AGRIS 

2023

Vasil'eva, N.D. | Sofronova, S.N. | Barinov, V.V. | Tajnik, A.В. | Trushkina, T.V. | Churakova, O.V.

Tree-ring width and stable isotopes (carbon, oxygen, and hydrogen) in tree-ring cellulose are widely used to reconstruct environmental conditions. The application of models capable to describe a variation of stable isotopes in annual tree rings can be a powerful tool for interpretation of environmental changes at the eco-physiological level. It was modelled carbon (delta 13С), oxygen (delta 18O), and hydrogen (delta 2H) variations at the tree-ring level and compared results with measured data, obtained from the Mackenzie Delta River (68 deg 30 min N, 133 deg 48 min W) for the common period from 1901 to 2009. Using a process-based model (LPX), we were able to simulate carbon isotope values, which significantly (r = 0.29; p = 0.002) correlate with measured carbon isotope values. The model calculations for oxygen and hydrogen require further modifications and improvements, in particular the inclusion of the source of water used by the trees in the permafrost conditions of Canadian subarctic assuming soil freezing/thawing, as well as experimental data concerning contents of delta 18O and delta 2H in the water. | Ширина годичных колец деревьев и изотопный состав стабильных изотопов углерода (дельта 13C), кислорода (дельта 18O) и водорода (дельта 2H) в целлюлозе годичных колец широко используются для реконструкций условий окружающей среды. Применение моделей, способных описать вариацию стабильных изотопов в годичных кольцах деревьев, представляет собой набор инструментов для интерпретации изменений окружающей среды на экофизиологическом уровне. В работе использовали хронологии с погодичным временным разрешением, полученные по стабильным изотопам дельта 13С, дельта 18O и дельта 2H в целлюлозе годичных колец хвойных для региона Дельта реки Маккензи в Канаде (68 градусов 30 минут с.ш., 133 градусов 48 минут з.д.) за период с 1901 по 2009 гг. Они были сопоставлены с модельными расчетами для интерпретации экофизиологического сигнала. При помощи процессной модели (LPX) удалось смоделировать дельта 13С вариацию, значимо коррелирующую с измеренными данными (r = 0.29; p = 0.002) для периода с 1901 по 2009 гг. Модельные расчеты по кислороду и водороду требуют дальнейшего преобразования модельных блоков, в частности, требуют доработки включения источника воды, используемой деревьями, блока оттаивания и промерзания почвы с учетом вечной мерзлоты, а также экспериментальных данных по содержанию дельта 18O и дельта 2H в воде.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Sidorova, V.A. | Yurkevich, M.G. | Bakhmet, O.N.

The characteristic of the distribution of organic carbon content across the soil profile is one of the most important tasks in assessing carbon stocks and sequestering capacity of soils. This study based on data from 78 soil profiles was conducted in 2019-2021 at 3 index plots in South Karelia to investigate the effect of land use type on the vertical distribution at the depth of 100 cm in soils differing in hydromorphysism (peat and mineral). It has been established that the content of organic carbon gradually decreases with depth. Mineral soils under forest are characterized by high carbon content at the surface, but a sharp decrease in the content with depth. An arable horizon is formed on anthropogenically transformed soils due to which the increased values of carbon content are preserved at great depths. Regardless of the type of land use, on mineral soils, the distribution of organic carbon content over the soil profile is well described by an exponential model. On peat soils, the vertical distribution of carbon content is more complicated and, in addition to the type of land use, is also determined by the thickness of the peat layer. | Характеристика распределения содержания органического углерода по почвенному профилю является одной из важнейших задач при оценке запасов углерода и секвестрирующей способности почв. На основании данных (2019-2021 гг.) по 78 почвенным профилям, заложенным на трех ключевых участках в южной Карелии, исследовали влияние типа землепользования на вертикальное распределение углерода на глубине 0-100 см в почвах, различающихся по степени гидроморфизма (минеральные и торфяные). Установлено, что содержание органического углерода постепенно уменьшается с глубиной. Минеральные почвы под лесом характеризуются высоким содержанием углерода у поверхности, но резким снижением содержания с глубиной. На антропогенно-трансформированных минеральных почвах формируется пахотный горизонт, за счет которого повышенные значения содержания углерода сохраняются и на больших глубинах. Независимо от типа землепользования, на минеральных почвах распределение содержания углерода по почвенному профилю достаточно хорошо описывается экспоненциальной моделью. На торфяных почвах вертикальное распределение содержания углерода имеет более сложный характер и кроме типа землепользования определяется также мощностью торфяного слоя.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

