Az inváziós növények allelopátiás hatása

A mezőgazdaság megjelenésével a növények és a környezetük közötti kölcsönhatások tudatos megfigyelése és vizsgálata már hosszú idő óta jellemző. Ezt jól szemlélteti Theophrastus körülbelül Kr. e. 300-ban íródott feljegyzése, amelyben a csicseriborsónak a többi hüvelyes növénnyel szembeni és a gyomokra gyakorolt negatív hatásait mutatja be. A Kr. u. első században Plinius Secundus megfigyelései is utalnak a csicseriborsó, az árpa, a görögszéna és egy bükkönyfaj gabonaterületeken megnyilvánuló hatására, mely „perzselő” jellegű.

Szintén elsőként utal a fekete dió emberre, növényre egyaránt káros hatására, amelyet sűrű árnyékával magyaráz, de ez a kifejezés itt összetettebb, amit magyarázhatunk az árnyékolás, tápanyagelvonás és a növények által képződött vegyületek okozta hatásokkal. A svájci származású Augustin Pyramus de Candolle volt a 18. és 19. századi allelopátiakutatás kimagasló alakja, aki a talajban elhalt növények komposztálódását vizsgálta, és annak hatását mérte az utóveteményre, de az allelopátia tényleges befolyásolását még ő sem ismerte fel. Az allelopátia felismerését követően a hatás definícióját Hans Molisch bécsi botanikus írta le, aki két görög szó: az allelon (kölcsönös, egymás) és pathos (ártalmas, elszenvedni) összevonásából alkotta meg. Az allelopátia definícióját ezt követően többször megváltoztatták, napjainkban egy növény, gomba, mikroorganizmus közötti kapcsolatot jelent, amely lehet pozitív vagy akár negatív is. Az allelopátia jelenségét jól összefoglaló dolgozata jelent meg Elroy L. Ricenak, „Allelopathy” címmel.

Ezt a könyvet a kutatási eredmények bővülésével többször is átdolgozták. Ebben a publikációban leírja, hogy az allelopátiát egyik növény (beleértve a mikroorganizmusokat is) másikra gyakorolt közvetlen vagy közvetett negatív vagy pozitív hatásaként értékeli, amelyért a növény által termelt és a környezetébe leadott vegyületeket tartja felelősnek. Természetes környezetben a donor vagy leadó növényekből párolgással, kimosódással, elhalt növényi részek bomlásával, illetve a gyökérnedv kiválasztásával kerül a felvevő vagy akceptor növényhez. A vizsgálatok során sok esetben a laboratóriumi kísérletek eredményei nincsenek szinkronban a szabadban elvégzett kísérletekkel, ennek az az oka, hogy a természetben a változó környezeti hatások (pl. kimosódás, megkötődés, lebomlás stb.) befolyásolják a képződött allelokemikáliák mennyiségét. Sok esetben az is megfigyelhető, hogy a növények különböző mértékben mutatnak fogékonyságot az allelopatikus vegyületekkel szemben. Megfigyelések szerint ezek a növények a herbicidrezisztenciához hasonlóan képesek ezeket az allelopatikus vegyületeket lebontani, semlegesíteni, ezáltal hatástalanná tenni azokat.

Idegen gyomnövények hatásai

Az invazív fajok, köztük az invazív gyomnövények terjedése az elmúlt évtizedekben felerősödött, és néhány év eltelte után az adott területen domináns gyommá képesek válni. Nem meglepő, hiszen az allelopátiával rendelkező növények között igen nagy az idegen gyomnövényeknek az aránya. Ezek vizsgálatai során azt a következtetést tudjuk levonni, hogy az egymás közelében élő növények az evolúció során alkalmazkodni tudtak a másik növény által termelt növényi kivonatokhoz, viszont egy idegen gyomnövény nagyobb valószínűséggel bocsáthat ki a környezetébe olyan vegyületeket, amelyekkel szemben az őshonos növények kevésbé ellenállóak. Több tanulmány is alátámasztja, hogy azok az invazív növényfajok, amelyek az allelopátia képességével rendelkeznek, könnyebben és hamarabb dominánssá tudnak válni az új növényközösségekben. Ezért ezeknek a növényeknek a terjedése veszélyes az ott lévő növénytársulásokra, mezőgazdaságilag művelt területeken gazdasági károkat képesek okozni, és emellett sok esetben allergén és toxikus anyagokat is termelnek, melyek emberre, állatra veszélyesek lehetnek.

A Magyarországon előforduló néhány fontosabb invazív lágy szárú növényfaj közül ki kell emelni a parlagi rézgyomot, az ázsiai gyapjúfüvet, az újonnan megjelenő gyomkölesfajokat, a mandulapalkát, a szíriai selyemkórót, az alkörmösfajokat és az aranyvesszőfajokat. Sok esetben ezeknek a veszélyes gyomnövényeknek a vizsgálata már igazolta az allelopátiás tulajdonság meglétét, amelyet a Debreceni Egyetem MÉK Növényvédelmi Intézetében sikerült nekünk is kimutatni laboratóriumi és cserépedényes kísérleteink során. A vizsgálatokból az is jól látszott, hogy a növény fenológiája és a különböző részei eltérő mértékben tartalmaztak allelopatikus vegyületeket.

Fordítsuk a hasznunkra!

A melegkedvelő, magról kelő gyomnövények körében először sikerült igazolnunk az ázsiai gyapjúfűnek ezt a képességét. A parlagi rézgyom amellett, hogy a terjedéséhez és felszaporodásához használja az allelopatikus képességet, a pollenje is nagyon allergizáló hatású. A kölesfajokra (köztük az újonnan megjelenőkre is) általánosságban igaz az allelopatikus tulajdonság. Az évelő, invazív gyomfajok elleni védekezést nehezíti az, hogy a területen a megtelepedésüket követően a raktározott részeikből jelentős tartalék tápanyag hasznosításával előnyt élveznek a kezdeti fejlődésük során a magról kelő gyomnövényekkel szemben, ami a területen történő dominanciához is jelentős mértékben hozzásegíti ezeket a növényeket. A felsorolt évelő gyomnövények közül szántóföldi körülmények között a mandulapalka és a szíriai selyemkóró elsősorban az, amelyik jelen helyzetben veszélyessé tud válni, és domináns gyomnövény lehet a művelt területeken (1. kép).

Az allelopátia negatív hatásainak ismeretében keresni kell a lehetőségeket arra is, hogy mire is tudja a tudomány ezt a képességet felhasználni. A legtöbb gyomirtási technológia alapja a herbicidek alkalmazása, amely sok esetben nagyobb mennyiségű felhasználást jelent a kívánt cél eléréséhez, ami komoly aggodalomra ad okot, mivel a növényvédő szerek (herbicidek) használata sok esetben nagy veszélyt jelent a környezetre, az emberi egészségre, és amellett sokszor jelentős mértékben növelik a növénytermesztés költségét. Az allelopátiának tulajdonítható csírázásgátló és növekedésgátló hatás egy lehetséges, alternatív gyomirtási stratégia, amely akár herbicidek használata nélküli lehetőséget fog biztosítani a termelőnek. A herbicidek használata során egyre jobban megfigyelhető a herbicidrezisztens gyomnövények megjelenése. Az ilyen gyomnövények elleni védelem egyre nehezebb, ezért figyelembe kell venni minden olyan lehetőséget, amivel védekezni tudunk a rezisztens gyomnövényekkel szemben, illetve csökkenthető a felhasznált növényvédő szerek mennyisége, esetlegesen képesek leszünk fokozni a hatékonyságukat.

Emellett egyre jobban terjed azoknak az allelopátiával rendelkező kultúrnövényeknek az alkalmazása is – például takaró-, zöldtrágyanövényként vagy mulcsként –, amelyekkel a talajba jutott allelopatikus vegyületek a gyomok csírázására is gátlólag hatnak. Összességében elmondható, hogy az allelopátia egy kölcsönös hatást jelent, amely sok esetben nemcsak növények közti közvetlen hatást mutat, hanem a növény-talaj-növény, illetve növény-mikroorganizmus együttes kapcsolatát. Az allelopatikus vegyületek felkutatása, megismerése, valamint a termelésért felelős gének ismerete lehetőséget adhat a biológiai gyomszabályozás kiszélesítésére.

Szilágyi Arnold – Radócz László
Debreceni Egyetem MÉK Növényvédelmi Intézet