Influence of water extracts from selected weeds on germination and growth of maize seedling

• Autorzy: Parus A. , Leśniewicz J. , Szulc P. , Zbytek Z.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wodnych wyciągów z wybranych chwastów na kiełkowanie i początkowy rozwój siewek kukurydzy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the presented research was to determine the influence of aqueous extracts from selected common weeds, such as tansy (Tanacetum vulgare L.), goldenrod (Solidago virgaurea L.) and soapweed (Saponaria officinalis L.) on the germination capacity and initial development of maize (Zea maize L.). The research was carried out using a modified short-term germination test and early growth of Phytotoxkit plants. The tests were carried out in three series of three replications. The series were made at two-week intervals. During the experiment, the germination capacity of maize seed was determined based on the amount of normally germinated caryopses after 5 days from the time of sowing, and after the end of the experiment the length of roots and shoots was measured. Water extracts were made from dried individual parts of weeds (flowers, leaves and roots). Among the analyzed extracts, the strongest effect of maize roots growth, inhibition was caused by the extract made from soapweed leaves (80%), while water extracts from tansy leaves and goldenrod leaves limited root development to 50%. However, the extracts from the flowers of tansy and goldenrod leaves caused over 30% inhibition of root growth. Maize shoots showed greater tolerance for the presence of analyzed water extracts. The strongest inhibition of shoots development did not exceed 25% and was observed in the presence of tansy root extract, as well as the water extracts from leaves and root of soapweed and goldenrod flower. In conclusion, the obtained results indicate that aqueous extracts of common weeds may negatively effects on the germination and seedlings growth of maize. The impact depends on the type of plant from which the extract was made.

PL

Celem prezentowanych badań było określenie wpływu wodnych wyciągów z wybranych pospolitych chwastów, takich jak wrotycz, nawłoć oraz mydlnica na zdolność kiełkowania i początkowy rozwój kukurydzy (Zea maize L.). Badania przeprowadzono z wykorzystaniem zmodyfikowanego krótkoterminowego testu kiełkowania oraz wczesnego wzrostu roślin Phytotoxkit. Badania przeprowadzono w trzech seriach po trzy powtórzenia. Serie wykonano w dwutygodniowych odstępach czasowych. Podczas realizacji doświadczenia określono zdolność kiełkowania ziarniaków kukurydzy na podstawie ilości normalnie kiełkujących ziarniaków po upływie 5 dni od momentu wysiania, a po zakończeniu eksperymentu zmierzono długość korzeni zarodkowych oraz pędów. Wodne wyciągi sporządzono z wysuszonych poszczególnych części roślin (kwiatów, liści oraz korzeni). Spośród analizowanych wyciągów najsilniejszy efekt zahamowania wzrostu korzeni kukurydzy wywoływał ekstrakt sporządzony z liści mydlnicy (80%), z kolei ekstrakty wodne z liści wrotyczu i kwiatów nawłoci ograniczały rozwój korzeni w 50%. Natomiast ekstrakty z kwiatów wrotyczu oraz liści nawłoci powodowały ponad 30% inhibicję wzrostu korzeni. Pędy kukurydzy wykazywały większą tolerancję na obecność analizowanych wyciągów. Najsilniejsze zahamowanie rozwoju pędów nie przekraczało 25% i były obserwowane w obecności ekstraktu z korzeni wrotyczu oraz liści i korzeni mydlnicy, a także kwiatu nawłoci. Podsumowując, otrzymane wyniki wskazują, że wodne wyciągi z pospolitych chwastów mogą negatywnie wpływać na kiełkowanie i wzrost siewek kukurydzy. Oddziaływanie to jest uzależnione od rodzaju rośliny, z której został sporządzony wyciąg.

Słowa kluczowe

EN

phytotoxicity; water extract; maize; weeds; germination

PL

fitotoksyczność; wyciągi wodne; kukurydza; chwasty; kiełkowanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, nr 3
• Strony: 45--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Parus A.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań, Poland

autor

Leśniewicz J.

• Poznan University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań, Poland

autor

Szulc P.

• Poznań University of Life Sciences, Faculty of Agronomy and Bioengineering, ul. Dojazd 11, 60-632 Poznań, Poland

autor

Zbytek Z.

• Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych, ul. Starołęcka 31, 60-963 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Aliu S., Rusinovci I., Fetahu S., Gashi B., Simeonovska E., Rozman L.: The effect of salt stress on the germination of maize (Zea mays L.) seeds and photosynthetic pigments. Acta Agriculturae Slovenica, 2015, 105(1), 85-94.
• [2] Ankita G., Chabbi M.: Effect of allelopathic leaf extract of some selected weed flora of ajmer district on germination of Triticum aestivum L. Science Research Reporter, 2012, 2(3), 311-315.
• [3] Baličević R., Ravlić M., Živković T., Allelopathic effect of invasive species giant goldenrod (Solidago Gigantea Ait.) on craps and weeds, Herbologia, 15(1), 2015, DOI 10.5644/Herb.15.1.03
• [4] Beres I., Kazinczi G.: Allelopathic effects of shoot extracts and residues of weeds on field crops. Allelopathy Journal, 2000, 7(1), 93-98.
• [5] Carvalho P.N., Basto M.C.P., Almeida C.M.R., Brix H.: A review of plant - pharmaceutical interactions: from uptake and effects in crop plants to phytoremediation in constructed wetlands, Environmental Science Pollution Research, 2014, (21), 11729-11763.
• [6] Chellamuthu V., Balasusbramanian T.N., Rajarajan A., Palaniappan S.N.: Allelopathic influence of Prosopis Juliflora on field crops. Allelopathy J., 1997, 4(2), 291-302
• [7] Dikić M.: Allelopathic effect of aromatic and medicinal plants on the seed germination of Galinsoga parviflora, Echinochloa crusgalli and Galium molugo. Herbologia, 2005, 6(3), 51-57.
• [8] Hill E.C., Ngouajio M., Nair M.G.: Allelopathic potential of hairy vetch (Vicia Villosa) and cowpea (Vigna Unguiculata) methanol and ethyl acetate extracts on weeds and vegetables, Weed Technology, 1988, Vol.2,510-518.
• [9] ISO 11269-2. 2012. Soil quality – determination of the effect of pollutants on soil flora – Part 2: effect of contaminated soil on the emergence and growth of higher plants. International organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
• [10] Jabeen N., Ahmed M.: Possible allelopathic effects of three different weeds on germination and growth of maize (Zea mays) cultivars. Pak. J. Bot., 2009, 41(4), 1677-1683.
• [11] Kwiecińska-Poppe E., Kraska P., Pałys E.: The influence of water extracts from Galium aparine (L.) and Matricaria maritima subsp. Inodora (L.) on germination of winter rye and triticale. Acta Sci. Pol. Agricultura, 2011, 10(2), 75-85.
• [12] Majeed A., Chaudhry Z., Muhammad Z.: Allelopathic assessment of fresh aqueous extracts of Chenopodium album L. for growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.). Pak. J. Bot., 2012, 44(1), 165-167.
• [13] Marczewska-Kolasa K., Bortniak M., Sekutowski T.R., Domaradzki K.: Influence of water extracts from cornflower on germination and growth of cereals seedlings, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2017, 62(3), 208-211.
• [14] Ouda S.A.E., Mohamed S.G., Khalil F.A.: Modeling the effect of different stress conditions on maize productivity using yield-stress model. International Journal of Engineering Science, 2008, 2(1), 57-62.
• [15] Parus A., Szulc P., Zbytek Z.: Effect of xenobiotics in the soil on the germination of maize. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2016, 16(4), 92-95.
• [16] Parus A., Szulc P., Zbytek Z.: Effect of petroleum derivatives contaminated soil on germination and early growth of chosen plants. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2017, 62(4), 70-74.
• [17] Parus A., Wojciechowska A., Framski G., Radzikowska D., Koziara W., Szulc P.: Effect of quaternary pyridinium ketoximes on germination and growth of maize. Fresenius Environmental Bulletin, 2018, 27(3), 1669-1680.
• [18] Phytotoxkit.: Seed germination and early growth microbiotest with higher plants. Standard Operational Procedure.Nazareth, Belgium: MicroBioTest Inc., 2004.
• [19] Putnam A.R.: Allelochemicals from plants as herbicides. Weed Technology, 1988, 2, 510-518.
• [20] Qasem J.R., Foy C.L.: Weed allelopathy, its ecological impact and future prospects. J. of Crop Production, 2001, 4(2), 43-119.
• [21] Ravlić M., Baličević R, Lucić I.: Allelopathic effect of parsley (Petroselinum crispum Mill.) cogermination, water extracts and residues on hoary cress (Lepidium draba (L.) Desv.). Poljoprivreda, 2014, 20, 22-26.
• [22] Rzymowska Z., Affek-Starczewska A., Wpływ wyciągów z Solidago Canadensis L. na kiełkowanie i rozwój początkowy wybranych gatunków zbóż, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 2012, 585, 63-68.
• [23] Sekutowski T.R., Bortniak M., Domaradzki K.: Ocena potencjału allelopatycznego rośliny inwazyjnej – nawłoci olbrzymiej (Solidago gigantea) w odniesieniu do gryki zwyczajnej (Fagopyrum sagittatum) oraz słonecznika zwyczajnego (Helianthus annuus). Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2012, 57(4), 86-91.
• [24] Singh H.P., Batish D.R., Kohli R.K.: Allelopathic interactions and allelochemicals: new popossibilities for sustainable weed management. Critical Reviews in Plant Sciences, 2003, 22, 239-311.
• [25] Stokłosa A.: Bioherbicydy i alleloherbicydy w walce z chwastami. Postępy Nauk Rolniczych, 2006, 6, 41-52.
• [26] Turk M.A., Lee K.D., Tawaha A.M.: Inhibitory effects of aqueous extracts of black mustrad on germination and growth of Radish. Res. J. Agric. Biol. Sci., 2005, 1(3), 227-231.
• [27] Turk M.A., Tawaha A.M.: Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.). Crop Protect., 2003, 22, 673-677.
• [28] Vyvyan J.R.: Allelochemicals as leads for new herbicides and agrochemicals, Tetrahedron, 2002, 58, 1631-1646.
• [29] Wang X.F., Xing W., Hong Wu S., Liu G.H.: Allelopathic effects of seed extracts of four wetland species on seed germination and seedling growth of Brassica rapa spp. pekinensis, Oryza rufipongon and Monochoria korsakowii. Fresen. Environ. Bull., 2009, 18(10), 1832-1838.
• [30] Weston L.A., Duke S.O.: Weed and crop allelopathy. Critical Reviews in Plant Sciences, 2003, 22, 367-389.
• [31] Yarnia M., Khorshidi Benam M.B., Farajzadeh Memari Tabrizi E.: Allelopathic effects of sorghum extracts on Amaranthus retroflexus seed germination and growth. J. Food, Agr. Environ., 2009, 7(3-4), 770-774.