Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМИ. Развитие современного сельского хозяйства носит в значительной степени экстенсивный характер. Увеличение энергозатрат на единицу продукции и чрезмерное применение агрот.и-MHKST0B приводят it резко отрицательным последствиям для окружающей среды и здоровья людей. Экстенсивный путь часто не учитывает внутренние закономерности поведения екосистем, растительных сообществ и агроФитоценозов.
За последние годы в экологии выделилась сравнительно молодая область - экологическая биохимия (Харборн,, 1935), изучающая Физио-лого-биохимические взаимодэйствия организмов в сообществах, которые реализуются посредством тех или иных биологически активных еє-ществ (Райе, 1933). Такие взаимодействия осуществляются, например, между насекомыми с участием феромонов. Между растениями и другими организмами, а также между самими растениями отношения обуславливаются аллелопатически активними соединениям!, или ялледопатнчэе-кнми агентами /!'Лііttaker, 1971: Pale, 1373; Гролзпнскіїй и др. ,1987; V.'aller, 1*37 и др.). Изучение феромонов доведено в настоящее время до практического использования, чего нельзя пока сказать об исследовании аллелопатичеоких агентов. Однако количество зарубежных публикаций по данной проблеме возросло за последнее десятилетне более, чем в пятнадцать раз, что свидетельствует о научной актуальности данного направления.
Многие стороны взаимодействия между растениями посредством ал-лелопатически активных веществ недостаточно изучены. Во многих случаях нэ понятен конкретный механизм явлений, публикуемые данные часто носят описательный характер. Наконец, не выясняется, при участии каких именно веществ осуществляется влияние и т.д.
Весьма интересной с этих позіпхий представляется проблема своеобразной самонепереносимости (в аллелопатіш предложен термин "ау-тоинтолерэнтности" (Гродзінський, 1973) ) ряда культурных растении: зерновых, технических и плодовых (Rice, 198-4). К ним относится и персик (Misutani,1980: Ohigashi et al.,1982; Мороз, 1988). Известно, что при повторной его посадке на тон же место, несмотря на соблюдешь всех требований агротехіппш, часто отмечаются неудовлетворительный рост, задержка плодоношення, з иногда и гибель саженцев (Gilmore,196-3; Hirano, 1964,1968; Israel et al.,1973; Мороз, 197Э). Показано, что такое вредное последействие в значительной степени Енззано аллелопатичеоким Фактором (Гродзинскил и др., 1979;
Экспериментальная аллелопатня, 1987). Эффект последействия наиболее внршен, если после персика производится повторная посадка именно персика, т. е. обладает ярко выраженной специфичностью. Вероятно, он. связан с формированием специфического состава аллелопа-тически активных веществ в почве, источника1.';! которых могут быть различные органы, остатки И опад данного вида. Из .них подвижные соединения Бымьгааются водой и поглощаются почвой. По -видимому, некоторые из них достаточно медленно трансформируются под действием микроорганизмов и, следовательно, сохранится в почве длительное время, не включаясь в состав гумуса и ькзьшая эффект последействия (Гродзинский, 1979; Мороз, 1933; Грксов, 1SS3).
В отечественной и зарубежной литературе распространено мнение, что нршиной ухудшения роста саженцев персика, произрастающих на месте выкорчеванных старых деревьев, являются продукты распада ци-аногенныз гликозидов персіша - пруназина и амигдалнна .(Сопи, 1980), э частности синильнал кислота и бензальдэгид, поступающие '" в почву при разложении корневых .остатков (Шsutani, 1977). Однако ингибиторы роста обнаружены не только в корнях, где содержание ' циа-ногенннх гликозидов особенно велико, но и в опавших листьях, лепестках цветков, плодах и обрезанных побегах персика і Мороз. 1979, 1981). Анашз литературных данных приводит к вызолу, что между отрицательным влиянием на тест-обьекты корней, опавших листьев и других остатков персіша и количеством цнзногенных гликозидов в них не наблюдается прямой зависимости (Ward,Шгкее. 1956: Misut?.ni,1977, 1Р80). По-видимому, эффект последействия гораздо сложнее, и неоднозначность экспериментальных данных в этом случае можно объяснить участием других веществ.
Кроме ашггдалина и пруназина в остатках персика содержатся фе- ' нолыше соединения, тормозящие прорастание семян и рост проростков различных растений (Мороз, 1959; Гродзінський, 1973; Misutani ,1979). Они также рассматриваются как возможные факторы аллалопатической аутоинтолерантности персика (Ohigashi el. al.,1932). Мы считаем, что отрицательный эффект бессменной культуры вряд .гаї можно объяснить действием одного или двух веществ - дериватов няаногенных гликозидов или фзнольных соединений. Вероятно, он обусловлен сложной смесью аллелопаттгчееки активных веществ этого растения, тем более, что Феяолышэ соелиненігя по активности вполне могут быть сравнимы о продуктами распада цианогенных гликозидоз - бензальдегцдом и синильной кислотой.
Согласно теоретическим представлениям її экспериментальным данным нсточникьмн аллелопатнчэеьи. активних соединений могут быть прижизненные Еыделення. продукты разложения остатков н опала деревьев, например, корни, разлагающиеся в почве корневые остатки, опавшие листья, обрезанные побеги, опал лепестков цветков и незрелых плодов (Rice, 1934; Экспериментальная аллелопапіл. 1SS7). Естественно, что реальное аллелопатпческое воздействие может определяться этими источниками совместно,
ЦЕЛЬ Н ЗАДАЧИ И'ХЛЕДОВАЩЩ. Актуальным представляется конкретизировать понимание специфической роли фенольних соединений в ал-лелопатіпеском последействии персика. Поэтому, задачи нашей работы заключались в следующем. БО-ПЕРВЫХ, необходимо было провести детальное исследование видоспецнфнческой активности разлитых источников аллелопатических агентов персика: корней и перегнивша корневых остатков.'обрезанных побегов (персиковые деревья подЕегаитсл интенсивной обрезке;, опадз лепестков цветков, незрелых плодов и листьев. ВО-БТОРНл, показать насколько Фенольные соединения могут определять вндбспещіфіпеекое аллелопатическсе последействие персика. Б-ГРЕТЫЕ, выделить из корней и опала препараты Фенолов и также определить их видоспецифическув'' активность. В-ЧЕТВЕРТИХ, изучить и охарактеризовать под данным углом зрения различные группы Фенолышх соединений, содержащихся в персике и определить вещества, которые могут быть вовлечены в аллелопатпческое последействие персика. Далее, конкретизировать пути их поступлення в почвенную среду. II, НАКОНЕЦ, провести поиск Фенольних факторов аллглспати-ческого последействия персика непосредственно в почве, продемонстрировав, что длительный эффект последействия определяется устойчивостью данных веществ к микробиологической деструкшга.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Нами впервые был разработан и предложен пригодный для адекватной оценки видоспешіфической аллелопатической активности биотест с использованием срезанных побегов персика прироста текущего года, который может применяться для оценки возможной устойчивости подвоев персика к его аллелопэтическому последействии в условиях монокультуры; разработаны методики обзорного хроматографического анализа растительных экстрактов и гкетрактов почвы с помощью ВЭЖХ, а также методики анализа отдельных групп Ф»з-нольных со? тішений, в частногти Фенолкарбонових кислот; обнаружено, что аллелопатпческое последействие персика в основном обусловлено одним из тэншшов корней, т.н. Фактором зллелопаппесхого по-
следенствия персша; обнаружено присутствие данного вещества в составе корневых выделений.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ. Разработанный биотест на побегах может быть использован для оценки устойчивости селекционных форм подвоев персика к его аллэлопатнческому последействии, а анализ содержания фактора яллелопатнческого последействия в почве - для прогнозирования данного эффекта и изучения путей его регулирования.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы работы докладывались: 1. На конференцій! молодых ученых ЦРБС АН УССР. Киев, 1986 г. .2. На V республиканской конференции по проблемам эллелопатии. Харьков, 1986 г.
-
На Пятом Всесоюзном симпозиуме по Фенольним соединениям. Таллинн, 22-24 сентября 1987 г.
-
На VI Ме'жрегшначьной конференции молодых ученых "Актуальные вопросы физиологии растений и генетики". Киев, 1988 г.
-
На Всесоюзном совещании "Агрофитоценозы и экологические пути повышения их стабильности и продуктивности", Ижевск, 1933 г.
6. На конференции молодых ученых "Актуальные вопросы ботаники и
.'' экологии". Канев, в-8 сентября, 1989 г.
-
На семинаре при Киевском областном отделении Украинского общества физиологов растений "Проблемы физиологии растений" Киев, 3 июля 1989 Г.
-
На VII республиканской конференции "Аллелопатал - резерв и основа будущего земледелия". Киев, 17-18 октября 1990 г.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных .работ.. 2 находятся в печати.
СТРУКТУРА И ОБЬЕМ ЯИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения и списка использованной н цитируемой литературы (260 наименоваюш). Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы и 32 рисунка , включая копии хромагограым и других материалов.
