Microsoft Word - 2012 Sekutowski Bortniak Domaradzki hb tp rec rec eng.doc

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

Tomasz R. SEKUTOWSKI, Marcin BORTNIAK, Krzysztof DOMARADZKI

Instytut Uprawy Nawoenia i Gleboznawstwa - Pastwowy Instytut Badawczy w Puawach
Zakad Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wrocawiu
ul. Orzechowa 61, 50-540 Wrocaw
e-mail: t.sekutowski@iung.wroclaw.pl

ASSESSMENT OF ALLELOPATHIC POTENTIAL OF INVASIVE PLANTS - GOLDENROD

(SOLIDAGO GIGANTEA) ON BUCHWHEAT (FAGOPYRUM SAGITTATUM)

AND SUNFLOWER (HELIANTHUS ANNUUS)

Summary

In the laboratory experiments effect of the fresh mass of goldenrod (S. gigantea) leaf and stem water extracts on germina-
tion capacity and buckwheat (F. sagittatum) and sunflower (H. annuus) on root growth were determined. Test of germina-
tion and early growth - Phytotoxkit was used in experiment. The research covered 3 independent laboratory series, 3 repeti-
tions in each series. Water extracts were prepared from 125 g, 250 g and 500 g of fresh mass of goldenrod (S. gigantea) and
100 cm

of distilled water. Plates moistened of distilled water were control objects in these experiment. Data indicated that

the highest inhibition effect on the germination capacity and buckwheat (F. sagittatum) root length was obtained after ap-
plication on water extracts of 50%. The strongest effect in the form of sunflower (H. annuus) root growth stimulation was
observed after application of water extract of 12.5%.
Key words: water extracts; allelopathic potential; microbiotest Phytotoxkit; goldenrod (Solidago gigantea); invasive plant;
buckwheat (Fagopyrum sagittatum); sunflower (Helianthus annuus)

OCENA POTENCJAU ALLELOPATYCZNEGO ROLINY INWAZYJNEJ –

NAWOCI OLBRZYMIEJ (SOLIDAGO GIGANTEA) W ODNIESIENIU DO GRYKI

ZWYCZAJNEJ (FAGOPYRUM SAGITTATUM) ORAZ SONECZNIKA ZWYCZAJNEGO

(HELIANTHUS ANNUUS)

Streszczenie

W badaniach wasnych oceniano wpyw wodnych wycigów sporzdzonych ze wieej masy lici i odyg nawoci olbrzymiej
(S. gigantea) na zdolno kiekowania i wzrost korzeni gryki zwyczajnej (F. sagittatum) oraz sonecznika zwyczajnego (H.
annuus). Dowiadczenie przeprowadzono z uyciem testu kiekowania i wczesnego wzrostu rolin - Phytotoxkit. Testy obej-
moway trzy niezalene serie dowiadcze laboratoryjnych, w kadej serii po trzy powtórzenia. Wodne wycigi sporzdzono
ze 125, 250 oraz 500 g wieej masy nawoci olbrzymiej (S. gigantea) na 100 cm

wody destylowanej. Obiekt kontrolny sta-

nowiy pytki, na które nanoszono jedynie wod destylowan. Uzyskane wyniki wykazay, e najsilniejszy efekt inhibicyjny w
odniesieniu do zdolnoci kiekowania oraz dugo korzeni gryki zwyczajnej (F. sagittatum), stwierdzono po zastosowaniu
50% wycigu. Natomiast najsilniejszy efekt w postaci stymulacji wzrostu korzeni sonecznika zwyczajnego (H. annuus),
stwierdzono po zastosowaniu 12,5% wycigu.
Sowa kluczowe: wycig wodny; potencja allelopatyczny; mikrobiotest Phytotoxkit; rolina inwazyjna; nawo olbrzymia
(Solidago gigantea); gryka zwyczajna (Fagopyrum sagittatum); sonecznik zwyczajny (Helianthus annuus)

„...có to takiego wiedza?

nic innego jak zapisane dowiadczenie...”

Thomas Carlyle (1795-1881)

1. Wstp

Ju w czasach historycznych czowiek próbowa prze-

nosi i wprowadza (celowo lub przypadkowo) róne ga-
tunki rolin. Nie ulega wtpliwoci, e introdukcja do agro-
cenozy rolin innych ni naturalnie wystpujcych byo
spowodowane najczciej korzyciami gospodarczymi czy
ekonomicznymi. O ile intencje zwizane z wprowadzeniem
jakiego gatunku z natury rzeczy s jak najlepsze, to wynik
kocowy takiej decyzji bywa czsto fatalny w skutkach.
Gatunek obcy, celowo wprowadzony do agrocenozy, moe
sta si gatunkiem inwazyjnym. Przyjmuje si (w myl re-
guy „tens rule”), e co dziesity gatunek introdukowany
wymyka si spod kontroli, a tylko jeden z dziesiciu takich
gatunków staje si gatunkiem naturalizowanym. Natomiast
tylko jeden na dziesi z gatunków naturalizowanych moe
sta si gatunkiem inwazyjnym [1].

