Горіх чорний (Juglans nigra L.) є важливою культурою з широким спектром використання, однією з характерних біологічних особливостей якого є алелопатична активність. Різні органи J. nigra містять юглон (5-гідрокси-1,4-нафтохінон) — хімічну сполуку з алелопатичними властивостями. У трирічних дослідженнях встановлено, що кількість фенольних сполук в опалих листках горіха чорного, які можуть мати фітотоксичну дію на рослини, коливалась від 4,93 до 5,44 %. Аналіз дії водних витяжок з опалих листків горіха чорного за допомогою біотестів показав відсутність впливу на проростання насіння пшениці озимої сорту Новосмуглянка та невисокий ступінь інгібування кореневої системи її проростків. Водночас водні витяжки з опалих листків горіха чорного знижували схожість та довжину коренів перцю солодкого сорту Велетень до 71—72 % порівняно з контролем. З’ясовано, що у роки досліджень ураження злакового бур’яну метлюгу звичайного (Apera spica-venti (L.) P. Beauv.) альтернаріозами в екосистемах за наявності горіха чорного було істотно нижчим порівняно з аналогічними рослинами у лісосмугах із домінуванням дубу звичайного. Отримані результати демонструють перспективність використання природного нафтохінону з опалих листків горіха чорного — юглону — як для створення гербіцидів, так і для захисту рослин від захворювань. На фоні серйозних екологічних загроз, які спричинює широке застосування синтетичних гербіцидів, використання юглону може бути важливою екологічною альтернативою традиційним гербіцидам. Отже, вирощування горіха чорного в Україні є важливим для підвищення екологічної безпеки агрофітоценозів.
Ключові слова: Juglans nigra L., Alternaria spp, горіх чорний, фенольні сполуки, юглон, фітотоксичність, біотестування
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Shvydenko, A.Y. & Tsihankov, A.Y. (1978). Culture of black walnut. Lviv: Vishcha Shkola [in Ukrainian].
2. Hordiienko, N.M., Bondar, A.O. & Hordiienko, M.I. (2001). Introductions in the forests of Polissya and Forest-Steppe of Ukraine. Kyiv: Urozhay Publishing House [in Ukrainian].
3. Paudel, P., Satyal, P., Dosoky, N.S., Maharjan, S. & Setzer, W.N. (2013). Juglans regia and Juglans nigra, two trees important in traditional medicine: a comparison of leaf essential oil compositions and biological activities. Nat. Product Comm., 8, pp. 1481-1486. https://doi.org/10.1177/1934578X1300801038
4. Aboimova, A.N. & Polyakov, A.K. (2012). Growth and development of Juglans nigra L. in the South-East of Ukraine. Industrial Bot., 12, pp. 283-286. http://dspace.nbuv.gov.ua/ handle/123456789/67467
5. Valeriu-Norocel, N., Rѕdei, K., Vor, T., Bastien, J.-C., Brus, R., Ben№at, T., €odan, M., Cvjetkovic, B., Andraлev, S., La Porta, N., Lavnyy, V., Petkova, K., Peric, S., Bartlett, D., Hernea, C., P«stor, M., Mataruga, M., Podr«zskъ, V., Sfecia, V. & ћtefan№Нk, I. (2020). A review of black walnut (Juglans nigra L.) ecology and management in Europe. Trees, 34. https://doi.org/10.1007/s00468-020-01988-7
6. Tree Nuts. (Walnut polyphenols: structures and functions). (2009). Fukuda T. (Ed.). Tree Nuts: composition, phytochemicals, and health effects. Alasalvar C., Shahidi F. (Eds.). Nutraceutical Scence and Technology. New York: CRC Press Taylor & Francis Grup.
