AGRIS - 

2023

Degtyareva, S.I. | Dorofeeva, V.D. | Es'kov, V.A. | Krasnikova, M.O. | Olejnikova, E.M. | Torchik, V.I.

In the Central Chernozem region of the Russian Federation, since 2010, the gap between the phenological development of plants and abiotic environmental factors has been increasing. In order to increase the biodiversity of the flora of megacities, the question of selecting an assortment of plant species that are resistant to a complex of natural and anthropogenic changes at the same time is relevant. One of these species is the blue spruce (Picea pungens Engelm.). The trunk diameter at the height of 1.3 m, the height of the tree, the number of macrostrobiles, the length and color of the needles of specimens (N = 50) growing in the urban plantations of Voronezh were studied. The length of the needles of the studied trees is identical to the length of the needles of trees in the natural range. In 20-30-year-old trees, blue-coniferous forms predominate, there is a fairly strong positive correlation between the diameter of the trunk and the height of the tree (r = 0.65). The beginning of growth and the ending of shoots, the timing of the laying of wintering buds were also recorded. It has been shown that the vegetation period of the studied species is comparable with the phenorhythmics of the nativel (aboriginal) species of European spruce (P. abies (L.) Karst.). The data indicate a sufficiently high adaptability of the blue spruce to the conditions of the Voronezh region. We believe that this species is promising for common usage in various recreational areas of megacities. In the future, it is necessary to find out how the phenorhythmics of the studied species will affect vegetative reproduction under forming the local phenotype. | В Центрально-Черноземном регионе РФ с 2010 года всё более увеличивается разрыв между фенологическим развитием растений и абиотическими факторами среды. Для биоразнообразия флоры мегаполисов актуален вопрос подбора ассортимента из видов растений, устойчивых одновременно к комплексу изменений природного и антропогенного характера. Одним из таких видов является ель колючая (Picea pungens Engelm.). Исследовали диаметр ствола на высоте 1,3 м, высоту дерева, количество макростробил, длину и окраску хвои экземпляров (N = 50), произрастающих в городских насаждениях Воронежа. Длина хвои исследованных деревьев идентична длине хвои деревьев в естественном ареале. У 20-30-летних деревьев преобладают голубохвойные формы, отмечена достаточно сильная положительная корреляция между диаметром ствола и высотой дерева (r = 0,65). Фиксировали также начало роста и окончания побегов, сроки заложения зимующих почек. Показали, что сроки вегетации исследованного вида сопоставимы с феноритмикой местного (аборигенного) вида ели европейской (P. abies (L.) Karst.). Данные свидетельствуют о достаточно высокой приспособленности ели колючей к условиям Воронежской области. Полагаем, что данный вид перспективен для повсеместного использования в различных рекреационных зонах мегаполисов. В будущем необходимо установить, каким образом феноритмика изученного вида скажется на вегетативном воспроизводстве при формировании местного фенотипа.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Kutyrev, A.I. | Filippov, R.A.