I. M. Pochitskaya | Yu. F. Roslyakov | V. G. Lobanov | V. L. Roslik | V. S. Yadevich | И. М. Почицкая | Ю. Ф. Росляков | В. Г. Лобанов | В. Л. Рослик | В. С. Ядевич

The article presents the results of a study of the isotopic composition of 24 samples of sparkling wines from various manufacturers.   The aim of the research was to study the polycomponent isotopic composition of sparkling wines and to establish the relationship between the isotopic composition of hydrogen, oxygen and carbon of individual components isolated from wine and the total parameters of the isotopic composition for possible use as quality criteria. Isotope ratios were measured by isotope mass spectrometry with a ConFlo IV continuous flow system, GasBench II isotopic equilibration method; elemental analyzer with high temperature conversion and oxidation reactor.   Along with the determination of the isotopic composition of individual wine components ((δ13СCO2, δ13Сethanol, δ18Сwater, δ18Сethanol)), the total parameters of the isotopic composition were estimated: δ13Сtotal, δ18Сtotal и δ2Htotal. In the studied samples, good correlations were obtained between the isotopic compositions of individual components. In one sample, a difference was found between the data of δ13СCO2 (-10,04 %о), δ13Сethanol (-25,8 %) и δ13Сtotal (-25,86 %), it is possible that the wine contains carbon dioxide formed from the sugar of C4 type plants. These studies have shown that isotope mass spectrometry is an effective way to control the quality of grape wines. A comprehensive study of the components of sparkling wine makes it possible to identify the relationship between different isotope indicators and apply them to assess the geographical and biological origin of the product. | В статье представлены результаты исследования изотопного состава 24 образцов игристых вин различных производителей.   Целями исследований являлось изучение поликомпонентного изотопного состава игристых вин и установление взаимосвязи между изотопным составом водорода, кислорода и углерода отдельных компонентов, выделенных из вина, и суммарными параметрами изотопного состава для возможного использования в роли критериев качества.   Для измерения изотопных отношений использовался метод изотопной масс-спектрометрии с системой непрерывного потока ConFlo IV, способ изотопного уравновешивания GasBench II; элементного анализатора с высокотемпературной конверсией и окислительным реактором. Наряду с определением изотопного состава отдельных компонентов вина (δ13СCO2, δ13Сэтанол, δ18Свода, δ18Сэтанол) оценивались суммарные параметры изотопного состава: δ13Собщий, δ18Собщий и δ2Hобщий. В исследованных образцах были получены хорошие корреляции между изотопными составами отдельных компонентов. В одном образце установлено различие между данными δ13СCO2 (-10,04 %о), δ13Сэтанол (-25,8 %) и δ13Собщий (-25,86 %), возможно, вино содержит углекислый газ, образованный из сахара растений С4 типа. Данные исследования показали, что изотопная масс-спектрометрия является эффективным способом контроля качества виноградных вина. Комплексное исследование компонентов игристого вина позволяет выявить взаимосвязь разных изотопных показателей и применить их для оценки географического и биологического происхождения продукции.

Показать больше [+]

Меньше [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2023

Maslienko, L.V. | Dejnega, L.А. | Efimtseva, Е.А.

The elements of production technologies of microbiopreparations in a wetting powder preparative form were developed. It was realized using stationary surface cultivation of promising bacterial strains antagonistic against sunflower dry rot pathogen. There were determined optimal nitrogen and carbon sources as well as composition of compound nutrient media for cultivation three promising bacterial strains of the genera Bacillus and Pseudomonas. The yield of dry bacterial biomass, measured and indicated below in g/100 mL of medium, was used as efficiency criterion of a particular medium or introducing a component into the medium. An excellent nitrogen source for 5B-1 Bacillus subtilis strain is corn steep liquor (0.43), and the best carbon sources are glycerin (0.46) and molasses (0.40). The highest weight of dry bacterial biomass of a strain D 1-1 Bacillus sp. was reached on a nutrient medium where sodium nitrogen was used as a nitrogen source (0.76) and sucrose and molasses were a carbon source (0.76 and 0.72 respectively). For both bacterial strains of a genus Bacillus the optimal were such compound nutrient media as Chapek's for bacteria (0.76) and Tylon-3 (0.48). For cultivation 14-4 Pseudomonas sp. strain the best nitrogen sources were corn steep liquor (0.86) and sodium nitrogen (0.62), and carbon source was sucrose (0.62). The most optimal compound nutrient medium for these strains were King B (0.77) and Chapek's for bacteria (0.62). | Разработаны элементы технологии производства микробиопрепаратов в препаративной форме смачивающийся порошок при стационарном культивировании перспективных бактериальных штаммов антагонистов возбудителя сухой гнили подсолнечника. Определены оптимальные источники азотного и углеродного питания и сложные питательные среды для выращивания трех перспективных штаммов бактерий из родов Bacillus и Pseudomonas. Критерием эффективности использования той или иной среды или введения компонента в среду служил выход сухой бактериальной биомассы, измеряемый и приводимый далее в г/100 мл среды. Для штамма 5Б-1 Bacillus subtilis лучшим источником азотного питания установлен кукурузный экстракт (0,43), а источниками углеродного питания – глицерин и меласса (0,46 и 0,40 соответственно). Наибольший вес сухой бактериальной биомассы штамма D 1-1 Bacillus sp. установлен на питательной среде, где в качестве источника азота выступал азотнокислый натрий (0,76), а в качестве источников углерода – сахароза и меласса (0,76 и 0,72 соответственно). Для обоих штаммов бактерий р. Bacillus определены оптимальные сложные питательные среды: Чапека для бактерий (0,76) и Тайлона-3 (0,48). Для культивирования штамма 14-4 Pseudomonas sp. лучшими источниками азотного питания установлены кукурузный экстракт и азотнокислый натрий (0,86 и 0,62 соответственно), а углеродного – сахароза (0,62). Наиболее оптимальными сложными питательными средами для этого штамма определены среда Кинга В (0,77) и Чапека для бактерий (0,62).

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Rezekiah A.A. | Ruslan M. | Kadir S. | Mahmud

The development of global warming is one of the main causes of climate change.The increase in greenhouse gasses causes global warming which affects the earth's ecosystem. The imbalance of CO2 concentration in the atmosphere with the availability of vegetation is also one of the causes of climate change. Loksado District, which is located around the Meratus Mountains, with the majority of its people being the Meratus Dayak Tribe, still applies local wisdom owned by the local community by farming using a rotational system. This has resulted in the existence of former community cultivation lands which are divided into balukar anum, jurungan, and mixed gardens. The ability to store carbon is different for each land due to the variation in the types of vegetation that make up each land use. Therefore, this study was conducted to analyze and calculate the potential for carbon storage in each ex-cultivated area. Calculation of tree biomass during the research analysis used the allometric formula for estimating carbon content in natural forests. The percentage of carbon stored in a tree species in natural forest stands can be estimated at 47% of the total biomass. The mixed garden area had more species found than the other two areas. The highest average diameter and base area in the ex-cultivated area for the pole level are in the mixed garden area in Haratai Village, while the lowest value is in the Balukar anum area in Haratai Village. From the total biomass per hectare for each ex-cultivated area it can be seen that the biomass is greater at the tree level than at the pole level. The highest carbon estimate is in the mixed garden area in Lok Lahung Village, which is 61,097 tons/ha. Meanwhile, the lowest estimated carbon value is found in the anum balukar area in Haratai Village, which is 1,045 tons/ha.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2022

Зинякова Zinyakova, Н.Б. N.B. | Соколов Sokolov, Д.А. D.A. | Лебедева Lebedeva, Т.Н. T.N. | Семенов Semenov, В.М. V.M.