7. Islam, A.K.M.M. & Widhalm, J.R. (2020). Agricultural uses of juglone: opportunities and challenges. Agronomy, 10(10), 1500. https://doi.org/10.3390/agronomy10101500
8. Liu, S., Cheng, S., Jia, J. & Cui J. (2022). Resource efficiency and environmental impact of juglone in Pericarpium Juglandis: a review. Front. Env. Sci., 10. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.999059
9. Macias, F.A., Molinillo, J.M.G., Varela, R.M. & Galindo, J.C.G. (2007). Allelopathy - a natural alternative for weed control. Pest Manag. Sci., 63 (4), pp. 327-348. https://doi.org/10.1002/ps.1342
10. Lv, S.T., Du, W.X., Bai, S.M. & Chen, G. (2018). Insecticidal effect of juglone and its disturbance analysis in metabolic profiles of Aphis gossypii glover using 1H NMR-based metabonomics approach. Phytoparasitica, 46 (4), pp. 521-531. https://doi.org/10.1007/s12600-018-0682-6
11. Shang, X.F., Liu, Y.Q., Guo, X., Miao, X.L., Chen, C., Zhang, J.X., Xu, X.S., Yang, G.Z., Yang, C.J., Li J.C. & Zhang, X.S. (2018). Application of sustainable natural resources in agriculture: Acaricidal and enzyme inhibitory activities of naphthoquinones and their analogs against Psoroptes cuniculi. Sci. Rep. 8, 1609. https://doi.org/10.1038/s41598-018-19964-0
12. Yash, P. & Kalra, C.R.C. (2000). Handbook of reference methods for plant analysis. Corporate Blvd., NW, Boca Raton, FL 33431.
13. Hrodzynskyi, A.M. (1991). Alelopathy of plants and soil fatigue: izbr.tr. Kyiv: Naukova dumka [in Ukrainian].
14. Gilchrist-Saavedra, L., Fuentes-D«vila, G., MartНnez-Cano, C., Lopez-Atilano, R.M., Duveiller, E., Singh, R.P., Henry, M. & I. GarcНa, A. (2006). Practical guide to the identification of selected diseases of wheat and barley. Mexico, D.F.: CIMMYT.
15. Frak, E., Millard, P., Roux, X., Guillaumie, S. & Wendler, R. (2002). Coupling sap flow velocity and amino acid concentrations as an alternative method to 15N labeling for quantifying nitrogen remobilization by walnut trees. Plant Physiol., 130, pp. 1043-1053. https://doi.org/10.1104/pp.002139
16. Duran, A.G., Chinchilla, N., Molinillo, J.M.G. & Macias, F.A. (2019). Structure-activity relationship studies on naphthoquinone analogs. The search for new herbicides based on natural products. Pest Manag. Sci., 75 (9), pp. 2517-2529. https://doi.org/10.1002/ps.5442
17. Mykhalska, L.M., Zozulia, O.L., Hrytsev, O.A., Sanin, O.Y. & Schwartau, V.V. (2019). Distribution of species of Fusarium and Alternaria genera on cereals in Ukraine. Biosys. Diver., 27 (2), pp. 186-191. https://doi.org/10.15421/011925
18. Schiro, G., Verch G., Grimm, V. & Muller, M.E.H. (2018). Alternaria and Fusarium Fungi: differences in distribution and spore deposition in a topographically heterogeneous wheat Field. J. Fungi (Basel), 24, 4 (2), 63. https://doi.org/10.3390/jof4020063
19. Hoffmann, A., Lischeid, G., Koch, M., Lentzsch, P., Sommerfeld, T. & Muller, M.E.H. (2021). Co-cultivation of Fusarium, Alternaria, and Pseudomonas on wheat-ears affects microbial growth and mycotoxin production. Microorganisms, 20, 9 (2), p. 443. https://doi.org/10.3390/microorganisms9020443
20. Liu, L., Kuang, Y., Yan, F., Li, S., Ren, B., Gosavi, G., Spetz, C., Li, X., Wang, X., Zhou, X. & Zhou, H. (2021). Developing a novel artificial rice germplasm for dinitroaniline herbicide resistance by base editing of OsTubA2. Plant Biotechnol. J., 19 (1), pp. 5-7. https://doi.org/10.1111/pbi.13430
21. Schwartau, V.V. & Mykhalska, L.M. (2022). Herbicide-resistant weed biotypes in Ukraine. Rep. Nat. Acad. Sci. Ukraine, 6, pp. 85-94 [in Ukrainian]. https://doi.org/ 10.15407/dopovidi2022.06.085
22. Mykhalska, L.M. & Schwartau, V.V. (2022). Identification of acetolactate synthase resistant Amaranthus retroflexus in Ukraine. Reg. Mech. Biosyst., 13 (3), pp. 231-240. https://doi.org/10.15421/022230