Wiele gatunków inwazyjnych w swoich naturalnych
siedliskach nie charakteryzuje si tak ogromn ekspansyw-
noci np. gatunki z rodzaju Solidago spp. Z czego to wy-
nika, e po wprowadzeniu do innego ekosystemu gatunek
taki staje si silnie inwazyjny? Teorii próbujcych wyjani
to zagadnienie jest wiele, jednak tylko kilka z nich mogoby
tumaczy to zjawisko. Jedn z najczciej przytaczanych
hipotez jest tzw. pusta nisza ekologiczna, coraz czciej
jednak zjawisko to tumaczy si innymi teoriami, tj. bra-
kiem naturalnych wrogów, czy te inhibicyjnym oddziay-
waniem zwizków allelopatycznych uwalnianych do ro-
dowiska, np. poprzez wydzieliny korzeniowe rolin inwa-
zyjnych [2-7].

W Polsce wystpuj 3 gatunki z rodzaju Solidago spp.,

które zostay sprowadzone z Ameryki Pónocnej: Solidago
gigantea, S. canadensis i S. graminifolia. Na tereny dzisiej-
szej Polski trafiy w wieku XIX (1853 - Solidago gigantea

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

i 1872 - Solidago canadensis) [8, 9]. Gatunki te zostay in-
trodukowane w celach ozdobnych, ale równie jako poy-
tek dla pszczó. Bardzo szybko rozprzestrzeniy si po caej
Europie, za wyjtkiem jej poudniowo-wschodniej czci
oraz Skandynawii. W Polsce Solidago gigantea i Solidago
canadensis wystpuj masowo w caym kraju, jedynie
w czci pónocno-wschodniej populacja tych gatunków
jest zdecydowanie mniejsza [10-12]. Tak siln ekspansj
zawdziczaj intensywnemu wzrostowi klonalnemu, pro-
dukcji duej iloci nasion rozsiewanych przez wiatr na ol-
brzymie odlegoci oraz produkcji zwizków alleloche-
micznych wydzielanych do gleby, oddziaywujcych inhi-
bicyjnie na mikroflor glebow oraz roliny wysze [13-
16].
W

badaniach

in vitro czy in situ zdaniem wikszoci

badaczy powinno uywa si pojcia potencjau allelopa-
tycznego, które odnosi si do dziaania stymulacyjnego
bd inhibicyjnego donora wzgldem akceptora. Jest to po-
jecie szczególnie wane z punktu widzenia obserwatora,
gdy umoliwia porównanie pomidzy sob ich wzajem-
nych oddziaywa.

Z doniesie literaturowych wynika, e gatunki z rodzaju

Solidago spp. wywieraj bardzo silny (najczciej inhibi-
cyjny) wpyw na patogeny pochodzenia glebowego lub te
inne gatunki rolin, które rosn w ich bliskim ssiedztwie
[14, 16, 19, 20]. Prawdopodobnie silne dziaanie fungista-
tyczne czy te fitotoksyczne wzgldem rolin wyszych,
zawdziczaj produkowanym przez siebie metabolitom
wtórnym (np. poliacetylanom, diterpenoidom, saponinom,
fenolom czy olejkom eterycznym), które w sprzyjajcych
warunkach rodowiskowych mog wykazywa waciwoci
allelopatyczne [21-27].

Z pracy przegldowej Kaczmarek [28] oraz innych au-

torów [29-35] wynika, e roliny testowe (gryka zwyczajna
oraz sonecznik zwyczajny) wykorzystane w biotecie jako
akceptory, same mog by doskonaymi donorami, wyka-
zujcymi bardzo silne waciwoci allelopatyczne wzgl-
dem innych rolin. Zarówno gryka zwyczajna (F. sagitta-
tum) jak i sonecznik zwyczajny (H. annuus) mog by
z powodzeniem stosowane jako poplony, gdy rozkadajce
si resztki tych rolin, silnie redukuj wschody takich ga-
tunków jak: Amaranthus sp., Lactuca sativa, Capsella bur-
sa-pastoris, Anthemis arvensis, Phalaris canariensis, Cype-
rus rotundus, Conodon dactylon, Chenopodium album czy
Rumex sp.

Nasuwa si jednak pytanie, czy te dwa gatunki (gryka

i sonecznik) wystawione na dziaanie innych allelopatin
(np. uzyskanych z nawoci) bd reagoway na nie w spo-
sób dodatni (efekt stymulacyjny) czy te ujemny (efekt in-
hibicyjny)?

Celem przeprowadzonych bada bya ocena potencjau

allelopatycznego wodnych wycigów, uzyskanych ze wie-
ej masy (odyg i lici) nawoci olbrzymiej (S. gigantea)
w odniesieniu do zdolnoci kiekowania i pocztkowego
wzrostu dwóch rolin uprawnych, które równie wykazuj
silny potencja allelopatyczny: gryki zwyczajnej (Fagopy-
rum sagittatum) oraz sonecznika zwyczajnego (Helianthus
annuus).

2. Materiay i metoda

Dowiadczenie przeprowadzono w 2009 roku przy uy-

ciu zmodyfikowanego testu kiekowania i wczesnego wzro-
stu rolin – Phytotoxkit

. Badania obejmoway trzy nieza-

lene serie dowiadcze laboratoryjnych, w kadej serii po
trzy powtórzenia. W badaniach wykorzystano wodne wy-
cigi sporzdzone ze wieej masy lici i odyg rolin naw-
oci olbrzymiej (S. gigantea), pozyskanej z naturalnego sta-
nowiska (8-letni odóg), której rozwój zawarty by w prze-
dziale 18-20 w skali BBCH [17]. Pozyskany surowiec umy-
to pod biec wod, usuwajc w ten sposób zanieczysz-
czenia, a nastpnie tak przygotowany materia rolinny osu-
szono i rozdrobniono. Wodne wycigi sporzdzono z 125,
250 oraz 500 g rozdrobnionej biomasy (lici i odyg) dono-
ra – nawoci olbrzymiej (S. gigantea) na 100 cm

wody de-

stylowanej. Okrelon biomas rozdrobnionych lici i odyg
donora, zalano wod destylowan pozostawiajc tak przy-
gotowany ekstrakt, bez dostpu wiata na okres 24 h. Po
upywie tego czasu wodne wycigi przesczono przez bibu-
filtracyjn otrzymujc w ten sposób ciecz robocz, któr
w dalszej kolejnoci wykorzystano do aplikacji. Obiekt
kontrolny (K), testu Phytotoxkit stanowiy pytki z podo-
em z piasku, które nasczono tylko wod destylowan.
Skróty nazw roztworów wyjaniono i przedstawiono

w tab. 1.

Tab. 1. Kombinacje roztworów wodnych zastosowanych
w dowiadczeniu
Table 1. Experimental variant of water extracts

Symbol;

Symbol

Objanienia;

Explanations

Stenie;

Concetration

woda destylowana
distilled water

125,0 g wieej masy lici i odyg
rolin nawoci olbrzymiej (S. gi-
gantea) na 100 cm

wody destylo-

wanej;
125.0 g of leaves and stems fresh
mass water extracts from golden-
rod (S. gigantea) plants on 100 cm

distilled water

12,5%

250,0 g wieej masy lici i odyg
rolin nawoci olbrzymiej (S. gi-
gantea) na 100 cm

wody destylo-

wanej;
250.0 g of leaves and stems fresh
mass water extracts from golden-
rod (S. gigantea) plants on 100 cm

distilled water

25%

III

500,0 g wieej masy lici i odyg
rolin nawoci olbrzymiej (S. gi-
gantea) na 100 cm

wody destylo-

wanej;
500.0 g of leaves and stems fresh
mass water extracts from golden-
rod (S. gigantea) plants on 100 cm

distilled water

50%

Podoe dla pytek testowych stanowi piasek o rednicy

0,6-0,8 mm, który nasczano 25 ml wodnego wycigu spo-
rzdzonego z nawoci olbrzymiej (S. gigantea). W dalszej
kolejnoci pytki z mikrobiotestem Phytotoxkit przykrywa-
no papierowym filtrem i wysiewano nasiona akceptora, któ-
rym bya gryka zwyczajna (Fagopyrum sagittatum) oraz
sonecznik zwyczajny (Helianthus annuus) w iloci
5 szt./pytk. Tak przygotowany mikrobiotest inkubowano
w pozycji pionowej, w temperaturze 25°C bez dostpu
wiata przez okres 5 dni. Po tym czasie dokonano rejestra-
cji obrazu zdolnoci kiekowania nasion akceptorów - gryki
zwyczajnej (F. sagittatum) oraz sonecznika zwyczajnego

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

Tab. 2. Wpyw wodnych wycigów z lici i odyg rolin nawoci olbrzymiej (S. gigantea) na kiekowanie oraz pocztkowy
rozwój korzeni gryki zwyczajnej (F. sagittatum)
Table 2. Effect of water extracts of goldenrod (S. gigantea) leaves and stems on germination and initial growth of buck-
wheat (F. sagittatum) root

Obiekty;

Treatments

Stenie wodnego

wycigu z nawoci olbrzy-

miej (S. gigantea);

Concentration of

soil water extracts from
goldenrod (S. gigantea)

Zdolno kiekowania

gryki zwyczajnej

(F. sagittatum) (%);

Germination capacity

of buckwheat

(F. sagittatum) (%)

rednia dugo

korzeni zarodkowych

gryki zwyczajnej

(F. sagittatum) (mm);

Mean length of embryonic

root of buckwheat

(F. sagittatum) (mm)

K 0%

86,5

73,8

I 12,5%

80,1

66,8

II 25%

78,2

56,9

III 50%

70,8

30,1

Objanienia patrz tab. 1. / Explanations see Table 1.

rednie w kolumnie dla zdolnoci kiekowania oraz redniej dugoci korzeni zarodkowych gryki oznaczone t sama liter nie róni si istotnie dla
NIR=0,05 / Means for germination capacity and mean length of embryonic root of buckwheat followed by the same letters do not differ for LSD=0.05

Kontrola

Checks

Obiekt III (50% stenie)

Treatment III (50% concentration)

Rys. 1. Inhibicyjny wpyw najwyszego stenia wycigu wodnego uzyskanego ze wieej masy nawoci olbrzymiej
(S. gigantea) na wzrost korzeni gryki zwyczajnej (F. sagittatum)
Fig. 1. Inhibitory effect of water extracts of the highest concentration obtained from fresh mass of goldenrod (S. gigantea)
on the root growth of buckwheat (F. sagittatum)

(H. annuus), przy pomocy aparatu cyfrowego. Natomiast
do pomiarów dugoci korzeni akceptorów uyto programu
analizy obrazu „Image Tools”. Dokadny sposób wykona-
nia testu, zosta opisany w standardowej procedurze opera-
cyjnej Phytotoxkit

[18]. Uzyskane wyniki opracowano

statystycznie, porównujc rónice midzy rednimi, testem
Tuckey’a dla poziomu istotnoci = 0,05.

3. Wyniki i dyskusja
3.1. Akceptor - gryka zwyczajna (F. sagittatum)

Inhibicyjne oddziaywanie wodnych wycigów sporz-

dzonych z biomasy (lici i odyg) nawoci olbrzymiej
(S. gigantea), wzgldem kiekujcych nasion gryki zwy-
czajnej (F. sagittatum) byo zalene od zastosowanego st-
enia wycigu (tab. 2).
Silny inhibicyjny wpyw w odniesieniu do zdolnoci
kiekowania oraz elongacji (dugoci) korzeni stwierdzono
po zastosowaniu wycigu, którego stenie wynosio 50%.
Zdolnoci kiekowania nasion gryki dla tego stenia zosta-
a obniona a o 15,7% w porównaniu do obiektu kontrol-
nego, co zostao potwierdzone statystycznie. Równie du-
go korzeni gryki zostaa bardzo istotnie zredukowana, bo
a o 140% w porównaniu do obiektu kontrolnego

(tab. 2, rys. 1). Natomiast pozostae dwa stenia (25,0%
i 12,5%) w mniejszym stopniu, aczkolwiek nadal istotnie,

obniay zdolno kiekowania nasion oraz redukoway
dugo korzeni gryki.

W efekcie zastosowanego wodnego wycigu o steniu

25,0% odnotowano istotne obnienie zdolnoci kiekowania
orzeszków gryki (o 8,3%) oraz redukcj dugoci korzeni
na poziomie 23% (tab. 2).

Najmniejsze, ale nadal potwierdzone statystycznie ró-

nice w zdolnoci kiekowania oraz redukcji dugoci korzeni
gryki stwierdzono po aplikacji wodnego wycigu z nawoci
o najmniejszym steniu - 12,5%. Stenie to spowodowao
obnienie zdolnoci kiekowania nasion gryki o 6,5%, a du-
go korzeni zostaa zredukowana o 9,5% w porównaniu do
kontroli (tab. 2).

Z doniesie literaturowych wynika, e to wanie licie

uwaane s za organy posiadajce najwiksze iloci zwiz-
ków allelochemicznych, które mog by uwalniane do ro-
dowiska poprzez ewaporacj, wymywanie czy podczas za-
chodzcych w glebie procesów rozkadu (mikrobiologicz-
nych lub(i) biochemicznych) w wyniku dziaalnoci edafo-
nu [36-38].

Z bada przeprowadzonych przez Yanga i in. [14], wy-

nika, e silny efekt inhibicyjny wykazuj nie tylko licie,
ale równie inne czci rolin, np. korzenie. Autorzy ci
stwierdzili, inhibicyjny wpyw wycigów uzyskanych z ko-
rzeni i rizomów nawoci kanadyjskiej (S. canadensis)
w stosunku do koniczyny biaej (Trifolium repens). Istotny
efekt inhibicyjny w odniesieniu do zdolnoci kiekowania

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

koniczyny biaej (T. repens) stwierdzili po zastosowaniu
wycigów z korzeni, a wycigi sporzdzone z rizomów
istotnie obniay zdolno kiekowania Plantago virginica.
Natomiast wycigi wodne sporzdzone z rizomów istotniej
hamoway wzrost korzeni zarodkowych nie tylko koniczy-
ny biaej (T. repens), ale równie innych akceptorów,
tj. Kummerowia stipulacea, Amaranthus spinosus, Lolium
perenne, Festuca arundinacea czy Portulaca oleracea.

Ponadto z bada przeprowadzonych przez Pisula i Me-

inersa [39] wynika, e równie w obrbie rodzaju Solidago
spp., poszczególne gatunki nawoci mog wykazywa sil-
niejsze lub sabsze dziaanie allelochemiczne. Autorzy ci
stwierdzili, najsilniejszy efekt inhibicyjny w odniesieniu do
kiekowania Lactuca sativa po zastosowaniu wycigu wod-
nego z lici S. graminifolia, a w przypadku pozostaych ga-
tunków, tj. S. juncea, S. nemoralis, S. rugosa, S. canaden-
sis, S. gigantea, równie wystpowa efekt inhibicyjny jed-
nak by on istotnie sabszy. W momencie zmiany roliny
akceptorowej na Raphanus sativus, okazao si, e najsil-
niejszy efekt inhibicyjny uzyskali po zastosowaniu wod-
nych wycigów z lici S. canadensis, S. graminifolia, S. ru-
gosa i S. gigantea. Natomiast wycigi otrzymane z pozosta-
ych dwóch gatunków: S. nemoralis i S. juncea odznaczay
si istotnie sabsz si inhibicyjn w odniesieniu do zdol-
noci kiekowania R. sativus.

3.2. Akceptor - sonecznik zwyczajny (H. annuus)

Naturalne zwizki chemiczne o waciwociach allelo-

patycznych wykazuj zrónicowane spektrum dziaania za-
lenie od swojej budowy chemicznej oraz pochodzenia.

Najczciej jest to efekt inhibicyjny w odniesieniu do kie-
kowania i wzrostu form juwenilnych rónych gatunków,
jednak zdarza si, e wystpuje efekt stymulacji (pobudza-
nia) np. kiekowania czy pocztkowego wzrostu korzeni
lub(i) koleoptyla. Substancje takie okrelane s mianem ka-
iromonów, czyli rodków dajcych pewne korzyci akcep-
torowi [40].

Potwierdzeniem tej tezy mog by badania przeprowa-

dzone przez Duer [41], w których autorka wykazaa stymu-
lujcy efekt wodnych wycigów sporzdzonych z Galium
aparine w odniesieniu do pocztkowego wzrostu koleopty-
la oraz korzeni zarodkowych pszenicy. Bardzo ciekawe ba-
dania w tym wzgldzie prowadzone byy przez Kwieci-
sk-Poppe i in. [42], którzy oceniali wpyw rónych ste
wycigów wodnych sporzdzonych ze wieej oraz suchej
masy Galium aparine i

Matricaria maritima subsp. indora

na dugo korzeni oraz lici yta oraz pszenyta. Z bada
tych wynika, e wycigi o najniszym steniu (2%) uzy-
skane z suchej i wieej masy M. maritima subsp. indora
oraz G. aparine, wyranie stymuloway wzrost korzeni za-
rodkowych badanych gatunków zbó.

Równie w badaniach wasnych, w których oceniano

wpyw rónych ste wycigów wodnych sporzdzonych
ze wieej masy nawoci olbrzymiej (S. gigantea), stwier-
dzono efekt stymulacji, objawiajcy si silniejszym wzro-
stem korzeni sonecznika zwyczajnego (H. annuus). Efek-
towi temu ju na etapie kiekowania podlegay równie sa-
me nasiona sonecznika. Jednak uzyskane wyniki odnosz-
ce si do zdolnoci kiekowania, chocia róniy si od
obiektu kontrolnego oraz pomidzy sob, to nie byy istotne
statystycznie (tab. 3).

Tab. 3. Wpyw wodnych wycigów z lici i odyg rolin nawoci olbrzymiej (S. gigantea) na kiekowanie oraz pocztkowy
rozwój korzeni sonecznika zwyczajnego (H. annuus)
Table 3. Effect of water extracts of goldenrod (S. gigantea) leaves and stems on germination and initial development root of
sunflower (H. annuus)

Obiekty;

Treatments

Stenie wodnego wycigu

z nawoci olbrzymiej (S. gigantea);

Concentration of soil water extracts

from goldenrod (S. gigantea)

Zdolno kiekowania soneczni-

ka zwyczajnego (H. annuus) (%);

Germination capacity of sun-

flower (H. annuus) (%)

rednia dugo korzeni zarod-

kowych sonecznika zwyczajne-

go (H. annuus) (mm);

mean length of embryonic root

of sunflower (H. annuus) (mm)

K 0%

94,4

65,4

I 12,5%

96,5

79,6

II 25%

95,2

72,4

III 50%

94,8

65,3

Objanienia patrz tab. 1. / Explanations see Table 1.

rednie w kolumnie dla zdolnoci kiekowania oraz redniej dugoci korzeni zarodkowych sonecznika oznaczone t sama liter nie róni si istotnie dla
NIR=0,05 / Means for germination capacity and mean length of embryonic root of sunflower followed by the same letters do not differ for LSD=0.05

Kontrola

Checks

Obiekt I (12,5% stenie)

Treatment I (12.5% concentration)

Rys. 2. Stymulujcy wpyw najniszego stenia wycigu wodnego uzyskanego ze wieej masy nawoci olbrzymiej (S. gi-
gantea) na wzrost korzeni sonecznika zwyczajnego (H. annuus)
Fig. 2. Stimulating effect of water extracts of the lowest concentration obtained from fresh mass of goldenrod (S. gigantea)
on roots growth of sunflower (H. annuus)

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

Zastosowane w dowiadczeniu stenia wpyway na-

tomiast na redni dugo korzeni zarodkowych soneczni-
ka zwyczajnego (H. annuus). Analizujc przyrost korzeni
po 5 dniach od momentu aplikacji wycigów, mona
stwierdzi, e istotnie dugoci korzeni sonecznika stymu-
loway tylko dwa stenia: 25% i 12,5%. Stenie 25%
spowodowao wzrost dugoci korzeni akceptora o 10,7%
w porównaniu do obiektu kontrolnego. Jednak najsilniejszy
efekt zosta osignity po zastosowaniu najniszego ste-
nia (12,5%), gdy dugo korzeni zwikszya si a
o 21,7% w porównaniu do kontroli (tab. 3, rys. 2). Nato-
miast po zastosowaniu wycigu o najsilniejszym steniu
(50%) nie stwierdzono istotnych rónic w dugo korzeni
akceptora, którym byy nasiona sonecznika zwyczajnego
(H. annuus) w porównaniu do kontroli.

Zblione wyniki uzyska równie Sun i in. [43], wyko-

rzystujc w swoich badaniach wodne oraz etanolowe wy-
cigi sporzdzone z rizomów, odyg oraz lici nawoci ka-
nadyjskiej (S. canadensis). Z bada tych wynika, e najsil-
niejszy efekt w postaci zwikszenia zdolnoci kiekowania
rolin akceptorowych tj. rzepak (Brasica napus var. napus)
czy powój polny (Convolvulus arvensis), osignito po za-
stosowaniu wycigu wodnego z odyg i lici nawoci kana-
dyjskiej (S. canadensis) ale w najniszym steniu (0,001
g

-1

dw). Podobnie wycig etanolowy o najniszym st-

eniu (0,001 g

-1

dw), otrzymany z rizomów i odyg

nawoci kanadyjskiej (S. canadensis), spowodowa wzrost
zdolnoci kiekowania nasion rzepaku (B. napus var. na-
pus). Równie dugo koleoptyla bya uzaleniona od za-
stosowanego, stenia wycigu (0,1, 0,01, 0,001 g

-1

dw), rozpuszczalnika (woda, etanol) oraz „organu” (rizomy,
odygi, licie), z którego uzyskano materia donorowy. Naj-
silniejszy efekt w postaci istotnego wyduenia koleoptyla
rzepaku (B. napus var. napus) oraz powoju polnego (C.
arvensis) osignito po zastosowaniu najniszego stenia
wycigu wodnego i etanolowego uzyskanego z lici nawo-
ci kanadyjskiej (S. canadensis). Zdaniem Gniazdowskiej
i in.  [38],  najzasobniejszymi  w allelozwizki organami ro-
lin wyszych s licie, których allelopatiny wystpuj
w najwikszej  koncentracji,  a ponadto charakteryzuj si
najszerszym spektrum jakociowym.
  Ponadto, z bada przeprowadzonych przez Kiecia
i Wieczorek [44], dotyczcych przydatnoci rónych wy-
cigów i wywarów do ograniczania biomasy komosy biaej
(Chenopodium album), wynika e wikszo z przebada-
nych rolin donorowych posiadaa dziaanie inhibicyjne lub
co najwyej neutralne wzgldem akceptora, poza jednym
gatunkiem – ociaem pospolitym (Mahonia aquifolium),
który istotnie zwikszy wysoko oraz wie mas komo-
sy biaej (Ch. album).

4. Wnioski

1. Wodne wycigi uzyskane ze wieej masy nawoci ol-
brzymiej (S. gigantea), niezalenie od ich stenia, wykaza-
y potencja allelopatyczny wzgldem rolin akceptoro-
wych, którymi byy: gryka zwyczajna (F. sagittatum) oraz
sonecznik zwyczajny (H. annuus).

2. Inhibicyjny efekt wycigów wodnych stwierdzono
w odniesieniu do gryki zwyczajnej (F. sagittatum), nato-

miast w odniesieniu do sonecznika zwyczajnego (H. an-
nuus) zaobserwowano efekt stymulacji.
3. Najsilniejszy efekt inhibicyjny w odniesieniu do zdol-
noci kiekowania oraz do redukcji dugoci korzeni gryki
zwyczajnej (F. sagittatum), uzyskano po zastosowaniu 50%
wycigu z nawoci olbrzymiej (S. gigantea).

4. Niezalenie od zastosowanego stenia wycigu, nie
stwierdzono istotnych rónic w zdolnoci kiekowania ak-
ceptora – sonecznika zwyczajnego (H. annuus).

5. Zastosowanie wycigu o najniszym steniu (12,5%)
w odniesieniu do sonecznika zwyczajnego (H. annuus),
spowodowao efekt stymulujcy, objawiajcy si istotnym
wydueniem korzeni. Stenie dwukrotnie wiksze (25%)
równie stymulowao wzrost korzeni, jednak w znacznie
mniejszym stopniu. Natomiast wycig o najwyszym ste-
niu (50%) nie mia wpywu na wzrost korzeni.

5. Bibliografia

[1] Williamson M., Fitter A.: The varying success of invaders. Ecol-

ogy 77, p. 1661-1666, 1996.

