Анотація до роботи:

Щербакова Т.О. Алелопатичні властивості інтродукованих видів роду Ехінацея (Echinacea Moench). – Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12– фізіологія рослин. – Інститут фізіології рослин і генетики НАН України,Київ,2004.

Дисертація присвячена комплексному алелопатичному дослідженню видів роду Ехінацея (Echinacea Moench): ехінацеї пурпурової (Echinacea purpurea (L.) Moench), ехінацеї блідої (E. pallida (Nutt) Nutt), ехінацеї вузьколистої (Е. angustifolia ДС), розкриттю механізмів фізіолого-біохімічної взаємодії та післядії даних видів при їх інтродукції в умовах Лісостепу України.

Вперше вивчені фізіолого-біохімічні властивості інтродукованих видів Echinacea в умовах Лісостепу України. Встановлено, що алелопатична активність видів обумовлена сполуками фенольної природи (ФКК, флавоноїдами) та амінокислотами, досліджено закономірності накопичення їх в рослинних органах та ґрунті. Показано видоспецифічність та вибірковість дії алелопатично активних сполук на ряд культурних та сегетальних рослин. Виявлено підвищення біологічної активності ґрунту під впливом алелопатично активних сполук прижиттєвих виділень та продуктів мінералізації решток зазначених видів за рахунок стимуляції розвитку агрономічно цінної мікрофлори та накопиченню амінокислот. Досліджено вплив біологічно активних сполук E. purpurea на ростові процеси та біохімічні показники сільськогосподарських рослин, які можуть використовуватись як при створенні сумісних посівів, так і в якості наступних у сівозміні культур. Розроблені рекомендації використання E. purpurea для боротьби з ґрунтовтомою та підвищення біологічної активності ґрунтів. Доведена перспективність використання покривних культур в посівах E. purpurea для отримання екологічно чистого урожаю.

1. Види роду Echinacea Moench: ехінацея пурпурова (Echinacea purpurea (L.) Moench), ехінацея бліда (E. pallida (Nutt)Nutt), ехінацея вузьколиста (E. angustifolia DC) є алелопатично активними видами. Їх алелопатична активність зростає з 1-го по 3-й рік вирощування і досягає максимуму у фазі бутонізації. Водорозчинні сполуки листків, коренів та пожнивних решток відзначаються сильнішою алелопатичною дією порівняно з стеблами, суцвіттями та сім'янками. Найвищою алелопатичною активністю характеризується E. angustifolia.

2. Алелопатична активність досліджуваних видів обумовлена комплексом сполук фенольної природи (фенолкарбоновими кислотами, флавоноїдами) та амінокислотами.

3. В листках та суцвіттях E. purpurea вперше ідентифіковано ванілінову, п- (цис-) і (транс-), о- кумарові кислоти, а в коренях також ще і п- оксибензойну, ферулову (цис-) кислоти. В коренях E. pallida вперше виявлено п- кумарову (цис-), о- кумарову та протокатехову кислоти. В листках, суцвіттях та коренях E. angustifolia виявлено п-кумарову ( транс-), о- кумарову, п-оксибензойну, кислоти. Із складних ефірів у вільному стані виділено хлорогенову кислоту в суцвіттях, листках і коренях E. purpurea, листках і суцвіттях E. pallida та E. angustifolia, а також ізохлорогенову кислоту в листках та коренях E. pallida. Накопичення оксикоричних кислот в E. purpurea є неспецифічною реакцією рослинного організму на дію алелопатичного стресу.

4. В листках E.pallida вперше виявлено флавоноїди: кверцетин, кверцетин-3 глюкозид, кверцетин-3-рутинозид, кемпферол. В листках і квітках всіх трьох видів відмічався високий вміст рутину, а в рослинах E.pallida ще і кверцетину. Найбільша кількість флавоноїдів накопичувалася в листках та суцвіттях E. purpurea, найменша – в E.pallida. Динаміка накопичення флавоноїдів корелює з їх алелопатичною активністю.

5. Виявлена корелятивна залежність між алелопатичною активністю водних екстрактів листків та біосинтезом глютамінової кислоти.

6. Вирощування видів Echinacea впродовж 3-х років не викликало ґрунтовтому під ними, навпаки, спостерігалося підвищення біологічної активності ґрунту. Ґрунтовтома відмічалася лише на 4-й рік вирощування, завдяки накопиченню алелопатично активних речовин (ФС, ФФК, АК) та порушенню структури і функцій ґрунтового мікробоценозу.

7. Внесення пожнивних решток E. purpurea в ґрунт приводить до зростання його біологічної активності. Зафіксовано корелятивну залежність між динамікою вмісту амінокислот, які утворюються в процесі мінералізації, та розвитком основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів.

