popovici J., Bertrand C., Jacquemoud D., Konaté S., Lutts S. An allelochemical from Myrica gale with strong phytotoxic activity against highly invasive Fallopia × bohemica taxa. Molecules. 2011. 16 (3). P. 2323–2333. DOI: 10.3390/molecules16032323.
21. Voegele A., Graeber K., Oracz K., Tarkowská D., Jacquemoud D., Turečková V., Urbanová T., Strnad M., Leubner Metzger G. Embryo growth, testa permeability, and endosperm weakening are major targets for the environmentally regulated inhibition of Lepidium sativum seed germination by myrigalone A // Journal of Experimental Botany. 2012. 63 (14). P. 5337–5350. DOI: 10.1093/jxb/ers197.
22. Oracz K., Voegele A., Tarkowská D., Śliwińska E., Urbanová T., Strnad M., Leubner Metzger G. Myrigalone A inhibits Lepidium sativum seed germination by interference with gibberellin metabolism and apoplastic superoxide production required for embryo extension growth and endosperm rupture // Plant and Cell Physiology. 2012. 53 (1). P. 81–95. DOI: 10.1093/pcp/pcr124.
23. Gniazdowska A., Oracz K., Bogatek R. Phytotoxic effects of sunflower (Helianthus annuus L.) leaf extracts on germinating mustard (Sinapis alba L.) seeds // Allelopathy Journal. 2007. 19 (1). P. 215–226.
24. Morozova T., Mudrak O., Mudrak G. Assessment of the allelopathic and phytotoxic effects of Ambrosia artemisiifolia L. residues on seed germination of key agricultural crops. Agroecol. J. 2025. P. 84–98. DOI: 10.33730/2077-4893.3.2025.340783
25. Hussain MI, Danish S, Sánchez-Moreiras AM, Vicente Ó, Jabran K, Chaudhry UK, Branca F, Reigosa MJ. Unraveling Sorghum Allelopathy in Agriculture: Concepts and Implications. Plants (Basel). 2021. 10(9). Р. 1795. DOI: 10.3390/plants10091795.
26. Janusauskaite D. Allelopathic effect of aqueous extracts of common sunflower on seed germination and growth of field pea. Zemdirbyste-Agriculture, 2023. 110 (1). Р. 17–26. DOI: 10.13080/z-a.2023.110.003
27. Khaliq A., Matloob A., Hussain A., Hussain S., Aslam F., Zamir S.I., Chattha M.U. Wheat residue management options affect productivity, weed growth and soil properties in direct-seeded fine aromatic rice. Clean Soil Air Water. 2015. 43. Р. 1259–1265. DOI: 10.1002/clen.201400523
28. Ferdous Z., Zulfiqar F., Datta A., Hasan A.K., Sarker A. Potential and challenges of organic agriculture in Bangladesh: A review. J. Crop Improv. 2021. 35. Р. 403–426. DOI: 10.1080/15427528.2020.1849201
29. Scavo A., Abbate C., Mauromicale G. Plant allelochemicals: Agronomic, nutritional and ecological relevance in the soil system. Plant Soil. 2019. 442. Р. 23–48. DOI: 10.1007/s11104-019-03962-x
30. Xiao Z., Zou T., Lu S. Soil microorganisms and allelopathy. Saudi Journal of Biological Sciences. 2020;27:1057–1065. DOI:10.1016/j.sjbs.2020.01.013
31. Barrero J.M., Downie A.B., Xu Q., Gubler F. A role for barley CRYPTOCHROME1 in light regulation of grain dormancy and germination. The Plant Cell. 2014;26(3):1094–1104. DOI:10.1105/tpc.113.121830
32. Ishibashi Y., Koda Y., Zheng S.H., Nakashima A., Watanabe K., Adachi S., Ogata T., Kamiya Y., Seo M. Regulation of soybean seed germination through ethylene production in response to reactive oxygen species. Annals of Botany. 2012. 111(1). Р. 95–102. DOI:10.1093/aob/mcs264
33. El-Maarouf-Bouteau H., Sajjad Y., Bazin J., Korbei B., Huc L., Meimoun P., Bailly C. Reactive oxygen species, abscisic acid and ethylene interact to regulate sunflower seed germination. Plant, Cell & Environment. 2015. 38(2). Р. 364–374. DOI: 10.1111/pce.12349

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.


