1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биология внутренних вод
  4. № 6, 2023

Биология внутренних вод, 2023, № 6, стр. 821-831

Влияние альгицида на основе метаболитов-аллелохемиков водных растений на прорастание семян и развитие проростков трех видов гелофитов

А. Г. Лапиров a, *, Е. А. Беляков a, b, О. А. Лебедева a, Е. А. Курашов a, c, Ю. В. Крылова a, c

a Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук
пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл, Россия

b Череповецкий государственный университет
Череповец, Вологодская обл., Россия

c Институт озероведения Российской академии наук, Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: a_lapir@ibiw.ru

Поступила в редакцию 23.01.2023
После доработки 14.02.2023
Принята к публикации 19.05.2023

Аннотация

Впервые изучено влияние запатентованного спиртового раствора альгицида на основе галловой, тетрадекановой, гептановой и октановой органических кислот на прорастание семян и развитие проростков трех видов гелофитов: Sparganium emersum, S. glomeratum и Schoenoplectus lacustris. Выявлены значительные различия во влиянии различных концентраций альгицида (0.1, 1.0 и 10.0 мг/л) на прорастание семян и начальные этапы развития проростков трех видов гелофитов. Отмечена стимуляция прорастания семян Sparganium emersum в концентрации 10.0 мг/л и ингибирование этого процесса у S. glomeratum в концентрациях в 1.0 и 0.1 мг/л. Значимого действия альгицида на прорастание семян Schoenoplectus lacustris не обнаружено. По степени увеличения устойчивости морфологических показателей растений к действию различных концентраций альгицида проростки трех видов гелофитов образуют следующий ряд: S. lacustris > S. glomeratum > S. emersum.

Ключевые слова: прибрежно-водные растения, аллелопатия, аллелохемики, начальные этапы развития

Список литературы

  1. Беляков Е.А., Лапиров А.Г. 2019. Семенная продуктивность и особенности плавучести генеративных диаспор некоторых европейских видов рода Sparganium L. // Биология внутр. вод. № 4–2. С. 36. https://doi.org/10.1134/S0320965219060044

  2. Дубына Д.В., Стойко С.М., Сытник К.М. и др. 1993. Макрофиты – индикаторы изменений природной среды. Киев: Наукова думка.

  3. Курашов Е.А., Крылова Ю.В., Батаева Ю.В. и др. 2019. Альгицид для подавления развития цианобактерий из зеленых водорослей на основе метаболитов – аллелохемиков водных растений. Патент РФ № 2019104959 (RU 2 709 308 C1).

  4. Курашов Е.А., Крылова Ю.В., Митрукова Г.Г., Чернова А.М. 2014. Летучие низкомолекулярные метаболиты водных макрофитов, произрастающих на территории России, и их роль в гидроэкосистемах // Сиб. экол. журн. Т. 21. № 4. С. 573.

  5. Лисицына Л.И., Папченков В.Г., Артеменко В.И. 2009. Флора водоемов Волжского бассейна. Определитель сосудистых растений. М.: Тов-во науч. изд. КМК.

  6. Международные правила определения качества семян. 1969. М.: Колос.

  7. Николаева М.Г., Лянгузова И.В., Поздова Л.М. 1999. Биология семян. СПб.: НИИ химии СПбГУ.

  8. Савиных Н.П., Шабалкина С.В., Лелекова Е.В. 2015. Биоморфологические адаптации гелофитов // Сиб. экол. журн. Т. 22. № 5. С. 671. https://doi.org/10.15372/SEJ20150502

  9. Barral M.T., Paradelo R. 2011. A Review on the use of phytotoxicity as a compost quality indicator // Dynamic Soil, Dynamic Plant. V. 5. Iss. 2. P. 36.

  10. Bhadha J.H., Lang T.A., Alvarez O.M. et al. 2014. Allelopathic effects of Pistia stratiotes and Lyngbya wollei Farlow ex Gomont on seed germination and root growth // Sustain. Agr. Res. V. 3. № 4. P. 121. https://doi.org/10.5539/sar.v3n4p121

  11. Chiapusio G., Sánchez A.M., Reigosa M.J. et al. 1997. Do germination indices adequately reflect allelochemical effects on the germination process? J. Chem. Ecol. V. 23. № 2. P. 2445.

  12. Chou C.H., Lin H.J. 1976. Autointoxication mechanism of mechanism of Oriza sativa L. Phytotoxic effects of decomposing rice residues in soil // J. Chem. Ecol. V. 2. № 3. P. 353. https://doi.org/10.1007/BF00988282

  13. Dayan F.E., Romagni J.G., Duke S.O. 2000. Investigating the Mode of Action of Natural Phytotoxins // J. Chem. Ecol. V. 26. № 9. P. 2079. https://doi.org/10.1023/A:1005512331061

  14. El Fels L., Hafidi M., Ouhdouch Y. 2016. Artemia salina as a new index for assessment of acute cytotoxicity during co-composting of sewage sludge and lignocellulose waste // Waste Manage. V. 50. P. 194. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.02.002

  15. Fink P. 2007. Ecological functions of volatile organic compounds in aquatic systems// Mar. Freshwater Behav. Physiol. V. 40. № 3. P.155. https://doi.org/10.1080/10236240701602218

  16. Fuentes A., Lloréns M., Sáez J. et al. F. 2004. Phytotoxicity and heavy metals speciation of stabilised sewage sludges // J. Hazard. Mater. V. A108. № 3. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.02.014

  17. Gross E.M. 2003. Allelopathy of Aquatic Autotrophs // CRC Crit. Rev. Plant. Sci. V. 22. № 3–4. P. 313. https://doi.org/10.1080/713610859

  18. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. 2001. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis // Palaeontol. Electron. V. 4. № 1. P. 1.