A method for improving the accuracy of calcium deficiency diagnosing in strawberry plants is developed. It suggests the use of machine learning algorithms, such as convolutional neural networks (CNN), which makes it possible to train a model on a data set for qualitative detection of calcium deficiency signs in the leaves. A dataset of images of healthy leaves and leaves with calcium deficiency signs was collected; the method of artificially increasing the volume of the training sample (image augmentation) was applied, by horizontal and vertical reflection of objects in the images, rotation by a given angle and random addition of "noise". To train CNN, an algorithm for obtaining RGB images using a robotic platform is proposed. A modern model of the YOLOv7 neural network was used as a means of detecting the calcium deficiency signs of the strawberry leaves in the images. The configuration of the YOLOv7 machine learning algorithm for recognizing damaged areas in strawberry leaves caused by calcium deficiency has been determined. To train the YOLOv7 model, the Transfer learning method was used. To assess the quality of the object recognition algorithms, both the metric mAP (mean average precision) equal 0.454, and the metric F1-score (F-measure), 0.53 were used; the average absolute error (Mean Absolute Percentage Error, MAPE) of the analyzed model was calculated. The YOLOv7 model recognized the "Calciuemdeficiency" class, with a MAPE index equal to 7.52%. The analysis of the research results showed that timely monitoring of garden strawberry industrial plantation carried out using a wheeled robotic platform with the use of the YOLOv7 CNN for processing the data obtained will allow determining calcium deficiency in the strawberry leaves with high accuracy up to 94.43% at the early stages of pathology development. | Предложен метод повышения точности диагностирования недостатка кальция в растениях земляники садовой. Это применение алгоритмов машинного обучения, таких как сверточные нейронные сети (CNN), которые позволяют обучить модель на наборе данных для качественного обнаружения признаков дефицита кальция на листьях. Собран набор данных (dataset) изображений листьев (здоровых и с признаками недостатка кальция), использован способ искусственного увеличения объема обучающей выборки (image augmentation) путем горизонтального и вертикального отражения объектов на изображениях, поворота на заданный угол и случайного добавления "шума". Для обучения CNN предложен алгоритм получения RGB-изображений с помощью роботизированной платформы. В качестве средства обнаружения признаков дефицита кальция на листьях земляники на изображениях использована современная модель нейронной сети YOLOv7. Определены гиперпараметры алгоритма машинного обучения модели YOLOv7 для распознавания областей поражения листьев земляники садовой, вызванных недостатком кальция. Для обучения модели YOLOv7 использован метод трансферного обучения (Transfer learning). Для оценки качества работы алгоритмов распознавания объектов использованы метрики mAP (mean average precision) и F1-score (F-мера), проведен расчет средней абсолютной ошибки (Mean Absolute Percentage Error, MAPE) рассматриваемой модели нейронной сети YOLOv7. Анализ полученных результатов показал, что модель YOLOv7 распознала класс "Calciuemdeficiency" с показателем MAPE, равным 7,52%. Расчетное значение метрики бинарной классификации mAP составило 0,454, метрики F1-score – 0,53. Результаты исследований показали, что своевременный мониторинг состояния земляники садовой на промышленной плантации, проведенный с использованием колесной роботизированной платформы с применением CNN YOLOv7 для обработки полученных данных, позволит на ранних этапах развития патологии с высокой точностью до 94,43% определить дефицит кальция в листьях растений земляники садовой.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Shcherbakova, E.V. | Nozdracheva, R.G.

The dynamics of heat resistance and water-holding capacity of leaf blades of apricot seedlings was studied depending on the natural soil moisture, with reference to the depth of the root system, in order to select the most promising seedlings adapted to the conditions of the Central Chernozem Economic Region. The selection of plant material was carried out in the field conditions in the B.A. Keller Botanical Garden of the Voronezh State Agrarian University (the Voronezh region). The object of research included a set of apricot seedlings obtained from open pollination of hybrid families planted in autumn (1/2020 – Surpriz X and 2/2020 – Triumf X) or in spring (3/2021 – forms Krymsky Rannii X and 4/2021 – Magistr X), as well as 5 varieties: 'Surpriz' (the reference variety), 'Triumf Severnyi', 'Compotnyi', 'Chempion Severa', and 'Magistr'. Changes in the water-holding capacity of leaf blades were recorded by the wilting method according to A. Arland, and a wide variation of this trait was revealed. The generalized data showed that the average moisture loss in hybrid families varied from 10.4 to 16.38% by month. Heat resistance was evaluated by the F.F. Matskov method. Weak heat resistance of varieties and hybrids was established at the beginning of the growing season, and the damage to leaf blades at the temperatures of 40-50-60 deg. C was maximal in June. In July and August, at 40 deg. C leaves when warming up are practically not damaged, it indicates increasing the heat resistance of their tissues in time. Temperatures of above 60 deg. C were critical for all plants in the experiment under which in all months the highest damage rates of leaf blades were noted, while at 70 deg. C and 80 deg. C the damage was 100%. Dependence was revealed between the soil moisture reserves at the depth of the root layer on heat resistance of leaf blade tissues and water-holding capacity of the analyzed samples. | Изучали динамику жаростойкости и водоудерживающей способности листовых пластинок сеянцев абрикоса в зависимости от естественной влажности почвы с учетом глубины залегания корневой системы для отбора наиболее перспективных сеянцев, адаптированных к условиям Центрально-Черноземного экономического района. Отбор растительного материала проводился в полевых условиях в ботаническом саду им. Б.А. Келлера Воронежского ГАУ (Воронежская область). Объектом исследований служила выборка сеянцев абрикоса от свободного опыления гибридных семей осеннего (1/2020 – Сюрприз Х и 2/2020 – Триумф Х) и весеннего посевов (3/2021 – формы Крымский ранний Х и 4/2021 – Магистр Х), а также 5 сортов: Сюрприз (контроль), Триумф северный, Компотный, Чемпион Севера, Магистр. Изменения водоудерживающей способности листовых пластинок фиксировались методом завядания по А. Арланду; выявлено широкое варьирование этого признака. Обобщенные данные показали, что средняя потеря влаги в гибридных семьях по месяцам изменялась от 10,4 до 16,38%. При определении жаростойкости использовалась методика Ф.Ф. Мацкова. Установлена слабая жаростойкость сортов и гибридов в начале вегетации, повреждения листовых пластинок при температуре 40–50–60 град. C максимальны в июне. В июле и августе при t 40 град. C листья при прогреве практически не повреждаются, что указывает на возросшую со временем жаростойкость их тканей. Критическими для всех растений в опыте стали температуры выше 60 град. C, при которых во все месяцы отмечали наибольшие показатели повреждения листовых пластинок, а при t 70 град. C и t 80 град. C – повреждения на 100%. Выявлена зависимость между запасами влаги в почве на глубине корнеобитаемого слоя с жаростойкостью тканей листовых пластинок и водоудерживающей способностью анализируемых образцов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Egorova, N.A. | Stavtseva, I.V. | Tevfik, A.Sh.

The most important stage in the development of many cell technologies is the optimization of of morphogenesis induction from callus cultures. The work purpose was to study the influence of the explant origin on the callus and morphogenesis induction in narrow-leaved lavender in vitro. Experiments were carried out in 2023 at the Research Institute of Agriculture of Crimea. Lavender (Lavandula angustifolia Mill.) cv. 'Stepnaya' was used. Leaf segments of different origin were introduced into aseptic culture. Explants were obtained from plants of different ages, from different whorls (shoots of first or second vegetation year (VY) were used), and from different leaf blade parts. Leaf explants were cultured on nutrient media of different hormonal composition, on which callus of either non-morphogenic or morphogenic (with buds and leaf rudiments) type was formed. Leaves from 2- and 12-year-old plants (when using shoots of the 1st VY) did not differ in the frequency of primary non-morphogenic or morphogenic callus induction. When cultivating leaf segments of different whorls isolated from young shoots of the 1st VY, an increase of the morphogenesis frequency in vitro with an increase in the shoot whorl was revealed. The minimum frequency of morphogenic callus formation (9.7%) was noted in leaves from the lower 2–5 whorls (counting from the shoot base). In leaves of 6–9 and 10–14 whorls, the number of explants with morphogenic callus increased up to 2.8 and 5.9 times, respectively. When using partially lignified shoots of the 2nd VY, the frequency of morphogenic calluses was lower (up to 1.3–3.2 times) compared with young shoots of the 1st VY. When culturing different leaf blade segments, the maximum morphogenic callus frequency was noted in explants from the base and middle part of the leaf blade (9.5–26.1%, depending on the medium). In the callus from leaf tip explants, morphogenesis was observed very rarely. The obtained data make it possible to optimize L. angustifolia regeneration protocol in the callus culture. | Цель работы – изучение особенностей влияния происхождения экспланта на индукцию каллусо- и морфогенеза у лаванды узколистной in vitro. Экспериментальные работы проведены на базе ФГБУН "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" в 2023 г. В исследованиях использовали лаванду (Lavandula angustifolia Mill.) сорта Степная. В асептическую культуру вводили экспланты (сегменты листьев) разного происхождения: из растений разного возраста, из разных ярусов побегов двух типов (первого или второго года вегетации) и из разных участков листовой пластинки. Листовые экспланты культивировали на питательных средах разного гормонального состава, на которых формировался каллус неморфогенного или морфогенного (с почками и зачатками листьев) типа. Установлено, что листья 2- и 12-летних растений при использовании побегов первого года вегетации не отличались по частоте индукции первичного неморфогенного или морфогенного каллуса. При культивировании сегментов листьев разных ярусов у молодых побегов первого года вегетации выявлено повышение частоты морфогенеза в культуре in vitro с увеличением яруса побега. Минимальная частота образования морфогенного каллуса (9,7%) отмечена у листьев из нижних 2–5 ярусов (от основания побега). У листьев 6–9 и 10–14 ярусов количество эксплантов с морфогенным каллусом увеличилось до 2,8 и 5,9 раза соответственно. При использовании частично одревесневших побегов второго года вегетации частота морфогенных каллусов была ниже (до 1,3–3,2 раза) по сравнению с молодыми побегами первого года вегетации. При культивировании разных сегментов листовой пластинки максимальная частота морфогенного каллуса отмечена у эксплантов из основания и средней части листовой пластинки (9,5–26,1%, в зависимости от питательной среды). В каллусе из эксплантов верхушки листа морфогенез наблюдали крайне редко. Полученные данные позволяют оптимизировать методику регенерации в каллусной культуре L. angustifolia.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Savin, I.Yu. | Konovalov, S.N. | Bobkova, V.V. | Sharychev, D.V.

Methods of operational remote agricultural monitoring are currently based on the use of spectral vegetation indices as some integral indicators of plant condition. The goal was to analyze the relationship between the spectral vegetation indices calculated for the leaves of the Imrus apple tree with the leaf content of chlorophyll and carotenoids. We evaluated the applicability of several dozen vegetation indices proposed for determining the content of chlorophylls and carotenoids in the leaves of various plants to the non-contact determination of these pigments in the leaves of the Imrus apple tree. On October 19, 2021, leaves were collected at noon randomly from 2-5-year old branches of the middle part of the crown of model Imrus trees grown from 2011 at the test plot (Stupino District, Moscow Province, Russia). In total, 26 mixed leaf samples were collected for pigment content analysis. The content of chlorophylls a + b was determined in the laboratory by the Wintermans-De Mots method, carotenoids by the von Wetshtein method. For the same leaves, spectral reflectance was measured under field conditions using a SR-6500 field spectroradiometer (Spectral Evolution, USA), which operates in the 350-2500 nm range with a resolution of 1 nm. It has been established that the previously proposed numerous vegetation indices cannot be used for non-contact detection of the content of chlorophyll and carotenoids in the leaves of the Imrus apple tree. There is practically no relation between the index value and pigment content. It is also not possible to group the analyzed leaves according to the content of pigments based on the construction of a dendrogram of the similarity between the spectral reflectance curves of leaves in the range of 350-2500 nm. Based on the correction of the indices that showed the most accurate dependence, new vegetation indices were proposed for non-contact detection of the content of carotenoids and chlorophyll in apple leaves. | Методы оперативного дистанционного (спутникового и беспилотного) с.-х. мониторинга в настоящее время базируются на использовании спектральных вегетационных индексов в качестве интегральных показателей состояния растений. Цель исследования - анализ связи между спектральными вегетационными индексами, рассчитанными для листьев яблони сорта Имрус, с содержанием в них хлорофилла и каротиноидов. Анализ спектральной отражательной способности листьев яблони (Malus domestica Borkh.) сорта Имрус посадки 2011 года проводили 19 октября 2021 г. на территории опытного сада ФГБНУ ФНЦ садоводства (пос. Михнево, Московская обл., Ступинский р-н). Листья собирали в полуденное время случайным образом из средней части кроны с ветвей 2-5-летнего возраста. Всего для анализа содержания пигментов сформировали 26 смешанных образцов листьев. Содержание хлорофиллов a + b определяли в лабораторных условиях методом Винтерманса-Де Мотса, каротиноидов - методом фон Ветштейна. Спектральную отражательную способность оценивали с использованием полевого спектрорадиометра SR-6500 (Spectral Evolution, США), который работает в диапазоне 350-2500 нм с разрешающей способностью 1. Установлено, что предложенные ранее многочисленные вегетационные индексы не могут быть использованы для бесконтактного детектирования содержания хлорофилла и каротиноидов в листьях яблони сорта Имрус. Связь между величиной индекса и содержанием пигмента практически отсутствует. Также не удается сгруппировать проанализированные листья по содержанию пигментов на основе построения дендрограммы сходства между кривыми спектрального отражения листьев в диапазоне 350-2500 нм. На основе корректировки индексов, показавших наиболее точную зависимость, предложены новые вегетационные индексы для бесконтактного детектирования содержания в листьях яблони каротиноидов и хлорофилла.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Vologirov, A.K. | Dzhaboeva, A.S. | Vasyukova, A.T. | Khatko, Z.N. | Blyagoz, A.I.

