СЕМЕНОВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ
Цель исследования - провести анализ научно-технической литературы, выявить тенденции мирового производства и направления селекции яблони. В статье используются официальные данные FAO - Foodand Agriculture Organization of the United Nations (Statistics Division) (Отдел статистики «Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН). Кроме того, использованы сайты Федеральной службы государственной статистики и сайт ФГБУ «Госсорткомиссия» - Государственный реестр селекционных достижений. Для анализа взяты статистические отчеты за период 2000-2019 гг. Объемы производимых плодов в мире увеличиваются ежегодно. Производство плодов яблони находится на третьем месте в мире, уступая только кофе и маслине. Ведущими поставщиками яблок являются Китай, США, Турция, Польша, Иран, Италия, Индия, Франция, Россия, Чили. С 2000-2019 гг. валовой сбор яблок вырос с 59 до 87 млн. т., при этом количество возделываемых площадей снизилось с 5,4 до 4,7 млн.га. Основными регионами производителями этой культуры являются Азия (60,7%), Европа (22,1%), Америка (12,9%), Африка (3,2%) и Океания (1,1%). При этом мировое производство яблони значительно шагнуло в сторону интенсификации, благодаря новым сортам и новым технологиям возделывания.
Традиционные морфометрические методы анализа качества семян хотя и отличаются точностью, но менее информативны, трудоемки и длительны в исполнении. В современных условиях в семеноведении и семенном контроле требуется применение более информативных и скоростных инструментальных методов. Метод микрофокусной рентгенографии семян является одним из них, он позволяет визуализировать внутреннюю структуру семян. В совместной работе сотрудников Федеральный научный центр овощеводства, Агрофизического НИИ и СПб государственного электротехнического университета, НИИ проблем хранения Росрезерва разработан и апробирован метод рентгенографического анализа качества семян овощных культур. В настоящее время ведется программирование, автоматизация данного метода. В замену ранее применяемого визуального анализа рентгенограмм семян приходит способ цифрового анализа рентгеновских изображений в автоматическом режиме. Разработан и апробирован модернизированный программно-аппаратный комплекс, составлен алгоритм работы программы, состоящий из нескольких этапов. В результате значительно ускоряется анализ качества семян, путем визуализации их внутренней структуры. Вновь разрабатываемая компьютерная программа «Сортсемконтроль-2» распознает семена по следующим качественным показателям: полноценные, недовыполненные, невыполненные, уродливые. Результаты анализа автоматически выдаются в виде протокола. Также проводится фракционный анализ партии семян, дается размерная характеристика каждой фракции, по двум наибольшим смежных фракциям, определяется выравненность партии семян. Фракционный анализ партии семян имеет большое практическое значение для предпосевной подготовки семян. В перспективе, применение компьютерной программы «Сортсемконтроль-2» обеспечит ускоренный, в то же время информативный анализ качества семян, что очень важно в условиях коммерциализации оборота семян.
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ
Определены зоны оптимума и пороговые значения влажности почвы, температуры, освещенности, лимитирующие фотосинтез и транспирацию для Quercus pubescens Willd. Показаны зависимости скорости нетто-фотосинтеза (Pn) и интенсивности транспирации (Е) от устьичной проводимости (gs), температуры листа (Тл) и влажности почвы (Wп). Определена зависимость между скоростью ксилемного потока в побеге растения (Sf, от.ед.), изменением диаметра этого побега (d, мм) и влажностью почвы. Соотношения процессов фотосинтеза и дыхания, при воздействии почвенной, засухи позволили определить их оптимальные значения: Wп = 19-22%, Pn= 12 - 13 µмоль/м2с, Pt = 1,2 - 1,3 µмоль/м2с. Изучены изменения соотношения между составляющими суммарного дыхания (Rt, Rd, Rph) при воздействии почвенной засухи. Зависимость между скоростью нетто-фотосинтеза, суммарным дыханием и температурой листа позволила определить температурный максимум нетто-фотосинтеза (тепловую точку компенсации): Pn = Rt = 2,0 µмоль/м2 с при Тл = 370С. Установлено, что при отсутствии почвенной засухи доля дыхательных затрат (Rt/Pg) от истинного фотосинтеза составляет 25-35%, а при влажности почвы 3-7% возрастает до 58-62%. Полученные результаты исследований позволили определить оптимальные и ограничивающие условия произрастания данного вида и возможности интродукции его в другие регионы.