The aim of the work was to establish whether the soil can be saturated with organic carbon without its additional accumulation as fresh organic matter enters. The study was carried out in a microfield experiment from 2011 to 2019, the peculiarity of which is that soil diversity is eliminated, the main acting factor is more clearly realized, but at the same time, the entire set of natural soil and environmental factors is preserved. The soils of agroecosystems have a high carbon sequestering potential and are sensitive to practices that ensure the accumulation of soil organic matter. An organic fertilizer system is more adapted to soil carbon sequestration compared to a mineral system. Long-term input of organic materials in increased volumes can lead to saturation of the soil with organic carbon. Empirical determination of the organic carbon saturation threshold specific to each soil type is becoming a key challenge in agrotechnological carbon sequestration programs. / Целью работы было установить, может ли почва насыщаться органическим углеродом без дополнительного его накопления по мере поступления свежего органического вещества. Исследование проводили в микрополевом опыте с 2011 по 2019 годы, особенность которого состоит в том, что устраняется почвенная пестрота, четче реализуется основной действующий фактор, но вместе с тем сохраняется вся совокупность естественных почвенных и экологических факторов. Почвы агроэкосистем обладают высоким углеродсеквестрирующим потенциалом и чувствительны к приемам, обеспечивающим накопление почвенного органического вещества. Органическая система удобрения более адаптирована к почвенной секвестрации углерода по сравнению с минеральной системой. Длительное поступление органических материалов в повышенных объемах может привести к насыщению почвы органическим углеродом. Эмпирическое определение порога насыщения органическим углеродом, свойственного каждому типу почвы, становится ключевой задачей в программах агротехнологической секвестрации углерода.

Показать больше [+]

Меньше [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2022

Fajar S. | Yulianto B. | Hartati R.

Seagrass meadows in coastal ecosystems can absorb CO2 through photosynthesis. The results of carbon biomass absorption from the photosynthesis process of seagrass are stored in leaf, root, and rhizome tissues. This research aimed to determine the composition of seagrasses, determine the area of seagrass meadow which is useful for estimating the total carbon storage and the ability of seagrass meadow to absorb carbon at Mrican Beach, Batulawang Beach, Laendra Beach, Kemujan Island, Karimunjawa National Park. The research was conducted in September 2021. Data were collected at Mrican Beach (Stations 1 and 2), Batu Lawang Beach (Stations 3 and 4), and Laendra Beach (Stations 5 and 6), Kemujan Island. The 2017 seagrass meadow monitoring guide from LIPI was used as a reference for the seagrass data collection method and the Loss of Ignition (LOI) method was used to analyze carbon in seagrass. The results showed that three species of seagrass were found in the waters of Kemujan Island, namely Enhalus acoroides, Thalassia hemprichii, and Cymodocea rotundata. Seagrass density ranged from 167-490 Ind/m2. The carbon content at the research site ranged from 9.36-143.88 at the bottom of the substrate and 4.99-71.91 at the top of the substrate. Seagrass species E. acoroides had the highest carbon content of 310.79 gC/m2. Total seagrass carbon was around 26.66 MgC/Ha with a total seagrass area of 303.099 m2. The extent of carbon storage in seagrass could be used to support efforts to manage coastal ecosystems, especially seagrass meadows on Kemujan Island, Karimunjawa Islands.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2022

Vajs, А.A. | Mikhajlov, P.V. | Mel'nik, А.I. | Chanchikova, S.A. | Gerasimova, O.A. | Anuev, E.A. | Nepovinnykh, A.G.

Экосистемы, в частности сосновые насаждения, испытывают в настоящее время комплекс негативных факторов, которые влияют как на состояние насаждений, так и на их приростные показатели. Цель исследования - определение состояния и продуктивности пригородных сосняков г. Красноярска, а также статистическо-регрессионная оценка концентрации углерода в растущей, усыхающей и сухостойной части древостоев. Объект исследований – сосновые насаждения естественного происхождения Караульного участкового лесничества Учебно-опытного лесхоза СибГУ им. М.Ф. Решетнева, расположенные в пригородной зоне г. Красноярска. Оценка санитарной категории сосняков позволила констатировать преимущественно "ослабленное" их состояние. Регрессионный анализ позволил констатировать достоверную однокоэффициентную линейную связь углерода различных частей сосняков с запасом стволовой древесины и полнотой насаждений. При этом при прогнозировании углерода сухостойной части древостоя его необходимо делить на 2 части: обусловленную внешним воздействием (лесные пожары, стадия перестойности, фитопатологические условия) более 20 тС/га и вызванную естественным отпадом до 20 тС/га. Установлено, что в высокополнотных, густых сосняках подтаежно-лесостепного района Средней Сибири устойчивость сосняков обусловлена комплексом факторов: возрастной структурой (при прекращении активной фазы роста у насаждений снижаются показатели жизненного состояния); полнотой (высокая густота ухудшает состояние деревьев); запасом (рост количества стволовой древесины на единице площади способствует увеличению усыхающей части соснового древостоя); климатическими условиями (возрастание температуры в вегетационный период и снижение количества осадков). | Forest ecosystems, in particular pine plantations, are currently experiencing a complex of negative factors that affect both the condition of plantations and their growth indicators. The purpose of the study was to determine the condition and productivity of suburban pine forests of Krasnoyarsk, as well as statistical regression assessment of carbon concentration in the growing, dying and dried part of the forest stands. The object of research is pine forests of natural origin of Karaulnoe area forestry of experimental forestry of M.F. Reshetnev Siberian State University, located in the suburban area of Krasnoyarsk. Evaluation of sanitary category of pine forests allowed to state their condition mainly as "supressed". Regression analysis ascertained a reliable one-coefficient linear relationship between the carbon of different parts of pine forests and the supply of trunk wood and the completeness of forest stands. In this case, when predicting the carbon of the deadwood part of the stand, it must be divided into two parts: caused by external influences (forest fires, the stage of obsolescence, phytopathological conditions) more than 20 tS/ha and caused by natural fall-off to 20 tS/ha. As a result, it was found that in high-density, dense pine forests of the subtaiga forest-steppe region of Middle Siberia, the stability of pine forests is due to a complex of factors: age structure (when the active phase of growth in plantations is terminated, vitality indicators decrease); completeness (high density worsens the condition of trees); stock (growth of the number of trunk wood per unit area contributes to an increase in the drying part of the pine stand); climatic conditions (an increase in temperature during the growing season and a decrease in the amount of precipitation).

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Siptits, S.O. | Romanenko, I.A. | Evdokimova, N.E.

Представлен краткий обзор основных современных моделей, которые можно использовать для оценки воздействия изменения климата на аграрный сектор экономики, выбросов углерода в результате с.-х. деятельности и разработки стратегий адаптации производства продуктов питания к глобальному изменению климата и переходу к углеродной нейтральности агропродовольственных систем (АС). Оценка последствий влияния изменения климата на АС и обоснование адекватных проблеме политических решений по адаптации к ним требуют междисциплинарных компетенций. Сложность численного представления качественных и неопределенных величин и оценок этого процесса, разнообразие возможных мер регулирования и ответных реакций АС вызывает необходимость применения методов математического моделирования для имитации вариантов их развития. Существующие разработки в области математического моделирования влияния климатического фактора на сельское хозяйство и другие составляющие АС можно разделить на несколько типов. Основные из них это модели роста растений, производственные функции урожайности с.-х. культур, модели типа затраты-выпуск, модели частичного равновесия, модели комплексной оценки. Интегрированные модели комплексной оценки – это инструменты, которые позволяют структурировать и углубить знания о широких системных прямых и обратных связях, особенно между социально-экономическими и биофизическими процессами, исследуют взаимозависимости между природными и человеческими системами. Проведенный анализ модельного инструментария, применяемого при оценке последствий климатических воздействий на АС разных уровней, позволил систематизировать информацию по всем возможным альтернативам моделей, пригодных для решения задачи разработки стратегии адаптации АС к изменению климата и переходу к углеродной нейтральности производства продуктов питания. | There is provided a brief overview of the main modern models that can be used to assess the impact of climate change on the agricultural sector of the economy, carbon emissions from agricultural activities and developing the strategies for adapting food production to global climate change and moving towards carbon neutrality in agri-food systems (AS). Evaluating the consequences of the impact of climate change on AS and substantiating adequate political solutions to the problem of their adaptation require interdisciplinary competencies. The complexity of numerical representation of qualitative and uncertain values and assessments of this process, the variety of possible regulatory measures and AS responses cause a necessity to use methods of mathematical modeling to simulate their development variants. The existing developments in the field of mathematical modeling of the climatic factor influence on agriculture and other components of Ass can be divided into several types. The main ones are plant growth models, crop yield production functions, input-output models, partial equilibrium models, integrated assessment models. Integrated assessment models are tools that allow structuring and deepening knowledge of broad systemic direct links and feed-backs especially between the socio-economic and biophysical processes, exploring interdependencies between natural and human systems. The analysis of the modeling tools used in assessing the consequences of climate impacts on ASs at different levels made it possible to systematize information on all possible alternatives of models suitable for solving the problem of developing a strategy for adapting AS to climate change and the transition to carbon neutrality in food production.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Pinaeva, M.I. | Akmanaeva, Yu.A.

