23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2016/09
Alelopatija – ne tik dar vienas konkurencijos būdas
  • Dr. Nijolė MARŠALKIENĖ, ASU
  • Mano ūkis

Jau mūsų močiutės žinojo, kad svogūnai prastai auga po kopūstų, o morkos nemėgsta burokėlių kompanijos, tačiau gerai lysvėje sutaria su krapais, žirniais, ridikėliais ar česnakais; kad obelis į tą pačią vietą geriau sodinti tik po 50 metų. Augalai gali darniai tarpusavyje sugyventi arba konkuruoti, padėti vieni kitiems arba išstumti nepageidaujamą kaimyną iš savo teritorijos.

Augalas yra gyvas organizmas, kovojantis ir kuriantis aplink save savo gyvenamąją aplinką. Tokius reiškinius, kaip „dirvos pavargimą" nuo jame augintų augalų, dar 300 m. prieš m. e. aprašė botanikos mokslo tėvu vadinamas Aristotelio mokinys Teofrastas, vėliau apie tai rašė romėnų išminčius Gajus Plinijus Antrasis, o Kinijoje jau pirmame mūsų eros amžiuje buvo aprašyta apie 300 augalų, turinčių pesticidinių, kitus augalus slopinančių, savybių.

Viena iš pagrindinių dirvos nuovargio priežasčių, kaip vėliau nustatė mokslininkai, yra alelopatija - reiškinys, kai į dirvą išskirtos augintų augalų biocheminės medžiagos veikia po jų pasėtus kitus augalus. Europoje alelopatija labiau pradėta domėtis 17-18 amžiuje. Prancūzų gamtininkas ir botanikas Augustinas De Condole 19 a. pradžioje nustatė, kad augalai skleidžia į aplinką chemines medžiagas, kurios vienus augalus veikia teigiamai, kitus - neigiamai. 20 a. pradžioje šios medžiagos jau buvo įvardytos ir pavadintos alelochemikalais, o pats reiškinys - alelopatija.

Alelopatija - tai tik vienas iš kelių organizmų konkurencijos būdų. Alelochemikalus gali išskirti visas augalas, bet daugiausiai - šaknys. Augalo antžeminės dalies išskirti alelochemikalai pasklinda ore ir su lietumi patenka į dirvožemį.

Alelocheminės medžiagos gali paveikti tiek sėklų dygimą, tiek šaknų formavimąsi, tiek viso augalo augimą: membranų laidumą, chlorofilo gamybą, fotosintezės aktyvumą. Be to, gali paveikti tiek teigiamai, tiek neigiamai - skatinti arba slopinti šiuos procesus.

Augalų šaknų zonoje (rizosferoje) mikroorganizmų būna nuo kelių iki 50 kartų daugiau negu aplink dirvožemyje. Augalas, norėdamas prisivilioti naudingus mikroorganizmus (mikorizinius grybus, simbiontines bakterijas ir pan.) natūraliomis sąlygomis, atiduota vidutiniškai 10 proc. (daugiausia - iki 40 proc.) savo fotosintezės produktų. Taip pat gali išskirti įvairias rūgštis, fenolius, kolinus, gliukozidus, fitoncidus ir, priklausomai nuo rūšies, visą spektrą įvairių kitų alelochemikalų, kurių tikslas - prisivilioti tinkamus mikroorganizmus ir slopinti nepalankių ar konkurencinių rūšių veiklą.

Augdamas augalas išskiria skirtingus alelochemikalus, nes skirtingais vystymosi etapais jiems reikalingi kitokie mikroorganizmai. Mikroorganizmai taip pat konkuruoja arba sugyvena su į juos panašiais ir išskiria antibiotikus, ne tik norėdami apsaugoti savo augalą šeimininką, bet ir kovodami tarpusavyje dėl erdvės ir maisto. Didžioji dauguma mūsų medicinoje žinomų antibiotikų yra išskirti iš dirvožemio mikroorganizmų. Pavyzdžiui, nustatyta, kad grybelis Trichoderma išskiria apie 60, šieno lazdelė - apie 40, Pseudomonas - iki 80 biocheminių junginių, turinčių įvairių antibiotinių savybių.

