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).