Особливості взаємодії бука лісового та ялиці білої в умовах Прикарпаття

Дані проведених досліджень свідчать, що водорозчинні речовини опаду бука лісового суттєво впливають як токсини на проростання власного насіння і насіння редису, та як стимулятори – на ріст корінців крес-салату і на проростання насіння ялиці білої. Екзометаболіти опаду ялиці білої пригнічували проростання власного насіння, насіння редису і стимулювали ріст корінців крес-салату та проростання насіння бука лісового.

Очевидно, така дія фізіологічно-активних речовин опаду зумовлена неоднаковим впливом на процеси, пов'язані з виходом насіння із стану спокою та на ріст коренів тест-рослин. Стимулюючий чи токсичний вплив екзометаболітів залежить значною мірою від їх хімічного складу і концентрації. Тому вивчено вплив алелопатично активних речовин листового опаду бука лісового і ялиці білої різних концентрацій. Наші досліди у природних умовах показали, що із свіжого листового опаду першим дощем вимивається кількість колінів, що відповідає за активністю добовій витяжці у співвідношенні 1: 50, а при наступних дощах – 1: 100. Це дає підстави вважати, що водні витяжки із рослинних залишків 1: 100 – 1: 200 найближчі до концентрацій колінів, що існують у природних умовах. Екзометаболіти опаду досліджуваних порід у концентрації 1: 100 – 1: 200 діяли на проростання насіння редиски теж як інгібітори (рис. 1).

 

Для порівняння нами було проведено дослідження впливу водних екстрактів з опаду бука лісового та ялиці білої на проростання насіння туї західної і сосни Веймута. У концентрації 1: 100 екстракти впливали як інгібітори проростання (43, 7% та 84, 1% до контролю).

Дослідження алелопатичної активності рослин потребує вивчення токсичності прижиттєвих кореневих виділень бука лісового та ялиці білої, тому що не завжди фізіологічно активні речовини, які екстрагуються водою із подрібненого коріння виділяються у середовище у процесі нормального метаболізму рослин (табл. 1).

Треба відзначити, що токсичність екстрактів із коріння не завжди корелює з активністю кореневих виділень, що пов'язано з більш активною ексудацією ростінгібуючих сполук корінням.

 

Таблиця 1

Вплив екзометаболітів на проростання насіння та ріст тест-рослин

 

Результати дослідження біологічної активності екзометаболітів коренів, зеленого листя та хвої підтвердили аутоінтолерантність досліджуваних лісових порід і те, що вплив між ними є взаємостимулюючим.

Газохроматографічне визначення речовин, що виділяються досліджуваними лісовими породами. Недостатнє вивчення хімічної природи виділень деревних рослин – один із факторів, що гальмують розвиток уявлень про роль хімічної взаємодії у формуванні лісових угрупувань.

При визначенні хімічної природи екзометаболітів бука лісового і ялиці білої було проведено екстрагування дослідного матеріалу нагрітою до температури 80 оС дистильованою водою, що зумовлено кращою розчинністю при даній температурі очікуваних у пробах кислот. Для виявлення флавоноїдів та речовин іншої хімічної природи ми проводили екстрагування дослідного матеріалу етанолом.

Отримані екстракти хроматографували при заданих умовах на газовому хроматографі Varian Star 3400. Оскільки метод газової хроматографії є відносним, були проаналізовані індивідуальні стандарти доступних нам речовин у тих же умовах. Підтвердженням ідентифікації кожної речовини було повторне хроматографування зразка проби з додаванням індивідуального стандарту – доказом було зростання піку ідентифікованоі речовини. Наступним етапом дослідження хімічної природи екзометаболітів бука лісового та ялиці білої було визначення кількісних характеристик ідентифікованих при хроматографічному аналізі речовин за розробленою нами формулою (1).

Серед комплексу речовин, що входять до складу досліджуваних джерел екзометаболітів, нами кількісно та якісно ідентифіковано борнеол, борнілацетат, карвакрол, ліналоол, ментол, аскорбінову, бузкову, винну, галову, кофейну, цитринову, щавлеву, яблучну та янтарну кислоти. І хоч дію цих речовин потрібно розглядати у комплексі, було проведене вивчення фізіологічної активності декількох характерних або близьких по структурі речовин. Найбільшою інгібуючою активністю володіла абсцизова кислота (повністю пригнічувала проростання насіння редиски). Відповідно менш активними у порядку спадання в алелопатичному відношенні виступали кавова і галова кислоти.

Визначення флавоноїдів з джерел екзометаболітів бука лісового та ялиці білої. Флавоноїди – це кристалічні сполуки високої біологічної активності. Вони у більшій чи меншій мірі містяться майже в усіх вищих рослинах, рідше трапляються у мікроорганізмів, локалізуються головним чином у листках, квітах і плодах, рідше у стеблах і підземних органах (Блінова, Борисова та ін., 1990).

З допомогою методу диференційної спектрофотометрії нами кількісно визначено флавоноїди серед комплексу речовин екзометаболітів бука лісового та ялиці білої. Вміст суми флавоноїдів визначили у перерахунку на рутин. З досліджуваних джерел екзометаболітів найбільше флавоноїдів міститься в опаді бука лісового і опаді ялиці білої (див. табл. 2).

 

Таблиця 2

Дані спектрофотометричного визначення флавоноїдів у зразках природних об'єктів

 

Вивчення впливу алелопатичного фактору на водні культури сіянців досліджуваних рослин. Для вивчення впливу алелопатичного фактору нами було проведено досліди на водних культурах бука лісового та ялиці білої, що дало можливість виключити дію всіх інших чинників.

Результати проведених досліджень свідчать, що екзометаболіти бука лісового у концентраціях 1: 200-1: 500 стимулюють ріст сіянців ялиці білої та пригнічують ріст власних сіянців (відповідно 111-123% та 57-82% до контролю), а екзометаболіти ялиці білої