An analysis of the functional ingredient market indicates the prospects of organizing the production of domestic inulin and other biologically active components using various anatomical parts of Jerusalem artichoke. The goal of the research carried out in 2018-2023 was to develop a technology for inulin and chlorophyll production from Jerusalem artichoke tubers and leaves. Tubers and leaves of 'Interes' Jerusalem artichoke grown in the Kabardino-Balkarian Republic were the research objects. Generally accepted physical and chemical methods for studying plant objects and standard methods of statistical analysis were applied in the research. The comparative chemical composition analysis of two anatomical parts of Jerusalem artichoke showed that the mass fraction of inulin and proteins in tubers was 6.8 and 1.1 times higher compared to than in the leaves; and the contents of fat, fiber, and ash in Jerusalem artichoke leaves was 2.1, 4.5 and 2.7 times higher than in tubers. The highest concentration of inulin in the extract (8%) was achieved when the mass ratio of the raw material and 60% aqueous-alcohol solution was 1:2.3, at 75 deg. C, and duration of the hydrolysis-extraction process of 40 min. The molecular weight of inulin produced from 'Interes' Jerusalem artichoke tubers was 5.84 kDa. A technology was developed to isolate inulin from artichoke tubers. It is based on fractioning a mixture of components with different molecular weights, by molecular and weight separation of the inulin-containing extract in an ultrafiltration unit using nanofiltration. It was revealed that Jerusalem artichoke leaves contained chlorophyll a and b in amounts of 6.98 and 0.74 mg/g of wet matter. The method for obtaining copper chlorophyll derivatives from Jerusalem artichoke leaves with a maximum yield of copper chlorophyll derivatives and a minimum content of toxic copper ions was optimized. The resulting products can be used in the food industry. | Анализ состояния рынка функциональных ингредиентов свидетельствует о перспективности организации производства отечественного инулина и других биологически активных компонентов из различных анатомических частей топинамбура. Целью исследования, проведенного в 2018-2023 гг., была разработка технологии производства инулина и хлорофилла из клубней и листьев топинамбура. Объектами исследования служили клубни и листья топинамбура сорта Интерес, выращенного в Кабардино-Балкарской Республике. В работе использовали общепринятые физико-химические методы исследования растительных объектов и стандартные методы статистического анализа. Сравнительный анализ химического состава анатомических частей топинамбура показал, что массовая доля инулина и протеинов в клубнях топинамбура выше по сравнению с их содержанием в листьях в 6,8 и 1,1 раза, а жиров, клетчатки и золы в листьях топинамбура больше, чем клубнях, в 2,1, 4,5 и 2,7 раза соответственно. Наибольшая концентрация инулина в экстракте (8%) достигается при соотношении масс сырья и 60%-ного водно-спиртового раствора 1:2,3, температуре 75 град. С, продолжительности процесса гидролиза-экстрагирования 40 минут. Молекулярная масса инулина, полученного из клубней топинамбура сорта Интерес, составляет 5,84 кДа. Разработана технология выделения инулина из клубней топинамбура, основанная на фракционировании смеси компонентов с различной молекулярной массой, за счет молекулярно-массовой сепарации инулинсодержащего экстракта на ультрафильтрационной установке методом нанофильтрации. Выявлено, что листья топинамбура содержат хлорофилл a и b в количестве 6,98 и 0,74 мг/г сырого вещества. Оптимизирован метод получения медных производных хлорофиллов из листьев топинамбура с максимальным выходом медных производных хлорофиллов и минимальным содержанием токсичных ионов меди. Полученные продукты могут применяться в пищевой промышленности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Sundyreva, M.A. | Lutskij, E.O. | Mishko, A.E. | Skhalyakho, T.V. | Vyalkov, V.V.

