Взаэмодія рослин

   Галузь науки, яка досліджує вплив рослин один на одного, називається алелопатія. Рослини можуть впливати один на одного прямо або побічно. Прямий  вплив здійснюється при безпосередньому сусідстві рослин через виділення різних речовин корінням і листям. Безпосередній вплив на сусідні рослини через виділення летких речовин в повітря або водорозчинних в грунт назвемо умовно "хімічним". Також умовно можна назвати "фізичним "вплив через створення певного мікроклімату, коли вищі рослини створюють часткове затінення і підвищену вологість для рослин нижнього ярусу. Ще один вид прямої взаємодії, природа якого не ясна, можна було б позначити як "біологічний". Рослини, сприятливо впливають на навколишнє середовище в біодинамічного землеробства, називають динамічними. до них відносяться кропива, ромашка, валеріана, кульбаба і деревій. Непряма взаємодія рослин здійснюється в основному через грунт. 

   Взаємодія рослин - одна з основних проблем фітоценології, без вивчення якої неможливе глибоке пізнання організації рослинного угруповання (Василевич, 1983; Работнов, 1983). Міжвидові відносини визначають динаміку і структуру фітоценозів, внутрішньовидові - лежать в основі еволюційного розвитку виду. Не зважаючи на те, що накопичений великий експериментальний матеріал по вивченню міжвидової і внутрішньовидової конкуренції, проте залишаються актуальними дослідження, що розглядають механізмів взаємодії рослин. Наскільки динамічні конкурентні взаємостосунки, де найбільш інтенсивна конкуренція в монокультурі або серед особин різних видів, яка варіабельність основних показників життєвого стану конкуруючих рослин тощо - є важливими питаннями, для вирішення яких необхідне залучення великої кількості експериментальних даних. Реакція рослин на дію ценотичного чинника виявляється, як правило, у вигляді варіювання кількісних значень анатомо-морфологічних параметрів рослин. Завдяки чому, з'являється можливість кількісно оцінити силу конкурентної дії особин одна на одну. На цей час існує багато наукових робіт, присвячених вивченню впливу конкуренції на морфологічні параметри рослин (Котов, 1996; Ungar, 1997; Weiner, 1992, 1998), проте практично не розглядалися питання щодо впливу конкурентних взаємодій на ступінь варіювання кількісних характеристик анатомічних структур рослин. Разом з тим, зміна морфометричних ознак рослин під впливом умов навколишнього середовища є наслідком розвитку і формування їх анатомічних структур. 

   У природних умовах зростання рослин конкурентні взаємодії протікають на тлі абіотичних чинників середовища. У природі екологічні і ценотичні чинники тісно взаємозв'язані між собою. Тому, особливий інтерес становить вивчення взаємозв^'язків між рослинами в умовах екстремальних місцезростань.

Ценотичні взаємозв'язки між рослинами. Принципи і  класифікація. Особини рослин або їх частини, будучи складовими елементами системної організації популяцій, здатні до взаємодій різного типу. Вивчення взаємозв'язків між рослинами, дало змогу сформулювати концепцію конкурентних взаємодій в рослинному угрупованні.

Рослинні угруповання - це групи взаємопов'язаних між собою  рослин різних видів, які тривалий час  зростають у певній місцевості з  однорідними умовами життя. Різні  типи лісів, болота, луки, степи - усе  це приклади рослинних угруповань. Кожному з них притаманні певні  види рослин і певний набір життєвих форм, що найліпше пристосовані до місцевих умов зростання.

 
Види, які входять до складу угруповань, мають різну чисельність. Найчисленніші  види визначають характер самого рослинного угруповання (наприклад, ковила у ковиловому степу, дуб і граб у дубово-грабовому  лісі). Такі найчисленніші види рослин створюють умови для існування  інших організмів. Наприклад, сосна, яка росте на пісках, створює умови  для оселення та зростання інших  видів рослин.

