Progress in Plant Protection

Influence of selected species of monocotyledonous weeds on the germination and early growth of spring barley (Hordeum vulgare)
Wpływ wybranych gatunków chwastów jednoliściennych na kiełkowanie i początkowy wzrost jęczmienia jarego (Hordeum vulgare)

Marcin Bortniak, e-mail: m.bortniak@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska

Katarzyna Marczewska-Kolasa, e-mail: k.marczewska@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska

Tomasz Sekutowski, e-mail: t.sekutowski@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska

Krzysztof Domaradzki, e-mail: k.domaradzki@iung.wroclaw.pl

Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Orzechowa 61, 50-540 Wrocław, Polska
Streszczenie

The aim of the laboratory research, was to evaluate an influence of three monocotyledon weed species (Echinochloa crus-galli, Setaria pumila and Avena fatua) on the germination and early growth of spring barley (Hordeum vulgare) using a II generation biotest – PhytotoxkitTM. The obtained results did not show any univocal allelopathic (inhibitory or stimulatory) effect of E. crus-galli, S. pumila and A. fatua caryopses on germination of spring barley. However, root length and fresh biomass of roots, as well as coleoptile of spring barley were affected. The weed species and number of weed seeds placed in close vicinity to spring barley caryopses were the factors differentiating inhibitory or stimulatory effect. A stimulatory influence was recorded only at the lowest density of S. pumila and E. crus-galli seeds (5 units/spring barley caryopsis) in correlation to a fresh root biomass, as well as root length and fresh coleoptile biomass of spring barley. The presence of S. pumila and E. crus-galli seeds significantly reduced root length and fresh biomass of coleoptile of spring barley, but only at the highest density (20 units/spring barley caryopsis). The strongest inhibitory allelopathic potential effect on the initial growth of spring barley was found for A. fatua caryopses. As small amount as 2 units/spring barley caryopsis reduced a root length reduction, while the presence of A. fatua, at 3 and 5 units per spring barley caryopsis, significantly inhibited root length and fresh root biomass, as well as fresh coleoptile biomass of spring barley.

 

W badaniach laboratoryjnych przeprowadzonych z użyciem biotestu II generacji – PhytotoxkitTM, porównywano wpływ trzech gatunków nasion chwastów jednoliściennych (Echinochloa crus-galli, Setaria pumila oraz Avena fatua) na kiełkowanie i początkowy wzrost jęczmienia jarego. Uzyskane wyniki badań nie wykazały jednoznacznego allelopatycznego oddziaływania (inhibicyjnego czy stymulującego) ziarniaków E. crus-galli, S. pumila i A. fatua na kiełkowanie jęczmienia jarego. Stwierdzono natomiast takie oddziaływanie w odniesieniu do długości i świeżej masy korzeni i koleoptyla jęczmienia jarego. Czynnikami różnicującymi działanie inhibicyjne lub stymulujące były gatunki chwastów oraz liczba nasion tych chwastów zlokalizowana w bliskim sąsiedztwie ziarniaków jęczmienia jarego. Efekt stymulujący uzyskano jedynie przy najmniejszym zagęszczeniu (5 szt./ziarniak jęczmienia jarego) nasion S. pumila i E. crus-galli w odniesieniu do świeżej masy korzeni oraz długości i świeżej masy koleoptyla jęczmienia jarego. Obecność 20 sztuk nasion S. pumila i E. crus-galli powodowała istotną redukcję długości korzeni i koleoptyla jęczmienia jarego. Natomiast najsilniejszy inhibicyjny potencjał allelopatyczny, na początkowy wzrost jęczmienia jarego, wykazano dla ziarniaków A. fatua, gdyż już 2 szt./ziarniak jęczmienia jarego powodowały redukcję długości korzeni, a obecność A. fatua w liczbie 3 i 5 sztuk na ziarniak jęczmienia jarego istotnie hamowała długość i świeżą masą korzeni oraz długość i świeżą masę koleoptyli jęczmienia jarego.

Słowa kluczowe
allelopathic potential; spring barley; seeds; germination; biometric parameters; monocotyledonous weeds; potencjał allelopatyczny; jęczmień jary; nasiona; kiełkowanie; cechy biometryczne; chwasty jednoliścienne
Referencje

Alam S.M., Ala S.A., Azmi A.R., Khan M.A., Ansari R. 2001. Allelopathy and its role in agriculture. Journal of Biological Sciences 1 (5): 308–315. DOI: 10.3923/jbs.2001.308.315.y.

 

Aldrich R.J. 1997. Ekologia chwastów w roślinach uprawnych. Podstawy zwalczania chwastów. Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej, Opole, 461 ss. ISBN 83-905669-4-X.

 

Bhadoria P.B.S. 2011. Allelopathy: A natural way towards weed management. American Journal of Experimental Agriculture 1 (1): 7–20.

 

de Albuquerque M.B., dos Santos R.C., Lima L.M., de Albuquerque Melo Filho P., Mansur Custódio Nogueira R.J., Gomes da Camara C.A., de Rezende Ramos A. 2011. Allelopathy, an alternative tool to improve cropping systems. A review. Agronomy for Sustainable Development 31: 379–395. DOI: 10.1051/agro/2010031.

 

Esmaeili M., Heidarzade A., Pirdashti H., Esmaeili F. 2012. Phytotoxic activity of barnyardgrass (Echinochloa crus-galli) on some rice (Oryza sativa) genotypes. International Journal of Agriculture and Crop Sciences 4 (6): 293–297.

 

Fragasso M., Platani C., Miullo V., Papa R., Iannucci A. 2012. A bioassay to evaluate plant responses to the allelopathic potential of rhizosphere soil of wild oat (Avena fatua L.). Agrochimica 56 (2): 120–128.

 

Ghafarbi S.P., Hassannejad S., Lotfi R. 2012. Seed to seed allelopathic effects between wheat and weeds. International Journal of Agriculture and Crop Sciences 4 (22): 1660–1665.

 

Gniazdowska A., Oracz K., Bogatek R. 2004. Allelopatia – nowe interpretacje oddziaływań pomiędzy roślinami. Kosmos – Problemy Nauk Biologicznych 53 (2): 207–217.

 

Heidarzade A., Esmaeili M., Pirdashti H. 2012. Common allelochemicals in root exudates of Barnyardgrass (Echinochloa crus-galli L.) and inhibitory potential against rice (Oryza sativa) cultivars. International Research Journal of Applied and Basic Sciences 3 (1): 11–17.

 

Iannucci A., Fragasso M., Platani C., Narducci A., Miullo V., Papa R. 2012. Dynamics of release of allelochemical compounds from roots of wild oat (Avena fatua L.). Agrochimica 56 (3): 185–192.

 

Jabran K., Farooq M., Hussain M., Hafeez-ur-Rehman, Ali M.A. 2010. Wild oat (Avena fatua L.) and canary grass (Phalaris minor Ritz.) management through allelopathy. [Zwalczanie Avena fatua L. i Phalaris minor Ritz. przy wykorzystaniu allelopatii]. Journal of Plant Protection Research 50 (1): 41–44. DOI: 10.2478/v10045-010-0007-3.

 

Khalaj M.A., Amiri M., Azimi M.H. 2013. Allelopathy: physiological and sustainable agriculture important aspects. International Journal of Agronomy and Plant Production 4 (5): 950–962.

 

Khalid S., Ahmad T., Shad R.A. 2002. Use of allelopathy in agriculture. Asian Journal of Plant Sciences 1 (3): 292–297. DOI: 10.3923/ajps.2002.292.297.

 

Khan I.A., Hassan G., Marwat K.B., Daur I., Shah S.M.A., Khan N.U., Khan S.A., Hatullah F. 2010. Interaction of wild oat (Avena fatua L.) with divergent wheat cultivars. Pakistan Journal of Botany 42 (2): 1051–1056.

 

Khanh T.D., Xuan T.D., Chung I.M., Tawata S. 2008. Allelochemicals of barnyardgrass-infested soil and their activities on crops and weeds. Weed Biology and Management 8 (4): 267–275. DOI: 10.1111/j.1445-6664.2008.00300.x.

 

Kong C.H. 2010. Ecological pest management and control by using allelopathic weeds (Ageratum conyzoides, Ambrosia trifida and Lantana camara) and their allelochemicals in China. Weed Biology and Management 10 (2): 73–80. DOI: 10.1111/j.1445-6664.2010.00373.x.

 

Leszczyńska D., Grabiński J. 2004. Kiełkowanie zbóż w układach mieszanych – aspekt allelopatyczny. [Cereals germination in mixture stand – allelopathic aspekt]. Annales Univeritatis Mariae Curie-Skłodowska, Sectio E, Agricultura 59 (4): 1977–1984.

 

Majchrzak L. 2007. Kiełkowanie zbóż w warunkach sąsiedztwa ziarniaków Avena fatua L. i Festuca rubra L. – aspekt allelopatyczny. [Cereals germination in the neighbourhood conditions of grain of Avena fatua L. and Festuca rubra L. – allelopathic aspekt]. Annales Univeritatis Mariae Curie-Skłodowska, Sectio E, Agricultura 62 (2): 185–192.

 

Marczewska-Kolasa K., Bortniak M., Domaradzki K. 2010. Allelopatyczny wpływ Alopecurus myosuroides na wzrost korzeni pszenicyozimej. [Allelopathy effect of Alopecurus myosuroides on root growth of winter wheat]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (2): 820–822.

 

Narwal S.S., Haouala R. 2011. Allelopathic strategies for ecological weed management. Proceedings of the 3rd International Symposium on Weeds, Sarajevo, 20–21 May, 2011. Herbologia an International Journal on Weed Research and Control 12 (1): 29–56.

 

Phytotoxkit 2004. Seed germination and early growth microbiotest with higher plants. Standard Operational Procedure. Nazareth, Belgium, MicroBioTest Inc., 31 pp.

 

Sekutowski T. 2010. Alleloherbicydy i bioherbicydy – mit czy rzeczywistość? [Alleloherbicides and bioherbicides – myth or reality?]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 55 (4): 84–90.

 

Son D.H., Thil H.L., Kato-Noguchi H. 2010. Allelopathic potential and isolation process of allelopathic substances in Barnyardgrass (Echinochloa crus-galli). Omonrice 17: 143–146.

 

Staniak M., Bojarszczuk J., Księżak J. 2013. Zachwaszczenie zbóż jarych uprawianych w siewie czystym i z wsiewką seradeli (Ornithopus sativus L.) w warunkach gospodarstwa ekologicznego. [Weed infestation of spring cereals cultivated in pure sowing and undersown with serradella (Ornithopus sativus L.) in organic farm]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 13 (2) (42): 121–131.

 

Suman A., Shahi H.N., Singh P., Gaur A. 2002. Allelopathic influence of Vinga mungo (black gram) seeds on germination and radical growth of some crop plants. Plant Growth Regulation 38 (1): 69–74. DOI: 10.1023/A:1020943011207.

 

Tantiado R.G., Saylo M.C. 2012. Allelopathic potential of selected grasses (family Poaceae) on the germination of lettuce seeds (Lactuca sativa). International Journal of Bio-Science and Bio-Technology 4 (2): 27–34.

 

Vyvyan J.R. 2002. Allelochemicals as leads for new herbicides and agrochemicals. Tetrahedron 58 (9): 1631–1646. DOI: 10.1016/s0040-4020(02)00052-2.

 

Willenborg Ch.J., May W.E., Gulden R.H., Lafond G.P., Shirtliffe S.J. 2005. Influence of wild oat (Avena fatua) relative time of emergence and density on cultivated oat yield, wild oat seed production, and wild oat contamination. Weed Science 53 (3): 342–352. DOI: 10.1614/WS-04-124R1.

 

Woźnica Z. 2008. Herbologia. Podstawy biologii, ekologii i zwalczania chwastów. Powszechne Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Poznań, 430 ss. ISBN 978-83-09-99007-9.

Progress in Plant Protection (2018) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2018-03-20 09:53:07
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2018-006
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy