AGRIS - 

2018

Filippova, V.A. | Kruglov, Yu.V. | Andronov, E.E., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Economics, Moscow

Soil microbial communities are complex multicomponent systems that form under the influence of a wide range of factors, among them - soil type, plant species, climate, agricultural technology - in general, determining the physical and chemical characteristics of the environment. The aim of our work was to study the influence of various agricultural technicians such as crop rotation and liming, under the conditions of a long field experiment on the phylogenetic structure of prokaryotic micro-organisms in rye crops. The results of the high-throughput DNA sequencing of the soil microbiome and the subsequent analysis of the phylogenetic structure and diversity of the prokaryotic microorganisms of the sod-podzolic soil under the conditions of perennial rye culture showed that the plant is one of the key factors in the formation of the prokaryotic community. Regardless of the agrotechnical methods under the cover of winter rye, the same core structure of prokaryotes, including a small number of types of proteobacteria and actinobacteria, develops in the earing phase. The dominant position among them is occupied by the bacteria of the Rhizobiaceae family, which in this case is to some extent related to the history of the experimental field. Apparently, the bacteria of this family and, above all, the nodule bacteria, find favorable conditions for their development in the rye rhizosphere. In this connection, studies of the viability of Rhizobiaceae in winter rye crops, and their evolution to associative endosymbiotic relationships with rye in the course of a long coexistence are of undoubted interest. The effect of liming on the genetic structure of the prokaryote community of acidic soils may be different. At the same time, apparently, the specific type of plants, as well as the history of the field (crop rotation, permanent culture, fertilizer system, etc.) are of significant importance. | Микробные сообщества почв - это сложные многокомпонентные системы, формирующиеся под влиянием широкого круга факторов, в том числе типа почвы, вида растения, климата, агротехники. Нашей целью было выявление влияния различных агротехник (севооборот и известкование) на филогенетическую структуру прокариотических микроорганизмов в посевах ржи в условиях длительного полевого опыта. Отбор образцов проводили в 2010 году в южной части Клинско-Дмитровской возвышенности на участке многолетнего опыта РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Для филогенетического анализа комплекса прокариотических микроорганизмов в почве использовали делянки, засеянные озимой рожью (Secale cereale L.), которая выращивалась в бессменной культуре и шестипольном севообороте с 1912 г. Севооборот включал чистый пар, озимую рожь, картофель, ячмень с подсевом клевера, клевер первого года пользования, лен. Почвенные пробы отбирали в фазу колошения озимой ржи на глубину пахотного горизонта А1 (0-20 см) в пяти повторностях, из которых составляли средний образец. После тщательного перемешивания его использовали для выделения ДНК. Результаты высокопроизводительного секвенирования ДНК почвенного микробиома и последующего анализа филогенетической структуры и разнообразия прокариотических микроорганизмов в почве показали, что растение служит одним из ключевых факторов формирования прокариотического сообщества. Независимо от агротехнических приемов, под покровом озимой ржи в фазу колошения складывался одинаковый по структуре коровый комплекс прокариот, включающий небольшое количество видов протеобактерий и актинобактерий. Доминирующее положение среди них занимали бактерии семейства Rhizobiaceae, что в определенной степени было связано с историей опытного поля. По-видимому, бактерии этого семейства, прежде всего клубеньковые, находят в ризосфере ржи благоприятные условия для развития. Известкование практически не влияет на видовое богатство в посевах бессменной ржи, но резко снижает его в севообороте.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Ivanov, A.V. | Gamaeva, S.V. | Panfilova, E.V., Primorsk State Agricultural Academy, Ussurijsk