Sudėtingi ir menkai ištirti ryšiai

Visi augalai išskiria alelochemikalus, tačiau vieni daugiau, kiti - mažiau, nes turi kitus prisitaikymo prie aplinkos biologinius mechanizmus. Alelopatiniai ryšiai sudėtingi, nusistovėję tarp rūšių per evoliuciją ir, nežiūrint gausių tyrimų, nėra iki šiol pakankamai ištirti.

Kiekviena augalo rūšis turi draugiškas ar neutralias rūšis, taip pat yra jų antagonistai ir parazitinės rūšys. Tai aiškiai galima pamatyti natūraliose pievų fitocenozėse. Vien tik Lietuvoje yra išskirtos 35 natūralių pievų klasės, besiskiriančios savita augalų bendrijų sudėtimi, t. y. jose augančiomis, tarpusavyje sugyvenančiomis rūšimis. Daugiausiai alelochemikalų išskiria skėtinių, vėdryninių, astrinių, bastutinių šeimos augalai.

Su įvairiais žemės ūkio augalais auga tam tikros piktžolių grupės. Kai kurių piktžolių lietuviški vardai rodo, kuriems žemės ūkio augalams jos būdingos: rugiagėlės, ruginiai vikiai, ruginės dirsės. Anksčiau buvo manoma, kad piktžolės kenkia kultūriniams augalams, nes pasisavina iš dirvos maisto medžiagas, drėgmę ir užstoja šviesą, tačiau tyrimai parodė, kad piktžolės trukdo kitiems augalams augti dėl fiziologiškai aktyvių alelopatinių išskyrų.

Kultūriniai augalai taip pat išskiria alelochemikalus. Nustatyta palyginti stipri kviečių, miežių, rugių, grikių, saulėgrąžų alelopatija, o viena stipriausių alelopatijų pasižymi ryžiai ir sorgai. Kultūriniai augalai savo išskiriamomis biocheminėmis medžiagomis ne tik kovoja su kenkėjais ir piktžolėmis, bet ir tarpusavyje konkuruoja dėl maisto ir erdvės.

Sėjomainų reikalingumas

Sėjomainomis, įsėliais ir posėliais galima panaikinti alelochemikalus, taip pat išlaikyti mikroorganizmų įvairovę dirvožemyje. Tai yra ne tik organinių liekanų, bet ir alelochemikalų skaidytojai. Dalį alelochemikalų, kaip maisto medžiagas, sunaudoja augalai, o dar daugiau, kaip anglies šaltinį - mikroorganizmai. Šiuo metu didelis dėmesys skiriamas išsiaiškinti painius piktžolių ir kultūrinių augalų santykius. Augalų alelochemikalai pradėti naudoti piktžolių ir kenkėjų kontrolei. Kai kurie šiuo metu naudojami pesticidai yra augalų alelochemikalų analogai.

Ryški alelopatija miške. Vieni iš didžiausiu alelopatiniu poveikiu mūsų miškuose pasižyminčių medžių yra ąžuolai ir beržai, iš atvežtinių - bukai, kaštonai, riešutmedžiai, baltažiedės robinijos. Miško paklotė yra prisotinta miško augalų ir mikroorganizmų alelochemikalų. Jauni medžiai, kaip ir žoliniai augalai, alelochemikalų išskiria mažiau, seni - daugiau. Lapų ir spyglių nuokritos išskiria junginius, kurie stabdo žolių sėklų dygimą ir augimą, bet teigiamai veikia mikorizinių simbiotinių grybų augimą. Alelochemikalai išdega per gaisrus ir miško vietoje įsigali žolinė augalija. Žoliniai augalai savo ruožtu slopina medžių sėklų dygimą ir augimą.

