Allelopathic activity of buckwheat on quackgrass growth and development

• Autorzy: Golisz A. , Gawronski S.W. , Gawronska H.

Warianty tytułu

PL

Wpływ właściwości allelopatycznych gryki zwyczajnej na wzrost i rozwój perzu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was: (i) to evaluate allelopathic effects of buckwheat on quackgrass (ii) to study the effect of allelopathic activity of buckwheat on water status and gas exchange of quackgrass plants, and (iii) to detect some of the biologically active compounds in buckwheat in regard to cultivars and plant organs. Plants of local ecotype of quackgrass (Agropyron repens L.) and of four cultivars of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.): Hruszowska (most popular), Kora, Luba, and Panda grown in the field, greenhouse and growth chambers were used in the study. Depending on experiment fresh weights of the above ground and of the whole plants were recorded. The plant gas exchange (LICOR 6200) and relative water content were measured in hydropically grown plants of quackgrass exposed to water extracts (1.25, 2.5, 5.0% DM w/v) of buckwheat up to 192 h. The content of rutin, quercetin and of chlorogenic acid in leaves, inflorescence and in the stems of four cvs. of buckwheat was detected using HPLC. The obtained data showed clearly that buckwheat possesses very strong allelopathic activity against quackgrass plants having an influence on the inhibition of growth and development and on the reduced biomass accumulation. This, at least partially, was due to the lowered photosynthesis. The evident symptoms of unbalanced water status of quackgrass plants (wilting, lowered RWC along with increased transpiration) in response to allelopathic activity contained in aqueous extracts of buckwheat were also recorded. Chlorogenic acid, rutin and quercetin compounds of biological activity are synthesized by all tested cultivars of buckwheat plants but their levels differed depending on compound, plant organ and but to less degree on cultivar. The cultivation of buckwheat for phyto- sanitary purposes used to reduce or to eliminate quackgrass, can be of benefit for organic farming.

PL

Celem niniejszej pracy była ocena wpływu właściwości allelopatycznych gryki na (i) wzrost i rozwój perzu, (ii) gospodarkę wodną i wymianę gazową roślin perzu oraz (iii) oznaczenie substancji biologicznie czynnych w roślinach gryki. Obiektem badań były rośliny lokalnego ekotypu perzu (Agropyron repens L.) i 4. odmian gryki (Fagopyrum esculentum Moench.): Hruszowska, Kora, Luba i Panda rosnące, zależnie od doświadczenia, w warunkach polowych, szklarniowych, w doniczkach oraz w kamerach fitotronowych w hydroponice. W pracy oznaczano świeżą masę części nadziemnych lub całych roślin perzu i gryki rosnących oddzielnie i razem. Perz uprawiany w hydroponice potraktowano wodnymi wyciągami z gryki w stężeniu: 1,25; 2,5 i 5% mierzono względną zawartość wody (RWC), (wagowo), opory dyfuzyjne, intensywność transpiracji i fotosyntezy (LICOR 6200) co 3, 24, 48, 96 i 192 godziny. W liściach, kwiatostanach i w łodygach gryki oznaczono zawartość rutyny, kwercytyny i kwasu chlorogcnowego (HPLC). Otrzymane wyniki wykazały, że gryka cechuje się bardzo silnym wpływem allelopatycznym - hamującym - na wzrost i rozwój perzu. Stwierdzono silną redukcję akumulacji biomasy w częściach nadziemnych, korzeniach i w rozłogach, co przynajmniej częściowo, było wynikiem obniżonej fotosyntezy stwierdzonej u roślin traktowanych wyciągami gryki. U roślin tych wykazano także obniżenie RWC w liściach w konsekwencji podwyższonej transpiracji (w niższych stężeniach i przy krótszym czasie ekspozycji). W najwyższym stężeniu oraz przy dłuższym traktowaniu roślin odnotowano silne obniżenie RWC, najprawdopodobniej dochodzi do zaburzeń w pobieraniu wody przez system korzeniowy, gdyż transpiracja była silnie hamowana. Rośliny badanych odmian syntetyzowały każdy z trzech analizowanych związków z tym, że ich zawartość była bardzo zróżnicowana i zależała od rodzaju związku oraz badanego organu, natomiast odmiany różniły się nieznacznie w tym względzie. Otrzymane wyniki sugerują, że gryka może być wykorzystana w rolnictwie ekologicznym do zwalczania perzu.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 496
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.315-324,fig.,ref.

Twórcy

autor

Golisz A.

• Department of Pomology and Basic Natural Sciences in Horticulture, Warsaw Agricultural University, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Gawronski S.W.

• Department of Pomology and Basic Natural Sciences in Horticulture, Warsaw Agricultural University, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Gawronska H.

• Department of Pomology and Basic Natural Sciences in Horticulture, Warsaw Agricultural University, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

Bibliografia

• Andlauer W., Martena M.J., Furst P. 1999. Determination of selected photochemicals by reversed-phase high-performance liquid chromatography combined with ultraviolet and mass spectrometric detection. J. Chromatography A 849: 341-348.
• Eskelsen S.R., Crabtree G.D. 1995. The role of allelopathy in buckwheat (Fagopyrum sagittatum) inhibition of Canada thistle (Cirsium avense). Weed Science 43: 70-74.
• Gawrońska H., Bernat W., Ciurzynska M., Gawroński S.W. 2002. Photosynthesis and water status of mustard plants as influenced by sunflower allelopathics. Third Word Congress on Allelopathy, 26-30 VIII 2002, Tsukuba Japan: 65.
• Gawroński S.W., Ciarka D. 1993. Buckwheat in prevention and control of weeds. Communications of the Fourty International Conference I.F.O.A.M. - Non chemical weed control, 5-9 VII 1993, Dijon France: 225-226.
• Golisz A., Ciarka D., Gawroński S.W. 2002. Allelopathic activity of buckwheat - Fagopyrum esculentum Moench. Third Word Congress on Allelopathy, 26-30 VIII 2002, Tsukuba Japan: 161.
• Iqbal. Z., Hiradate S., Noda A., Isojima S., Fujii Y. 2002. Allelopathy of buckwheat: assessment of allelopathic potential of extract of aerial parts of buckwheat and identification of fagomine and other related alkaloids as allelochemicals. Weed Biology and Management 2: 110-115.
• Kitabayashi H., Ujihara A., Hirose Т., Minami M. 1995. On the genotypie differences for rutin content in tartary buckwheat, Fagopyrum tataricum Gaertn. BreedingScience 45: 189-194.
• Kluk K. 1779. Roślin potrzebnych, pożytecznych, wygodnych, osobliwie krajowych, albo które w kraju, użyteczne być mogą, utrzymanie, rozmnażanie i zażycie. Drukarnia Jego Królewskiej Mci i Rzeczypospolitej XX School: Piar: p.: 178 Warszawa.
• Oomah B.D., Mazza G. 1996. Flavonoids and antioxidative activities in buckwheat. J. Agric. Food Chem. 44: 1746-1750.
• Tsuzuki E., Yamamoto Y. 1987. Isolation and identification of phenolic substances from wild perennial buckwheat (F. cymosum M.). Miyazaki Daigaku Nogakubu Kеnkуu Hokoku 34: 289-295 (in English).
• Wójcik-Wojtkowiak D., Politycka В., Weyman-Kaczmarkowa W. 1998. Allelopatia. Wyd. AR w Poznaniu.