For natural pine forests in the southern part of the Primorsky Krai, an assessment of biological diversity has been performed based on the results of descriptions of valuable tree species, living ground cover and carabid beetles Carabus. Field work was carried out on the trial plots laid in the forest plantations of the pine and broad-leaved forest with the domination of Korean pine Pinus koraiensis Siebold and Zucc. Model sites contained a chronological sequence of development of forest plantations of fresh small-grass and different-bush type on the interval of age 50-200 years. In the process of reforestation, a decrease in the total projective coverage of living ground cover was observed, while the number of species characteristic for natural pine forests, as well as their leveling, increased at the same time. By the age of 200 years species richness and leveling of the number of ground beetle species have reached a maximum. Statistically significant difference was found between the total number of caught insects in the plantations of 50 and 200, 80 and 200 years. The most valuable in terms of biological diversity are the old-growth pine forests. A conclusion was made about the value of this group of forests for the protection of valuable communities and habitats of species. Among ground beetle species Carabus schrencki Motschulsky, Carabus maacki Morawitz and Carabus macleayi Dejean can serve as an indicator of forest value. With a minimum total projective coverage (8.3%), 200-year-old pine forests are favorable for the growth of such characteristic species as the mountain peony Paeonia oreogeton S. Moore, pale-mountain Dryopteris crassirhizoma Nakai, and the Pale Indian Plantain Cacalia auriculata H. Rob. and Brettell. On this site the Shannon index of species of living ground cover was 3.6, the Carabus species is 1.4. | Для естественных кедровых лесов южной части Приморского края выполнена оценка биологического разнообразия по результатам описаний ценопопуляций видов древостоев, живого напочвенного покрова и жужелиц Carabus. Полевые работы выполнены на пробных площадях, заложенных в лесных насаждениях кедрово-широколиственной формации с преобладанием сосны кедровой корейской Pinus koraiensis Siebold and Zucc. Модельные участки составили хронологическую последовательность развития лесных насаждений свежего мелкотравно-разнокустарникового типа в возрастном интервале 50–200 лет. В процессе лесовосстановительной смены отмечено уменьшение общего проективного покрытия живого напочвенного покрова при одновременном увеличении числа характерных для естественных кедровников видов, а также их выравненности. К возрасту 200 лет достигают максимума численность, видовое богатство и выравненность числа видов жужелиц. Выявлены статистически значимые различия между общим числом пойманных насекомых в насаждениях 50 и 200, 80 и 200 лет. Наиболее ценными по критерию биологического разнообразия являются старовозрастные кедровники. Сделан вывод о значении этой группы лесов для охраны ценных сообществ и местообитаний видов. Индикаторами ценности лесов могут служить виды жужелиц Carabus schrencki Motschulsky, Carabus maacki Morawitz и Carabus macleayi Dejean. При минимальном общем проективном покрытии 8.3% в 200-летнем кедровнике формируются благоприятные условия для произрастания таких характерных видов растений, как пион горный Paeonia oreogeton S. Moore, щитовник толстокорневищный Dryopteris crassirhizoma Nakai, какалия ушастая Cacalia auriculata H. Rob. and Brettell. Индекс Шеннона видов живого напочвенного покрова в старовозрастном кедровнике составил 3.6 бит, видов Carabus – 1.4 бит.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Frolov, O.A. | Yakushev, A.V., Lomonosov Moscow State Univ.

Ecophysiological features of the transit (passed through the intestinal lacune) bacterial hydrolytic complex Aporrectodea caliginosa were studied: a comparison of biodiversity was made in the soil and coprolites, the prevailing ecological strategy and physiological states among its members. The study was conducted by a complex structural and functional method based on the succession kinetic analysis of initiated hydrolytic bacterial communities that occur after the inoculation of a set of selective liquid nutrient media with a suspension of the test samples. In addition to hydrolytic microorganisms, non-hydrolytic bacterial satellites (oligotrophs and copyotropes) are included in initiated communities. The growth of initiated bacterial communities on eight media with biopolymers (chitin, cellulose, pectin, starch, xylan, dextran 500, tween 20, casein) was measured by optical density. It was described by two kinetic parameters used to describe the pure cultures of microorganisms: the maximum specific growth rate and the initial physiological state. The biodiversity of the initiated communities was determined according to the planting from liquid nutrient media with polymers on the agar medium. Rank distributions of the studied indicators were abnormal, therefore, median and nonparametric dispersion analyzes were used, as well as a direct analysis of rank distributions. The bacterial community from coprolites acquires greater sustainability - the species composition becomes more leveled (the Berger-Parker index, showing the degree of dominance of the most abundant species, decreases after the passage) and diverse (the Shannon index becomes higher after passage). The hydrolytic bacterial complex is activated at passage, as the median value of the initial physiological state of the initiated communities increases. In the bacterial block, the proportion of fast-growing bacteria of r-strategists increases (on liquid media with polymers, the share of initiated hydrolytic associations increases with large values of the maximum specific growth rate). | Изучены экофизиологические особенности транзитного (прошедшее через кишечную полость) бактериального гидролитического комплекса Aporrectodea caliginosa: проведено сравнение в почве и копролитах биоразнообразия, преобладающих экологических стратегии и физиологических состояний среди его членов. Исследование проводили комплексным структурно-функциональным методом, основанном на кинетическом анализе сукцессии инициированных гидролитических бактериальных сообществ (ИБС), возникающих после инокуляции набора селективных жидких питательных сред суспензией исследуемых образцов. В ИБС помимо гидролитических микроорганизмов входят негидролитические бактерии-спутники (олиготрофы и копиотрофы). Рост ИБС на 8 средах с биополимерами (хитине, целлюлозе, пектине, крахмале, ксилане, декстране 500, твине 20, казеине) измеряли по оптической плотности. Описывали его двумя кинетическими параметрами: максимальная удельная скорость роста и начальное физиологическое состояние. По посеву из жидких питательных сред с полимерами на агаризованную среду определяли биоразнообразие ИБС. Ранговые распределения исследуемых показателей имели ненормальный характер, поэтому были использованы медианный и непараметрический дисперсионный анализы, а также непосредственный анализ ранговых распределений. ИБС копролитов приобретает большую устойчивость – видовой состав становится более выровненным (индекс Бергера–Паркера, показывающий степень доминирования самого обильного вида, после пассажа уменьшается) и разнообразным (индекс Шеннона становится больше после пассажа). Гидролитический бактериальный комплекс активизируется при пассаже, так как увеличивается медианное значение начального физиологического состояния ИБС. В бактериальном блоке увеличивается доля быстрорастущих бактерий r-стратегов (на жидких средах с полимерами возрастает доля инициированных гидролитических ассоциации с большими значениями максимальной удельной скорости роста).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation