Стаття

Отримано 16.08.2022

Доопрацьовано 16.10.2022

Прийнято 29.11.2022

Взято з Том 26, № 4, 2022

Сторінки 19 -29

Tkachova, Ye., Fedorchuk, M., & Kovalenko, O. (2022). Allelopathic activity of plants Hyssopus officinalis L.. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 26(4), 19-29. https://doi.org/10.56407/2313-092X/2022-26(4)-2

Алелопатична активність рослин Hyssopus officinalis L.

Євгенія Ткачова Михайло Федорчук Олег Коваленко

Необхідність у фітомеліорації спонукає на введення у культуру рослин, які не тільки будуть мати декілька напрямків використання отриманої сировини, але й сприяти оздоровленню ґрунтів та бути добрим попередником для подальшого успішного вирощування наступних за ними сільськогосподарських культур. Відомо, що ефіроолійні культури активізують розвиток корисної мікробіоти та запобігають ґрунтовтомі. В статті наведено результати досліджень впливу на алелопатичну активність частин рослин гісопу лікарського (Hyssopus officinalis L.) сорту Маркіз з врахуванням вікових особливостей в умовах змін клімату півдня України. Метою роботи було виявити вплив алелопатичної активності водних екстрактів листків, стебел та квіток гісопу, ґрунту у зоні ризосфери та віку рослин на ріст коренів крес-салату. У процесі дослідження використовувалися емпіричні методи, зокрема, експеримент. В результаті проведених досліджень з культурою гісопу лікарського першого, другого та третього років вегетації на базі дослідного поля Миколаївського національного аграрного університету впродовж 2019-2021 років виявлено оптимальну концентрацію водних екстрактів культури зі стимулюючим ефектом. Показана залежність алелопатичної активності водорозчинних біологічно активних речовин надземних органів рослин гісопу лікарського і виявлено концентрацію розчину, яка визиває інгібуючий ефект. Так, найбільш висока алелопатична активність відмічалась на варіанті з використанням квіток гісопу лікарського рослин другого року вегетації в концентрації 1:10. Водні розчини шару ґрунту кореневої системи, де зростали рослини гісопу лікарського третього року вегетації, мають інгібуючий ефект на лінійний приріст коренів крес-салату. Найбільшою вона була у варіанті листок + стебло при концентрації водного розчину 1:10. Це говорить про те, що необхідно використовувати культуру гісопу лікарського в сівозміні обережно враховуючи її особливості онтогенезу. Отримані результати матимуть практичне застосування у підприємствах різних форм власності, які будуть мати бажання вирощувати культуру гісопу лікарського та використовувати його в структурі сівозміни

гісоп лікарський; крес-салат; водні екстракти; концентрація розчину; алелопатія; стимулювання; інгібуючий ефект

[1] Abd-Elgawad, M.M., & Omer, E.A. (1995). Effect of essential oils of some medicinal plants on phytonematodes. Anz. Schadlingskde, Pflanzenschutz, Umweltschutz, 68, 82-84. doi: 10.1007/BF01908429.

[2] Aci, M.M., Sidari, R., Araniti, F., & Lupini, A. (2022). Emerging trends in allelopathy: A genetic perspective for sustainable agriculture. Agronomy, 12(9). doi: 10.3390/agronomy12092043.

[3] Ahmad, H., Kobayashi, M., & Matsubara, Y.-I. (2020). Changes in secondary metabolites and free amino acid content in tomato with Liliaceae herbs companion planting. American Journal of Plant Sciences, 11(12), 1878-1889. doi: 10.4236/ajps.2020.1112134.

[4] Aipova, R., Abdykadyrova, A.B., & Kurmanbayev, A.A. (2020). Biological products in organic agriculture. Plant Biotechnology and Breeding, 2(4), 36-41. doi: 10.30901/2658-6266-2019-4-o4.

[5] Amb, M.K., & Ahluwalia, A.S. (2016). Allelopathy: Potential role to achieve new milestones in rice cultivation. Rice Science, 23(4), 165-183. doi: 10.1016/j.rsci.2016.06.001.

[6] Ayşe, K. (2016). Entansif tarımda kullanılan jojoba ve lavanta bitkilerinin allelopatik potansiyellerinin araştırılması. Denizli: Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dali.

[7] Canarini, A., Kaiser, C., Merchant, A., Richter, A., & Wanek, W. (2019). Root exudation of primary metabolites: Mechanisms and their roles in plant responses to environmental stimuli. Frontiers in Plant Science, 10(157), 1-19. doi: 10.3389/fpls.2019.00157.

[8] Ćeranić, A., Doppler, M., Büschl, C., Parich, A., Xu, K., Koutnik, A., Bürstmayr, H., Lemmens, M., & Schuhmacher, R. (2020). Preparation of uniformly labelled 13C- and 15N-plants using customised growth chambers. Plant Methods, 16(1), 2-15. doi: 10.1186/s13007-020-00590-9.

[9] Cheng, F., & Cheng, Z. (2015). Research progress on the use of plant allelopathy in agriculture and the physiological and ecological mechanisms of allelopathy. Frontiers in Plant Science, 6(102), 1-16. doi: 10.3389/fpls.2015.01020.

[10] Dallali, S, Rouz, S., Aichi, H., & Ben Hassine, H. (2017) Phenolic content and allelopathic potential of leaves and rhizosphere soilaqueous extracts of white horehound (Maribum vulgare L.). Journal of New Sciences, Agriculture and Biotechnology, 39(3), 2106-2120. Retrieved from https://www.jnsciences.org/agri-biotech/57-volume-39/303-phenolic-contentand-allelopathic-potential-of-leavesand-rhizosphere-soilaqueous-extracts-of-white-horehound-maribum-vulgare-l.html.

[11] Dobrovolskyi, Р., Andriichenko, L., Kachanova, T., & Manushkina, Т. (2021). Creating hyssop phytocenoses in anthropogenically transformed ecosystems. E3S Web of Conferences, 255, 01009. doi: 10.1051/e3sconf/202125501009.

[12] Dragoeva, A.P., Nanova, Z.D., & Kalcheva, V.P. (2010). Allelopathic activity of micropropagated Hyssopus officinalis L., Lamiaceae, water infusions. Revista Brasileira de Farmacognosia, 20(4), 513-518. doi: 10.1590/s0102-695x2010000400009.

[13] Grodzinsky, A.M. (1991). Allelopathy of plants and soil fatigue. Kyiv: Naukova Dumka.

[14] Grodzinsky, A.M. (1992). Fundamentals of chemical interaction of plants. Kyiv: Naukova Dumka.

[15] Harna, S.V., Vladimirova, I.M., & Burda, N.B. (2016). Modern phytotherapy: Teaching manual. Kharkiv: Printing shop Madrid.

[16] Hussain, M.I., Danish, S., Sánchez-Moreiras, A.M., Vicente, Ó., Jabran, K., Chaudhry, U.K., Branca, F., & Reigosa, M.J. (2021). Unraveling sorghum allelopathy in agriculture: Concepts and implications. Plants (Basel), 10(9), 1795. doi: 10.3390/plants10091795.

[17] Jop, B., Krajewska, A., Wawrzyńczak, K., Polaszek, K., & Synowiec, A. (2021). Phytotoxic effect of essential oil from hyssop (Hyssopus officinalis L.) against spring wheat and white mustard. Biology and Life Sciences Forum, 3(1), 13. doi: 10.3390/IECAG2021-09711.

[18] Khalid, S.T.A. (2002). Use of allelopathy in agriculture. Asian Journal of Plant Sciences, 1(3), 292-297. doi: 10.3923/ajps.2002.292.297.

[19] Kornienko, V.I. (2021). Medicinal plants in clinical veterinary medicine. А study guide for students of zoo-veterinary universities and faculties. Kharkiv: National University.

[20] Kucheryavyi, O.V. (2020). Formation and development of allelopathy in Ukraine: Agricultural aspect (second half of the 20th – beginning of the 21st century). Pereyaslav: Pereyaslav-Khmelnytsky State Pedagogical School Hryhory Skovoroda University.

[21] Laurent, S., & Feth, Z.H. (2019). Determination of root exudate concentration in the rhizosphere using 13c labeling. Bio Protoc, 9(9), 1-7. doi: 10.21769/BioProtoc.3228.

[22] Mominul Islam, A.K.M., Thiti, S., Md Parvez, A., Shukor Juraimi, A., & Kato-Noguchi, H. (2022). Allelopathic properties of Lamiaceae species: Prospects and challenges to use in agriculture. Plants, 11(11), 1478. doi: 10.3390/plants11111478.

[23] Mykhalska, L., Schwartau, V., & Kremenchuk, R. (2018). Phytomeliorative properties of plants of Lavandula angustifolia L. in conditions of cultivation in the Forest-Steppe zone of Ukraine. Bulletin of Agrarian Science, 96(10), 55-60. doi: 10.31073/agrovisnyk201810-08.

