Товарознавство продовольчих товарів - Бірта Г.О. - 4. Явище алелопатії

Алелопатія - це слово грецького походження і складається з двох коренів: аллелос - взаємний та патон - вплив. Отже, мова йде про хімічний взаємовплив між рослинами. Чимало цікавого в алелопатії відкрив і описав академік А. М. Гродзинський.

Помітити у природі явище алелопатії складно. Для цього необхідно мати деяку спеціальну підготовку. Необхідно порівнювати біологічну активність виділень різних видів рослин. За еталон використовують насіння крес-салату. Під впливом витяжок з різних рослин насіння крес-салату проростає більш активно. Цим і характеризується алело-патична ефективність рослин. Найбільш агресивні серед інших - па-житниця, непахуча ромашка, а також полин, кропива та ін. Тому поруч з ними погано ростуть інші види рослин. Ось чому бур'яни завдають великої шкоди. Вони не лише відбирають у культурних рослин поживні речовини, а й пригнічують їх ріст і розвиток своїми хімічними виділеннями.

Хімічний вплив мають не лише виділення листків. Дуже активні алелопатичні властивості притаманні виділенням коренів і навіть квіток. Це легко перевірити, виготовлюючи витяжки з окремих органів росини.

Ось чому в природі можна спостерігати досить цікаві прояви такої алелопатії. Склад рослин у лісі строго зумовлений. Це види, які історично звикли рости у сусідстві один з другим. Якщо алелопатичні властивості між ними і є, то вони непомітні на перший погляд. Але у свіжому порубі у перше ж літо, навіть навесні, з'являється зовсім інша рослинність. У сусідньому лісі її не знайдеш. Важко припустити, щоб їх насіння потрапило сюди після рубки насадження. Значить, воно було вже в ґрунті до рубки, і насіння знаходилось в лісі протягом багатьох років, але не проростало. Не було сприятливих умов. Проростання насіння чужих для лісу видів рослин затримував сам ліс. Кореневі виділення дерев, кущів і лісових трав створюють специфічну хімічну обстановку, яка гальмує проростання "чужих" для угруповання видів рослин.

Такі речовини, що гальмують проростання рослин, називають інгібіторами. Вони не тільки затримують розвиток інших видів, а й отруюють їх. Серед виділень є також алкалоїди, ефірні олії, органічні кислоти, нуклеотиди, вітаміни, ферменти. Але саме інгібітори гальмують

ріст і розвиток інших рослин. Вони діють вибірково: одні види пригнічують, на інші впливають мало. З роками інгібіторів нагромаджується багато, і тоді вони отруюють все, навіть ту рослину, що їх виділила. Кімнатні квіти, які довго росли в одному горщику, уповільнюють ріст, а іноді й хворіють. Це не лише голодання внаслідок зменшення поживних речовин у ґрунті. Виділення рослини, що нагромаджуються в горщику, гальмують дальший її розвиток. Подібним чином відбувається і старіння. Ріст і розвиток дерева чи куща на одному місці з роками уповільнюються через ті самі інгібітори. Наприклад в саду випаде стара яблуня і на її місце висаджують молоду. Якщо при цьому не внести добрива і багату органікою землю, то молода яблуня теж буде рости повільно, зовсім не так, як поруч ростуть її однолітки на незайманому ґрунті. Ґрунт під старою яблунею був виснажений і насичений інгібіторами, на незайманому - родючий і вільний від отруйних виділень.

В лісі під старими ялинами можна завжди знайти рясне відновлення з молодих ялинок. Але вони приземкуваті та кволі, вони ледь животіють. Це пов'язано з різними причинами, серед яких значна роль належить і кореневим виділенням старих ялин. Після рубки лісу молодняк деякий час хворіє, а потім, коли дія інгібіторів послаблюється, починає швидко набирати висоту.

Різні види рослин неоднаково виділяють інгібітори: одні - більше, другі - менше. Тому є види, які не терплять біля себе сусідів. Навіть бур'яни рідко зустрічаються серед них. Ось чому на квітниках рекомендують рік від року вирощувати чорнобривці, цинії, петунії. Вони надзвичайно активні рослини, бо виділяють в ґрунт багато інгібіторів. У таких квітниках мало бур'янів. Після цих культур краще ростуть фіалки, стокротки та ін У сільському господарстві такими "стерилізаторами" ланів справедливо вважають злакові культури: жито, ячмінь, пшеницю. А от картопля і помідори сильно заростають бур'янами, які пригнічують культурні рослини.

Явище алелопатії дуже важливе в природі. Воно визначає здатність видів співіснувати на одній території в умовах рослинного угруповання. Під ялиною звично бачити чорницю чи кислицю, під дубом - конвалію або медунку, поруч з ліщиною - копитняк чи яглицю. Все це не випадковості. Історично ці рослини розвивалися єдиними угрупованнями, серед яких кожному виду було виділено своє місце. Взаємовідносини між ними нормувалися боротьбою за існування, в якій алелопатичні властивості видів взаємно врівноважувались. Активізація господарської діяльності людини порушує стабільність природних угруповань. Вирубуючи дерева, заготовлюючи ягоди і лікарську сировину, людина цілеспрямовано, а інколи й мимоволі порушує рівновагу між окремими видами у складі угруповання. Як правило, першими від цього страждають корисні види рослин, на які спрямована діяльність людини. Інші представники угруповання внаслідок цього отримують несподівану допомогу. їх розвиток більше не стримується хімічними виділеннями стабільного угруповання. Тому вони розростаються і витісняють корисні види. Ось чому при заготівлях лікарських та технічних рослин склад природних угруповань сильно змінюється, часто не на краще. На місці цінних хвойних лісів з'являються малоцінні паро-стеві осичники та березняки, дубові насадження замінює граб, а на заростях звіробою чи материнки виростають злаки або інші трави.

У сільському господарстві замість природних рослинних угруповань поширені агрофітоценози. Так називають посіви і посадки культурних рослин, які без догляду людини не можуть існувати самостійно. За культурними видами рослин потрібний постійний догляд. Хоч серед них є види з дуже вираженими алелопатичними властивостями (наприклад, жито, пшениця), але вони не здатні утримувати за собою площу.

Трапляються випадки, коли у склад природних угруповань, а особливо агрофітоценозів, потрапляють нові для цієї місцевості види. їх називають інтродуцентами Деякі з цих рослин надзвичайно життєздатні, якщо умови проростання їм добре підходять. Тоді інтродуценти швидко розростаються. Вони легко розмножуються в нових умовах. Це явище називають натуралізацією. В багатьох випадках нові види можуть бути настільки агресивними, що витісняють місцеві рослинні угруповання. Більшість таких рослин потрапили до нас завдяки діяльності людини, але давно вийшли з-під її контролю і тепер розмножуються самостійно. їх ще називають адвентивними рослинами від латинського адвентіціус - зайшлий, випадковий. Так поширились на території України ромашка без'язичкова, енотера дворічна, робінія несправжньо-акацієва, клен американський тощо. Серед злісних бур'янів сільськогосподарських культур теж чимало таких адвентивних видів: галінзога дрібноквіткова, амброзія полинолиста, ценхрус малоквітко-вий тощо.

Деякі види інтродуцентів настільки поширились на території України, що тепер їх важко визнати навіть чужинцями. А між тим вони у нас не так давно, якихось кілька сот років. Наприклад, аїр тростинний з'явився на Україні за часів татарів. А в Європу цю рослину завезли значно пізніше, лише у 1576 р. Подібним чином поширився у нашій флорі хрін, що походить з Південної Європи та Південно-Західної Азії, золотушник канадський та злинка канадська з Північної Америки. Ці види рослин не лише пристосувалися до місцевого клімату, а й змогли витримати у природі алелопатичну активність наших рослин. Завдяки цьому вони стали повноправними членами багатої української флори.

Серед хвойного лісу приємний запах смоли. Мають свій запах також діброви та вільшаники, луки та прибережні зарості. Звичайно, значну частину запахів у рослинних угрупованнях дають квіти, їх медовий аромат спрямований на приваблення комах-запилювачів. І все ж у запахах рослин є щось зовсім інше, не притаманне квітам. Адже запах відчувається в заростях черемхи не лише під час її цвітіння, а й повсякчасно. Пахнуть зарості кропиви, хвоя, папороть і мохи. А вони ж не цвітуть. Отже, це запахи зовсім інші. Вони належать до ароматичних виділень рослин, що мають теж алелопатичну природу. Деякі з видів виділяють настільки багато летких речовин, що повітря навколо них стає надзвичайно перенасиченим. Відома невисока багаторічна рослина, що називають ясенець за характерні перисті листки, які нагадують листки ясена. Зустрічаються ясенці на узліссях широколистяних лісів гір Криму. В сонячну погоду навколо рослини збирається так багато цих летких виділень, що здається, наче повітря над нею тремтить. Ці леткі виділення належать до ефірних олій і мають характерний лимонний запах. Піднести до рослини палаючого сірника - і вона спалахне прозорим синюватим полум'ям. Це горять ефірні олії. Вони горять, а рослина залишається неушкодженою. Тому її і назвали неопалима купина. Виділення ясенця пов'язані з охолодженням рослини від перегріву сонцем, і вони токсичні для людини. Якщо листок рослини торкнеться відкритої ділянки шкіри, то на ній з'являться характерні ураження.

Ще більш небезпечні виділення другої рослини з родини зонтичні - борщівника сибірського. Ця гігантська рослина часто зустрічається в долинах річок і на заплавних луках. Іноді листки борщівників, а вони досягають в діаметрі до 60-80 см, використовують як підстилку, щоб загоряти на березі річки. Кінчається це дуже неприємно: опіки від листків борщівника швидше з'являються на шкірі, ніж сонячний загар. Потім ураження тривалий час не сходять, а при сильному пошкодженні шкіри доводиться звертатись до лікарів.

Сильні виділення мають чіпкі рослини - ломиноси. Запаху вони практично не дають, а вплив їх на дихальні органи настільки сильний, що починає боліти голова. Леткі речовини ломиносу належать до алкалоїдів типу протоанемоніну. Вони можуть викликати значне отруєння, якщо людина розташувалась на ніч у заростях ломиносів чи залишила в спальні букет з квітками цих рослин.

Надзвичайно сильні виділення утворює крона горіха волоського. Біля горіхового дерева завжди мало мух. Якщо у городі є горіх, то навіть шкідники майже не з'являються на городі (щоправда, і самій городині горіх не дає добре рости). Розтерти листок горіха і відчувається характерний запах летких речовин, які він виділяє.

Досить подібні своїми виділеннями й інші види рослин: чорна бузина, черемха звичайна, смородина чорна тощо.

Леткі сполуки, що їх виділяють в повітря рослини, вчені називають фітонцидами. Це зброя, якою рослина захищає себе від ворогів: шкідливих комах, патогенних мікроорганізмів та ін. Звичайно, це не єдине призначення летких речовин. Вони охолоджують тканини від спеки, приваблюють комах-запилювачів.

Фітонциди мають велике значення в житті рослин. Адже завдяки ним в лісі зберігається чисте повітря, позбавлене шкідливих мікроорганізмів. В наш час хвойні ліси - одне з кращих місць для створення санаторіїв, будинків відпочинку, туристичних баз тощо. Перебування в такому лісі особливо корисне для людей, хворих на легені та інші органи дихання. Справа в тому, що смолисті виділення хвойного лісу вбивають шкідливі мікроорганізми і роблять повітря чистим.

У черемхових заростях теж багато фітонцидів. Навіть у літній день, коли в лісі багато комарів, зарості черемхи порівняно чисті від цих неприємних кровосисних комах. Тому в таких місцях можна спинитись на відпочинок. Фітонциди черемхи надзвичайно корисні для організму, якщо не зловживати ними. Тому в таких заростях можна проводити вдень кілька годин. Але не лише фітонцидами славиться черемха. В її корі міститься багато дубильних речовин, які так само вбивають шкідливі мікроорганізми. Якщо пожувати гілочку черемхи - не треба жодного зубного порошку після неї: зуби будуть не лише чистими, а й здоровими. Це корисно і при кровотечах ясен. Так само використовують і гілочки дуба, які теж багаті дубильними речовинами.

Виділення рослин корисні не тільки в період життєдіяльності листків та інших органів. Восени, коли листя з дерев опадає, допомога позначається не лише тим, що опале листя укриває землю, не дає промерзати їй взимку, збагачує органікою, зберігає вологу тощо. Навіть мертве листя продовжує виділяти в ґрунт інгібітори.

Рослина не лише здатна виділяти леткі речовини. Вона може вбирати їх від інших видів, що ростуть близько біля неї.

Не лише леткі речовини виділяють рослини для боротьби з шкідниками і хворобами. Молоді бруньки та листя багатьох видів вкриті своєрідною клейкою речовиною: у гіркокаштана вона на бруньках, у верби ламкої - на молодому листі, у вільхи чорної - на бруньках і молодих пагонах тощо. У такий спосіб рослина захищає свої органи від листогризучих комах й від інших тварин, які навесні ласують рослинною їжею. Деякі види трав захищаються клейкими виділеннями протягом майже всього літа. У смолянки клейкої така речовина виступає з пазух листків, від чого стебло стає настільки клейким, що жодна комаха не зможе видертись по ньому до листків. Подібне явище можна побачити у деяких видів ушанок і гвоздик.