Water deficit poses challenges to grapevines in terms of the growth, development, longevity and resistance to diseases and low temperatures. On the other hand, such conditions are necessary to obtain high-quality grapes. Under increasing climate continentality, it is of great importance to breed the cultivars characterised by effective fruiting without damaging the grape plant under drought conditions. Identifying characteristics of drought resistance in grapvines is a challenging task, given the size of the plants, the extended development period, the absence of a specific criterion for drought resistance and the labour-intensive and time-consuming nature of the exploratory analysis. The intact leaves of a specific grapvine variety placed in controlled environmental conditions can be used as a model system. It compares variations in such physiological parameters as electrolyte leakage, chlorophyll stability index, and malonyldialdehyde content observed in intact leaves under sorbitol influence and in leaf discs under the influence of polyethylene glycol with different concentrations and exposure times. The variations of physiological parameters in grapvine leaves subjected to controlled soil drought were used as a reference standard. In two independent experiments in 2022-2023, exposure to simulated intense soil drought for three weeks revealed cultivar differences in the ratio of electrolyte leakage and chlorophyll stability index in the test and control cultivars. Similar results were obtained in an experiment on intact grape leaves placed in a 10% sorbitol solution for 3 hours. It was established that the cultivars 'Morozko', 'Kutuzovsky' and 'Dostoiny' exhibit higher drought resistance compared to the V. vinifera varieties 'Cabernet Sauvignon' and 'Barkhatny'. The difference by electrolyte leakage in leaves in the presence/absence of osmotic action can be used as the most reliable criterion to access grapevine resistance to soil drought. | Дефицит водынегативно воздействует на рост, развитие, долговечность и устойчивость винограда к болезням и низким температурам, но он же необходим для получения качественного урожая. В условиях усиления континентальности климата важен поиск сортов, способных к качественному и эффективному плодоношению без ущерба виноградному растению в условиях засухи. Идентификация признака засухоустойчивости у винограда сложнаиз-за размеров растений, длительного срока развития, отсутствия четких критериев засухоустойчивости, большой трудоёмкости и длительности поисковых исследований. В качестве модельной системы можно использовать интактные листья конкретного сорта винограда, помещённые в специфические внешние условия. Сравнивали изменения физиологических параметров выхода электролитов, индекса стабильности хлорофилла и содержания малонового диальдегида в интактных листьях под воздействием сорбитола и в листовых дисках под воздействием полиэтиленгликоля различной концентрации и при различном времени экспозиции. В качестве эталона сравнения было использовано изменение физиологических параметров в листьях винограда, находящихся в условиях контролируемой почвенной засухи. Воздействие моделируемой интенсивной почвенной засухи в течение трёх недель в двух независимых экспериментах (2022-2023 гг.) выявило сортовые различия в соотношении выхода электролитов в стрессовом и контрольном вариантах, индексе стабильности хлорофилла. Аналогичные результаты были получены в эксперименте на интактных листьях винограда, которые на 3 ч помещали в 10%-й раствор сорбитола. На основании проведенного тестирования установлено, что сорта Морозко, Кутузовский и Достойный обладают более высокой засухоустойчивостью в сравнении с сортами Каберне Совиньон и Бархатный. При оценке устойчивости к почвенной засухе наиболее показательной была разница по выходу электролитов в листьях при наличии/отсутствии действия осмотика.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Kuzin, A.I. | Kushner, A.V. | Shmakova, A.A.

Apple varieties have different response to fertilization and changes of root nutrition conditions. For 3 years, the effect of fertigation on the content of nutrients in the leaves and the yield capacity in rootstock 62-396 grafted apple cultivars: Lobo and Spartan was studied. Planting scheme is 4 x 1 m, trees were cultivated on meadow-chernozem and dark gray forest soils. The experiment on meadow-chernozem soil was carried in one of the farms of the Tambov region), and the plot on dark gray forest soil was located in the Lipetsk region. Leaf samples for analysis were taken during periods of the highest demand for the appropriate nutrients: phosphorus at the end of May, nitrogen at the end of June, and potassium in mid-August. Soil samples were taken before orchard planting and in August of the 3rd year of the study. The negative impact of drip irrigation on the content of soil nutrients was noted: the acidity increased on the meadow-chernozem soil, in both types of soil the content of available nitrogen decreased, as well as phosphorus and potassium in the upper layers of the soil. The content of the main nutrients in the leaves under fertigation depended on the variety response to fertilization, as well as on the soil type: the Lobo variety had a higher content of the studied nutrients in the leaves when fertigated on dark gray forest soil. The Spartan variety had a higher content of nutrients in leaves during fertigation on meadow-chernozem soil. Fertigation had a significant effect on increasing the yield capacity of Lobo variety on dark gray forest soil, and the yield capacity of Spartan variety on meadow-chernozem soil. | Сорта яблони по-разному реагируют на внесение удобрений и изменение условий корневого питания. В течение 3-х лет изучали влияние фертигации на содержание элементов питания в листьях и урожайность сортов яблони Лобо и Спартан, привитых на подвое 62-396. Схема посадки 4 х 1 м на лугово-черноземной и темно-серой лесной почвах. Опыт на луговато-черноземной почве проводили в условиях одного из хозяйств Тамбовской области, участок на темно-серой лесной почве был расположен в Липецкой области. Образцы листьев для проведения анализов отбирали в периоды наиболее высокой потребности соответствующих элементов питания: фосфор в конце мая, азот в конце июня, калий в середине августа. Пробы почвы отбирали перед закладкой сада и в августе 3-го года исследований. Отмечено негативное влияние капельного орошения на содержание элементов питания в почве: на луговато-черноземной почве увеличилась кислотность, в обоих типах почвы снизилось содержание доступного азота, а также фосфора и калия в верхних слоях почвы. Содержание основных элементов питания в листьях при фертигации зависело от отзывчивости сорта на внесение удобрений, а также от типа почвы: сорт Лобо имел более высокое содержание изученных элементов питания в листьях при фертигации на темной-серой лесной почве. У сорта Спартан отмечено более высокое содержание элементов питания в листьях при фертигации на луговато-черноземной почве. Фертигация оказала существенное влияние на повышение урожайности Лобо на темно-серой лесной почве, а у сорта Спартан на луговато-черноземной почве.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Evlakov, P.M. | Grodetskaya, T.A. | Fedorova, O.A. | Shestakov, R.A. | Baranov, O.Yu.

Light-emitting diodes (LEDs) have shown high efficiency in plant cultivation, both in vivo in greenhouses and in vitro conditions, including clonal micropropagation. The purpose of the study is to analyze the effect of the spectral composition of LED irradiators providing different proportions of red (RL) and blue (BL) light on the morphogenesis of microplants. The following objects were used: remontant form of common raspberry (Rubus idaeus L.) cv. 'Hercules' and the selection valuable silver birch (Betula pubescens Ehrh.) microclone, which was previously selected due to high drought resistance. In variant 1, the RL/BL ratio was 80/20, in variant 2 it was 70/30, and in the control variant it was 50/50. The LED in variant 1 contributed to the greatest increase in morphometric and anatomical characteristics in raspberry microplants, increasing the height of shoots, the number of leaves, stomata density, the height of the leaf epidermis and mesophyll. At the same time, an increase in the proportion of RL led to an increase in the leaf area, leaf surface, and stomata density in birch microclones; however, the anatomical characteristics of the leaf indicate a decrease in the height of epidermal cells and the size of mesophyll cells. Thus, the LED used in variant 1 can be recommended for use in clonal micropropagation of raspberries in greenhouses, to optimize growth processes and obtain healthy, normally formed plants. Optimal spectral illumination conditions for birch need to be selected additionally. | Светодиоды (СД) показали высокую эффективность при выращивании растений как in vivo в теплицах, так и in vitro, в том числе и при клональном микроразмножении. Цель исследования - проанализировать влияние спектрального состава светодиодных облучателей c различной долей красного (КС) и синего (СС) света на морфогенез микрорастений ремонтантной формы малины обыкновенной (Rubus idaeus L.) сорта Геракл и селекционно-ценного микроклона березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.), являющегося объектом единого генетико-селекционного комплекса и отобранного ранее по признакам засухоустойчивости. В варианте 1 эксперимента соотношение КС/СС было 80/20, в варианте 2 – 70/30, в контроле 50/50. СД варианта 1 в наибольшей степени способствовал улучшению морфометрических и анатомических характеристик у микроклонов малины, увеличивая высоту побегов, число листьев, плотность устьиц, высоту листового эпидермиса и мезофилла. В то же время повышение доли КС приводило к увеличению площади отдельных листьев, общей листовой поверхности и плотности устьиц у микроклонов березы, однако анатомические характеристики листа указывают на уменьшение высоты эпидермальных клеток, размера клеток мезофилла. Таким образом, СД варианта 1 можно рекомендовать для использования при клональном микроразмножении малины в теплицах, для оптимизации процессов роста и получения нормально сформированных растений, в то же время для березы требуется дополнительный подбор оптимальных условий спектрального освещения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Panikhina, L.V. | Zajtseva, I.Yu. | Kokina, L.P.

Как известно, большая часть пигментного комплекса, обеспечивающего фотосинтетическую деятельность растений, содержится в листьях и представлена хлорофиллами а, b и каротиноидами. Практический интерес представляют полевые исследования образцов ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) для выделения генотипов различного эколого-географического происхождения с высоким содержанием листовых пигментов. В 2020-2021 гг. изучали 30 коллекционных образов ярового ячменя на опытном поле ФАНЦ Северо-Востока (г. Киров) в условиях умеренно континентального климата. Стандарт – Белгородский 100. В фазу начала колошения отбирали флаговый и подфлаговый лист и определяли концентрацию пигментов в ацетоновых вытяжках методом спектрофотометрии. Установлено, что содержание хлорофилла а и каротиноидов зависит от условий года, а значение хлорофилла b от сочетания факторов "генотип" и "годы" (при p не менее 0,95). Наиболее стабильным содержанием пигментов во флаговом листе отличались Рейдер и Одесский 115, в подфлаговом – Landrace. Высокая межгенотипическая изменчивость отмечалась по содержанию хлорофилла b как во флаговом (СV=23,5%), так и в подфлаговом (СV=43,6%) листьях. Выделены образцы Новичок, Crusades, Mentor и Sultan в листьях которых содержалось большое количество хлорофилла. Достоверно высокое число каротиноидов во флаговом листе содержалось у образцов Местный (к-5983), Mie, NCL 95098, Rodos. У образцов 752A и Rodos были превышены контрольные значения по показателю каротиноидов в подфлаговом листе. Содержание пигментов в листьях может служить для отбора коллекционных образцов и дальнейшей селекционной работы, направленной на улучшение показателей продуктивности ярового ячменя. | As known, most part of the pigment complex responsible for plant photosynthetic activity is concentrated in the leaves, and it is represented by chlorophylls a, b and carotenoids. Field studies of spring barley (Hordeum vulgare L.) are of practical interest for identifying genotypes of various ecological and geographical origin with a high content of leaf pigments. In 2020-2021, 30 spring barley collection accessions were studied at the experimental field situated in the Kirov region, in a temperate continental climate. The standard variety is Belgorodstkiy 100. In the phase of the beginning of earing, the flag and sub-flag leaves were collected, and the concentration of pigments in acetone extracts was determined by spectrophotometry. It was found that the content of chlorophyll a and carotenoids depends on the conditions of the year, and the value of chlorophyll b depends on the combination of factors "genotype" and "years" (p not more than 0.95). The Reyder and Odesskiy 115 were distinguished by the most stable pigment content in the flag leaf, and Landrace in the sub-flag leaf. High intergenotypic variability was observed in the content of chlorophyll b in both flag (CV=23.5%) and sub-flag (CV=43.6%) leaves. The accessions Novichok, Crusades, Mentor and Sultan were isolated. Their leaves contained a large amount of chlorophyll. Reliably high number of carotenoids in the flag leaf was in accessions Мestnyy (k-5983), Mie, NCL 95098, Rodos. The reference values for carotenoid content in the sub-flag leaf were exceeded in accessions 752A and Rodos. The content of pigments in the leaves can serve a criterion for the selection of collection accessions and further breeding work aimed at improving the productivity of spring barley.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation