AGRIS - 

2017

Pukhalskij, Ya.V., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Microbiology, St. Petersburg

Heavy metals are among the most common contaminants of agricultural lands. Cleaning (remediation) of such territories is extremely difficult or impossible. The aim of this work was to study the variability of pea in accumulation and transport of heavy metals from shoots to seeds and to identify varieties with low accumulation of heavy metals from contaminated soils. The objects of research were 30 samples of pea (Pisum sativum L.) from the collection of the Federal Research Center under N.I. Vavilov All-Russia Institute of Plant Genetic Resources (St. Petersburg). The pot experiment was carried out in summer in a greenhouse with natural light and temperature. Pea seeds were surface-sterilized and scribbled with concentrated H2SO4 for 30 minutes and germinated for 3 days at 22 deg C in Petri dishes with wet filter paper. The seedlings were planted in pots (5 seedlings per pot, 3 pots for each genotype) containing 5 kg of sod-podzolic fallow soil. 10 days before seed sowing the soil was enriched with heavy metals in the form of chlorides (mg/kg): Cd - 5, Co - 25, Cr - 60, Cu - 10, Ni - 15, Pb - 100, Sr - 50, Zn - 50. At the same time, fertilizers were applied (mg/kg): NH4NO3 - 15, KNO3 - 200, KH2PO4 - 200, MgSO4 - 30, CaCl2 - 20, H3BO3 - 3, MnSO4 - 3, ZnSO4 - 3, Na2MoO4 - 1.5. The studied samples differed significantly in the content of heavy metals in shoots and seeds that indicated a high variability of pea in the accumulation of heavy metals and their transport from vegetative to reproductive organs. There was positive correlation between the content of elements in shoots and seeds for Cd, Co, Cr, Ni, P, Sr, and negative was found between the shoot and seed contents of Zn and K. The results indicate specific mechanisms of transport of individual elements from shoot to seed and the barrier for abiogenic metal transport from vegetative to reproductive organs. The possibility of selection of pea varieties with a low content of many heavy metals simultaneously is shown. | Тяжелые металлы - один из самых распространенных загрязнителей сельскохозяйственных земель. Целью представленной работы было изучение изменчивости гороха посевного (Pisum sativum L.) по способности аккумулировать и транспортировать из побега в семена тяжелые металлы и отбор сортов с низкой аккумуляцией тяжелых металлов из загрязненных почв. Объектом исследований стали 30 образцов из коллекции ВИР (Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург). Вегетационный опыт проводили в летний период в теплице с естественными освещением и температурой. Семена гороха поверхностно стерилизовали и скарифицировали концентрированной H2SO4 в течение 30 мин, после чего проращивали течение 3 сут при 22 град. С в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге. Проростки (по 5 шт.) высаживали в сосуды (3 сосуда на каждый генотип) с 5 кг дерново-подзолистой залежной почвы. За 10 сут до посева семян почву обогащали тяжелыми металлами в форме хлоридов (мг/кг): Cd - 5, Co - 25, Cr - 60, Cu - 10, Ni - 15, Pb - 100, Sr - 50, Zn - 50. Одновременно с этим вносили удобрения (мг/кг): NH4NO3 - 15, KNO3 - 200, KH2PO4 - 200, MgSO4 - 30, CaCl2 - 20, H3BO3 - 3, MnSO4 - 3, ZnSO4 - 3, Na2MoO4 - 1,5. Изученные образцы существенно различались по накоплению тяжелых металлов в побегах и семенах, что свидетельствует о высокой вариабельности гороха посевного по аккумуляции тяжелых металлов и их транспорту из вегетативных органов в репродуктивные. Между количеством Cd, Co, Cr, Ni, Р, Sr в побегах и семенах выявлена положительная корреляция, Zn и К - отрицательная. Полученные результаты свидетельствуют о специфичности механизмов, определяющих транспорт индивидуальных элементов из побега в семена, и барьера для транспорта абиогенных металлов из вегетативных органов в репродуктивные. Показана возможность селекции сортов гороха с низким содержанием одновременно многих тяжелых металлов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Marmuleva, E.Yu. | Toropova, E.Yu. | Grishin, V.M., Novosibirsk State Agrarian Univ.