  19. Iqbal M.Z., Rahmati K. 1992. Tolerance of Albizia lebeck to Cu and Fe application // Ekológia (CSFR). V. 11. № 4. P. 427.

  20. Jäger A.K., Strydom A., van Stade J. 1996. The effect of ethylene, octanoic acid and a plant-derived smoke extract on the germination of light-sensitive lettuce seeds // Plant Growth Regul. V. 19. P. 197. https://doi.org/10.1007/BF00037791

  21. Kurashov E., Kapustina L., Krylova J., Mitrukova G. 2020. The Use of fluorescence microscopy to assess the suppression of the development of cyanobacteria under the influence of allelochemicals of aquatic macrophytes // Fluorescence methods for investigation of living cells and microorganisms. London: IntechOpen. P. 83. https://doi.org/10.5772/intechopen.92800

  22. Kurashov E., Krylova J., Protopopova E. 2021. The Use of Allelochemicals of Aquatic Macrophytes to Suppress the Development of Cyanobacterial “Blooms” // Plankton Communities. London: IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.95609

  23. Mazumder P., Khwairakpam M., Kalamdhad A.S. 2020. Bio-inherent attributes of water hyacinth procured from contaminated water body-effect of its compost on seed germination and radicle growth // J. Environ. Man. V. 257. art. № 109990. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109990

  24. Muzaffar S., Ali B., Wani N. A. 2012. Effect of catechol, gallic acid and pyrogallic acid on the germination, seedling growth and the level of endogenous phenolics in cucumber (Cucumis sativus L.) // Int. J. Life Sci. Pharm. Res. V. 1 № 3. P. 50.

  25. Nakai S., Yamada S., Hosomi M. 2005. Anti-cyanobacterial fatty acids released from Myriophyllum spicatum // Hydrobiologia. V. 543. P. 71. https://doi.org/10.1007/s10750-004-6822-7

  26. Pagare S., Bhatia M., Tripathi N. et al. 2015. Secondary Metabolites of Plants and their Role: Overview // Curr. Trends Biotechnol. Pharm. V. 9. № 3. P. 293.

  27. Reigosa M.J., Pazos-Malvido E. 2007. Phytotoxic effects of 21 plant secondary metabolites on Arabidopsis thaliana germination and root growth // J. Chem. Ecol. V. 33. P. 1456. https://doi.org/10.1007/s10886-007-9318-x

  28. Selim Sh.M., Zayed Mona S., Atta H.M. 2012. Evaluation of phytotoxicity of compost during composting process // Nat. Sci. Sleep. V. 10. № 2. P. 69.

  29. Shipley B., Parent M. 1991. Germination responses of 64 wetland species in relation to seed size, minimum time to reproduction and seedling relative growth rate // Funct. Ecol. V. 5. № 1. P. 111. https://doi.org/10.2307/2389561

  30. Sutcliffe M.A., Whitehead C.S. 1995. Role of ethylene and short-chain saturated fatty acids in the smoke-stimulated germination of Cyclopia seed // J. Plant Physiol. V. 145. P. 271.

  31. Takao L.K., Ribeiro J.P.N., Lima M.I.S. 2011. Potencial alelopático de macrófitas aquáticas de um estuário cego // Acta Bot. Bras. V. 25. № 2. P. 324. https://doi.org/10.1590/S0102-33062011000200008

  32. Wang G., Yang Y., Kong Y. et al. 2022. Key factors affecting seed germination in phytotoxicity tests during sheep manure composting with carbon additives // J. Hazard. Mater. V. 421. Art. no. 126809. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126809

  33. Whitehead C.S., Nelson R.M. 1992. Ethylene sensitivity in germinating peanut seeds: The effect of short-chain saturated fatty acids // J. Plant Physiol. V. 139. P. 479.

  34. Zeid I.M., Gharib Z.F.A.E., Ghazi S.M., Ahmed E.Z. 2019. Promotive effect of ascorbic acid, gallic acid, selenium and nano-selenium on seed germination, seedling growth and some hydrolytic enzymes activity of Cowpea (Vigna unguiculata) Seedling // J. Plant Physiol. Pathol. V. 7. Iss. 1. P. 1000193. https://doi.org/10.4172/2329-955X.1000193

  35. Zhang L., Jia Y., Zhang X. et al. 2016. Wheat straw: an inefficient substrate for rapid natural lignocellulosic composting // Bioresour. Technol. V. 209. P. 402. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.03.004

  36. Zhou S., Nakai S., Hosomi M. et al. 2006. Allelopathic growth inhibition of cyanobacteria by reed // Allelopathy J. V. 18. № 2. P. 277.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биология внутренних вод

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал