Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин

The article presents a brief analytical review of literature on the ecological role of microorganisms in allelopathic relations and phytocenoces functioning.

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2003
1. Verfasser:	Ellanska, N.E.
Format:	Artikel
Sprache:	Englisch
Veröffentlicht:	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2003
Online Zugang:	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1108
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Plant Introduction
Завантажити файл:

Institution

Plant Introduction

_version_	1860144613628575744
author	Ellanska, N.E.
author_facet	Ellanska, N.E.
author_sort	Ellanska, N.E.
baseUrl_str	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection	OJS
datestamp_date	2020-01-05T18:55:52Z
description	The article presents a brief analytical review of literature on the ecological role of microorganisms in allelopathic relations and phytocenoces functioning.
doi_str_mv	10.5281/zenodo.3253236
first_indexed	2025-07-17T12:48:57Z
format	Article
fulltext	ЕКОЛОГО- ФІЗІОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ У БОТАНІЧНИХ САДАХ І ДЕНДРОПАРКАХ УДК 631.427.2:581.1 Н.Е. ЕЛЛАНСЬКА Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України Україна, 01014 м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1 ЗНАЧЕННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ В АЛЕЛОПАТІЇ ВИЩИХ РОСЛИН Наведено аналітичний огляд літератури щодо екологічної ролі мікроорганізмів в алелопатичних взаємовідношеннях та функціонуванні фітоценозів. У виникненні та розвитку рослинних уг руповань провідну роль відіграють ґрун- тово-кліматичні чинники, які зумовлю ють існування природних рослинних зон. Алелопатична взаємодія відбуваєть ся на конкретном у кліматичному фоні, який і визначає ф лористичний склад рослинності, хар актер сукцесійного процесу, наявність первинних і остаточ них рослинних угруповань [12]. Алелопатія є складним і пош иреним явищ ем у світі рослин [11, 12, ЗО]. Вияви її м ож на спостерігати в стійких ф ітоц е нозах багаторічних рослин, і в коротко часних фітосоціологічних ф орм уваннях ниж чих рослин, а також у наземному, водному та ґрунтовом у середовищ і та м іж епіфітами. П очаток дослідж ення алелопатично- го реж и м у в угрупованнях (на прикладі степових ф ітоценозів України) був зак- © Н.Е. ЕЛЛАНСЬКА, 2003 ладений А.М. Гродзінським, який сф о р мулю вав основні методичні підходи до вивчення цього явищ а. В його класич них роботах [9, 11] алелопатія ви зн а чається як явищ е, в основі якого л е ж ить кругообіг ф ізіологічно активних речовин у біогеоценозі. Алелопатія, або хімічна взаємодія рослин, вклю чає в с е бе такі основні етапи: біосинтез та н а копичення ф ізіологічно активних речо вин у рослинах-донорах, їх виділення, трансф орм ація у середовищ е та вплив на рослини-акцептори. Згідно із сучасними уявленням и [4, 7, 11, 22, та ін.], кореневі виділення є од ним із найваж ливіш их дж ерел ж и влен ня та енергії у ґрунті. М аса органічного матеріалу, яку виділяє рослина у ґрунт, містить 20 — 40% вуглецю, асим ільовано го рослиною під час фотосинтезу. Водо розчинні ф ракц ії кореневих виділень становлять до 25% від маси тіла рослин [З, 11]. 106 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2003, № З З н а ч е н н я м ікр о о р га н ізм ів в а лело п а т ії в и щ и х рослин Х імічний склад корен евих виділень ви щ и х рослин зал еж и ть від виду, фізіологічного складу рослини та н авко лиш нього середовищ а. До осн овни х компонентів кореневих виділень нале ж ать амінокислоти, органічні кислоти, вуглеводи, спирти, альдегіди, ф ерм енти, еф ірні масла, терпени, вітаміни, ан тибіотики, різноманітні ростові та м іне ральні речовини, вода тощ о [5, 8, 17, 19]. У складі рослинних виділень завж ди міститься досить складний пул ф із іо логічно активних речовин, серед яких водночас м ож уть бути представлен і інгібітори та стимулятори росту [20]. Д инам іка та склад корен евих ви ділень істотно впливаю ть на процеси ф орм ування біоти ґрунту, стимулю ю чи або інгібуючи інтенсивність розвитку бактерій, стрептоміцетів та грибів у р и зосф ер і рослин [1, 3, 6, 24]. Численні дослідж ення вітчизняних і зарубіж них авторів [б, 13, 18, 23, 27, ЗО, 31] п е р е конливо продемонстрували роль ґрун то вих м ікроорганізм ів в окрем их виявах алелопатії р ізних рослин. А наліз літературних дж ерел показав, що лучна рослинність м ож е залиш ати від 2 до 6 т /г а сухої назем ної маси та 7 — 12 т /г а коренів. У лучному степу на чорнозем ах ці показники становлять приблизно 7 т /га наземної маси та 25 т /га коренів. О сновним компонентом р о с линних реш ток є целю лоза, вміст якої зм іню ється у назем ній масі рослин. Ц е лю лоза руйнується у ґрунті представни ками різних систем атичних груп м ікро організмів: аеробним и та анаеробним и бактер іям и , м ікобактер іям и , ак ти н о міцетами, а серед грибів — мітоспоро- вими та базидіальними. За даними D. M o ore [29], у ході деструкції целю лози н а копичую ться ф ізіологічно активні р еч о вини, р ізні цукри та численні органічні кислоти (щавлева, янтарна, кротонова, акрилова, бензойна), альдегіди, спирти, ам інокислоти (аланін, лізин, лейцин, пролін, валін, асп арагін ова та глю тамінова). Водорозчинні сполуки не- гум іф ікованих рослинних реш ток є дос тупним для м ікроорганізм ів дж ерелом енергії та пож ивних речовин. П роцес трансф орм ацій рослинних реш ток за верш ується гуміфікацією . Він є голов ним в утворенні гумусових речовин у ґрунтах. П ри цьому у структурі м ікроб них асоціацій відмічаються зм іни за р а хунок збільш ення меланінвмісних видів грибів [14]. М ін ерал ізац ія росли н н и х реш ток сп рияє вивільненню водорозчинних о р ганічних сполук та біосинтезу ф ізіо логічно активних речовин, серед яких, як зазначали Е. Rice [ЗО] та G. W aller [31], особливу роль відіграю ть ф енольні сполуки. За даними Ф лемінга та його сп івробітників (цит. по [17]), основним дж ерелом надходж ення у ґрунт ф ен оль них сполук вваж ається лігнін, дубильні речовини та меланіни, які продукую ть ся вищ ими рослинам и та міцеліальними грибами. П роцес розкладу їх відбу вається досить повільно завдяки тому, що лиш е обм еж ена кількість грибів та бактерій здатна руйнувати такі важ ко- доступні субстрати [29]. Внаслідок цього процесу у ґрунт надходять біологічно активні речовини: циклічні та тетра циклічні діпептиди, резорципіди, ізоку- марини, окрем і компоненти ґрунтового гумусу. Вільні ф ен ольн і сполуки постійно присутні у ґрунті: ф енольні кислоти легко адсорбую ться ґрунтови ми міцелами і так само легко вивільня ю ться в середовищ е, що відтворю є про цеси гуміф ікації та дегуміфікації, в яких бере участь ґрунтова мікробіота. Ф ізіологічна роль ф енольних сполук залеж ить від концентрації їх у ґрунті. Н адмірна кількість лабільних ф ен оль ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2003, № З 107 Н.Е. Елланська них сполук м ож е пригнічувати процес азотф іксації, що призводить до пору ш ення пож ивного реж и м у рослин, і як результат — із ф ітоценозів мож уть ви падати вимогливі до азоту види [21]. К ож на рослина виділяє у ґрунт різні речови н и (у том у числі й зн ачн у кількість ф ізіологічно активних речо вин) і ф орм ує навколо себе специф ічне середовищ е, яке для сусідньої рослини м ож е бути токсичним, сприятливим або індиф ерентним . Відповідно наявність у корен евих виділеннях різних сполук є причиною відмінностей у складі р и зо сф ерн ої м ікробіоти рослин [26, 28]. У ф іто ц ен о зах м іж рослин ам и й м ікроорганізмами ф орм ую ться взаєм о віднош ення, які належ ать, з погляду класичної алелопатії, до роздільного симбіотроф ізму. Р изосф ерна й особли во ризоп ланова м ікро- та м ікобіоти ф орм ую ться та зм іню ю ться якісно та к ількісно під впливом к о р ен еви х виділень і рослинних реш ток. П ри цьо му загальна кількість м ікроорганізм ів у при кореневій зоні у десятки та сотні разів перевищ ує кількість такої у сам о му ґрунті [6, 10, 18]. Так, у ризосф ер і 5 — 6-річного сіянця сосни кількість бак терій на одиницю поверхні у 10 — 60 разів, а у ризоплані — у сотні разів більша, н іж у міжрядді. Таким чином, ґрунтові м ікроорганізм и впливаю ть на ріст і розвиток вищ их рослин, транс- формую чи кореневі виділення у спирти, альдегіди, аліфатичні органічні кислоти та леткі органічні сполуки. Засвою ю чи їх, вони утворю ю ть продукти власної ж иттєдіяльності, які теж здатні істотно впливати на рослини [6, 11]. Н а 1 га р о дючого ґрунту м ікроорганізм и можуть накоп и чи ти за вегетац ій н и й період близько 400 г тіам іну (вітамін В,), 300 г п іридоксину (В6), до 1 кг нікотинової кислоти (PPJ, а також рибоф лавіну [15]. К орені вищ их рослин здатні безп осе редньо поглинати утворен і м ікр о о р ган ізм ам и ф о сф о р н і сполуки, а н тибіотики, вітаміни, біологічно активні речовини різних класів. Н айактивніш ими продуцентами аук сину є різні види азотобактера, акти номіцетів та псевдомонас. Як зазначає E.А. Головко [6], із виділених дослідни ками 150—190 культур м ікроорганізм ів та грибів приблизно 40 — 77% здатні си н тезувати гетероауксин та вітамін BL Ви сока активність синтезу тіам іну та гете роауксину відмічена у бактерій видів Bacillus subtilis, Pseudom onas fluoresces, M ycobacterium album , Мус. phili, акти номіцетів — A ctinom yces violaceus, Act. vulvoviridis, Act. flabus, ціанобактерій, дріж дж ів та грибів (Fusarium gibbosum , F. sam bucinum , F. verticillioides, Penicil- lium vitale) [13]. У свою чергу, м ікроорганізм и впли ваю ть на ш видкість і кількісні п оказн и ки м іж кореневого обміну м іж рослина ми [11]. Важливе місце серед неспециф ічних органічних речовин ґрунту посідають ароматичні ам інокислоти. Вони беруть участь у процесах утворення гумусу, сприяю чи родю чості ґрунту, а також є дж ерелом азотного ж ивлення вищ их рослин. А мінокислоти також мож уть р еути л ізувати ся числен ним и видами рослин, що має важ ливе значення для багатокомпонентних різновидових угру повань. Реутилізовані ам інокислоти по- р ізном у впливаю ть на системи ж и т тєзабезпечен ня рослин, зокрем а підси лю ю ть розгалуж еність кореневої си сте ми (асп арагінова та глю там інова кислоти), а триптоф ан, цитрин, пролін виявляю ть властивості регуляторів ро с ту [25]. За наявності сприятливого алелопа- тичного ф ону (відсутності алелопатичної 108 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2003, № З З н а ч е н н я м ікр о о р га н ізм ів в а лело п а т ії в и щ и х ро сли н напруги, тобто інгібую чої дії ф із іо логічно активних речовин на ріст та розвиток рослин) активно розвивається корисна для рослин біота і пригнічуєть ся розвиток ф ітопатогенів. Підсилюючи взаємодію рослин з азотф іксую чим и та ф осф атм обілізую чим и м ікроорган ізм а ми м ож на досягти поліпш ення ж и влен ня рослин та підвищ ення їх вр о ж ай ності. Відома подвійна роль м ікроор ганізмів у ж итті рослин. П о-перш е, це безпосередня дія тієї мікро- та міко- біоти, яка розм нож ується за рахунок корен евих виділень активно ф ункц іону ючої рослини і перебуває в тісному к о н такті з кореневою системою та надзем ними органами; по-друге — м ікроор ганізми використовую ть рослинні реш т ки, що накопичую ться у ґрунті після вегетації рослин. Саме тому м ікроор ганізми істотно впливаю ть на умови ґрунтового ж ивлення рослин і на н ако пичення рухомих органічних речовин [6 , 7, 11]. Таким чином, біота м ікроорганізм ів відіграє важ ливу роль в алелопатичних взаєм овіднош еннях та ф ункціонуванні ф ітоценозів. Р івень алелопатичної а к тивності рослин та їхня толерантність у багатьох випадках залеж ать від розви т ку та стану бактерій і грибів. 1. Андриенко Т.Л. Ботанические аспекты заповедного дела на современном этапе / / Ботан. журн. — 1990. — 75, № 9. — С. 1312— 1318. 2. Аристовская Т. В. Эволюция микроми- цетов и ее влияние на почвообразователь ный процесс. - Изд-во АН СССР. Сер. би- ол., 1984. - № 3. - С. 325-336. 3. Берестецкий О.А. Роль культурных рас тений в формировании микробных сооб ществ почв: Автореф. дис. ...канд. биол. на ук. — Москва, 1982. — 48 с. 4. Берестецкий О.А., Возняковская Ю.М., Доросинский Л.М. Биологические основы пло дородия почвы / / Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В.И. Ленина. - М.: Колос, 1984. — 287 с. 5. Биляновская Т.М. Аллелопатическое взаимодействие овощных культур витамин ного комплекса через среду корнеобитания: Автореф. дис. ...канд. биол. наук. — Минск, 1992. - 16 с. 6 . Головко Э.А. Микроорганизмы в алле- лопатии высших растений. — К.: Наук, дум ка, 1984. - 199 с. 7. Головко Э.А. Приоритеты аллелопатии в аспекте охраны экологической среды / / Изд-во Самарского ун-та, 1996. — 77 с. 8 . Горобец С.А., Назаренко Е.Н. Средооб разующая роль растений в круговороте фи зиологически активных веществ / / Аллело- патия и продуктивность растений. — К.: На ук. думка, 1990. — С. 36—41. 9. Гродзинский А.М. Методологические проблемы агробиоценологии / / Матер. III Всесоюз. совещания по проблемам агрофи тоценологии и агробиоценологии. — Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1983. - С. 4—12. 10. Гродзинский А.М. Аллелопатия расте ний и почвоутомление / / Избранные труды. — К.: Наук, думка, 1991. — С. 191—196. 11. Гродзінський А.М. Основи хімічної взає модії рослин. — К.: Наук, думка, 1973. — 205 с. 12. Грюммер Г. Взаимное влияние выс ших растений. Аллелопатия. — М.: Изд-во иностр. лит., 1957. — 261 с. 13. Звягинцев Д.Г. Успехи и современные проблемы почвенной микробиологии / / Почвоведение. - 1987. — № 10. - С. 44—52. 14. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. посо бие. — М., 1991. 15. Зименко Т. Г., Гавр ил кина Н.В., Лишт- ван Л.М. Биологическая активность торфя ных почв, обработанных методом глубокой вспашки / / Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Матер, респуб. совещ. — Минск: Наука и техника, 1983. — 21 с. 16. Крупа Л.И. Фитотоксичность почвы из-под озимой пш еницы// Аллелопатия в естественных и искусственных фитоцено зах. — К.: Наук, думка, 1982. — С. 33—36. ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2003, № З 109 Н.Е. Елланська ‘ 'Ч 17. Крупа Л.И., Фигурская А.А. Феноль ные соединения в почве под зерновыми культурами / / Аллелопатия и продуктив ность растений. — К.: Наук, думка, 1990. — С. 46-52. 18. Куишир Г.П., Шроль С.Т. О метаболи тах грибов ризосферы некоторых степных растений / / Физиолого-биохимические ос новы взаимодействия растений в фитоцено зах. - 1974. - 154. - С. 92-94. 19. Матвеев Н.М. Основные направления и достижения в развитии аллелопатии в СНГ после выхода в свет монографии Г. Грюмме- ра и С.И. Чернобривенко / / Успехи совре менной биологии. — Самара: Изд-во Самар ского ун-та, 1996. — 6 , № 1. — С. 37—47. 20. Прутенская Н.И., Биляновская Т. М. Фитотоксичность корневых выделений / / Роль аллелопатии в растениеводстве. — К.: Наук, думка, 1982. — С. 98—103. 21. Райс Э. Аллелопатия. — М.: Мир, 1978. - 392 с. 22. Умаров М.М. Ассоциативная азотфик- сация. - М.: МГУ, 1986. - 136 с. 23. Шролъ Т.С. Роль бактерий в токсич ности почвы под озимой пшеницей / / Алле лопатия и продуктивность растений. — К.: Наук, думка, 1990. - С. 85-91. 24. Элланская Н.А., Юрчак Л.Д., Соколо ва Г.А. Микобиота шалфея мускатного в ус ловиях промышленного возделывания / / Микробиол. журн. - 1990. - 52, № 6 . — С. 59-65. 25. Якушев Б.И., Рахтенко И.Н., Марти нович Б.С. и др. Межвидовые и внутривидо вые отношения растений в искусственных фитоценозах. — Минск: Наука и техника, 1987. - 175 с. 26. Bagdanaviciene Z. Structural and func tional peculiarities of the composition of soil microorganism groups in the ecosystems of de ciduous forests / / Ecological effects of Microor ganism Action (Materials of International Con ference). — Vilnius. — 1997. — P. 179—183. 27. Golovko E.A. Experimental allelopathy: theory of evolution and methodology / / Allelopathy in sustainable agriculture, foresty and environment. — Hisar Haryana Agric. India, 1994. — 3 p. 28. Keferi V. I., Kalevich A. Y , Filimono va M. N. Production of plants and soil fertility as biospheric phenomenon / / Eurasian soil sci ence. — Pushchino, 1996. — Vol. 28. — 9 p. 29. Moore D. Fungal morphogenesis. — Cambridge University press, 1988. — 469 p. 30. Rice E. Biological control of selected plants diseases by microorganisms / / Allelopathy J. - 1994. - Vol. 1, No 2. - P. 77-89. 31. Walter G., Junysla М., Thome R. Root saponins from alfalfa (Medicago sativa L.) and allelopathic activity on weeds and wheat / / Allelo pathy J. - 1995. - Vol. 2, No 1. - P. 21-30. ЗНАЧЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В АЛЛЕЛОПАТИИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Н.Э. Элланская Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины, Украина, г. Киев Приведен аналитический обзор литературы об экологической роли микроорганизмов в ал л е л о п ат и ч с с к и х взаимоотношениях и функ ционировании фитоценозов. THE IMPORTANCE OF MICRO ORGANISMS IN HIGHER PLANTS ALLELOPATHY N.E. Ellanska M.M. Grishko National Botanical Gardens, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, Kyiv The article presents a brief analytical review of literature on the ecological role of microorga nisms in allelopathic relations and phyto- cenoces functioning. 110 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2003, № З
id	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-1108
institution	Plant Introduction
keywords_txt_mv	keywords
language	English
last_indexed	2025-07-17T12:48:57Z
publishDate	2003
publisher	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	wwwplantintroductionorg/c8/0a15d7ebeb7d31533516adf9af40fec8.pdf
spelling	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-11082020-01-05T18:55:52Z The importance of microorganisms in higher plants allelopathy Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин Ellanska, N.E. The article presents a brief analytical review of literature on the ecological role of microorganisms in allelopathic relations and phytocenoces functioning. Наведено аналітичний огляд літератури щодо екологічної ролі мікроорганізмів в алелопатичних взаємовідношеннях та функціонуванні фітоценозів. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2003-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1108 10.5281/zenodo.3253236 Plant Introduction; Vol 19 (2003); 106-110 Інтродукція Рослин; Том 19 (2003); 106-110 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377863 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1108/1065 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	Ellanska, N.E. Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title	Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title_alt	The importance of microorganisms in higher plants allelopathy
title_full	Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title_fullStr	Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title_full_unstemmed	Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title_short	Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
title_sort	значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин
url	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1108
work_keys_str_mv	AT ellanskane theimportanceofmicroorganismsinhigherplantsallelopathy AT ellanskane značennâmíkroorganízmívvalelopatííviŝihroslin AT ellanskane importanceofmicroorganismsinhigherplantsallelopathy

Значення мікроорганізмів в алелопатії вищих рослин

Institution

Ähnliche Einträge