Allelopathy הראו הבטחה כאסטרטגיה משלימה שליטה בקרת עשבים במערכות חיתוך. כדי לקבוע את הפוטנציאל האללופתיה של הדגימה הרצויה של הצמח, שיטת ההקרנה בשלב המדרגה מסופקת.
Method Article
Allelopathy הראו הבטחה כאסטרטגיה משלימה שליטה בקרת עשבים במערכות חיתוך. כדי לקבוע את הפוטנציאל האללופתיה של הדגימה הרצויה של הצמח, שיטת ההקרנה בשלב המדרגה מסופקת.
תחרות העשב תורמת באופן משמעותי להניב הפסדים במערכות חיתוך ברחבי העולם. האבולוציה של ההתנגדות במינים רבים עשב ליישם ברציפות קוטלי עשבים הציג את הצורך בשיטות ניהול נוספות. אלנופתיה היא תהליך פיזיולוגי שחלק ממינים הצמחיים מחזיקים בצמח המספק יתרון על פני שכנותיה. זנים אללופתיה היבול יהיה מצויד ביכולת לדכא את הצמיחה של המתחרים שמסביב, ובכך להפחית את אובדן התשואה פוטנציאלי עקב הפרעות עשב. מאמר זה מתמקד בבנייה ובתפעול של שיטת שלב המדרגה המשמשת להקרנת הפוטנציאל האללופתיה של מינים של תורמים (Oryza סאטיבה) נגד מינים של עשב (קוקפואולוקוא-גאלי) בסביבה של חממה. המבנה המתואר במאמר זה משמש כעמדה של דגימות הצמח ומשלבת מערכת השקיה מתוזמן להצטברות והפצה של allelochemicals. Allelochemicals המיוצרים על ידי שורשי הצמח מותר לזרום כלפי מטה דרך סדרה של ארבעה סירים בנפרד לתוך מיכל אוסף ממוחזר חזרה למפעל העליון באמצעות משאבות חשמל. שיטה זו של ההקרנה מספק שדרה עבור allelochemicals ממפעל התורמים להגיע צמחים מקלט ללא תחרות משאבים כלשהי, ובכך לאפשר מדידה כמותית של הפוטנציאל האללופתיה של המפעל הנבחר התורם. הפוטנציאל האללופתיה הוא מדיד באמצעות הפחתת גובה של צמחי המקלט. נתוני הסינון הראשוניים לאפקטיביות של שיטה זו הפגינו צמצום גובה במיני מקלט, בארמיטרים (E. crus-גאלי), ולכן הנוכחות של שאריות אללופתיה ממפעל התורמים, אורז חשישי (oryza סאטיבה).
אללופתיה היא תופעה טבעית ומורכבת, שהייתה מוקד מדעני צמחים רבים בעשורים האחרונים. המנגנונים הנוגעים לאלופתיה לשימוש ביבולים הינם נושא של מחקר רב מאז שנות השלושים, כאשר מוליש הבחין כי לצמח יש השפעה ישירה או עקיפה על מפעל שכן באמצעות ייצור והפרשת תרכובות כימיות לסביבה1. Allelopathy היא הייצור של מטבוליטים משני כי יש השפעות מעכבות על הצמיחה והנביטה של כמה מינים צמח. תרכובות כימיות שפורסמו לעזור לספק את צמחי התורם עם יתרון תחרותי על ידי הוספת פיטורעלים לסביבה סביבם2. גורמים רבים תורמים לפעילות האללופתיה. זה סלקטיבי ביעילותו ומשתנה בין זנים, תנאים סביבתיים, שלב צמיחה, מתח, סביבה, זמינות מזינים3.