Problema - invaziniai augalai

Alelopatiniai augalų ir mikroorganizmų ryšiai yra nusistovėję per evoliuciją, susidariusios savitos bendrijos, kur visi žino, kas yra draugai, o kas - priešai, per kovą ir konkurenciją atsiradęs sugyvenimas ir pusiausvyra.

Lietuvoje šiuo metu yra priskaičiuojama daugiau kaip pusė tūkstančio svetimžemių rūšių, iš kurių 40 pripažintos invazinėmis (jos yra naikintinos) ir apie 60, kurias ketinama pripažinti invazinėmis. Geriausiai žinomi sibiriniai barščiai, sukeliantys odos nudegimus, tačiau yra daug kitų augalų, kurie nesukelia tiesioginės žalos žmogui, tačiau yra agresyvūs kitų organizmų atžvilgiu: gausialapiai lubinai, baltažiedės robinijos, uosialapiai klevai, varpinės medleivos, muilinės gubojos, rykštenės, sprigės.

Šie augalai agresyviai plinta, nes nėra natūralių priešų ir natūralių alelochemikalų, kurie nuslopintų ir sureguliuotų nevaldomą rūšies plitimą. Invazinės rūšys išstumia vietines augalų rūšis ir keičia mūsų ekosistemas, o kartu ir mikroorganizmus. Dalyje Europos ir Lietuvoje plinta invazinės rūšys, kurių didžioji dalis kilusi iš Šiaurės Amerikos, Kanados, o kitoje Atlanto pusėje yra ta pati problema - agresyvios invazinės rūšys, kilusios iš Europos. Pas mus įprasti augalai: vaistinės česnakūnės, nendriniai dryžučiai, ankstyvieji šalpusniai, paprastieji šaltekšniai, daržinės pienės - didelė ir nevaldoma Kanados problema. Europoje vaistines česnakūnes puola apie 17 rūšių ligų ir kenkėjų, o Kanados miškuose česnakūnės priešų neturi, masiškai suželia po miškų gaisrų ir yra naikinamos herbicidais.

Dar didesnis pavojus - genetiškai modifikuoti augalai

Lietuvos aplinkos ministerija 2006 m. neįsileido genetiškai modifikuotų rapsų. Rapsai natūraliai kryžminasi bent su septyniomis pas mus augančiomis piktžolėmis ir galimi ne tik tarprūšiniai, bet ir tarpgentiniai hibridai. Patys bastutiniai, kuriems priklauso ir rapsai, turi savybę lengviau sudaryti hibridus negu kitos rūšys, nors paprastai augalai turi apsisaugojimo mechanizmą ir taip lengvai nesikryžmina su kitos rūšies, o tuo labiau - kitos genties augalais.

Genetiškai modifikuoti, kaip ir invaziniai, augalai nepaiso nei geografinių, nei valstybinių sienų ir plinta aplinkoje. Jų alelopatinės savybės pakitusios ir priklauso nuo įterpto geno produkuojamų cheminių medžiagų. Tyrimų duomenys rodo, kad aplinkai, biologiniai įvairovei jie yra kur kas agresyvesni ir žalingesni, palyginti su įprastais.

***

Alelopatija vadinama bet kokia (tiek teigiama, tiek neigiama) tiesioginė ar netiesioginė vieno augalo (dumblio, bakterijos, koralo, grybo) sąveika su kitu organizmu, jų produkuojamomis ir į aplinką išskiriamomis cheminėmis medžiagomis - alelochemikalais.

***

Alelopatinių medžiagų išsiskyrimas priklauso nuo aplinkos sąlygų, ypač dirvožemio ir meteorologinių. Jei dirvožemis nederlingas, jei sausra, alelochemikalų išskiriama daugiau, nes konkurencija dėl maisto medžiagų ir vandens yra didesnė.