8. Вивчення механізмів взаємодії та післядії E. purpurea в модельних дослідах дозволило встановити алоінтолерантність E. purpurea до культурних рослин (пшениці озимої, ячменю посівного, вівса посівного, гречки, нагідок лікарських, чорнобривців відзначених, змієголовнику молдавського), сегетальних видів (щириці білої, курячого проса, мишію сизого) та алотолерантність до ярих ріпаку та суріпиці, амаранту гібридного, еспарцету віколистого, шавлії мускатної.

9. Доведена важливість збагачення компонентного складу кормових травосумішей біологічно активними речовинами видів Echinacea Moench.

Публікації автора:

1. Головко Е.А., Щербакова Т.О. Фізіолого-біохімічні властивості інтродукованих видів роду Echinacea Moench// Інтродукція рослин.– 2000.– № 3-4 .– С. 125-132

2. Головко Е.А., Щербакова Т.О. Алелопатичні особливості ехінацеї пурпурової (Echinacea purpurea (L.) Moench) в умовах Лісостепу України // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія.– 2000.– № 4(11).– С. 30-33

3. Щербакова Т.О. Алелопатичні особливості інтродукованих видів роду Ехінацея// Науковий вісник Ужгородського національного університету. Серія: Біологія.– 2001.– № 9.– С. 225-227.

4. Щербакова Т.О., Юношева О.П. Алелопатичний потенціал та мікробіологічні властивості ризосферного ґрунту видів роду Echinacea Moench// Агроекологічний журнал.– 2004.– №2.–

С.45-50.

5. Щербакова Т.О., Головко Е.А. Фенолкарбонові кислоти видів Echinacea Moench та їхня алелопатична активність// Физиология и биохимия культурних растений.– 2004.– Т.36, № 2.– С.156-160.

6. Щербакова Т.О., Головко Е.А., Поспєлов С. В., Самородов В.М., Міщенко О.В. Біологічна активність і біохімічний аналіз ризосферного ґрунту різних видів роду Ехінацея (Echinacea Moench)// Вісник Полтавської державної аграрної академії.– 2003.– № 5.– С.96-99.

7. Щербакова Т.О. Взаємний вплив насіння Echinacea purpurea (L.) Moench та видів культурних рослин при проростанні// Збірник наукових праць Уманського державного аграрного університету “Біологічні науки і проблеми рослинництва”.– Умань.– 2003.– С. 144-148.

8. Щербакова Т.О. Динаміка алелопатичної активності інтродукованих видів роду Ехінацея// Матеріали Міжнар. наук. конф. “Онтогенез рослин, біологічна фіксація молекулярного азоту та азотний метаболізм” (1-4 жовтня 2001 р., Тернопіль). – Тернопіль: Вид-во Тернопільського державного педагогічного університету імені В.Гнатюка, 2001. – С. 52-55.

9. Щербакова Т.О. Алелопатичні і мікробіологічні властивості ризосферного грунту Echinacea purpurea (L.) Moench// Матеріали Міжнар. конф. молодих вчених “Рослина і середовище” (26-28 вересня 2001 р., Харків). – 2001. – С. 94-96.

10. Щербакова Т.А. Аллелопатические свойства семянок видов рода Echinacea Moench// Материалы Междунар. науч. конф. “С эхинацеей в третье тысячелетие” (7– 11 июля 2003, Полтава).– Полтава.– 2003.– С. 111-114.

11. Головко Э.А., Машковская С.П., Щербакова Т. А. Флавоноиды интродуцированых видов рода Echinacea Moench// Там же. – С. 120-123.

12. Shcherbakova T.O. The role phenolic acids in the formation of allelopathic potential of Echinacea purpurea (L.) Moench// Acta physiologiae plantarum “Ecophysiological Aspects of Plant Responses to Stress Factors” (September 15–17, 2003, Cracow) Cracow.– 2003.– P. 120.

13. Щербакова Т.А. Роль фенольных ингибиторов в формировании аллелопатического потенциала видов Echinacea Moench// Материалы III Междунар. науч. конф. “Регуляция роста, развития и продуктивности растений” (8– 10 октября 2003, Минск).– Минск.– 2003.– С. 137.

14. Юрчак Л.Д., Кораблева О.А., Щербакова Т.А. Аллелопатическая активность ароматических растений – рострегулирующий фактор развития биоты в агроэкосистеме// Там же. – С. 141.

15. Щербакова Т.А., Машковская С.П. Динамика накопления флавоноидов в интродуцированных видах родов Echinacea Moench и Tagetes L.// Материалы VIII Молодежн. конф. ботаников в С.-Петербурге (17– 21 мая 2004).– С.-Петербург.– 2004.– С.236-237.