   Фітогенне поле і його структурна організація. Будь-яка рослина в процесі своєї життєдіяльності трансформує навколишнє середовище за рахунок живильних речовин, води, виділення різного роду речовин тощо. Навколо особини утворюється простір або сфера впливу, де умови середовища змінені в результаті  життєдіяльності рослини. За визначенням Уранова, фітогенне поле це: "… в пределах которого среда приобретает новые свойства, определяемые присутствием в ней данной особи растения"  (Уранов, 1965: с.251). Конкурентні взаємодії між рослинами здійснюються через середовище, в результаті контакту і перекриття їх фітогенних полів (Кришень, 2000; Норин, 1987; Уранов, Михайлова 1974). Для фітогенного поля рослини характерна радіально-поясна структура: внутрішня частина, визначена зовнішнім контуром особини і її дією на параметри середовища; зовнішня частина, обмежена просторовим розміщенням та інтенсивністю дії коріння на ґрунт.

 
Кожне рослинне угруповання характеризується певним просторовим розташуванням  різних видів - ярусністю. Розрізняють  ярусність надземну і підземну. Надземна ярусність визначається певним розташуванням  надземних частин різних видів рослин за висотою, а підземна - відповідно кореневих систем за глибиною проникнення  у ґрунт (мал. 222). Виділяють до п'яти  надземних ярусів рослинного угруповання  і відповідну кількість підземних.

Мал. 222. Ярусність у мішаному лісі (цифрами показано певні яруси) 
Мал. 223. Внутрішньовидова конкуренція рослин за світло (цифрами показано ступінь пригнічення)

Ярусне розташування рослин в угрупованні знижує гостроту конкуренції за світло: верхні яруси  зазвичай обирають світлолюбні рослини, а нижні - тіньовитривалі і тіньолюбні. Наприклад, у мішаному лісі верхній  надземний ярус складають високорослі  дерева - сосна, дуб, граб. Рослини наступного ярусу - це невисокі дерева (дика груша  тощо). Ще один ярус утворений чагарниками (ліщина, ожина та ін.), четвертий - трав'янистими рослинами, п'ятий - мохами, грибами  та лишайниками. Ярусне розташування рослин впливає також і на просторове розташування різних видів тварин.

 
У рослинних угрупованнях постійно відбуваються різні зміни, пов'язані  з чергуванням сезонів року. Так, восени відмирають трав'янисті рослини  або лише їхні надземні частини, деревні  рослини скидають листки. Навесні  рослини розвиваються із насіння  або підземних частин, розпускаються  листки, квітки та ін. 
Які зв'язки виникають в угрупованнях між рослинами та іншими організмами? Кожна рослина росте не відокремлено, а взаємодіє з організмами: іншими рослинами, бактеріями, грибами, тваринами. Зв'язки між організмами різних видів, що мешкають разом, дуже різноманітні: вони можуть приносити користь усім організмам або лише одному з них, бути шкідливими тощо. Всі форми зв'язків між організмами різних видів називають симбіозом.

 
Як вам відомо, взаємовигідні  зв'язки виникають, наприклад, між бобовими рослинами та азотфіксуючими бульбочковими бактеріями. Іншим прикладом взаємовигідних зв'язків є співіснування коренів вищих рослин із грибницею шапкових грибів (наприклад, берези і підберезника, осики та підосичника).

 
А конкуренція - це приклад зв'язків, коли одні особини негативно впливають  на інших. Особини одного чи різних видів можуть змагатися (конкурувати) між собою за умови освітлення, місця зростання тощо. Прикладом  внутрішньовидової конкуренції  може слугувати одновіковий сосновий ліс, у якому рослини одного виду та одного віку конкурують за світло (мал. 223). Ті особини, які ростуть швидше, затінюють відсталих, чим ще більше затримують ріст або навіть спричинюють  їхню загибель. Міжвидова конкуренція  відбувається серед особин різних видів  та родів, яким притаманні подібні вимоги до певного місцезростання. Наприклад, у мішаних лісах такими рослинами  можуть бути дуб і граб.

 
Рослини різних видів можуть несприятливо впливати один на одного за допомогою  біологічно активних сполук - фітонцидів, які вони виділяють у ґрунт, воду, атмосферу. Такі сполуки пригнічують  ріст інших видів рослин і навіть можуть спричинити їхню загибель. Фітонциди  особливо сильної дії виробляють ясен, маслинка, пирій. 
 
