Хімічний складник та алелопатична дія метаболітів, продукованих амброзією полинолистою (Ambrosia artemisiifolia L.)
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.12.3.2024.317152Ключові слова:
хімічний складник, алелопатія, Ambrosia artemisiifolia L., екстракти, якісні показники насінняАнотація
Мета. З’ясувати фітохімічний складник вегетативної маси Ambrosia artemisiifolia L., дію її кореневих екскудатів на основні культури агроценозу та конкурентоспроможність сегетального бур’яну порівняно з іншими видами рослин.
Методи. Алелопатичні, хімічні, фізіолого-біохімічні, аналітичні та статистичні.
Результати. Вегетативна маса A. artemisiifolia має високий уміст основних фізіологічно активних компонентів, серед яких найбільше кумаринів – 2,97 %. Коріння амброзії полинолистої екскудує у зону ризосфери протокатехову кислоту, n-гідроксибензойну, ванілінову, сиреневу, n-кумарову та ферулову кислоти. За дії фітонцидних екстрактів вегетативних органів A. artemisiifolia у гороху озимого схожість знизилась у середньому на 37–50 %, у кукурудзи – на 27–40, у сорго – на 17–22 %, а в буряків цукрових – на 12–28 %. Кореневі фітонцидні екстракти та екстракти з ґрунту ризосфери суттєво знизили схожість насіння досліджуваних культур: у гороху озимого – на 71 і 78 % відповідно, у кукурудзи – на 42 і 38 %, у буряків цукрових – у середньому на 26 %, у сорго – на 33 і 16 %. Найстійкішим є соняшник, оскільки за обробки його насіння фітонцидними екстрактами з маси стебел, листя та суцвіть амброзії схожість знизилась на 7, 5 та 4 % відповідно. Фітонцидні екстракти з ґрунту та коріння знизили показник схожості соняшника на 11 і 6 %. Високу конкурентоспроможність протистояти алелопатично активним компонентам сегетального бур’яну мають гірчиця сарептська, сорго та пирій повзучий, оскільки їхні фітонцидні екстракти з ґрунту знизили схожість насіння амброзії на 75 %, екстракти пирію повзучого та сорго – на 88 і 68 % відповідно.
Висновки. Водні екстракти вегетативних та генеративних органів A. artemisiifolia мають значну кількість фізіологічно активних компонентів, які впливають на якісні показники насіння досліджуваних культур. Установлено, що насіння соняшника за якісними показниками стійке до прояву алелопатично активних речовин сегетального бур’яну. Гірчиця сарептська, сорго та пирій повзучий стійкі до прояву фітонцидних компонентів A. artemisiifolia, оскільки вони мають у своєму складі високий рівень фітохімічних елементів, які здатні гальмувати проростання насіння високоалелопатичної амброзії.
Посилання
Rice, E. L. (1984). Allelopathy (2nd ed.). London: Academic Press.
Singh, H. P., Batish, D. R., & Kohli, R. K. (2001). Allelopathy in agroecosystems: An overview. Journal of Crop Production, 4(2), 1–41. doi: 10.1300/J144v04n02_01
Bonea, D., Bonciu, E., Niculescu, M., & Olaru, A. L. (2018). The allelopathic, cytotoxic, and genotoxic effect of Ambrosia artemisiifolia on the germination and root meristems of Zea mays. Caryologia, 71(1), 24–28. doi: 10.1080/00087114.2017.1400263
Kincel, K., Ramona, S., & Alin, C. (2019). Influence of Ambrosia artemisiifolia extract on germination and growth of Amaranthus retroflexus and Zea mays. Research Journal of Agricultural Science, 51(2), 127–135. doi: 10.21498/2518-1017.18.1.2022.257589
Bertin, C., Yang, X., & Weston, L. A. (2003). The role of root exudates and allelochemicals in the rhizosphere. Plant and Soil, 256(1), 67–83. doi: 10.1023/A:1026290508166
Jabran, K., Mahajan, G., Sardana, V., Bhagirath, S., & Chauhan, B. S. (2015). Allelopathy for weed control in agricultural systems. Crop Protection, 72, 57–65. doi:10.1016/j.cropro.2015.03.004
Storozhyk, L. I., Voytovska, V. I., Tereshchenko, I. S., & Zavhorodnia, S. V. (2022). Biochemical composition and allelopathic properties of sugar sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) seeds. Plant Varieties Studying and Protection, 18(1), 66–74. doi: 10.21498/2518-1017.18.1.2022.257589
Storozhyk, L. I., & Tereshchenko, I. S. (2023). Phenolic compounds of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) and their allelopathic effects. Advanced Agritechnologies, 11(2). doi: 10.47414/na.11.2.2023.285037
Storozhyk, L., Mykolayko, V., & Mykolayko, I. (2019). Allelopathic potential of sugar sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). Seeds Journal of Microbiology, Biotechnology, and Food Sciences, 9(1), 93–98. doi: 10.15414/jmbfs.2019.9.1
Šežiene, V., Baležentiene, L., & Maruška, A. (2017). Identification and allelochemical activity of phenolic compounds in extracts from the dominant plant species established in clear-cuts of Scots pine stands. iForest - Biogeosciences and Forestry, 10(1), 309–314. doi: 10.3832/ifor1791-009
Khadem, S., & Marles, R. J. (2010). Monocyclic phenolic acids; hydroxy- and polyhydroxybenzoic acids: Occurrence and recent bioactivity studies. Molecules, 15, 7985–8005. doi: 10.3390/molecules15117985
Rudrappa, T., Choi, Y. S., Levia, D. F., Legates, D. R., Lee, K. H., & Bais, H. P. (2009). Phragmites australis root secreted phytotoxin undergoes photodegradation to execute severe phytotoxicity. Plant Signaling and Behavior, 4(6), 506–513. doi: 10.4161/psb.4.6.8698
Buzhdygan, O., & Baglei, O. (2016). Developmental traits in grassland and agricultural plants under the influence of ragweed. Biological Systems, 8(2), 202–207. doi: 10.31861/biosystems2016.02.202
Šćepanović, M., Novak, N., Barić, K., Ostojić, Z., Galzina, N., & Goršić, M. (2007). Allelopathic influence of weed species Abutilon theophrasti Med. and Datura stramonium L. on initial development of maize. Agronomski Glasnik, 6, 459–472.
Šućur, J., Konstantinović, B., Crnković, M., Bursić, V., Samardžić, N., Malenčić, Đ., Prvulović, D., Popov, M., & Vuković, G. (2021). Chemical composition of Ambrosia trifida L. and its allelopathic influence on crops. Plants, 10, Article 2222. doi: 10.3390/plants10102222
Neilyk, M. M., & Tsytsura, Ya. H. (2020). Common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.): taxonomy, biology, adaptive potential, and control strategy. Vinnytsia: Druк Plus. [In Ukrainian]
Lebeda, A. P. (2005). Inventory of the flora of Ukraine (Medicinal plants – sources of coumarins). Kyiv: Akademperiodyka. [In Ukrainian]
Tamura, Y., Hattori, M., Konno, K., Kono, Y., Honda, H., Ono, H., & Yoshida, M. (2004). Triterpenoid and caffeic acid derivatives in the leaves of ragweed, Ambrosia artemisiifolia L. (Asterales: Asteraceae), as feeding stimulants of Ophraella communa LeSage (Coleoptera: Chrysomelidae). Chemoecology, 14, 113–118. doi: 10.1007/s00049-004-0269-1
Kong, C. H. (2010). Ecological pest management and control by using allelopathic weeds (Ageratum conyzoides, Ambrosia trifida, and Lantana camara) and their allelochemicals in China. Weed Biology and Management, 10, 73–80. doi: 10.1111/j.1445-6664.2010.00373.x
Hrodzinskyi, A. M. (1973). Fundamentals of chemical plant interaction. Kyiv: Naukova Dumka. [In Ukrainian]
Novak, N., Novak, M., Barić, K., Šćepanović, M., & Ivić, D. (2018). Allelopathic potential of segetal and ruderal invasive alien plants. Journal of Central European Agriculture, 19(2), 408–422. doi: 10.5513/JCEA01/19.2.2116
Vidotto, F., Tesio, F., & Ferrero, A. (2013). Allelopathic effects of Ambrosia artemisiifolia L. in the invasive process. Crop Protection, 54, 161–167. doi: 10.1016/j.cropro.2013.08.009
State Pharmacopoeia of Ukraine. (2008). Supplement 2 (1st ed.). Kharkiv: Scientific and Expert Pharmacopoeial Center. [In Ukrainian]
Hrodzinskyi, A. M., & Hrodzinskyi, D. M. (1973). Concise handbook on plant physiology (2nd ed., revised and expanded). Kyiv: Naukova Dumka.
Kryuchkova, A. I., Dylyur, O. A., Kulbarchko, Yu. L., & Pakhomov, A. Ye. (2015). Analysis of allelopathic activity of leaf litter, soil, and coprolites in the parks of Dnipro. Bulletin of Dnipro State Agrarian Economic University, 2(36), 40–42. [In Ukrainian]
Béres, I., Kazinczi, G., & Narwal, S. S. (2002). Allelopathic plants. 4. Common ragweed (Ambrosia elatior L. syn.: A. artemisiifolia). Allelopathy Journal, 9, 27–34. doi: 10.1007/s10340-013-0484-z
Molinaro, F., Monterumici, C. M., Ferrero, A., Tabasso, S., & Negre, M. (2016). Bioherbicidal activity of a germacranolide sesquiterpene dilactone from Ambrosia artemisiifolia L. Journal of Environmental Science and Health Part B: Pesticides, Food Contaminants and Agricultural Wastes, 51, 847–852. doi: 10.1016/j.cropro.2013.08.009
Pinke, G., Karácsony, P., Botta-Dukát, Z., & Czúcz, B. (2013). Relating Ambrosia artemisiifolia and other weeds to the management of Hungarian sunflower crops. Journal of Pest Science, 86, 621–633. doi: 10.1007/s10340-013-0484-z