[2] Mack R.N., Simberloff D., Longsdale W.M., Evans H., Clout M,

Bazzaz F.A.: Biotic invasions: causes, epidemiology, global
consequences and control. Ecological Society of America, Issues
in Ecology, 5, p. 1-22, 2000.

[3] Sakai A.K., Allendorf F.W., Holt J.S., Lodge D.M., Molofsky J.,

With K.A., Baughman S., Cabin R.J., Cohen J.E., Ellstrand N.C.,
Mccauleyd. E., O’neil P., Parker I.M., Thompson J.N., Weller
S.G.: The population biology of invasive species. Annu. Rev.
Ecol. Syst., 32, p. 305-332, 2001.

[4] Callaway R.M., Ridenour W.M.: Novel weapons: invasive suc-

cess and the evolution of increased competitive ability. Front
Ecol. Environ., 2, p. 436-443, 2004.

[5] Gniazdowska A.: Oddziaywanie allelopatyczne – „Nowa bro”

rolin inwazyjnych. Kosmos - Probl. Nauk Biol., 54, 2-3(267-
268), s. 221-226, 2005.

[6] Hierro J.L., Maron J.L., Callaway R.M.: A biogeographical ap-

proach to plant invasions: the importance of studying exotics in
their introduced and native range. J. Ecol., 93, p. 5-15, 2005.

[7] Sharma G.P., Singh J.S., Raghubanshi A.S.: Plant invasions:

emerging trends and future implications. Curr. Sci., 88, p. 726-
734, 2005.

[8] Dajdok Z., Pawlaczyk P.: Inwazyjne gatunki rolin ekosystemów

mokradowych Polski. Wyd. Klubu Przyrodników, 167 ss., 2009.

[9] Dajdok Z., liwiski M.: Roliny inwazyjne Dolnego lska.

Wyd. Polski Klubu Ekologiczny-Okrg Dolnolski, 2009.

[10] Tokarska-Guzik B.: „Zielone Widmo” i „Natrtny Mongo”-

czyli o przybyszach i przybdach we florze. [W:] Problemy ro-
dowiska i jego ochrony. Centrum studiów nad czowiekiem i ro-
dowiskiem. Nakonieczny M., Migula P. (red.), Uniwersytet
lski, Katowice, s. 101127, 2002.

[11] Tokarska-Guzik B.E.: The Establishment and Spread of Alien

Plant Species (Kenophytes) in the Flora of Poland. Wyd. U, Ka-
towice, 2372, 192 ss., 2005.

[12] Rola J. Rola H.:

Solidago spp. biowskanikiem wystpowania

odogów na gruntach rolnych. Fragm. Agron., 27(3), s. 122-131,
2010.

[13] Cornelius R.: The strategies of Solidago canadensis L. in relation

to urban habitats. III. Conformity to habitats dynamics. Acta
Oecol., 11(3), p. 301-310, 1990.

[14] Yang R.Y., Mei L.X., Tang J.J., Chen X.: Allelopathic effects of

invasive Solidago canadensis L. on germination and growth of
native Chinense plant species. Allelopathy J., 19(1), p. 241-248,
2007.

[15] Abilasha D., Quintana N., Vivanco J., Joshi J.: Do allelopathic

compounds in invasive Solidago canadensis restrain the native
European flora. Journal of Ecology, 96, p. 993-1001, 2008.

T. Sekutowski, M. Bortniak, K. Domaradzki

„Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering” 2012, Vol. 57(4)

[16] Zhang S., Jin Y., Tang J., Chen X.: The invasive plant Solidago

canadensis L. suppresses local soil pathogens through allelopa-
thy. Appl. Soil Ecology, 41, p. 215-222, 2009.

[17] Adamczewski K., Matysiak K.: Klucz do okrelania faz rozwo-

jowych rolin jedno- i dwuliciennych w skali BBCH [tumacze-
nie z j. angielskiego na j. polski K. Adamczewski i K. Matysiak].
Instytut Ochrony Rolin, Pastwowa Inspekcja Ochrony Rolin i
Nasiennictwa, Gówny Inspektorat. Pozna, 134 ss, 2005.

[18] Phytotoxkit.: Seed germination and early growth microbiotest

with higher plants. Standard Operational Procedure. Nazareth,
Belgium: MicroBioTest Inc., 24 pp., 2004.

[19] Tang J., Zhang Q., Yang R., Y., Chen X.: Effects of exotic plant

Solidago canadesis L. on local arbuscular mycorrhizal fungi.
Bull. Sci. Tech., 25, p. 233-237, 2009.

[20] Zhang S., Jin Y., Tang J., Chen X.: The ivasive plant Solidago

canadesis L. suppresses local soil pathogens through allelopathy.
Appl. Soil Ecology, 41, p. 215-222, 2009.

[21] Inose Y., Mijyase T., Ueno A.: Studies on the constituents of

Solidago virgaurea L. III. Structures of Solidago saponins in the
herb. Chem. Pharm. Bull. 39(8), p. 2037-2042, 1991.