The work's aim was to evaluate the annual fodder cereal crops (Krsnoobskiy oats variety, Buhtarminskaya winter rye variety and Novosibirskaya 84 Sudan grass variety) insect complexes according to the composition and degree of phytophages and their entomophages dominance in the northern forest-steppe of the Ob region. The studies were conducted in 2008-2010, 2014-2016 by means of generally accepted methods – cutting with standard entomologic scoop-net and visual counting on plants. To assess the degree of insects biocenotic similarity, the Jacquard coefficient was determined. Species diversity was assessed by the Margalef and Minnich indices, the structure of the dominance by the Berger-Parker index. The accounts showed, that in the fodder plants phytocenoses the highest insect numbers were recorded on winter rye, more than 2 times compared to oats and up to 8 times compared to Sudan grass. The Jacquard commonality ratio with regard to the insect species diversity between winter rye and oats was 0.9, oats and winter rye with the Sudan grass insects - 0.7. On the rye, in the years of research, there were dominated by leafhoppers (d=0.65) and thrips (d=0.9), while on oats - aphids (d=0.47) and thrips (d=0.53). On the Sudanese grass, dominance (d=0.39) of the shields bugs was revealed. According to the biological diversity of insects, the Sudanese grass not only was not inferior to winter rye and oats, but even surpassed them, Margalef and Minnich's variety indices for rye were 2.4 and 0.5, for oats 2.6 and 0.6, for Sudan grass 2.8 and 0.9, respectively. The entomophages composition on winter rye and oats was almost identical, on Sudan grass, the coefficient of generality with rye and oats for effective entomophages was 0.28, with dominance (d=0.47) of Hymenoptera parasitoids. | Цель работы - экологическая оценка комплексов насекомых однолетних кормовых злаковых культур овса (Краснообский), озимой ржи (Бухтарминская) и суданской травы (Новосибирская 84) по составу и степени доминирования фитофагов и их энтомофагов в северной лесостепи Приобья. Исследования проводили в 2008-2010, 2014-2016 гг. с использованием стандартных методов – кошения стандартным энтомологическим сачком и визуального подсчета на растениях. Для оценки степени биоценотического сходства комплексов определяли коэффициент Жаккара. Видовое разнообразие оценивали по индексам Маргалефа и Минниха, структуру доминирования - по индексу Бергера – Паркера. Учеты показали, что в фитоценозах кормовых растений самая высокая численность насекомых была отмечена на озимой ржи – более чем в 2 раза выше по сравнению с овсом и до 8 раз по сравнению с суданской травой. Коэффициент общности Жаккара в отношении видового разнообразия насекомых между озимой рожью и овсом составил 0,9, овса и озимой ржи с энтомокомплексом суданской травы 0,7. На ржи в годы исследований доминировали цикадки (d=0,65) и трипсы (d=0,9), а на овсе – тли (d=0,47) и трипсы (d=0,53). На суданской траве было выявлено доминирование (d=0,39) клопов щитников. По биологическому разнообразию насекомых суданская трава не только не уступала озимой ржи и овсу, но даже превосходила их; индексы разнообразия Маргалефа и Минниха составили для ржи 2,4 и 0,5, для овса - 2,6 и 0,6, для суданской травы - 2,8 и 0,9 соответственно. Состав энтомофагов на озимой ржи и овсе был практически идентичным, на суданской траве коэффициент общности с рожью и овсом по эффективным энтомофагам составил 0,28 с доминированием (d=0,47) перепончатокрылых паразитоидов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Prokhorenko, N.B. | Glushko, S.G., Kazan State Agrarian Univ.

The purpose of the study is to reveal the regional features of the composite pine forests in view of disposition of them on the border of coniferous-deciduous forests and forest steppes. The community structure of composite pine forests distributed on sandy-loam soils of the ancient terraces of the left bank of the Volga River (the North-west of the Republic of Tatarstan) occupying slopes and flat spaces according to such indicators as species richness, species saturation, abundance coverage of species, their occurrence and horizontal dissimilarity of grass cover, stand content and number and recovery were analyzed. 100 species of vascular plants of different life forms, among them there are 15 tree species. Each species is subsumed under an ecological and coenotic group, the ecological and coenotic structure of the investigated pine forests was defined. It has been found that the studied communities are distinguished by age and completeness of the stand, but characterized by similar dominants of lower layers and grass-bush layer synusial composition. The communities are formed by mainly monodominant stands of different age (75-130 years) and dissimilar degree of closure (35-89%). These communities are characterized by comparatively high participation of meadow-steppe plant (xerophytization). This feature distinguishes them from the similar pine forests that are found in the central part of European Russia. This is due to the fact that the study area takes position of a buffer, with broad invasion of meadow and meadow-steppe species in pine forests, especially when anthropogenic disturbances take place.A trend towards transforming the associations of spruce-pine myrtillus sub-taiga forests earlier spread in the considered conditions into linden pine forests and further into pine forest with a noticeable participation of meadow-steppe species. | Цель исследований - выявление региональных особенностей сосняков сложных в связи с положением их на границе хвойно-широколиственных лесов и лесостепей. Проведен анализ структуры сообществ сосняков сложных, распространенных на супесчаных почвах древних террас левобережья Волги (северо-запад Республики Татарстан), занимающих склоны и плоские участки, по таким показателям как видовое богатство, видовая насыщенность, обилие-покрытие видов, их встречаемость, горизонтальная неоднородность травяного покрова, состав и численность древостоя и его возобновления. Выявлено 100 видов сосудистых растений разных жизненных форм, среди них - 15 видов деревьев. Каждый вид отнесен к какой-либо эколого-ценотической группе, определена эколого-ценотическая структура исследуемых лесов. Выявлено, что изученные сообщества различаются по возрасту и полноте древостоев, но характеризуются сходными доминантами нижних ярусов и составом синузий травяно-кустарничкового яруса. Сообщества образованы преимущественно монодоминантными древостоями различного возраста (75–130 лет) и неодинаковой степени сомкнутости (35–80%). Для сообществ характерно сравнительно высокое участие лугово-степных растений (явление ксерофитизации), что отличает их от аналогичных сосняков, распространенных в центральной части Европейской России. Это объясняется буферным положением района исследований, где происходит широкая инвазия луговых и лугово-степных видов в сосняки, особенно при их антропогенном нарушении. Выявлена тенденция к трансформации ранее распространенных в рассматриваемых условиях ассоциаций елово-сосновых черничных подтаежных лесов в сосняки липовые и далее в сосняки с заметным участием лугово-степных видов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Baeva, Yu.I., Peoples' Friendship Univ. of Russia, Moscow

A comparative analysis of the changes in the aggregate structure in various types of soils (Sod-podzolic, Gray forest, and Chernozems) during their postagrogenic evolution was carried out. The study plots included: sod-podzolic soils –plowland, laylands abandoned 8, 13, 35 years ago and a secondary forest (the age of about100 years); gray forest soils –plowland, laylands abandoned 6,15 and 30 years ago and a secondary forest of 60 years; сhernozems–plowland and layland abandoned 10, 15, 26 and 81 years ago. The geobotanical studies have shown that the withdrawal of soils from agricultural use causes changes in species composition, increase of biodiversity, and a gradual recovery of climax communities, which are attributed for specific natural climatic zones. Along with vegetation succession, we observed the increase in the total carbon content in the upper part of the former arable layer (0–10 cm) in all studied soils. However, the trend becomes weaker from northern to southern climatic zones in the following sequence: Sod-podzolic soil - Gray forest soil - ordinary Chernozems. It was found that the content of macroaggregates increases authentically in the surface layers of all of the investigated soils in the plowland – layland – forest row during the self-restoration of former arable soils while the number of micro-aggregates, on the contrary, decreases. There is observed an increase in the weighed mean diameter of the aggregates and the structure coefficients. The most pronounced changes in the aggregate structure were observed in the seral range formed on Gray forest soils, while the weakest changes - on the Sod-podzolic soils of the southern taiga. | Проведен сравнительный анализ изменения агрегатного состава различных типов почв (дерново-подзолистых, серых лесных и черноземов) в ходе их постагрогенного развития. Изучались следующие хроноряды: дерново-подзолистые почвы – пашня, залежи 8, 13 и 35 лет, вторичный лес ( возраст около 100 лет); серые лесные почвы – паровое поле, залежи 6, 15 и 30 лет, вторичный лес (65 лет); черноземы – пашня и залежи 10, 15, 26 и 81 года. Геоботанические исследования показали, что после выведения почвы из с.-х. использования происходит изменение видового состава, увеличение биоразнообразия и постепенное восстановление климаксных сообществ, характерных для конкретных природно-климатических зон. Наряду с сукцессией фитоценозов, отмечается увеличение содержания органического углерода в верхней части бывшего пахотного горизонта (0–10 см) во всех изученных типах почв. Однако при смене природно-климатических зон с севера на юг указанный тренд ослабевает в ряду дерново-подзолистая почва – серая лесная почва – чернозем обыкновенный. Установлено, что при самовосстановлении бывших пахотных почв содержание макроагрегатов в поверхностном слое всех типов почв достоверно возрастает в ряду пашня – залежи – лес, а количество микроагрегатов – снижается. Наблюдается увеличение средневзвешенного диаметра агрегатов и коэффициента структурности. Наиболее выраженные изменения агрегатного состава отмечаются в сукцессионном ряду, сформированном на серых лесных почвах, а наименьшие - на дерново-подзолистых почвах южной тайги.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation