Allelopatia

Streszczenie
Allelopatia jest to wzajemne oddziaływanie roślin, stymulujące lub hamujące, poprzez różnorodne związki chemiczne wydzielane przez żywe organizmy lub uwalniane podczas rozkładu martwych szczątków roślin.(2)
Przedmiotem mojej pracy pt: „Wpływ allelopatyczny wydzielin korzeniowych jęczmienia na wzrost i rozwój grochu” (4) było zbadanie jaki wpływ na rozwój grochu ma gleba, na której poprzednio rósł jęczmień. Badanie wykazało, iż wydzieliny korzeniowe jęczmienia oddziałują na groch. W niskim stężeniu stymulują one rozwój grochu, natomiast w wyższym hamują. Pisum sativum najlepiej rozwija się na glebie, na której wcześniej rósł jęczmień w najniższej z badanych proporcji tzn. 30 ziaren na donicę - seria I.

Wstęp
Współcześnie bardzo dużą wagę przykłada się do tego, aby plon z 1 ha był jak najwyższy. Stosuje się w tym celu nawozy sztuczne, płodozmian, oraz wykorzystuje się oddziaływania roślin rosnących kolejno po sobie lub obok siebie.
Od dziecka ciekawiły mnie te zjawiska, gdyż od urodzenia mieszkam na wsi. W przyszłości planuję także przejąć gospodarstwo rolne moich rodziców. Poprzez to doświadczenie chciałem lepiej poznać zjawisko allelopatii, tym bardziej, że jest ono dość dobrze znane we współczesnej nauce. Wiele czasu poświęcam na szukanie artykułów na temat allelopatii i zapoznawanie się z nimi. Po przeczytaniu artykułu zamieszczonego na stronie internetowej Kujawsko - Pomorskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Minikowie, na temat mieszanek zbożowo – strączkowych, postanowiłem sam się przekonać o skuteczności i rozpowszechnieniu w przyrodzie tegoż zjawiska. Jako obiekt badań wybrałem jęczmień i groch, ponieważ są to rośliny uprawiane w moim gospodarstwie rolnym. W przyszłości chciałbym wykorzystywać allelopatię we własnym gospodarstwie rolnym w celu ograniczenia stosowania nawozów sztucznych i pestycydów.

Fot.1. Układ doniczek w doświadczeniu.

Materiał i metody badań
Badania na temat „Wpływ allelopatyczny wydzielin korzeniowych jęcz-mienia na wzrost i rozwój grochu” przeprowadzono w terminie od 12 maja 2008 do 27 lipca 2008 roku w warunkach domowych.
Materiały użyte do realizacji badań: doniczki, termometr, waga laboratoryjna (wypożyczona z PSS-E), centymetr, penseta, nasiona i ziemia ogrodnicza - zakupione w sklepie ogrodniczym, woda, nożyczki.
Systematyka grochu: Królestwo – rośliny; Podkrólestwo – naczyniowe; Nad-gromada – nasienne; Gromada – okrytonasienne; Klasa – Rosopsida; Rząd – bobowce; Rodzina – bobowate; Rodzaj – groch; Gatunek – Pisum sativum.(6)
Systematyka jęczmienia: Królestwo – rośliny; Podkrólestwo – naczyniowe; Nadgromada – nasienne; Gromada – okrytonasienne; Klasa – jednoliścienne; Rząd – wiechlinowce; Rodzina – wiechlinowate; Rodzaj – jęczmień; Gatunek – Hordeum vulgare; Podgatunek – jęczmień czterorzędowy.(6)
Przebieg doświadczenia:
11 maja 2008 roku zostało przygotowanych 12 doniczek (każda o średnicy 20cm) wypełnionych ziemią ogrodniczą. Zostały one ustawione w pokoju na stoliku przy południowym oknie. 12 maja 2008 roku do 9 doniczek prób ba-dawczych wysiano w 4 rzędach jęczmień, w następujących proporcjach:
• 3 doniczki po 30 ziaren jęczmienia – I seria (I a,b,c);
• 3 doniczki po 60 ziaren jęczmienia – II seria (II a,b,c);
• 3 doniczki po 90 ziaren jęczmienia – III seria (III a,b,c);
• 3 doniczki nie obsiane – próba kontrolna (a,b,c).
Wszystkie doniczki umieszczono w jednakowych warunkach. Średnia temperatura w pomieszczeniu wynosiła 20° C z amplitudą równą 2° C. Każda doniczka była podlewana co 3 dni 100 ml wody ze studni głębinowej poczynając od dnia wysiewu.
10 czerwca 2008 roku nastąpiło usunięcie nożyczkami nadziemnych części jęczmienia i wysianie w te same rzędy za pomocą pensety grochu po 25 ziarenek do każdej z 12 donic. Wszystkie próby umieszczono w jednakowych warunkach. Temperatura wynosiła ok. 23° C. Rośliny były podlewane co 3 dni 100 ml wody.
27 lipca 2008 roku groch usunięto z donic, za pomocą nożyczek. Każdą roślinę zmierzono centymetrem i zważono wagą laboratoryjną, z dokładnością do 1g.
W czasie trwania doświadczenia systematycznie dokonywano pomiarów, które zostały wykorzystane przy opracowaniu wyników badań. Zastosowano analizę statystyczną i graficzną. W opracowaniu statystycznym uzyskanych wyników badań porównano następujące parametry: średnią arytmetyczną i odchylenie standardowe. Do opracowania statystycznego i graficznego wykorzystano program komputerowy Microsoft®Excel 2007.

Osiągnięte rezultaty

Rys.2. Wykres ilustrujący ilość ziaren grochu , które nie wzeszły w poszczególnych seriach badawczych.

Rys.3. Wykres ilustrujący średnią długość pędu grochu w poszczególnych seriach badawczych.

Rys.4. Wykres przedstawiający średnią masę pędów grochu w poszczególnych próbach badawczych.

Dyskusja
Allelopatia jest to oddziaływanie jednej rośliny na drugą przez ich przy-życiowe wydzieliny.(2)
Przeprowadzone przeze mnie badania wykazały allelopatyczny wpływ wydzielin korzeniowych jęczmienia na wzrost i rozwój grochu. Nie należy jednak allelopatii rozpatrywać jako formy bezpośredniego oddziaływania jednej rośliny na drugą. Metabolity są wydzielane do środowiska (gleba, woda, powie-trze) i dopiero wskutek zmiany tego środowiska wpływają na inne organizmy. W środowisku mogą być one zarówno gromadzone, jak i neutralizowane wskutek różnych procesów zachodzących w glebie.(2)
Moje badania wykazały, że jęczmień wydziela do gleby substancje, które wpływają na rozwój grochu. Najwięcej nasion grochu wzeszło w I serii do-świadczenia, czyli przy 30 wysiewanych ziarnach jęczmienia w doniczce. Substancje uwalniane przez jęczmień w tym stężeniu działają stymulująco na rozwój grochu. Pędy rośliny są dłuższe i o większej masie. Natomiast słabiej groch rozwija się w seriach II i III. Można w nich zaobserwować mniej siewek grochu, które na dodatek są krótsze i o mniejszej masie.
Jednak taka interpretacja wyników może być przez wielu badaczy kwestionowana, ponieważ pod uwagę są brane tylko dwa gatunki roślin. Nie zwraca się natomiast uwagi na to, że w zbiorowiskach wielogatunkowych substancje wydzielane przez rośliny są neutralizowane przez mikroorganizmy, a także przez rośliny współbytujące w danym miejscu. Harper twierdzi, że opisywane zjawiska allelopatii w zbiorowiskach wielogatunkowych są efektem konkurencji o światło, wodę i sole mineralne.(2)
Moja badania były prowadzone na dwóch gatunkach roślin. W badaniach nie uwzględniłem w nich wpływu innych roślin, sugerując się tym, że na polach uprawnych stosuje się środki ochrony roślin w celu wyeliminowania wpływu tych roślin na uprawy.
Przy opracowaniu wyników statystycznych posłużyłem się parametrami średniej arytmetycznej oraz odchyleniem standardowym. Jak wykazały te obliczenia najwyższa średnia arytmetyczna długości i masy pędów grochu jest w I serii. W tej serii jest też najniższy wskaźnik odchylenia standardowego, co oznacza, że więcej jest liczb bliskich średniej arytmetycznej, czego nie można zaobserwować w innych badanych seriach.
Allelopatię można również zaobserwować w dużych zbiorowiskach roślinnych. Jak twierdzą Muller i Del Moral rozmieszczenie zbiorowisk trawiastych w Kalifornii jest efektem wydzielania przez krzewy Salvia leucophylla toksycznych gazów, co prowadzi do zahamowania wzrostu jednorocznych ziół i traw w ich pobliżu. (1)
Znajomość allelopatii pozwala ekologom lepiej zrozumieć takie procesy jak sukcesja, a rolnikom zapobiegać zmęczeniu gleb i zmniejszeniu ich produktywności. Wiele związków o działaniach allelopatycznych stosuje się jako naturalne środki ochrony roślin przeciwko owadom, nicieniom, mikroorganizmom i chwastom. (3)
Uważam, że znajomość allelopatii pozwoli mi w przyszłości na ograniczenie stosowania nawozów sztucznych i pestycydów w gospodarstwie, a także na ograniczenie wciąż rosnących kosztów produkcji żywności.

Fot.2. Pędy grochu z serii doświadczalnej Ic.

Piśmiennictwo
1. Banaszak J., Wiśniewski H. (1999) Podstawy ekologii – Wydawnictwo Uczelniane WSP w Bydgoszczy, Bydgoszcz.
2. Falińska K. (2004) Ekologia roślin – PWN, Warszawa.
3. Kopcewicz J., Lewak S. (2002) Fizjologia roślin – PWN, Warszawa.
4. Kufel J., Leonowicz-Babiak K. (1985) Wybrane zagadnienia z ekologii. Hodowle i ćwiczenia – WSiP, Warszawa.
5. Oktaba W., Niedokos E. (1971) Matematyka i podstawy statystyki matematycznej – PWN, Warszawa.
6. Reveal J. L. (1999) System of Classification. PBIO 250 Lecture Notes: Plant Taxonomy. Department of Plant Biology University of Maryland, Maryland.

Karol Chajewski

Powrót do strony - Biologia

J.Kunicki  Internet LO Olecko Ostatnia zmiana: 21-04-2009