І, нарешті, молочний сік, що виділяють рослини з поранень. Таке "молоко" притаманне багатьом видам з родин складноцвітних, макових, молочайних тощо. У складі молочного соку містяться смоли, олії, цукри, ефіри амінокислот, ферменти, алкалоїди - цілий ряд всяких органічних сполук. Існують різні гіпотези про призначення молочного соку: провідна, запасаюча, захисна. У складі цього соку багато гутаперчі та морфію. З молочного соку добувають отрути, цілющі ліки, технічну сировину.

Індикаторами називають такі речовини чи предмети, які вказують на приховані властивості середовища чи явища. Рослини теж можуть бути індикаторами. Наприклад, лишайники вказують на чистоту повітря. Водорості можуть свідчити про склад води, її температуру і концентрацію кисню. Індикаторами умов зростання можуть бути такі види рослин: чорниця, кислиця, кладонія, сфагнум тощо. За цими рослинами-індикаторами у лісівництві навіть розроблено визначення типів умов зростання, що є складовою частиною типології лісу. В умовах лишайникових типів лісу плануються одні господарські заходи, в чорничникових - другі, на сфагнових болотах - треті. Там, де умови зростання виявляються для виду оптимальними, цей вид може утворювати зарості. На піщаних сухих ґрунтах сосна утворює лісовий намет чи деревний ярус, а під нею розміщується ярус лишайників - кладоній. Подібним чином на багатих і свіжих ґрунтах під ялиною росте квасениця, а під буком - маренка запашна.

Залягання ґрунтових вод можна визначити за певними ознаками: по різниці в кольорі ґрунту, а також по рослинах-індикаторах. Наприклад, рослини-гігрофіти мають поверхову кореневу систему і живляться високими ґрунтовими водами. Під такими рослинами ґрунтові води залягають не глибше 1 м. Серед таких видів - очерет, рогіз, комиш та інші подібні види. Під вербою білою, маслинкою вузьколистою, осокором рівень ґрунтових вод може опускатись на глибину до 5 м. Про глибокі ґрунтові води свідчать тамарикс, курай деревоподібний, каперси. Вона там опускається на глибину до 15 м. Під верблюжою колючкою і саксаулом чорним вода тримається на глибині 20 і навіть до 40 м. Рослини, коренева система яких проникає дуже глибоко в ґрунт, називаються фреатофітами Фреатофіти - показники посушливих умов зростання. До них належать також фісташка, джузгун, сарсазан

Рослини не лише указують на рівень ґрунтових вод. Вони можуть і міняти його. Рослини не тільки вказують на присутність води в ґрунті, а й на хімічний склад водного розчину. Цей склад може бути кислим, нейтральним чи лужним. Так і рослини поділяють на ацидофільні (тобто ті, що ростуть на кислих ґрунтах), нейтрофільні (на нейтральних ґрунтах) і базифільні (на лужних ґрунтах).

На кислих ґрунтах, де рН ґрунтового розчину не перевищує 6, ростуть орляк, безщитник жіночий, рунянка, журавлина, лохина та багато інших видів. Це рослини торфових боліт, а також ділянок лісу з високим рівнем ґрунтових вод. На нейтральних чи близьких до нейтральних ґрунтах зустрічається переважна більшість місцевих рослин. Серед них є й такі, що можуть переносити деяке підкислення ґрунту: переліска багаторічна, звіробій звичайний, конвалія тощо.

Серед базифільних рослин можна назвати черевички зозулині, бі-лотку альпійську, сосну чорну, родіолу рожеву та ін. Цікаво, що ці рослини не просто ростуть на вапнякових ґрунтах, а й є індикаторами близького залягання відповідних кальцієносних покладів: вапняків, доломітів, гіпсів.

У Причорномор'ї ґрунти не просто лужні. Це досить часто солонці, в яких нагромаджуються хлориди, сульфати або карбонати. Такі ґрунти можуть витримати своєрідний вигляд. Стебла чи листки у багатьох з них м'ясисті. В них міститься до 92 % води. Такі рослини часто мають червоний чи червонувато-зелений відтінок. Називають їх галофітами. Це сарсазан шишкуватий, солонець трав'янистий, різні види содників, кураїв, петросимоній та ін.

У процесі життєдіяльності рослини засвоюють багато різноманітних хімічних елементів: кальцій, залізо, марганець, фосфор, мідь, кремній і навіть золото. Близько 60 різноманітних елементів виявлено в тканинах рослин. Одні з них вбирають більше заліза, другі - міді, треті - марганцю. Наприклад, підбіл звичайний і деякі види фіалок нагромаджують багато солей цинку. Хвощі та злаки вбирають значну кількість кремнію, а кмин, яглиця, жовтушник, свиріпа потребують високого вмісту сірки в ґрунті. Плауни споживають алюміній у значних кількостях.

Цікаво, що зміни в живленні рослин можуть викликати значні відмінності в зовнішньому вигляді листя і квіток. Якщо не вистачає бору, льон починає кущитися, а листя буряків скручується і в'яне. Коли бору багато, реакція у рослин теж подібна, негативна. Вони слабо ростуть, не цвітуть і гинуть. Коли в ґрунті мало міді, листки рослин біліють, наче в альбіносів, а квітки не зав'язують насіння. І навпаки, коли міді забагато, ріст рослин припиняється, колір квіток змінюється, наприклад, з рожевого стає синім.

До речі, це останнє досить часто використовують в декоративному озелененні. Всім відомі пишні білі суцвіття гортензій, які широко культивують в садах та теплицях. Але мало хто знає, що суцвіття гортензій можна забарвити в інший колір. Восени під кущами закопують мідний чи залізний купорос (приблизно по 200-300 г на кожен кущ). Можна також поливати кущі у цей період розчином вказаних солей. Навесні кущі перетворюються в надзвичайно декоративний букет з великих блакитних або синіх суцвіть. Вмілі садівники на цьому не зупиняються. Вони з осені підживлюють кущі різними солями чи їх розчинами: мідним або залізним купоросом, марганцевокислим калієм (останній викликає рожеве забарвлення квіток) та іншими солями. Тоді навесні кущі мають квітки різних кольорів: білі, блакитні, сині, рожеві. На другий рік використовують інші солі, після чого кущі змінюють колір суцвіть. Звичайно, при цьому необхідно бути обережним, щоб надмірною кількістю хімікатів не загубити рослини.

По рослинах можна прогнозувати і залягання корисних копалин. По-перше, на родовищах суттєво збільшується вміст відповідних хімічних елементів у складі рослинних тканин, і це легко встановити аналітичним шляхом. По-друге, рослини самі тяжіють до таких родовищ. Наприклад, ліщиця Петрена утворює зарості над покладами мідної руди. Тому на Алтаї, де проводили геологічні роботи, спочатку було складено карти поширення ліщиці. Вони майже повністю визначили район родовища. Подібним чином вивчали поклади берилію, над якими росли густі зарості стелери карликової.

Рослини, що ростуть в районі залягання мінеральних руд, здатні нагромаджувати велику кількість відповідних хімічних елементів. Наприклад, солі урану добре вбирають в себе кущі ялівцю та лохини. У останньої від надмірності уранових сполук може змінитись форма і колір ягід. З синіх вони стають зеленуватими чи майже білими. Хамерій вузьколистий в таких місцях, де багато уранових руд, міняє забарвлення квіток. Там вони можуть бути білими, рожевими чи пурпуровими. Одночасно з ураном рослини нагромаджують багато сірки та селену, які зустрічаються разом. Тому по результатах хімічного аналізу рослин можна зробити припущення про наявність цінних покладів уранової руди.

Навіть такий цінний і рідкий метал, як золото, можна шукати, користуючись послугами рослин. Справа в тому, що його засвоюють різні види. Але деякі з них, наприклад, полин та глуха кропива нагромаджують його стільки, що по кількості золота в їх тканинах можна судити про наявність покладів цього дорогоцінного металу.

Не лише вміст хімічних елементів вказує на наявність відповідних родовищ, а й зовнішній вигляд рослин, які ростуть біля таких родовищ. Над покладами нікелю фіолетові квітки сон-трави змінюють колір на білий, блакитний чи синій, а пелюстки у них можуть бути розсічені на тонкі смужки. У грудниці волохатої на таких родовищах змінюється форма листків, а квітки ховаються в пазухах листків і не створюють типових суцвіть. Над покладами свинцю та цинку у квіток маку з'являється розсічення пелюсток. А над мідно-молібденовими родовищами квітки маку стають майже чорними. Тільки по краю пелюсток зберігається характерна червона смужка.

Цікаві властивості має і нафта. Незначна її кількість здатна викликати у рослин явище гігантизму. Однак у великій кількості вона стає причиною загибелі рослин. У солонця трав'янистого, що росте близько нафтових родовищ, з'являється сильне розгалуження гілочок, і прямостояча рослина перетворюється на кулястий низькорослий кущик. Але найбільш цікавими індикаторами нафти є деякі мікроби. Вони зустрічаються в ґрунті, але живуть лише там, де на поверхню піднімається нафтовий газ. Отже, якщо в ґрунті знаходять такі види мікробів, це значить, що саме тут можна шукати родовище нафти.