[24] Pandey, V., Verma, R.S., Chauhan, A., & Tiwari, R. (2014). Compositional variation in the leaf, flower and stem essential oils of Hyssop (Hyssopus officinalis L.) from Western-Himalaya. Journal of Herbal Medicine, 4, 85-89. doi: 10.1016/j.hermed.2013.12.001.

[25] Polyak, Y.M., & Sukcharevich, V.I. (2019). Allelopathic interactions between plants and microorganisms in soil ecosystems. Biology Bulletin Reviews, 9(6). doi: 10.1134/s2079086419060033.

[26] Reigosa, M.J., Pedrol, N., & González, L. (2010). Allelopathy: A physiological process with ecological implications. Netherlands: Springer.

[27] Rozhkov, A.O. (2016). Theoretical aspects of research. Kharkiv: Maidan.

[28] Sadeqifard, S, Mirmostafaee, S., Joharchi, M.R., Zandavifard, J., Azizi, M., & Fujii, Y. (2022). Evaluation of allelopathic activity interactions of some medicinal plants using fractional inhibitory concentration and isobologram. Agronomy, 12(12), 3001. doi: 10.3390/agronomy12123001.

[29] Scavo, A., Abbate, C., & Mauromicale, G. (2019). Plant allelochemicals: Agronomic, nutritional and ecological relevance in the soil system. Plant and Soil, 442(1-2), 23-48. doi: 10.1007/s11104-019-04190-y.

[30] Shahid, А. (2021). Varietal features of white mustard performance formation depending on sowing and mineral nutrition rates under the conditions of the northeastern Forest-Steppe of Ukraine. (Doctoral thesis, Sumy National Agrarian University, Sumy, Ukraine).

[31] Shinwari, M., Shinwari, M., & Fujii, Y. (2013). Allelopathic activity of medicinal plants and weeds from Pakistan. Allelopathy Journal, 32(2), 223-232. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/257358252.

[32] Sira, L.M. (2022). Allelopathy of plants. Pharmaceutical encyclopedia. Retrieved from https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/2698/alelopatiya-roslin.

[33] Sorokina, S.I., & Hnatiuk, N.O. (2017). Biological activity of secretion of plant matter and soil from hyssop species (Hyssopus officinalis). Scientific Bulletin of UNFU, 27(3), 121-123. doi: 10.15421/40270327.

[34] Storozhyk, L. (2019). Allelopathic potential of sugar sorghum seeds. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 9(1), 93-98. doi: 10.15414/jmbfs.2019.9.1.93-98.

[35] Vivanco, J.M., & Baluska, F. (2012). Secretions and exudates in biological systems. London: Springer Heidelberg Dordrecht.

[36] Williamson, B.G., & Richardson, D. (1988). Bioassays for allelopathy: Measuring treatment responses with independent controls. Journal of Chemical Ecology, 14(1), 181-187. doi: 10.1007/bf01022540.

[37] Wolski, T., Baj, T, & Kwiatkowski, S. (2006). Hyzop lekarski (Hyssopus officinalis L.) zapomniana roślina lecznicza, przyprawowa oraz miododajna. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Sectio DD Medicina Veterinaria, 61, 1–10. Retrieved from https://czasopisma.up.lublin.pl/index.php/mv/article/view/3557.

[38] Zaimenko, N.V., Pavlyuchenko, N.A., Didyk, N.P., Ellanska, N.E., & Ivanytska, B.O. (2021). Allelopathic interactions and the biogeochemical cycle of carbon in nature. In Global consequences of the introduction of plants under conditions of climate change: Materials of the scientific conference with international participation dedicate on the 30th anniversary of the Independence of Ukraine, the National Botanical Garden named after M.M. Hryshka of the National Academy of Sciences of Ukraine (31-33). Kyiv: National University.

[39] Zawiślak, G. (2013). The chemical composition of essential hyssop oil depending on plant growth stage. Acta Scientiarum Polonorum. Hortorum Cultus = Ogrodnictwo, 12(3), 161-170. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/267032698.

[40] Zheljazkov, V.D., Jeliazkova, E.A., & Astatkie, T. (2021). Allelopathic effects of essential oils on seed germination of barley and wheat. Plants, 10(12), 2728. doi: 10.3390/plants10122728.

​[41] Zorikova, O., Manyakhin, A., Koldaev, V., Moiseenko, L., & Litvinova, E. (2017). Allelopathic activity of patrinia scabiosifolia and patrinia rupestris. Biomed Pharmacol, 10(2), 651-658. doi: 10.13005/bpj/1152.