Мал. 224. Рослини-паразити: повитиця (1), гніздівка (2) 
 
Ще один вид симбіозу - паразитизм. Як ви пригадуєте, паразити трапляються і серед рослин. Наприклад, повитиця (мал. 224) має безбарвні лускоподібні листочки та ниткоподібне стебло, яке обвивається навколо рослини-хазяїна. За допомогою особливих присоскоподібних 
видозмін кореня вона проникає у тканини рослини-хазяїна та висмоктує її соки. Про те, що існують гриби-паразити, знають усі. А ось орхідея гніздівка (мал. 224) цікава тим, що паразитує на грибах. 
Усім вам добре відомі кулясті зелені кущики омели, що виростають на деревах. Багато видів паразитів є серед бактерій і грибів. 
Деякі види рослин, наприклад орхідеї чи бромелії (мал. 225), здатні оселятися на стовбурах та гілках тропічних дерев, не завдаючи їм шкоди. Вони використовують дерева лише як місце прикріплення. 
 
Мал. 225. Бромелія на стовбурі тропічного дерева 
Мал. 226. Колючки - це захист від виїдання

Фактичний матеріал

Китайські вчені змогли доказати, що рослини спілкуються між собою через грибну мережу, яка об'єднує їхнє коріння, - мікоризу, - повідомляє портал R&D.  
 
Відомо, що вищі рослини утворюють симбіотичні пари з грибами. При цьому рослини отримують частину води і мікроелементів, що поглинаються грибами, а натомість віддають фітогормони, вуглеводи та амінокислоти. Але, як виявилося, грибна мережа також є засобом зв'язку, за допомогою якого рослини здатні дізнаватися про небезпеку від сусідів.  
 
У своїх експериментах учені використовували пари томатів. На коренях однієї пари була сформована мікориза, а на іншій парі - ні. Далі одну з рослин кожної пари заражали хвороботворними грибками, а через 65 годин цю ж операцію проводили з іншою рослиною.  
 
З'ясувалося, що у випадку, коли була присутня грибна мережа, рослина легше переносила захворювання, що, як припускають вчені, є результатом сигналів тривоги, отриманих від іншої рослини.  
 
Тепер дослідникам залишається з'ясувати, чи можуть таким чином попереджувати один одного про небезпеку рослини різних видів. (Картинка)

Ароматичні трави, чиє листя виділяють велику кількість  летучих речовин, для багатьох городніх рослин є хорошими супутниками. Корисні властивості цих рослин були описані вже в античній літературі, стародавні ботаніки називали їх просто травами.

 
Ця назва - трави - збереглося і в  наш час, на відміну від квіткових, овочевих і плодових культур. Вони володіють цінними лікарськими та ароматичними властивостями і, крім того, широко використовуються в кулінарії. Багато з них дуже красиві і прикрашають сад.

 
Трави є неодмінною частиною кожного  городу. Їх леткі виділення сприятливо діють на зростаючі поруч овочі: роблять їх більш здоровими, а в деяких випадках, істотно впливають на смак. Наприклад, базилік духмяний покращує смак томатів, а кріп - капусти.

 
Відомий всім кульбаба виділяє велику кількість газу етилену, що прискорює  дозрівання плодів. Тому, його сусідство сприятливо для яблунь і багатьох овочевих культур.

 
Більшість ароматичних трав - лаванда, бурачник, шавлія, ісопу, петрушка, кріп, чабер, чебрець, майоран, ромашка, кервель - добре діють майже на всі овочі. 
Посаджені по краях грядок або ділянок, глуха кропива біла (глуха кропива), валеріана, деревій роблять овочеві рослини більш здоровими і стійкими.

 
У Табл. 1 наведені відомості про трави, сприятливо впливають на овочеві культури. Для нас незвично, що в графі «трави» названі лук, часник і петрушка, але, в даному випадку, ми слідуємо класифікації, прийнятої в іноземній літературі, що виходить з уявлень давніх авторів.

 
Сприятлива взаємодія між травами і садово-городніми культурами (зведена таблиця).

Ступінь сприятливого впливу трав дуже сильно залежить від  умов вирощування і може коливатися в досить широких межах. 
У деяких випадках, що ростуть поруч рослини можуть надавати один на одного сприятливий вплив за допомогою своїх кореневих виділень. Методом мічених атомів було показано, що рослини можуть обмінюватися різними речовинами через коріння. 
Такий обмін пояснює відносини взаємодопомоги між рослинами. Наприклад, кореневі виділення гірчиці стимулюють зростання гороху. Змішані посіви вики і вівса сприяють підвищенню врожаю обох культур на 20-30%, порівняно з їх окремими посівами. Також позитивно впливають один на одного люпин та овес. 
Говорячи про відносини взаємодопомоги, не можна обійти особливу роль рослин із сімейства бобових. Відомо, що бобові здатні фіксувати азот повітря за допомогою бульбочкових бактерій, що живуть на коренях. Тому, вони майже не потребують азотних добривах, оскільки самі постачають себе азотом. 
Постачають не тільки себе, але і зростаючі поруч сусідні рослини. Хоча більша частина азотистих сполук при житті рослин залишається замкнутої в бульбах і стає доступною іншим рослинам лише після відмирання коренів, деяка їх частина разом з кореневими виділеннями все ж проникає в грунт за життя рослин і може стати доступною коріння сусідів. Для спільних посадок використовуються найбільш часто кущова квасоля, рідше - боби. 
Взаємодії між сусідніми рослинами часто бувають настільки тонкі і невловимі, ​​що про багатьох їхніх аспектах вченим залишається тільки здогадуватися. А поки, залишається накопичувати факти і запам'ятовувати, сусідство яких рослин діє сприятливо на наші овочі. 
Наприклад відомо, що кропива дводомна покращує ароматичні якості трав, у тому числі деревію. Кропива, росте поряд з м'ятою, в два рази збільшує вміст в ній ароматичного масла. 
Помічено, що всі овочі сімейства селерових - морква, пастернак, петрушка, селера - добре поєднуються з сімейством цибулевих: цибулею, часником, цибулею-пореєм, цибулею-шалот. Біла і чорна редька добре впливають на інші овочі. 
Багаторічні спостереження німецьких городників показали, що редис дуже добре росте між рядами кущовий квасолі, він стає дуже великим, смачним і не червивим. 
У змішаних посівах, редис не уражається капустяної мухою, яка в чистому посіві приносить велику шкоду. Висівають редис на два тижні раніше, ніж квасоля, щоб вона не встигла сильно вирости і заглушити його. 
У німецьких городників улюбленим супроводжуючим рослиною для багатьох культур служить шпинат. У його кореневих виділеннях містяться сапоніни - речовини, що володіють поверхнево-активними властивостями і сприяють поглинанню поживних речовин із грунту. 
Сапоніни позитивно впливають на зростання всіх змішаних культур. Близько шпинату добре себе почувають буряк, картопля, томати, квасоля. 
Крім того, великі листи шпинату покривають поверхню грунту, зберігаючи її вологість і рихлість, захищаючи від ущільнення і утворення кірки, поки рослини основної культури ще маленькі і не розвинули досить велику листову поверхню. 
Слід згадати і про взаємодію між трав'янистими рослинами і чагарниками. В органічному землеробстві обов'язковий прийом - це створення живоплотів навколо саду для захисту від вітру. 
Краще використовувати для цієї мети рясно квітучі чагарники: шипшина, бузину, бирючину, спіреї. Вони під час цвітіння оздоровлююче діють на весь сад. 
Зупинимося на взаємодії овочевих культур з бур'янами. Масанобу Фукуока, японський фермер-вчений, що поклав початок натуральному землеробства (один з напрямів органічного землеробства), вважає, що слід змінити ставлення до бур'янів і відмовитися від суцільної прополки, і тим більше, від застосування гербіцидів. 
На його думку, бур'яни грають свою роль у створенні грунтової родючості та збалансованого біологічного співтовариства.Треба не знищувати, а стримувати їх зростання шляхом своєчасного скошування або мульчування. 
Фукуока рекомендує в плодових садах створювати постійний трав'яний покрив з бур'янів і підсіяти білої конюшини. Під його впливом в Японії, де раніше не можна було знайти в садах ні травинки, сади без трав'яного покриву стали рідкістю. 
Як покривної культури замість конюшини можна використовувати люцерну, вику або люпин, залежно від місцевих умов. Але треба мати на увазі, що суцільний трав'яний покрив в садах можливий тільки при хорошому зволоженні. 
У посушливих умовах між травою і деревами виникає конкуренція за воду, особливо небезпечна в критичні для плодоношення фази росту і здатна призвести до зниження врожаю. Тому, в районах з недостатнім зволоженням пристовбурні кола залишають вільними від рослинності, а покривну культуру висівають тільки в міжряддях. 
У Японії з її вологим кліматом води вистачає на всіх, тому, в саду містера Фукуока разом з бур'янами і конюшиною ростуть овочі. Їх насіння розкидають прямо по поверхні грунту і покривають мульчею з скошених бур'янів. 
Перший час бур'яни треба підрізати, але коли овочеві рослини наберуть чинності, вони успішно конкурують з ними. У своєму саду Фукуока вирощує редьку, ріпу, різні листові овочі та види цибулі, часник, огірки, фасоль.Овощі, вирощені таким способом, дають не дуже великі врожаї, але не пошкоджуються шкідниками та хворобами, мають неповторний смак.Можна вирощувати так само і баклажани, але висаджувати у вигляді розсади, так як на стадії проростків вони недостатньо сильні, щоб конкурувати з бур'янами. 
Насіння повільно проростає рослин, таких, як морква, петрушка, перед висівом замочують. Картопля - дуже сильна рослина, вважає Фукуока. Якщо під час прибирання залишати деяку кількість бульб у грунті, то він поновлюється на одному і тому ж місці і ніколи не буде задавлений бур'янами. 
Схожий прийом, а саме, підсівши трав у міжряддя, застосовують в Молдові на виноградниках. Це зменшує не тільки змив грунту, але і поразка винограду хворобами та шкідниками, зокрема, філоксерою. 
Рекомендують сіяти в міжряддях виноградників, як трави, так і різні культурні рослини. Молдавський вчений Ю. Н. Новосадюк проробив дуже цікаву експериментальну роботу, вивчаючи, як впливають на виноград спільні посадки. 
У його дослідах було досліджено близько 17 видів рослин і, на цій підставі, були виділені культури, що підсилюють ріст стебел, листя і коріння винограду, і культури, які гальмують його зростання. 
Учений не тільки не обмежився спостереженнями за ростом, але і спробував з'ясувати, яким чином впливають на виноград супутні рослини. 
Виявилося, що кукурудза робить дуже сильний позитивну дію на виноград, головним чином, за рахунок летючих або розчинних у воді виділень надземної частини. Ячмінь виділяє токсичні для винограду речовини з коріння і пригнічує його.

Висновок

Отже, дослідники в різні часи вивчали залежність продуктивності культур від їх повноти. Але всі ці роботи присвячені якомусь  одному складу культур або їх віку, повноті, опрацюванню з урахуванням  кліматичної зони або умов місцезростання.. Між різними видами рослин та між рослинами й іншими організмами можуть виникати різні типи взаємозв'язків. В одних випадках такі зв'язки можуть приносити користь обом видам, в інших - взаємозв'язки можуть мати несприятливі наслідки для обох організмів (конкуренція, паразитизм). Рослини та гриби слугують джерелом живлення та місцем оселення для багатьох видів тварин. Разом із тим тварини забезпечують запилення квіткових рослин та поширення їхніх плодів і насіння.

Список  використаної літератури:

1. М.М. Мусієнко, П.С. Славний, П.Г. Балан, Біологія, 7 клас  
2. Панас P. M. Ґрунтознавство: навчальний посібник. - Львів: "Новий Світ - 2000", 2006. - 372 с.
3. Крикунов В.Г. Ґрунти і їх родючість: Підручник. - К.: Вища школа, 1993.-287с.
4. С.М. Жалдак; УААН. Нікіт. ботан. сад. Нац. наук. центр. — Ялта, 2005. — 20 с. — укp.
5. Жалдак С.Н. Взаимодействие в сообществах однолетних галофитов и их влияние на анатомо - морфологические структуры растений // Питання біоіндикації та екології. - 2000. - Вып. 5,  №3. - С. 17-20.