Ugrás a tartalomhoz

Talajökológia

Kátai János (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

Chapter 4. A SZERVEZETEK KÖZÖTTI KÖLCSÖNHATÁSOK

Chapter 4. A SZERVEZETEK KÖZÖTTI KÖLCSÖNHATÁSOK

Növény és növény közötti interakciók

Versengés. Az ugyanazon a termőhelyen fejlődő növények között számos kölcsönhatással kell számolnunk. Szinergista, azaz egymást erősítő kölcsönhatások ritkábban mutatkoznak és többnyire közvetett módon jelentkeznek. Így pl. a Striga lutea – a kukorica, a cirok és a cukornád gyökérparazitája – magvai csak a haszonnövény közvetlen közelében csíráznak. Ennek oka valószínűleg az, hogy a csírázást a gyökérváladékok serkentik. Ezzel szemben az antagonista kölcsönhatások, amelyeket két, egymástól alapvetően különböző, a termőhelyen nehezen megkülönböztethető mechanizmus vált ki, meglehetősen gyakoriak. Mindenekelőtt egyszerre több növényt tartalmazó (kevert) állománybeli növények fejtenek ki egymásra gátló hatást vagy a fényért, vízért, tápanyagokért és helyért való versengés során, vagy pedig allelopátiás interakciók során, azaz a másik növény fejlődését gátló anyagok kiválasztásával. Az erdőkben mindenekelőtt a fényért folyik a versengés. A korán virágzó növények – pl. a berki szellőrózsa (Anemone nemorosa) – csupán azért versenyképesek, mert a gyöktörzseikben raktározott tápanyagoknak köszönhetően a hajtásképzést még a falevelek árnyékoló, ezáltal gátló hatásának kifejtése előtt be tudják fejezni. A vízért folytatott versengés eredményeként egyes növényfajok kiszorulnak a társulásokból. Ez pedig a szárazság-, illetve a nedvességtűrő növények elkülönült megjelenéséhez vezet az adott növénytársulásban. Számos fűfélének kifejezetten alacsony a vízigénye. A sudár rozsnok (Bromus erectus), a francia perje (Arrhenatherum elatius) és a réti ecsetpázsit (Alopecurus pratensis) növekedési optimuma hasonló talajvízállásnál van (kb. 15-35 cm), amennyiben a növények külön-külön kultúrában növekszenek. Ezzel szemben a kevert kultúrában az optimális növekedés 80 (Bromus), 65 (Arrhenatherum) és 5 cm-es (Alopecurus) talajvízszintnél következik be. A Bromus ezek alapján nem szárazságkedvelő (xerofil), hanem szárazságtűrő (xerorezisztens) növénynek számít (3.68 ábra).

3.68 ábra: Fűfélék szárazanyagképzése egy (folytonos vonal) és több növényfajból álló kevert (szaggatott vonal) kultúrában, különböző talajvízszintek esetében (cm a talajfelszín alatt) (Ellenberg 1974)

A növényfajok versengő viselkedése során a legfontosabb tényezők a felvehető tápanyagok mennyisége és a növekedéshez rendelkezésre álló terület. A nagy termőképességű kultúrákat – mint pl. a kukorica vagy a búza – lehetőség szerint gyommentesen kell tartani, hogy a rendelkezésre álló összes felvehető tápanyag és a gyökerekkel átszőhető teljes talajmennyiség a kultúrnövény biomassza-képzéséhez álljon rendelkezésre. Ez különösen akkor fontos, ha a kultúrnövény és a gyomnövény fő gyökértömege ugyanazon talajmélységben helyezkedik el. A hozamveszteség a gyökerek versengésén (a gyökerek egymást kirekesztésén), vagyis azon alapul, hogy a több növényfajból álló keverékkultúra gyökérrendszere az egy növényt tartalmazó kultúrához képest kevésbé fejlett, ezáltal kisebb tápanyag-szolgáltató talajtérfogatot képes felhasználni. A dupla sorban ültetett hagymanövények egymást kölcsönösen kirekesztő gyökereit a 3.69 ábra szemlélteti.

3.69 ábra: Hagymaágyásban mérhető gyökérsűrűség (cm cm-3) a növénysűrűség függvényében (cm). x= egy sor; o = kettős sor 2 cm-es távolságban; nyilak = a növények helyei (Baldwin és Tinker 1972 nyomán)

Allelopátia. Egyes kultúrnövények – mint pl. a burgonya, a paradicsom, a lucerna vagy az almafa – növekedését gátolja, ha a diófa gyökereinek közvetlen közelében élnek. A talajba bedolgozott diófalevelek ugyanis ilyen hatást váltanak ki. Mindez a juglon (5-hidroxi-naftokinon) nevű, erősen allelopátiás hatású vegyületre vezethető vissza.

Juglon, 5-hidroxi-1,4-naftokinon

Lépcsős aljúra kiképzett tenyészedény segítségével nyomon követhetjük a gyökérváladékok toxikus hatását. A muhar (Setaria faberi) gyökereivel átszőtt talajon átvezetett, majd aztán kukoricával beültetett talajba kerülő víz az allelopátiás mechanizmusok révén akár 35 %-os mértékben is csökkentheti a kukorica növekedését. A szója esetében allelopátiás hatást fejt ki pl. a kávé-, a fahéj-, a gallus- és a vanillinsav. A kumarin, egyes glikozidok, alkaloidok és az acetaldehid is allelopátiás hatású lehet bizonyos esetekben.

Bár az allelopátiás hatást kifejtő anyagok izolálhatók a gyökérváladékokból, a természetes élőhelyen kevéssé tudjuk a növekedésre közvetlenül gyakorolt hatást bizonyítani. A mikroorganizmusok számos allelopátiásan ható anyagot gyorsan lebontanak. A szerves anyagok lebontása során gátló anyagok is felszabadulhatnak. Így pl. az amigdalinból (cianogén glikozidból) származó cianid csökkenti az őszibarack ültetvények termőképességét (talajkimerülés), így az új őszibarack növények növekedését erősen gátolja (lásd 3.13).

amigdalin