Document
Allelopathic effects of the invasive plant (Prosopis juliflora (Sw.) DC) on Omani wild plants (Prosopis cineraria (L.) and Vachellia tortilis).
Identifier
Al-Musalamiyah, Areej Abdulaziz Saud (2020). Allelopathic effects of the invasive plant (Prosopis juliflora (Sw.) DC) on Omani wild plants (Prosopis cineraria (L.) and Vachellia tortilis) (Master thesis, Sultan Qaboos University, Muscat, Oman).
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2020
Language
English
English abstract
Mesquite (Prosopis juliflora) is an invasive plant that is threatening agricultural lands and
native floral diversity because of its ability to adapt and grow rapidly under environmental
conditions of arid and semi-arid areas, urging the Omani government to launch the national
campaign for mesquite eradication in 2016. Its invasion appears to be driven by allelopathy,
a biological phenomenon by which P. juliflora releases allelochemicals influencing the
neighboring plants negatively. However, little is known about the effects of the invasive
species on the vegetation cover especially indigenous trees at realistic concentrations of its
allelochemicals. Furthermore, the plants exposed to the allelochemicals extracted from
different parts of P. juliflora show variable responses with limited understanding on how
these allelochemicals interfere with molecular components of the target plants. Here, we
aim to study and determine the allelopathic effects of P. juliflora on two common Omani
plant species (the native ghaf, Prosopis cineraria, and samr or acacia tree, Vachellia
tortilis) using water or aqueous extracts and powders of P. juliflora leaves and pods. Seeds
of P. cineraria and V. tortilis were exposed to low levels (compared to previous
investigations) of leaves/pods powders (0.5 and 5.0% w/w) or concentrations of their
aqueous extracts (10 and 100 mg/L), planted in 1:1 mixed media (sandy soil: compost), and
seedlings were observed for 28 days after germination. Seed germination percentages as
well as growth parameters (length of root and fresh mass of seedlings of both species) were
not significantly affected by the presence of aqueous extracts or powders of P. juliflora
leaves and pods. While the exposed V. tortilis seedlings had higher content of chlorophylls
a and b particularly with treatment of pod extracts and powders, no change in these
pigments was observed for P. cineraria seedlings. On the contrary, there was an increase
in the content of carotenoids in P. cineraria seedlings exposed to the extracts and reduction
in the content for the seedlings exposed to the powders. Neither P. juliflora extracts nor
powders influenced carotenoids content of V. tortilis seedlings. Unlike the V. tortilis
seedlings, exposure to P. juliflora powders resulted in higher accumulation of proline in
the P. cineraria seedlings, indicating a stressful condition imposed by the invasive species.
The relatively low levels of allelochemicals may not impede processes (e.g. mitotic
division) responsible for root elongation and shoot development of the studied plants.
Despite the inconsistent responses observed for leaves and pods extracts and powders, the
measured effects appeared to be more pronounced in presence of the powders compared to
water extracts of P. juliflora. Our laboratory-based experiments generally revealed limited
allelopathic effects of the invasive species on native plants (P. cineraria and V. tortilis),
nevertheless further studies should be carried out in field soils sampled near or under the
canopy of P. juliflora due to accumulation of leaves that may be somewhat affecting
neighboring plants.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
المسكيت أو الغاف البحري )أو علميا juliflora Prosopis )هي واحدة من النباتات الدخيلة العالمية التي ً تهدد الاراضي الزراعية والتنوع النباتي بسبب قدرتها على التكيف والنمو السريع في الظروف البيئية السائدة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، مما حدا بالحكومة العمانية على إطالق الحملة الوطنية إلزالة أشجار المسكيت في عام 2016 .يبدو أن التضاد الكيميائي وهي ظاهرة حيوية تطلق من خاللها أشجار المسكيت مواد كيميائية تؤثر سلبا على النباتات المجاورة؛ مما يجعلها قادرة على التكيف والنمو السريع في البيئات الجديدة. ال ُيعرف سوى القليل عن تأثير التضاد الكيميائي للمسكيت على الغطاء النباتي وخاصة الاشجار المحلية عند تعرضها لهذه المواد الكيميائية بتراكيز واقعية. عالوة على ذلك، فإن النباتات المعرضة للمواد الكيميائية المستخرجة من أجزاء مختلفة من أشجار المسكيت تظهر استجابات متغا يرة مع فهم محدود لكيفية تداخل هذه المواد مع المكو نات الجزيئية للنباتات المستهدفة. ت هدف هذه ال دراسة لتحديد تأثير التضاد الكيميائي للمسكيت على نوعين من النباتات المحلية العمانية )الغاف المحلي أو Prosopis cineraria و شجرة السمر أو tortilis Vachellia )باستخدام المستخلصات المائية ومساحيق أوراق ًيا من مساحيق الاوراق أو وقرون المسكيت. ُعرضت بذور الغاف المحلي والسمر لمستويات واقعية بيئ القرون )5.0 و0.5 ٪وزن/وزن( أو تر اكيز مستخلصاتها المائية )10 و100 مجم/ لتر(، ثم ُزرعت في )خليط 1 :1 من التربة الرملية: السماد(، وتم مالحظة نمو الشتالت لمدة 28 يو ًما بعد الانبات. لم تتأثر نسب إنبات البذور وكذلك معايير النمو )طول الجذر والكتلة الحيوية للشتالت من النوعين( بشكل معتبر إحصائيا في وجود المستخلصات المائية أو مساحيق أوراق وقرون المسكيت. في حين تم قياس محتوى أعلى من الكلوروفيل أ وب في شتالت السمر خاصة في وجود مستخلصات ومساحيق القرون، لم يالحظ أي تغيير في هذه الصبغات في شتالت الغاف المحلي. بالمقابل، كانت هناك زيادة وانخفاض في محتوى الكاروتينات في شتالت الغاف المحلي المعرضة للمستخلصات والمساحيق على التوالي. لم تؤثر المستخلصات وال ُو المساحيق على محتوى الكاروتينات في شتالت السمر. وعلى عكس جد في ما شتالت السمر، أدى التعرض لمساحيق المسكيت إلى ترا كم محتوى أعلى للبرولين في شتالت الغاف المحلي ، مما يشير إلى حالة إجهاد تفرضها الانواع الدخيلة. بشكل عام، فإن تعرض بذور وشجيرات الغاف المحلي والسمر ً لمستويات منخفض ا للمواد الكيميائية ة نسبي بمستخلصات ومساحيق المسكيت قد ال تعيق العمليات المسؤولة عن إطالة الجذور ونمو النباتات )مثل الانقسام الخلوي(. على الرغم من الاستجابات غير المتسقة التي لوحظت في مستخلصات ومساحيق الاوراق والقرون، الا أن الاستجابات التي تم قياسها تبدو أ كثر وضو ًحا في وجود المساحيق مقارنة بالمستخلصات المائية. كشفت تجاربنا المختبرية بشكل عام عن تأثير محدود للتضاد الكيميائي للمسكيت على الغاف المحلي والسمر، ومع ذلك يجب إجراء المزيد من الدراسات في عينات تربة طبيعية يجب أخذها على مقربة من أشجار المسكيت أو تحت ظلها نظرا لاحتواء هذه التربة على تراكمات الاوراق التي قد تكون مؤثرة نوعا ما على النباتات المجاورة لها.
Category
Theses and Dissertations