ХИМИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ РАСТЕНИЙ ДРУГ НА ДРУГА

Конкуренцией, т. е. борьбой между растениями за место, за свет, влагу и питательные вещества почвы, раньше объясняли все случаи вытеснения одних растений другими. Но впоследствии выяснилось, что могут быть и другие причины такого вытеснения. Австрийский физиолог растений профессор Ганс Молиш обратил внимание на то, что растения могут влиять друг на друга посредством выделения в почву и в воздух тех или иных химических веществ.

Это так называемое биохимическое влияние одних растений на  другие Молиш назвал аллелопатией (от греческих слов «аллело» —взаимный и «пати» — воздействие). Молиш был склонен понимать термин «аллелопатия» более широко, как обозначающий вообще всякое, а не только химическое влияние растений друг на друга, но приводимые им примеры были главным образом химические, и потому аллелопатию стали понимать именно так.

Аллелопатию легко показать, например, на таком опыте: поместите в один сосуд с водою букет сирени, а в другой — букет из сирени и ландыша. По прошествии 2—3 дней вы заметите, что в своем чистом букете сирень еще  начала увядать, тогда как в соседстве с ландышем она уже вянет. Это происходит потому, что ландыш выделяет в воду, а также в воздух вещества, отравляющие сирень. Хотя мы очень любим ландыш, этот чудесный цветок, и в особенности ценим его нежный аромат, но ландыш является ядовитым растением, правда, применяемым и для приготовления сердечных лекарств. Ландыш содержит такие ядовитые вещества, как глюкозиды конвалламарин, конваллатоксин, сапонин-конвалларин и некоторые другие.

Был даже случай, когда погиб ребенок, выпивший воду из вазы, в которой находились ландыши.

Все это так—могут сказать нам читатели, но какое отношение имеет к этому геоботаника? Ведь, говоря о ядовитых веществах ландыша, вы не упомянули о влиянии ландыша на растения, живущие с ним в одном сообществе (фитоценозе)!? По этому вопросу достоверных данных у нас нет, и это не случайно.

Дело в том, что ландыш в природе растет среди травяного покрова лесов, и рядом с ним растут такие виды трав, которые к нему приспособились и не страдают от выделяемых им ядовитых веществ, а некоторые из этих растений, может быть, содержат и противоядия. Но тем не менее можно заметить, что в травяном покрове лесов ландыш в огромном большинстве случаев встречается не обильно, рассеянными особями и небольшими их группами. В большом обилии ландыш встречается довольно редко, и тогда травяной покров бывает беден другими видами, хотя места для них между стеблями и листвой ландыша хватило бы. Не потому ли это, что ландыш угнетает их слишком обильными выделениями ядовитых веществ, которые, при меньших концентрациях, возможно, могли бы содействовать другим растениям, угнетая вредные для них микроорганизмы? Возможно, что особи ландыша, произрастая густыми куртинами, отравляют и сами себя своими выделениями и что именно поэтому густые куртины ландыша встречаются довольно редко и, очевидно, долго на одном месте не существуют, быстро разреживаясь.

Интересно, что не только ландыш, но и многие другие лекарственные растения не растут обычно в сообществах очень густо, в большом обилии, Таковы, например: степное растение горицвет, или адонис весенний, из которого готовят сердечное лекарство, валериана—обитатель сырых мест по перелескам и опушкам, орхидные, из клубней которых, называемых в сушеном виде салепом, приготовляют отхаркивающие, мягчительные средства, толокнянка, настой из листьев которой хорошее мочегонное, знаменитый дальневосточный женьшень, из корней которого готовят лекарство от многих болезней, и другие. Однако на культурных плантациях лекарственных растений некоторые из них человек принуждает расти довольно густо в чистых посевах, но с соблюдением определенных расстояний между растениями. Можно предположить взаимное химическое угнетение особей этих растений при их большом обилии и большой густоте.

Но как отличить в сообществе влияние аллелопатии от влияния конкуренции? Относительно ландыша его аллелопатическое влияние при большом обилии его особей, очевидно, имеет место, поскольку мы наблюдаем его химическое воздействие в букете на сирень и в других случаях. Но как быть с растениями, химическое влияние которых на другие растения еще неизвестно? Кроме того, как отделить в сообществах, составленных из нескольких или многих видов, химическое действие одного вида растений  химического действия других? Во всех таких случаях на помощь исследователю приходят эксперименты.

Методика их может быть различна, но чаще всего высевают или высаживают в ящики или горшки какой-нибудь вид растений из определенного сообщества и поливают его экстрактом из другого вида того же самого сообщества, Таким путем, например, было выяснено, что экстракт из брусники сильно угнетает прорастание семян ели. Значит, в ельниках-брусничниках появление всходов ели затруднено и, если покров из брусники не сменится каким- нибудь другим, го ельник рано или поздно сменится другим типом леса. Ель, не получая пополнения от своего молодняка, начнет изреживаться, и ее место может занять сосна. Кстати, есть данные о том, что в сосновых борах брусника не только не угнетает, но даже содействует прорастанию семян сосны.

В наиболее стойких, жизненных сообществах подбираются, очевидно, такие виды растений, которые не вредят друг другу биохимическим путем. Если же вредное биохимическое влияние имеется, то это может послужить одной из причин смены такого сообщества в недалеком будущем.

Очень интересны и важны для сельского хозяйства многие явления аллелопатии в сообществах культурных растений. Известно, например, что посевы лука в междурядьях помидоров и картофеля предохраняют их от заболевания паразитным грибом фитофторой и что капуста, посаженная среди виноградника, каким-то образом угнетает виноград, и многие другие факты.

Специалист по защите растений М. С. Дунин в увлекательной книге «По Афганистану, Пакистану и Индии» (1954) упоминает, что в Индии посев в междурядьях хлопчатника фасоли аконитолистной оказался прекрасной мерой борьбы с заболеванием хлопчатника корневой гнилью, вызываемой грибами из рода ризоктония.

Мы изучали в лабораторных условиях взаимное влияние всходов луговых трав. Посевы производились в плоских стеклянных чашках Петри, в промытый и прокаленный речной песок. В каждую чашку высевалось одинаковое число семян одного, двух или трех видов трав. Для каждого вида отбирались семена однородные по окраске и по размерам. Песок поддерживался в умеренно-влажном состоянии путем одновременных поливов одинаковыми порциями дождевой воды. Дождевую воду брали потому, что она бедна солями, приближаясь в этом отношении к дистиллированной воде. По истечении срока каждой серии опытов (от 12 до 19 дней) лодсчитывалось число нормальных и угнетенных всходов, а также непроросших семян. Выводы сделаны из тех опытов, в которых отклонения не выходили за допустимые пределы и которые дали согласные результаты в, двух сериях посевов.

Опыты показали, что красный клевер дал в среднем в два раза, а ро овый клевер в полтора раза больше здоровых всходов в смеС* с тимофеевкой или луговой овсяницей (или с обеими вместе), чем в чистых посевах. Белый клевер, наоборот, дал больший процент здоровых всходов в чистом посеве.

В опытах всходы не соприкасались друг с другом, не испытывали недостатка влаги и не могли конкурировать в отношении пищи, поскольку питание их осуществлялось только за счет фотосинтеза и запасов в семенах. Поэтому благоприятное влияние всходов в одних случаях и неблагоприятное — в других можно было объяснить лишь аллелопатией.

В Китае издавна применяют смешанные посевы сои и кукурузы. Такие смешанные посевы неоднократно испытывались в недавнее время и у нас, причем применялись различная густота и гнездовой или же рядовой посев. Как общий вывод намечается то, что при не слишком густых посевах соя и кукуруза действительно благоприятно влияют друг на друга и урожайность обеих культур при смешанных посевах тогда повышается. Но здесь уже играет роль, по-видимому, не только аллелопатия, но и такие факторы, как положительное влияние умеренного бокового притенения, обогащение почвы азотом благодаря сое и т. д.

В своем учебнике геоботаники А. Г. Воронов (1963) отмечает, что основная задача, стоящая перед геоботаниками в области растениеводства, до сих пор еще не решена. Это — задача создания устойчивых многовидовых многоярусных культурных сообществ, удобных в эксплуатации, образованных многолетними деревянистыми, кустарниковыми и травянистыми растениями. Решение этой задачи позволит резко повысить производительность культурных растительных сообществ, особенно в тропических и субтропических странах, где условия для выращивания большой растительной массы наиболее благоприятны, К этому мы добавим, что при испытании таких сложных агро- фитоценозов необходимо будет учитывать и аллелопатическое влияние растений друг на друга, подбирая виды и сорта, взаимно влияющие в этом отношении благоприятно.