There are given the results of a multifactorial field experiment, which studied the effect of organic and mineral fertilizers on the content of total (Ctot) and labile carbon (Clab) of organic matter in soddy-podzolic medium loamy soil, when cultivating crops in different fallows. The research was carried out in 2013-2017 on the educational and scientific experimental field of the Perm State Agro-Technological University in the grain fallow link of the crop rotation (1. fallow (green manure and dead); 2 winter rye; 3 spring wheat with clover additional sowing). Cultivation of winter rye and spring wheat in the green manure and in the fallow link of crop rotation in control variants led to a decrease in the carbon content of organic matter Ctot by 0.11%. A significant increase in the content of organic carbon by 0.28% (LSD05 = 0.13%) resulted in the cultivation of crops on bare fallow. The application of mineral fertilizers at a rate of NPK of 60 kg/ha increased the total Ctot content by 0.22% compared to the control (LSD=0.11%). The maximum accumulation of total Ctot, 2.18%, was noted with the combined application of straw and mineral fertilizers with bare fallow link. The most favorable conditions for the accumulation of labile carbon of organic matter in sod-podzolic medium loamy soil were formed in the crop rotation link with bare fallow in the variant with the application of average recommended doses together with straw plowback. The application of organic fertilizers increased the content in soil of Clab by 20-30%, and of organic fertilizers by 8-36%. In soil after the cultivation of cereal crops in the crop rotation link the content of Clab В varied from 0.13 to 0.23%. | Приведены результаты многофакторного полевого опыта, в котором изучалось влияние органических и минеральных удобрений на содержание общего углерода (Сорг) и углерода лабильного (Слов) органического вещества в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, при возделывании культур по разным парам. Исследования проводились в 2013-2017 гг. на учебно-научном опытном поле Пермского государственного аграрно-технологического университета в зернопаровом звене севооборота (1. пар (сидеральный и чистый); 2. озимая рожь; 3. яровая пшеница с подсевом клевера). Возделывание озимой ржи и яровой пшеницы в сидеральном и в паровом звене севооборота в контрольных вариантах привело к снижению содержания углерода органического вещества Сорг на 0,11%. К существенному увеличению содержания углерода органического вещества на 0,28% (НСР05 = 0,13%) привело возделывание культур по чистому пару. Внесение минеральных удобрений в дозе NРК по 60 кг/га увеличило общее содержание Сорг на 0,22% по сравнению с контролем (НСР=0,11%). Максимальное накопление общего Сорг – 2,18% отмечено при совместном внесении соломы и минеральных удобрений в звене с чистым паром. Наиболее благоприятные условия для накопления углерода лабильного органического вещества в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве сформировались в звене севооборота с чистым паром в варианте с внесением средних рекомендуемых доз совместно с запашкой соломы. Внесение органических удобрений увеличило содержание Слов в почве на 20-30%, а минеральное на 8-36%. В почве после возделывания зерновых культур в звене севооборота содержание Слов варьировало от 0,13 до 0,23%.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation