Введение к работе
Актуальность проблемы. Необходимость экологизации садоводства и других отраслей сельского хозяйотва требует дальнейшей разработки рада коренных проблем биологии, в частности, изучения особенностей взаимоотношений растений, которые наряду о другими факторами определяют продуктивность растительных сообществ. Согласно классическим представлениям /Сукачев, Дыяис, Молчанов, 1964; Карпов, IS69; 1970/ наиболее широко распространены универсальные взаимовлияния растений, осуществляемые' путем изменения физических и химических факторов экотопа.а также совместного использования энергетических и пищевых ресурсов местообитания /конкуренция/,
В последние 40 лет доказано существование химического взаимодействия растений /аллелопатии/ посредством прижизненных выделений и продуктов разложения растительных остатков /Гродзинс-кий, 1965', 1973, 1991/. При изучении аллолопатических явлений в фитоценозах исследователи обреаали внимание в основном на взаимодействие растений при совместном произрастании. Пооледействие, которое наблюдается после корчевания старых плодовых насаждений, вырубки деревьев ле со образующих пород или после удаления о поля основной фитомассы при уборке урожая изучено недостаточно. Классификации взаимоотношений растений /Сукачев, 1956; Корчагин, 1956; Лавренко , 1959; Марков, 1972; Одум, 1986/ касаются только взаимодействия и не предусматривают возможность их последействия. А.П.Шенников /1964/ обротал внимание на то, что влияние одного вида растений на другие моіет принимать характер последействия и рекомендовал учитывать это явление при разработке плодосмена и севооборотов.
Первостепенное значение имеют исследования в области влле-лоаатического последействия, которое является наименее изучен-
рым фактором продуктивности одновидовых культурфитоцанозов. Большой практический интерес-представляет изучение аллолопати- ческих явлений в садовых ценозах, эдификаторы которых - крупные плодовые деревья, обладающие мощным средообразущим влиянием, -десятки лет произрастают на одном месте, В результате длительного бессменного возделывания яблони или другой плодовой культуры на одной и той же площади наступает почвоутомление. В связи о интенсификацией садоводства, концентрацией плодовых насаждений в наиболее благоприятных природно-экологических районах все чада будет возникать необходимость возобновлять сады на старых плантациях. Следовательно, в будущем проблема повторного использования садових земель может серьезно обостриться.
Требования плодовых культур к условиям почвенной среды,пригодность дод сады различных почв, их садорастительные свойотва изучены П.Д.Поповичем и дугами /Попович, Дгамаль, Ільчишина,Скорина, 1981/, С.Ф.Неговеловыы и В.Ф.Вальковым /1985/,В.Ф.Ивановым /1986/, Е.Ф.Молчановым /1986/, которые разработали систему комп-лзконой биоэкологической оценки садопригодности почв и критерии отбора -земельных участков под плодовые насаждения. Сднако проблему аллелопатического последействия плодовых культур оти исследователи не затрагивали.
Цель и задачи исследований: выяшиь экологическое значение аллелопатического последействия эдифакаторов садовых фатоценозов и причину почвоутомления при бессменном возделывании плодовых культур; в связи о этим необходимо было изучить влияние предшественников на рост молодых плодовых деревьев .при возобновлении саков, опреде;„»ть аллелопаткческую активность и адлелопатичеокую толерантность плодовых культур, установить химическую природу и количественное содержание кс.пюв в опа'де, корневых остатках плодовых растений и в почве под нами; выяснить роль почвы в аллелопа-
тическях явленнях, найти пути преодоления почвоутомления в садових биогеоценозах.
Научная новизнз к теоретическое значение работы. Разработана классификация форм последействия растений, которое является одним аз типов их взаимоотношений; предложена дефиниция этого понятия. Показано, что рллвлопатическов последействие в биогеоценозах происходит вследствие накопления в почвенной среда продуктов жизнедеятельности растений и их консорточ. Вняоненн особенности последействия предшественников на последующие культуры пра возобновлении плодовых насаждений на старих садовых плантациях. Изучены аллолопатические свойства абрикоса, айвы, алычи, вяиня, груш, миндаля, персика, сливы, черешни, яблони; доказано, что аллелопатическая активность опада и корней этих культур обусловлена фенольними соединениями. Основной причиной отрацзтзяькрго последействия предшественников /почвоутомления/ в садових биогеоценозах являются аллелопатически активные вещества /колины/ поступавшие в почву с корневыми выделениями, диф-фуэатами, опадом и корневыми остатками плодовых растений.Эффект аллелопатического последействия обеспечивается поглотительной способностью почвы. Результаты опытов по изучению влияния коли-нов на поглощение воды п минеральных веществ корнями сеянцев л водной и почвенной культуре указывает на существование аллело-патического механизма корневой конкуренции.
Обоснована концепция вадоспеплфичьости действия колинов, которая имеет очень важное значение для понимания экологической роли аллзлопатии. Аутоинтолсрэнтность растений /то есть отрицательная реакция на метаболита особей своего иидэ/ и специфичность действия колинов способствуют эндоэкогенезу. Колины -это биотический экологический фактор; накапливаясь в корнеобн-таемой среде они ухудкает ушювзя произрастания для того.вида,
- 4 _
который их продуцирует, то есть являются одной из причин эндо-экогенетических.оукцессий.- Такой подход позволяет объяснить причину "самоотрицания", самовытеснения плодовых и других культурных растений при повторном возделывании их на одном и том же месте. Биогеоценотическая сущность аллелопатии заключается, прежде воего, в средопреобразующем влиянии метаболитов детерминантов коноорций, которое имеет кумулятивный характер. Такой подход, а также разработанные нами представления об аллолопати-ческом механизме конкуренции свидетельствуют о том, что выделительная функция растений, так же как и поглотительная, играет существенную роль во взаимоотношениях компонентов фитоцзнозов. Продуцируемые растениями а ллє лопати чески активные вещества выполняют функцию экологических хеморегуляторов и относятся к важнейшим факторам ореды, определявши отруктуру, динамику и продуктивность растительных сообществ.
Практическое значение результатов исследований.Показаны возможности «регулирования аллелопатического режима в садовых биогеоценозах путем выращивания сидеральних культур в междуря-диях; разработаны способы преодоления почвоутомления: кратко-" срочная или длительная трансформация фитоценозов и чередование культур в оадообороте.
Основные положения, которые выносятся на защиту;
нобледайствае является одним из типов взаимоотношений-растений;
источником колинов в садовых биогеоценозах являются прижизненные выделения деревьев, опад а корневые остатки, аллелопати-чеокая активность которых обусловлена фенольними соединениями;
основной причиной отрицательного последействия плодовых культур при бессменном выращаванав /почвоутомления/ являются накапливающиеся в корне обитаемой почвенной среде продукты жвзнедея-
твльностй предшествующих деревьев а их консортов;
концепция видоспецифичнэсти действия колинов;
концепция экологизации оадоводотва.
Апробация работа и публикация результатов исследований.. Материалы диосертации доложены на одно* международном симпозиуме, десяти всесоюзных и девяти республиканских научных конференциях и совещаниях; представлены в одной монографии, 56 статьях и 20 тезисах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа ооотоят из введения, семи глав, выводов, заключения, спиока литературы, включающего 606 работ отечественных а зарубежных авторов. Дио-сертация изложена на374 страницах, оодержит 57 таблиц и 24 ри-оунка.