[22] Lu T., Menelaou M.A., Vargas D., Fronczek F.R., Fisher N.H.:

Polyacetylenes and diterpenes from Solidago Canadensis. Phyto-
chemistry 32(6), p. 1483-1488, 1993.

[23] Lu T., Vargas D., Franzblau S., Fischer N.H.: Diterpenes from

Solidago rugosa. Phytochemistry 38(2), p. 451-456, 1995.

[24] Tori M., Katto A., Sono M.: Nine New clerodane diterpenoids

from rhizomes of Solidago altissima. Phytochemistry 52(3),
p. 487-493, 1999.

[25] Vila R., Mundina M., Tomi F., Furlan R., Zacchino S., Casanova

J., Canigueral S.: Composition and antifugal activity of the Es-
sentials oil of Solidago chilens. Planta Med., 68(2), p. 164-167,
2002.

[26] Choi S.Z, Choi S.U., Lee K.R.: Phytochemical constituents of the

aerial parts from Solidago virga-aurea var. gigantea. Arch.
Pharm. Res., 27(2), p. 164-8, 2004.

[27] Lendl A., Reznicek G.: Two new saponins from Solidago gigan-

tea. Sci. Pharm., 75, p. 111-120, 2007.

[28] Kaczmarek S.: Wykorzystanie potencjau allelopatycznego rolin

w wybranych uprawach rolniczych. Progr. Plant Protect./ Post.
Ochr. Rolin 49(3), s. 1502-1511, 2009.

[29] Macias F.A., Lopez A., Verela R.M., Torres A., Molinillo

J.M.G.: Bioactive terpenoids from sunflower leaves cv. Peredo-
vic. Phytochemistry 61, p. 687-692, 2002.

[30] Iqbal Z., Hiradate S., Noda A., Isojima S., Fuji Y.: Allelopathic

activity of buckwheat: isolation and characterization of pheno-
lics. Weed Sci., 51, p. 657-662, 2003.

[31] Ciarka D., Gawroska H., Maecka M., Gawroski S.W.: Allelo-

pathic potential of sunflower roots and root exudates. Zesz. Prob.
Post. Nauk Rol., 496, s. 301-313, 2004.

[32] Kalinová, J., Tríska J., Vrchotová N.: Biological activity of phe-

nolic compounds present in buckwheat plant. Allelopathy J., 16,
p. 123-130, 2005.

[33] Golisz A., Lata B., Gawroski W., Fuji Y. Specific and total ac-

tivities of the allelochemicals identified in buckwheat. Weed
Biol. Manag., 7, p. 164-171, 2007.

[34] Siegie I., Trocka A., Bosa K., Bogatek R., Gniazdowska A.:

Potencja allelopatyczny sonecznika. Post. Nauk Rol., 6, s. 55-
71, 2008.

[35] Jasicka-Misiak I.: Allelopatyczne waciwoci metabolitów

wtórnych rolin uprawnych. Wiad. Chem., 63(1-2), s. 39-62,
2009.

[36] Wójcik-Wojtkowiak D., Potylicka B., Weyman-Kaczmarkowa

W.: Allelopatia. Wyd. AR, Pozna 1998.

[37] Sturz A., Christie B.R.: Beneficial microbal allelophaties in the

root zone: the management of soil quality and plant disease with
rhizobacteria. Soil Till. Res., 72, p. 107-123, 2003.

[38] Gniazdowska A., Oracz K., Bogatek R.: Allelopatia – nowe inte-

rakcje oddziaywa pomidzy rolinami. Kosmos, 53(2), s. 207-
217, 2004.

[39] Pisula N.L., Meiners S.J.: Allelopathic effects of goldenrod spe-

cies on turnover in successional communities. Am. Midl. Nat.,
163(1), p. 161-172, 2010.

[40] Oleszek W.: Allelopatia – rys historyczny, definicja, nazewnic-

two. Mat. Konf. Teoretyczne i praktyczne aspekty allelopatii.
Wyd. IUNG, Puawy, K(10), s. 5-14, 1996.

[41] Duer I.: Potencja allelopatyczny biomasy niektórych gatunków

chwastów w stosunku do siewek pszenicy ozimej. Fragm.
Agron., 2(50), s. 6-56, 1996.

[42] Kwieciska-Poppe E., Kraska P., Pays E.: The influence of wa-

ter extracts from Galium aparine L. and Matricaria maritime
subsp. inodora (L.). Dostál on germination of winter rye and
triticale. Acta Sci. Pol., Agricultura 10(2), p. 75-85, 2011.

[43] Sun Bing-Yao, Tan Jian-Zhong, Wan Zhi-Gang, Gu Fu-Gen,

Zhu Ming-De.: Allelopathic effects of extracts from Solidago
canadensis L. against seed germination and seedling growth of
some plants. J. Environ. Sci., 18(2), p. 304-309, 2006.

[44] Kie J., Wieczorek D.: Badania nad przydatnoci wycigów i

wywarów rolinnych do zwalczania komosy biaej. Progr. Plant
Protect./ Post. Ochr. Rolin 49(1), s. 371-377, 2009.