Initial growth of Phleum pratense under the influence of leaf water extracts from selected grass species and the same extracts improved with MgSO4 7H2O

• Autorzy: Lipinska H , Lipinski W.

Warianty tytułu

PL

Poczatkowy wzrost i rozwoj Phleum pratense w warunkach oddzialywania wyciagow wodnych z lisci wybranych gatunkow traw oraz tych samych wyciagow wzbogaconych MgSO4 7H2O

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In multi-species grassland communities, plant growth and development are modified by both a number of habitat-related factors and physico-chemical processes resulting from the neighbourhood of other species. Plant interactions mediated through chemical substances are identified within the allelopathic processes. The allelopathic process involves excretion of bioactive compounds from plant or microorganisms that inhibit or stimulate physiological processes of the neighbour plants. The allelopathic compounds can exert a harmful impact on the emergence of seedlings, initial development and installation. Therefore, it is essential to reduce the allelopathic influence of the old sward on the plants sown as well to limit the interaction between these new plants. It is claimed that, among others, fertilizer components may partially reduce effects of allelopathic influences In this study we show the differences in growth inhibition of Ph. pratense seedlings caused by the water extracts of leaves of selected grass species and the amelioration of growth inhibition by addition of magnesium sulfate. The bioassays were performed on Petri dishes under the laboratory conditions. The activity of allelopathic substances in the leaf extracts was evaluated by the degree of inhibition of seed germination, seedling height and root length compared to the control objects (supplied with distilled water). The amelioration of the negative allelopathic effects by a complete nutrient component with or without the addition of magnesium sulfate was also evaluated against the appropriate controls and compared to the objects where blotting-paper was moistened only with leaf extracts. The present studies confirmed the defensive activity of magnesium sulfate against the allelopathic compounds of the tested grass species affecting the initial growth and development of Phleum pratense. The obtained results indicate potential elimination of the allelopathic negative influence of plants through suitable fertilization.

PL

W wielogatunkowych zbiorowiskach roślinnych użytków zielonych wzrost i rozwój roślin jest modyfikowany zarówno przez wiele czynników siedliskowych, jak i procesy fizyczne i chemiczne wynikłe z sąsiedztwa innych gatunków. Wzajemne oddziaływania roślin za pośrednictwem substancji chemicznych są utożsamiane z allelopatią. Polega ona na wydzielaniu przez rośliny (lub mikroorganizmy) aktywnych biologicznie substancji chemicznych, które hamują lub stymulują procesy życiowe roślin sąsiadujących. Substancje allelopatyczne mogą ujemnie wpływać na wschody, początkowy rozwój i instalację siewek (EMETERIO i in. 2003). Ważne jest zatem ograniczenie allelopatycznych wpływów starej darni na wsiewane rośliny, a także wzajemnych oddziaływań roślin wsiewanych. Uważa się, że m.in. składniki nawozowe mogą częściowo niwelować efekty zahamowania na skutek oddziaływań allelopatycznych. W badaniach podjęto próbę wykazania różnic w zahamowaniu wzrostu siewek Ph. pratense w warunkach oddziaływania wyciągów wodnych z liści badanych gatunków traw oraz tych samych wyciągów wzbogaconych o wybrane składniki pożywki. Biotesty wykonano na płytkach Petriego w warunkach laboratoryjnych. Za kryterium obecności oraz aktywności substancji allelopatycznych występujących w wyciągach z liści przyjęto stopień hamowania kiełkowania nasion, wysokości siewek i długości korzeni w stosunku do obiektów kontrolnych (woda destylowana). Efekty niwelowania ujemnych skutków allelopatii przez składniki pożywki oceniano na tle odpowiedniej kontroli w porównaniu z obiektami, gdzie bibułę zwilżano tylko wyciągami z liści. W badaniach potwierdzono ochronne oddziaływanie MgSO4⋅7H2O przed allelozwiązkami testowanych gatunków traw oddziałujących na początkowy wzrost i rozwój Phleum pratense. Wykazano możliwość eliminowania ujemnych skutków oddziaływania allelopatycznego roślin poprzez zastosowanie odpowiedniego nawożenia.

Słowa kluczowe

PL

multi-species grassland community; grass; plant growth; plant development; plant interaction; allelopathy; Phleum pratense; leaf water extract; grass species; magnesium; sulphate

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2009
• Tom: 14
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.101-110,fig.,ref.

Twórcy

autor

Lipinska H

• Agricultural University in Lublin, Lublin, Poland

autor

Lipinski W.

Bibliografia

• Baziramakenga R., Lcroux G.D., Simard R.R. 1995. Effect of benzoic and cinnamic acids on membrane permeability of soybean roots. J. Chem. Ecol., 21: 1271-1285.
• Bertin C., Paul R.N., Duke S.O., Weston L.A. 2003. Laboratory assessment of the allelopathic effects of fine leaf fescues. J. Chem. Ecol., 29: 1919-1937.
• Blum U., Dalton B.R., Shann J.R. 1985. Effects of ferulic and p-coumaric acids in nutrient culture on cucumber leaf expansion as influenced by pH. J. Chem. Ecol., 11: 1567-1582.
• Blum U., Gerig T.M., Worsham A.D., King L.D. 1993. Modification of the allelopatic effects of p-kumaricc acid on morning-glory seedlings biomass by glucose, methionine and nitrate. J. Chem. Ecol., 19: 2791-2811.
• Burgos N.R., Talbert R.E., Kim K.S., Kuk Y.I. 2004. Growth inhibition and root ultrastructure of cucumber seedlings exposed to allelochemicals from rye (Secale cereale). J. Chem. Ecol., 30: 671-689.
• Callaway R.M., Aschehoug E.T. 2000. Invasive plants versus their new and old neighbors: A mechanism for exotic invasion. Science, 290: 521-523.
• Camacho-Cristóbal J.J., Annzellotti D., Gonzalez-Fontez A. 2002. Changes in phenolic metabolism of tabbaco plants during short term boron deficiency. Plant. Biol. Bioch., 40: 997-1002.
• Chung I.M., Miller D.A. 1995. Allelopathic influence of nine grass extracts on germination and seedling growth of alfalfa. Agronomy Journal, 87: 767-772.
• Emeterio L.S., Arroyo A., Canals R.M. 2003. Allelopathic potential of Lolium rigidum Gaud. on the early growth of three associated pasture species. Grass and Forage Science, 59: 107-112.
• Filipek T. 1996. Biopierwiastki w produkcji roślinnej. Pr. Nauk. IV Ogóln. Symp. Magnezologicznego PTMag Magnez w środowisku człowieka, Lublin, 43-50.
• Galindo J.C.G., Hernandez A., Dayan F.E., Tellez M.R., Macias F.A., Paul R.N., Duke S.O. 1999. Dehydrozaluzanin C, a natural sesquiterpenolide. causes rapid plasma membrane leakage. Phytochemistry, 52: 805-813.
• Hejl A.M., Koster K.L. 2004. Juglone disrupts root plasma membrane H+ATPase activity and impairs water uptake, root respiration, and growth in soybean (Glycine max) and corn (Zea mays). J. Chem. Ecol., 30: 453-472.
• Inderjit, Duke, S.O. 2003. Ecophysiological aspects of allelopathy. Planta, 217: 529-539.
• Leigh J.H., Halsall D.M., Holgate M. D. 1995. The role of allelopathy in legume decline in pastures. I. Effects of pasture and crop residues on germination and survival of subterranean clover in the field and nursery. Austr. J. Agric. Res., 46: 179-188.
• Lipińska H. 2005. Allelopathic effects of grasses and biodiversity of plant communities. Grassland Science in Europe (eds. R. Lillak, R. Viiralt, A. Linke, V. Geherman), 10: 380-383.
• Lipińska H., Harkot W. 2005. Allelopathic effects of water leachates of Poa pratensis leaves. Allelopathy Journal, 16: 251-260.
• Mahall B.E., Callaway R.M. 1992. Root communication mechanisms and intracommunity distributions of two Mojave desert shrubs. Ecology, 73: 2145-2151.
• Nilsson M.C., Zackrisson O., Sterner O., Wallstedt A. 2000. Characterization of the differential interference effects of two boreal dwarf shrub species. Oecologia, 123: 122-128.
• Padhy B., Patnaik P.K., Tripathy A.K. 2000. Allelopathic potential of Eucalyptus leaf litter leachates on germination and seedling growth of fingermillet. Allelopathy Journal, 7: 69-78.
• Palta J.P. 1990. Stress interactions at the cellular and membrane levels. Hort Sci., 25: 1377-1381.
• Politycka B. 1997. Free and glucosylated phenolics, phenol fi-glucosyltransferase aclivity and membrane permeability in cucumber roots affected by derivatives of cinnamic and benzoic acids. Acta Physiol. Plant., 19: 311-317.
• Rice E.L. 1984. Allelopathy. Academic Press, New York.
• Ridenour W.M., Callaway R.M. 2001. The relative importance of allelopathy in interference: The effects of an invasive weed on a native bunchgrass. Oecologia, 126: 444-450.
• Smith A.E., Martin L.D. 1994. Allelopathic characteristics of three cool-season grass species in the forage ecosystem. Agronomy Journal, 86: 243-246.
• Sutherland B.l., Hume D.E., Tapper B.A. 1999. Allelopathic effects of endophyte-infected perennial ryegrass extracts on white clover seedlings. New Zealand J. Agric. Res., 42: 19-26.
• Zackrisson O., Nilsson M.C., Wardle D.A. 1996. Key ecological function from wildfire in Boreal forest. Oikos, 77: 10-19.