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ПРИРОДЫ
Излагаются особенности распространения, формирования и ценотической динамики лесов из ольхи бородатой ( Alnus barbata C.A. Mey.); освещаются экологические функции и роль ольховых лесов в сложении лесного покрова региона; освещены биоэкологические и лесоводственные особенности; указано, что ольха бородатая является ценной, в хозяйственном отношении, древесной породой; подчеркнуты ее полезные качества для использования в практических целях; предлагаются пути повышения продуктивности ольховых лесов с применением лесоводственных, лесомелиоративных, а также лесокультурных мероприятий с использованием ценных быстрорастущих, устойчивых к переувлажненным условиям местопроизрастания, местных (граб, каштан, лапина, ольха) и иноземных (кипарис лузитанский, метасеквойя глиптостробусовая, таксодиум двурядный, ликвидамбар смолоносный, лириодендрон тюльпанный, платан х гибридный, эвкалипт прутьевидный) древесных пород.
Для изучения флористического g-разнообразия территории Среднего Поволжья использовано 32 локальные флоры (ЛФ). Их видовой состав был изучен на площади, не превышающей 400 км2, что является для данной местности оптимальной величиной. Для такой площади количество видов сосудистых растений составило 679 видов (максимальное значение - 835, минимальное - 586). Такой объем выборки является достаточным для иллюстрации основных таксономических параметров. Рассмотренные локальные флоры территориально расположены в пределах 3-х зон и пяти подзон согласно зонам и типам поясности растительности России и находятся в пределах территорий Республик Татарстан, Мордовия, Чувашия, а также Самарской, Ульяновской, Пензенской областей. По семейственным и родовым спектрам нами были выделены группы сходных ЛФ методом k-средних в пакете R. При анализе спектра семейств определяющим признаком для данной территории является третье место в спектре, которое занимают семейства Fabaceaе или Rosaceaе. Все рассмотренные 32 ЛФ распределились от имеющих Fabaceaе тип на юго-востоке к Rosaceaе- типу в северном направлении. Нами выделены следующие рубежи качественного изменения флористического состава на уровне крупных таксономических групп (родов и семейств): 1) крайние типы флор, у которых признаки «лесной» и «степной» наиболее выражены: Rosaceaе- тип, характеризующийся большим числом видов из рода Alchemilla, а также Potentilla и Fabaceaе тип, который определяется в основном численной совокупностью родов Astragalus и Vicia ; 2) переходные типы флор возникают по причине снижения численности представителей названных родов. Причиной такового может служить антропогенное воздействие, в первую очередь сведение лесов; 3) наибольшие отличия по составу крупных таксономических групп наблюдаются у самой южной локальной флоры Заволжья (юг Самарской области).
В ходе многолетней хозяйственной эксплуатации земель Никитского ботанического сада почвенный покров арборетума подвергся существенной трансформации за счет регулярного привноса различного рода мелиорантов, плодородной почвы из других регионов Крыма, органических и минеральных удобрений, обработки растений пестицидами, что могло способствовать накоплению в почвах различного рода поллютантов, в том числе и тяжелых металлов. В связи с этим было изучено содержание в почвах арборетума и прилегающих территорий под различными типами растительности кислоторастворимых форм Cu, Zn, Mn, Ni, Co, Pb и Cd, экстрагируемых 1М раствором HNO3 и подвижных форм этих элементов, переходящих в аммонийно-ацетатную вытяжку с рН=4,8. Согласно полученным данным многолетнее применение медьсодержащих пестицидов привело к накоплению в верхнем слое почв под розами подвижной меди, среднее содержание которой в почвах розариев составило 5,2±3,1, что выше ПДК, равной 3 мг/кг. Под другими цветочными культурами и под насаждениями древесных пород среднее содержание подвижной меди было на порядок меньше - 0,44±0,25 мг/кг, а кислоторастворимой - в 5 раз меньше. Под всеми цветочными культурами произошло накопление цинка, средне содержание подвижной и кислоторастворимой фракций которого было почти вдвое выше, чем под древесными породами, однако значительно ниже ПДК. Незначительное превышение ПДК по свинцу было выявлено только на одном участке под древесными растениями. Среди остальных элементов существенных различий по их содержанию под цветочными и древесными растениями не выявлено, а максимальные их концентрации были значительно ниже ПДК, что позволяет рассматривать Cu (кроме розариев), Zn, Mn, Niи Co не в качестве тяжелых металлов, а в качестве микроэлементов, необходимых для нормального функционирования живых организмов.
ЭНТОМОЛОГИЯ И ФИТОПАТОЛОГИЯ
Энтомопатогенные препараты на основе бактерии Bacillus thuringiensis Berliner (BT) играют ключевую роль в биологической защите растений. Доля ВТ на мировом рынке биопестицидов составляет около 90-95%. Специфичность, экологическая безопасность и спектр действия - это характеристики, позволяющие препаратам на основе этой бактерии занимать важное место среди средств защиты растений. Bacillus thuringiensis - это грамположительные почвенные бактерии, поражающие беспозвоночных. Благодаря огромному диапазону хозяев ВТ стал ведущим продуцентом биопестицидов. Энтомоцидное действие бактерии обеспечивается либо токсинами, содержащими белковые кристаллы (Cry и Cyt), продуцируемыми в стационарной фазе, либо растворимыми токсинами семейств Vip и Sip, секретируемыми вегетативными клетками. В то же время обнаружены многочисленные нетоксиновые факторы вирулентности ВТ: металлопротеазы, хитиназы и др. Bacillus thuringiensis характеризуется полиферментативными свойствами: обнаружены ферменты из класса гидролаз, поэтому бактерия одновременно проявляет активность против вредных насекомых и фитопатогенных грибов. Отмечены антибактериальные свойства ВТ и способность стимулировать рост растений, индуцируя систему защиты растения от болезней. Токсикологические исследования, проводимые в течение 50 лет во всем мире, показали безопасность ВТ и её метаболитов, включая инсектицидные белки и другие вещества, что и позволяет широко их использовать в практике защиты растений. Новым направлением в защите растений является использование трансгенных растений на основе Bacillus thuringiensis . Внедряя гены ВТ, а точнее cry -гены эндотоксина в растения, получают трансгенные растения, устойчивые к вредным насекомым.
Самшитовая огневка ( Cydalima perspectalis Walker) является инвазивным насекомым, которое быстро колонизировало обширный ареал европейского континента, повреждая природные и декоративные самшиты. Для разработки эффективных мер контроля фитофага исследованы особенности сезонного развития локальных популяций в условиях Крыма. Установлено, что в течение вегетационного сезона в парковых насаждениях Крыма у популяций C. perspectalis отмечается временно́е перекрывание следующих друг за другом, как стадий развития, так и поколений. Важной сезонной адаптацией C. perspectalis к условиям среды обитания является снижение термолабильности и ускорение развития всех стадий жизненного цикла второй летней генерации под влиянием фотопериода. Такая гибкость онтогенетических требований для перехода в диапаузу обеспечивает более высокую фенологическую изменчивость в популяциях. Выявлено влияние температуры и фотопериода на скорость развития стадии личинки и влажности воздуха - стадии куколки. При идентичных температурных нормах развития личинок перезимовавших поколений, для завершения жизненного цикла одной генерации в условиях Южного берега Крыма требовалась сумма эффективных температур воздуха на 80°С выше, чем в Предгорном Крыму. Установлено относительное постоянство сумм эффективных температур воздуха, необходимых для завершения развития второго летнего поколения C. perspectalis , что позволяет рассматривать их в качестве инструмента для определения сроков обработки личинок третьего поколения до нанесения ими сильных повреждений. Для сопоставимости результатов исследований с имеющимися публикациями предложено при расчетах сумм эффективных температур применять температурный порог 9,5°С.
АРАМАТИЧЕСКИЕ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
Проведено исследование эффективности курсового приема многокомпонентного фитосбора «Антистресс» (корневища с корнями валерианы лекарственной, трава пустырника, цветки боярышника, лист мяты перечной, лист мелиссы, трава зверобоя). Испытуемые - 20 обучающихся медицинского вуза, из них 45% работали с больными коронавирусной инфекцией. Срок приема фитосбора 20 дней. Психологическое состояние оценивали методиками «Копинг-поведение в стрессовых ситуациях», «Шкала проявлений тревоги Тейлора», «Эмоциональное выгорание» В. Бойко. После приема фитосбора ушло излишне эмоциональное реагирование на стресс, уменьшилась тревога. Снизились до нормальных или близких к нормальным изначально завышенных показателей эмоционального выгорания: снизилось напряжение; вынужденное сопротивление неблагоприятным обстоятельствам, которые в целом перестали восприниматься таковыми; увеличились эмоциональные резервы, которые можно продуктивно и с удовольствием расходовать в профессиональной деятельности. Во многом такой результат получен благодаря сочетанию лекарственных растений в фитосборе: наряду с успокаивающими и улучшающими функциональное состояние сердечно-сосудистой и нервной системы компонентов, в сбор также была включена трава зверобоя, являющаяся природным антидепрессантом.