AGRIS - 

2014

Сафина, Г.Ф. | Николаева, М.А.

В России в связи с возрастающими объемами сплошных вырубок лесов, природными катаклизмами и снижающегося биоразнообразия все большее значение приобретает сохранение генетических лесных ресурсов ex-situ в генетических банках в виде семян. Однако до сих пор не создан банк семян основных лесообразующих пород. В 2011 г. начат долгосрочный опыт по хранению семян сосны обыкновенной (Рinus sylvestris L.) и ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) при различных температурных режимах: +20, +4, –18 и –182 °С (пары жидкого азота). В настоящей работе представлены первые результаты 3-летнего хранения партий семян, различающихся сроками заготовки (1996–2011 гг.) и, соответственно, исходным качеством семян. При хранении семян, предварительно подсушенных до влажности 4,2–4,4%, обнаружено явное преимущество отрицательных температур по сравнению с положительными. Наибольшее снижение всхожести наблюдалось у семян, хранившихся при +20 °С: на 7–64% у семян ели и на 20–30% у семян сосны. Хранение семян при +4 °C приводило к снижению всхожести только в партиях самых давних сроков сбора. При температурах –18 и –182 °С всхожесть оставалась на исходном уровне практически во всех партиях семян, в отдельных случаях наблюдалось некоторое повышение всхожести. По ряду более чувствительных показателей (энергия прорастания и сила роста), а также степени распространения микрофлоры обнаружено некоторое преимущество криоконсервации по сравнению с неглубоким замораживанием (–18 °C). Предполагается, что с увеличением периода хранения эта разница будет более заметной. Таким образом, исходные посевные качества семян, их влажность и температура являются важными факторами их успешного хранения. Для свежезаготовленных семян сосны и ели допустимо кратковременное (в течение 2–3 лет) хранение при температуре +4 °С. Температуру –18 °C можно рекомендовать для хранения семян в течение более продолжительного периода времени (более 5 лет). Криоконсервация семян представляется наиболее перспективным режимом долговременного хранения генофонда хвойных растений. | Increasing logged land areas in combination with natural disasters and reduced biodiversity in Russia makes it expedient to preserve the genetic resources of forest trees ex situ at seed banks. However, no seeds bank of the main forest trees has been established so far. In 2011, a long-term experimental storage of pine ((Рinus sylvestris L.) and spruce (Picea abies (L.) Karst.) seeds has been initiated. Different temperature regimens i.e., +20, +4, –18 and –182 °С (liquid nitrogen vapor) are used in the experiment. In the present work, the first interim results of 3 years of the experimental storage are presented. Batches of seeds were harvested in different years (1996 to 2011) and hence have different quality parameters. Seeds that were pre-dried to 4,2–4,4% of moister content show clear advantages of negative over positive temperatures used for storage. The greatest decreases in germinability, by 7–64 and 20–30% for spruce and pine, respectively, were shown by seeds stored at +20 °C. At +4 °C, germinability was decreased only in the seeds of the earliest harvestings. At –18 and –182 °C germinability remained virtually intact and in some cases even somewhat increased. The most sensitive parameters, such as the short term synchronicity of germination and the rate of germination at 15 days, and contamination of seeds with microflora, showed trends to be better upon cryopreservation compared with storage at –18 °C. These differences are expected to increase with increasing storage time. On the whole, the initial conditions of seed, their moisture content, and storage temperature are critical for seeds preservation during storage. Freshly harvested pine and spruce seeds may be stored for a short time (2 to 3 years) at +4 °C. A temperature of about –18 °C may be recommended for about 5 years of storage. Cryopreservation is the most promising regimen to the long-term storage of genetic resources of conifer trees.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Колбовский, Е.Ю.

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Сёмин, Е.Г. | Цирикова, К.Н. | Овчинникова, С.К. | Горбатова, С.Ю. | Цибиногин, А.А.

Benefits and disadvantages of conventional approaches to solid municipal waste treatment, including deposition at landfills, incineration, plasma treatment, composting, sorting and reutilization, are reviewed as they are related to Saint Petersburg (Russia). Any complex of preventive measures against possible waste crisis should give priority to waste sorting and reutilization. | Рассмотрены преимущества и недостатки общепринятых в мире методов обращения с ТБО (складирование на полигонах, сжигание, плазменная переработка, компостирование, сортировка и реутилизация). Дана характеристика текущего состояния системы обращения с ТБО в Санкт-Петербурге. Предпочтительные меры предотвращения критической ситуации должны носить комплексный характер и включать в себя приоритетное внимание в сортировке и реутилизации ТБО.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Хентов, В.Я. | Гасанов, В.М. | Сёмина, К.Е. | Сёмин, Е.Г.

Gas bubble generation and heaving in a liquid (bubbling) and the resulting gas-liquid system formation and properties are discussed with special emphasis on bubble rupture at the surface of a liquid and on bubble-generated aerosol formation and the selectivity of this process. Mechanisms of ion separation upon cumulative drop formation are proposed. Increasing structuring of water has been shown to increase the lifetime of free liquid films. Ions in the liquid of a cumulative drop loose a part of their excess charge, which becomes distributed throughout the entire amount of the liquid. In this case, it reasonable to think about the formation of hydrated electrons and free molecules (chlorine, bromine, and iodine). Besides this imbalance between ion adsorption and excess charge release, other possible mechanisms of free halogen formation include radioactive 40K decay under the impacts of cosmic and UV radiation and of photons. The energy of ion release from a solution is estimated. The appearance of free halogens in the air has indeed been detected in nature. These phenomena are important in interactions between the sea and the atmosphere, in the formation of condensation nuclei and clouds, and in the building up of the chemical composition of atmospheric precipitates. Droplet entrainment is associated with charging of the atmosphere above the sea. Cumulative droplets can remove hydrocarbon films and colloidal and suspended particles from water surface and serve as a vehicle for microorganisms. The presence of electrolytes enhances the removal of dispersed particles by cumulative drops. Bubble-generated aerosol is responsible for serious ecological and technical problems, which must be accounted of in a number of technologies. | Рассмотрены способы генерации пузырей газа и их всплывание в жидкости (барботаж), образование газожидкостных систем и их свойства. Основное внимание уделено разрыву пузырей на поверхности жидкости, образованию барботажного аэрозоля и селективности этого процесса. Предложены механизмы разделения ионов при образовании кумулятивных капель. Показано, что упорядочивание структуры воды приводит к увеличению времени жизни свободных жидкостных пленок. Ионы жидкости кумулятивных капель теряют часть избыточного заряда, который распределяется по всей массе жидкости. В этом случае можно говорить об образовании гидратированных электронов и свободных молекул (хлора, брома, йода). Кроме дисбаланса адсорбции ионов и сброса избыточного заряда приводятся и другие механизмы появления свободных галогенов: в результате радиоактивного распада изотопа 40К при воздействии космического и ультрафиолетового излучения, а также под действием квантов света. Сделана оценка энергии выхода ионов из раствора. В реальных условиях в воздухе зафиксировано появление свободных галогенов. Эти явления играют важную роль во взаимодействии океан-атмосфера, образовании ядер конденсации и облаков, химического состава выпадающих осадков. С капельным уносом связано заряжение атмосферы над океаном. С кумулятивными каплями с водной поверхности удаляются углеводородные пленки, коллоидные частицы и частицы суспензий, легко переносятся микроорганизмы. В присутствии электролита процесс удаления дисперсных частиц с кумулятивными каплями усиливается. Барботажный аэрозоль создает серьезные экологические и технические проблемы, которые приходится учитывать при проведении ряда технологических процессов.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Гагкаева, Т.Ю. | Гаврилова, О.П. | Левитин, М.М.

Fusarium is a large complex genus of fungi comprising pathogenic biotrophs, saprotrophs and endophytes, some of which produce mycotoxins. Certain Fusarium species are more broadly adapted to environmental variability (Fusarium poae, F. sporotrichioides) than others (F. graminearum, F. culmorum, F. cerealis). The adaptivity of fungi to variable environments reflects their genetic plasticity and metabolic diversity. Their high genome diversity may be instrumental in speciation. Assessing the diversity of Fusarium species reveals different genetic lineages. Some of the new phylogenetic species are associated with geographical region, particularly in Russian Far East and Siberia (F. ussurianum, F. sibiricum), but this does not rule out the possibility of their detection in other regions of the world. Data on the biogeography of the most toxigenic Fusarium species in Russia are reviewed. Knowing the distribution of toxigenic Fusarium species makes it possible to predict and prevent grain crops and products contamination with mycotoxins and, thus, to reduce the risk of human and animal diseases. | Род Fusarium включает виды грибов, разнообразные по типу питания (сапротрофы, некротрофы, биотрофные патогены, эндофиты) и способности образовывать вторичные метаболиты, в том числе высокотоксичные. Среди грибов рода Fusarium выявлены виды с широкой экологической валентностью, встречающиеся повсеместно (например, Fusarium poae и F. sporotrichioides), и виды, требовательные по отношению к отдельным факторам окружающей среды, существующие в виде более или менее локальных популяций (например, F. graminearum, F. culmorum, F. cerealis). Способность грибов приспосабливаться к различным условиям среды связана с их генетической пластичностью и метаболическим разнообразием. Системный подход к изучению видовых комплексов характеризует эколого-биохимические аспекты существования грибов Fusarium (широта ареалов, приуроченность к определенным климатическим условиям, трофическая специализация), а также позволяет выявлять процессы видообразования и генетической адаптации. Недавно описаны новые для науки виды грибов (F. ussurianum и F. sibiricum) на дальневосточной территории России и в Сибири, что не исключает их выявления в других регионах. Приведен обзор распространения наиболее опасных видов грибов рода Fusarium, способных продуцировать высокотоксичные трихотеценовые метаболиты. Знание ареалов токсинопродуцирующих видов грибов позволяет прогнозировать и предотвращать загрязнение микотоксинами урожая зерна и продуктов его переработки и, тем самым, снизить риск заболеваний человека и животных.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Раменская, М.Е.

В генетических исследованиях Н.И. Вавилов использовал атомистическую методологию, разработанную химией в основном в XIX в. Это он неоднократно подчеркивал, сравнивая генетику с химией. Главные свои открытия – закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и определение центров происхождения культурных растений – он сделал, опираясь на эту методологию. | N.I. Vavilov used the atomistic methodology, which was worked out in the 19th century by chemists, in his genetic investigations. He highlighted this many times by comparing genetics and chemistry. His most important discoveries, including the Low of homologous series and the identification of the centers of origin of cultivated plants, are based on atomistics.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Митягин, С.Д.

The role of territorial planning of the socioeconomic development of administration units at the local, regional, and continental levels is discussed from the point of view of ensuring coevolution of nature and human society. A river-basin principle of organisations of balanced nature management is formulated, and recommendation are suggested for organising nature management based on albedo of land plots intended for different usage in river basins having different latitudinal and longitudinal orientations. It is shown that ecosystemic services costs in the regional and national gross product may be estimated as rental payments in order to evaluate the total effectiveness of programs for strategic territorial planning. | С позиций обеспечения совместной и непротиворечивой эволюции природы и общества рассмотрена роль территориального планирования социально-экономического развития административных образований на локальном, региональном и континентальном уровнях. Сформулирован бассейновый принцип организации сбалансированного природопользования и даны рекомендации по соотношению видов землепользования, основанного на показателях альбедо поверхностей участков различного назначения для бассейнов рек меридиональной и широтной направленности. Показана возможность применения стоимостной оценки экосистемных услуг в виде рентных платежей в региональном и национальном внутреннем валовом продукте для определения общей эффективности программ стратегического территориального планирования.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Жижин, Г.В.

Regularities in the presence of a complex mode of organization represented by incommensurable and fluctuating structures in natural bodies, such as crystals, ore bodies and living bodies. The analysis is mostly based on studies of quasi crystals because they provide the bulk of evidence available so far. Methods of geometrical analysis of electron diffraction patterns and second-type phase transitions theory are applied with account of scaling. Diffraction patters are shown to be consistent with that incommensurable structures are 4D-structures featuring hidden periodicity and fundamental region corresponding to a hyperrhombohedron having golden-ratio proportions. Phase transitions associated with structural alterations of a number of defined substances were shown to involve structural fluctuations caused by the absence of stable balance conditions during such transitions (fluctuating scaling regimen) | Рассматриваются закономерности существования в природных телах (кристаллах, рудных телах, живых организмах) сложно организованной материи: несоразмерных и флуктуирующих структур. Основной анализ проводится на основе данных по исследованию квазикристаллов в силу преобладающего количества экспериментальных и теоретических исследований в этой области. Используются методы геометрического анализа электронных дифрактограмм и теория фазового перехода 2-го рода с учетом процесса скейлинга. Показано, что дифрактограммы свидетельствуют о том, что несоразмерные структуры представляют собой 4-мерные образования со скрытой периодичностью и фундаментальной областью в виде «золотого» гиперромбоэдра. Обнаружено, что фазовый переход с изменением структуры для ряда конкретных веществ может сопровождаться флуктуацией структуры в силу отсутствия устойчивого положения равновесия в таких процессах (режим флуктуирующего скейлинга).

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Теплякова, Т.Е. | Малюхин, Д.М. | Бакина, Л.Г.

Исследован полигон твердых бытовых отходов (ТБО) г. Гатчины Ленинградской области, где для рекультивации используются три вида органических субстратов: осадок сточных вод (ОСВ), компост с завода по переработке твердых бытовых отходов и кофейный жмых с завода по производству сублимированного кофе. Кофейный жмых не использовался ранее при рекультивации, а традиционные субстраты ОСВ и компост ТБО в настоящее время получают по новым технологиям, и, соответственно, они обладают новыми параметрами. Особенности зарастания этих органогенных субстратов практически не изучены, в то время как именно скорость самозарастания и формирования устойчивых биоценозов является основным критерием пригодности их в качестве плодородного слоя при рекультивации нарушенных земель. Фитотоксичность субстратов, используемых при рекультивации полигона ТБО, определяли по стандартной методике, в качестве тест-культур использовали семена овса и пшеницы. Описание растительности осуществляли геоботаническим методом на каждом участке с однотипным субстратом и с однородными пространственно-временными параметрами. Определена роль местных, культивируемых и заносных видов в формировании растительного покрова на исследуемых субстратах, учтена жизненная форма каждого вида и определено соотношение жизненных форм растений для каждого типа субстрата и их изменение в каждом временном ряду. Выявлена таксономическая структура видового состава, принимающего участие в формировании растительного покрова на каждом типе субстрата и ее изменение в каждом временном ряду, построены спектры семейств, ведущих по числу видов. Показано, что свойства исследованных субстратов и особенности формирования растительного покрова на этих субстратах позволяют использовать их в качестве плодородного слоя для проведения биологического этапа рекультивации. | Solid domestic waste landfill near Gatchina (Leningradskaya Oblast of the Russian Federation) uses three types of organic substrates for recultivation: sewage sludge (SS), compost produced by local plant for solid domestic waste treatment, and coffee cake as a byproduct of sublimated coffee manufacture. Coffee cake was not used for recultivation earlier, and SS and compost are generated using novel technologies and thus have new properties. The features of overgrowing of these substrates by higher plants were not studied. At the same time, the rates of overgrowing and formation of resulting stable biocenoses are the main parameters that determine whether substrates are suitable as fertile layers for recultivation of damaged lands. The phytotoxicity of these substrates was tested using oat and wheat seeds as test objects. Vegetation that spontaneously overgrows the substrates was annually characterised using geobotanical approaches on each of four plots covered with a specific substrate. Monitoring was carried out for up to 4 years. The roles of local, cultivated and stranger species and their life forms were distinguished. The taxonomic structures of vegetation and their changes over time and the species composition spectra of prevailing families were determined. The results suggests that the substrates studied are suitable as fertile layers for biological recultivation of landfills.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation

2014

Жижин, Г.В.

Построена математическая модель полета стадной саранчи, качественно исследована соответствующая система дифференциальных уравнений и найдено решение, отвечающее режиму полета стадной саранчи. Получено приближенное аналитическое решение, проведены численные исследования. Показано, что найденное решение представляет собой уединенную популяционную волну, в которой профиль концентрации особей саранчи имеет вид солитона, а профиль концентрации кормовой базы – затухающей нелинейной волны. Получены простые приближенные аналитические выражения для расчета скорости распространения уединенной популяционной волны саранчи и ее характерной протяженности. | A mathematical model of locust swarm flight is developed. Its differential equations are studied qualitatively to find a solution relevant to swarm flight mode. An analytical approximation is found and numerically evaluated. The solution corresponds to a solitary wave where locust density profile is consistent with that it represents a soliton, whereas nutritive base profile is found to be consistent with a damped nonlinear wave. Simple approximate solutions for calculating solitary wave velocity and characteristic length are obtained.

Show more [+]

Less [-]

XXI Century Research Foundation - Russian Federation