בשנים האחרונות הודגש אלנופתיה במחקר כתוסף אפשרי למשבר בקרת העשב המתמיד והצומח. עם האוכלוסייה הגלובלית הגוברת, הביקוש למזון בר קיימא וייצור סיבים גדל4. בקרת גראס הוא אחד האיומים הגדולים ביותר לייצור בפני אגרונומים5,6. שיטות מסורתיות לבקרת עשבים מתמקדות בשיטות מכניות, כימיות ותרבותיות. השימוש המתמשך של קוטלי עשבים, בעוד יעיל, שימושי, ויעיל, קידם את האבולוציה של אוכלוסיות העשב עמידים בקצב מהר מדאיג7. הנדסה גנטית ושיטות רבייה שימשו ביעילות כדי להעניק יבולים היתרונות תחרותי מעל עשבים שוטים על ידי עיצוב אותם כדי לעמוד בפני יישומים כימיים כי השכנים שלהם לא יכול לשרוד7,8. למרות יעיל, טכנולוגיות אלה אינן תמיד קיימא ולפעמים להציב חששות החוצה9. בשיטות ניהול חשיש משלימה צריך להיות הציג אם המטרה של ייצור מזון הגדלת היא להיות נפגשו10. Allelopathy מראה הבטחה מצוינת ככלי הגנה חדשה עבור יבולים כדי לשפר את איכותם ולהאריך את המתחרים שלהם1,7.
Allelochemicals הם לעתים קרובות מוצרים משניים, ובגלל הייצור שלהם הוא מושפע מאוד על ידי גורמים סביבתיים, תרכובות ספציפיות הקשורות לדיכוי הצמח יכול להיות קשה לזהות3. גורמי ייצור כוללים גנטיקה ופעולה משותפת של מטבוליטים משניים שעשויים לפעול בסינגיסטי11,12. היא מאתגרת להפריד בין פעילות אללופתיה מהתחרות שקיימת באופן טבעי בתחום האינטראקציות של העשבים, ובגלל זה, כאשר ההקרנה עבור אלנופתיה חייבת להיות קבוצה סטנדרטית של תוצאות המצריכות את האפשרות לתקן את הקיום כחוקי וניתן לשחזור. להלן מערכת קריטריונים המצריכה ממצאים של אלנופתיה כפי שמתואר על ידי הלוופדוטר ואח '.12 1) מפעל אחד חייב להפגין דיכוי של צמח אחר בתבנית; 2) הכימיקלים המשוחררים לסביבה בסכומים ביו-אקטיביים חייבים להיות מיוצרים על ידי מפעל התורמים; 3) הכימיקלים המיוצרים חייבים להיות הניתנים להעברה למפעל המקלט; 4) מנגנון ספיגה כלשהו חייב להיות נוכח במפעל המקלט; 6) התבנית של העיכוב שנצפתה אינה חייבת להיות הסבר בלעדי אחר (למשל, תחרות על משאבים)12.
במאמץ להתגבר על המכשול בין חוסר הידע של המנגנונים התומכים באללופתיה ופיתוח מגוון, מאפיינים פנוטיתיים הקשורים לזנים אללופתיה יכולים להיות מזוהים ונבחרים לצורך מחקר ושימוש נוסף. צמחים מסוימים הידועים שיש להם איכויות אללופתיה הם שיפון, דורה, אורז, חמנית, לפתית, ו חיטה13. במהלך תצפיות מוקדמות של אלנופתיה בגידולים, בשל גבולות מכובדים של צמיחת עשב בניסויים בשטח, הוצע כי כימיקלים היו מעורבים ולא תחרות עבור משאבים14. עם זאת, רוב המחקרים היו ניסויים בשטח שגרמו לכך שאי אפשר היה לחסל את התחרות כגורם14. מאמצי חיסול התחרות העניקו דרך לניסויים במעבדה ובחממה בניסיונות להוכיח ולכמת פעילות אללופתיה באורז וביבולים אחרים. שדה ושיטות החממה כדי להקרין צמחים עבור אלנופתיה להפגין כי נטיות אללופתיה קיימים בשני התנאים גדל11,15. חלק מהמבקרים מאמינים כי הקרנות מעבדה יכולות להחזיק רק ערך מוגבל עקב חוסר תנאים טבעיים, אשר עשויים להשפיע על התוצאות15.
השיטה המוצעת להקרנה אללופתיה הפוטנציאל בצמחים מספק משאבים ומרחב נאותה ומבטלת את תחרות המשאבים עם השימוש במבנה צעד מדרגות11,17. השיטה הותאמה והשתנתה מניסויים קודמים בחקר אלפתיה בטורפגראס ושעורה17,18. מחקרים אלה מצאו כי מערכת דומה היתה מסוגלת לייצר תוצאות מדויקות על הפוטנציאל האללופתיה של מפעל היעד תוך הסרת כל הספקות כי התצפיות ניתן לייחס תחרות טבעית. השיטה שלב המדרגה יוצר מערכת הדם שבה פתרון תזונתי ממאגר יכול לעבור דרך כל צמח למגש דגירה דרך כמה צעדים. משאבה חשמלית מכן ממחזר את הפתרון יחד עם כל allelochemicals המיוצרים18. שיטה כגון זו יעילה בזמן, ברווח ובמשאבים. כמו כן, הוא מספק תנאי שדה דומים לצמחים ומבטל כל תחרות משאבים. השיטות והכלים המשמשים להקרנה מניפולציות בקלות כדי להתאים למטרות המחקר הרצויות, התנאים והמינים הספציפיים. מטרת מחקר זה היא לאשר את האלופתיה אורז הדגנים באמצעות מדידות לדיכוי גובה על בארמיטר עם שימוש בשיטת המדרגה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. עמידה בבנייה
הערה: מדידות העץ מפורטות בעובי x (m) רוחב x אינץ ' (ז).

איור 1: מבט מלפנים על מעמד עץ הבסיס. בסיס עץ משמש כדוכן לדגימות הצמחים. ניתן להרכיב חומרים למערכת ולהוסיף אותם בהתאם למספר הדגימות הדרושות לניסוי. במחקר זה, שני דוכנים שימשו בסיס עבור 31 דגימות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
2. הרכבת המערכת
3. נטיעת
4. הצבת דגימה

איור 2: מפת השמה. דיאגרמה המתארת מיקומים של התורם (WR/R) ומתקני המקלט (BYG) במיקומים בהתאמה במערכת מדרגות המדרגה. שתי עמודות של מערכת שלב המדרגה עם צמחים במקום מהווים טיפול אחד. עמודה אחת של צמחי מקלט שימשה כפקד עבור שכפול אחד (מימין), עמודה בודדת של צמחי תורם כפקד עבור כל הצטרפות (מרכז), ועמודת הטיפול היתה מורכבת משני התורמים וממפעלי המקלט (שמאל רחוק). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: בניית המדרגה הסופית. מערכת השלבים התאספו עם הצמחים במקומם. המערכת הכילה ארבע שורות של דגימות צמחים ומיכל אוסף בתחתית הפתרון כדי לחזור לבקבוק העליון וכלפי מטה על ידי כוח הכבידה דרך כל סיר בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
5. מבצע
6. איסוף נתונים
7. ניתוח נתונים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
שתי הקרנות ראשוניות המשתמשות בשיטה זו נערכו על תשע התסדרות אורז (B2, S33, B83, S97, S94, B81, B8, B34, B14) וחמישה קווי אורז מעובדים (PI338046, רקס, רונדו, PI312777, CL163). שורות אורז וקווי אורז נבחרו על בסיס הביצועים שלהם בהקרנות אללופתיה קודמות שנערכו על ידי Shrestha (2018)18. זרעי האורז והעשב נאספו. מרחבי המדינה של ארקנסו קווי אורז שנבחרו הם שורות מבוגרים בדרך כלל בארה ב, כמה ידוע לבטא פעילות אללופתיה (למשל, רונדו PI312777) ומשמש כפקדים במחקר זה18. הנתונים הראשוניים מדג...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניצול אלנופתיה עשוי לשמש כשליטה ביולוגית לעשבים שקשה לנהל באופן מסוכן1,7,13. אללופתיה הראתה פוטנציאל גדול כפתרון אפשרי למשבר העשב באורז ומשמשת כחלופה או תוספת לכימיקלים ולנוהלי בקרת גראס5,13,19. זיהוי זנים אללופתיה או הצטרפות של מינים יבול הוא הצעד הראשון לקראת השילוב טכנולוגיה זו לתוך אסטרטגיות ניהול עשב. כפי שמוצג במחקר זה, כמה מהפריצ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
. למחברים אין מה לגלות
המימון לפרויקט זה סופק על ידי מענק יוזמת מחקר מיוחד בחסות תחנת הניסוי חקלאי מיסיסיפי החקלאות והוא מבוסס על העבודה הנתמכת על ידי המכון הלאומי של מזון וחקלאות, ארה ב. משרד ה חקלאות, פרויקט הצוהר. תחת מספר ההצטרפות 230060
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 1.25 אינץ' על 6 אינץ' על 8 רגל לוח עץ סטנדרטי במזג אוויר קשה | Lowe's, Mooresville, NC | 489248 | N / A |
| 2 אינץ' על 4 אינץ' על 8 רגל חתיכת עץ לבן | Lowe's, Mooresville, NC | 6005 | חתוך לגדלים מתאימים |
| 63 מ"מ (2.5 אינץ') פלטות פינתיות | Lowe's, Mooresville, NC | 809449 | N / A |
| Asporto 16 oz קופסת פלסטיק שחורה עגולה - עם מכסה שקוף, למיקרוגל – 6.25 אינץ' על 6.25 אינץ' על 1.75 אינץ' - 100 ספירה Restaurantware.com | , שיקגו, אילינוי | RWP0191B | שחורים |
| ATP ויניל-פלקס PVC בדרגת מזון, שקופים, 0.125 אינץ' ID על 0.25 אינץ', 100 רגל | אמזון, סיאטל וושינגטון | B00E6BCV0G | מד |
| תכולת כלורופיל Ccm-300 Opti-Sciences | , Inc. הדסון, NH | ccm/300 | N/A |
| נפוץ 1 ב-2 אינץ' על 8 רגל לוח אורן | Lowe's, מורסוויל, NC | 1408 | N / A |
| קבלן בחירת קבלנים 24 חבילות 42 ליטר שקית אשפה לבנייה חיצונית מפלסטיק | Lowe's, Mooresville, NC | 224272 | חתוך לכיסוי מיכלי איסוף |
| EURO POTS | Greenhouse Megastore, Danville, IL | CN-EU | 15 ס"מ שחור קצר 6 אינץ' קוטר 4.25 בגובה 1.37 qt |
| נפח צלחת פטרי של המותג פישר עם מכסה שקוף | פישר סיינטיפיק, וולת'אם, MA | FB0857513 | N / A |
| Aexit Ac 220 V-240 V ציוד חשמלי תקע ארה"ב 21 W 1,000 ליטר / שעה משאבה טבולה רב תכליתית | אמזון, סיאטל WA | B07MBMYQNT גודל הזרבובית צריך להתאים לצינורות וניתן להחזיר אותו | |
| Woods 50015 WD חיצוני 7 ימים טיימר שקע דיגיטלי כבד | Walmart, Bentonville, AR | 565179767 | 20 הגדרות |
| GE סיליקון 2+ 10.1 אונקיות איטום | סיליקון שקדיםLowe's, Mooresville, NC | 48394 | איטום לקצוות של כל צינור מחובר |
| מים מזוקקים בעלי ערך רב | Walmart, Bentonville, AR | 565209428 N / A | |
| מסנני קפה סל לבן בעלי ערך רב 200 ספירה | Walmart, Bentonville, AR | 562723371 הגודל עשוי להשתנות | |
| Grip-rite primgaurd בתוספת #9-3 בברגי pollimerdex | Lowe's, Mooresville, NC | 323974 | N / A |
| הוגלנד s מס' 2 תערובת מלח בסיסי | Caisson Laboratories, INC. סמית'פילד, יוטה | HOP01/50LT | ½ שיעור חוזק |
| JMP (14) | SAS Institute Inc. אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, NC | N/A | |
| מקור פרויקט ספריי צבע שחור שטוח | Lowe's, Mooresville, NC | 282254 | N / A |
| מקור פרויקט 1.88 אינץ' על 165 רגל סרט דביק אפור | Lowe's, Mooresville, NC | 488070 | N / A |
| Rubbermaid 2 qt מיכל אחסון מזון מרובע שקוף | Walmart, Bentonville, AR | מכסה השלכת טנק איסוף | 555115144 |
| בפני איטום צינורות ויניל שקופים PVC חסין, מזון בדרגה 0.5 במזהה על ידי 0.625 ב-od, 100 רגל | אמזון, סיאטל וושינגטון | B07D9CLGV3 | מתחבר לשאוב |
| סיליקה הררית קצרה 50 פאונד לשחק חול | Lowe's, Mooresville, NC | 10392 | יש לטהר חול |
| בקבוקי סודה 1 ליטר של סטיב ספנגלר - 6 חבילות - לניסוי מדעי השתמש | באמזון, סיאטל וושינגטון | UPC 192407667341 | מכסה השלכת מיכל המדרגה העליונה |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission