Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture

ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ РЕКИ ЕНИСЕЙ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И РОСТОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДНОГО РАСТЕНИЯ ELODEA CANADENSIS

Alexander Ya. Bolsunovsky — 2024-10-31

Обоснование. Высокое содержание техногенных радионуклидов в донных отложениях реки Енисей (ДО) является основным источником радиационного облучения водных растений, что проявляется в возрастании хромосомных аберраций (ХА) в корнях растений элодея вблизи сбросов Горно-химического комбината (ГХК) по сравнению с фоновыми районами. Эти данные были получены в период работы ядерного реактора ГХК, но после остановки реактора отмечено снижение содержания радионуклидов в ДО и уровня ХА клеток элодея. Проведённые ранее лабораторные токсикологические эксперименты с радиоактивными ДО р. Енисей не выявили достоверного отклика цитогенетических и морфометрических параметров элодеи на повышенный уровень техногенных радионуклидов в ДО. Эти факты требует проведения дополнительных исследований.

Цель исследований – оценка морфометрических параметров и цитогенетических нарушений в корнях водного растения Elodea canadensis, выросших на донных отложениях с разным уровнем загрязнения техногенными радионуклидами: полевые исследования и лабораторные эксперименты.

Материалы и методы. Пробы водных растений и ДО отбирали в р. Енисей как вблизи радиоактивных сбросов ГХК, так и выше сбросов ГХК в фоновых районах. Удельную активность радионуклидов ДО измеряли на гамма-спектрометре фирмы Canberra (США). Подготовку проб и учёт клеток с хромосомными аберрациями проводили по стандартной методике. Для лабораторных экспериментов в качестве тест-объекта использовали элодею (E. сanadensis), которая была отобрана в фоновом районе р. Енисей. В экспериментах регистрировали морфометрические и цитогенетические параметры элодеи.

Результаты. В период 2014-2021 год после остановки ядерного реактора ГХК зарегистрировано снижение суммарного уровня хромосомных аберраций (ХА) элодеи, отобранной вблизи ГХК по сравнению с периодом работы реактора. В 2021 году повышенный суммарный уровень ХА элодеи, включая аберрации типа «Фрагменты», вблизи сбросов ГХК достоверно отличался от уровня ХА в фоновом районе. Достоверные отличия суммарного уровня ХА элодеи из районов вблизи сбросов ГХК и фоновых районов были отмечены в интервале активности радионуклидов 520-1470 Бк/кг в ДО.

В лабораторных экспериментах фактор повышенной радиоактивности в ДО приводил к уменьшению длины корней элодеи по сравнению с контролем, но не влиял на рост побегов. В эксперименте при длительности облучения элодеи 11 суток наблюдалось достоверное увеличение уровня клеток с ХА и доли блуждающих хромосом относительно контроля.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют, что повышенное содержание техногенных радионуклидов в ДО р. Енисей может влиять на ростовые и цитогенетические параметры элодеи.

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (проект № FWES-2024-0024).

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА КОНСЕРВИРОВАНИЯ НА АНТИОКСИДАНТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ЭКСТРАКТОВ НА ОСНОВЕ ПЛОДОВ АРОНИИ ЧЕРНОПЛОДНОЙ (ARONIA MELANOCARPA)

Kamila Sh. Kazimova — 2024-10-31

Обоснование. Для изучения антиоксидантных свойств растительных экстрактов чаще всего на практике используют фотометрические и люминесцентные методы анализа, несмотря на присущие им недостатки. Представлял интерес исследовать перспективность использования электрохимического метода оценки антиокислительной активности фитоэкстрактов – кулонометрического титрования электрогенерированным бром, а также редко используемый на практике биологический метод – метод биотестирования. Это позволит не только оценить согласованность результатов по антиоксидантному потенциалу исследуемых фитоэкстрактов, полученных различными методами анализа, но и ответить на вопрос о соотношении водорастворимых и не растворимых в воде биологически активных веществ, обладающих антиаксидантной активностью, в данном растительном сырье.

Цель. Целью работы являлась оценка антиоксидантного потенциала водных и спиртовых экстрактов на основе натуральных, замороженных и сушеных плодов аронии черноплодной (Aronia melanocarpa).

Материалы и методы. Объект исследования – водные и этанольные экстракты на основе свежесобранных, высушенных и замороженных плодов аронии черноплодной (Aronia melanocarpa) сорта «Черноокая», относящегося к наиболее распространенным крупноплодным сортами отличающегося высокой урожайностью и морозоустойчивостью. Плоды изучаемого сорта аронии черноплодной собраны в период созревания (конец августа-сентябрь) на территории Республики Татарстан Зеленодольского района (приусадебный участок). Фитоэкстракты были получены методом однократной мацерации с перемешиванием, используя в качестве экстрагентов дистиллированную воду и 96% этанол.

Интегральную антиоксидантную активность водных и этанольных извлечений измеряли методом кулонометрического титрования электрогенерированным бромом, используя в качестве стандарта рутин.

Антирадикальную активность определяли колориметрическим методом с использованием реактива 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила.

При проведении биотестирования стимулирующее или ингибирующее действие исследуемых фитоэкстрактов на биологическую модель (Paramecium caudatum) оценивали, определяя ее стрессоустойчивость к пероксиду водорода.

Результаты. Плоды аронии черноплодной, произрастающей на территории Республики Татарстан, характеризуются высокими антиоксидантными свойствами. При этом, антиоксидантный потенциал спиртовых извлечений существенно выше водных, в среднем на 15,5%, что, вероятно, обусловлено более высоким содержанием антиоксидантов различной природы, растворимых в этаноле. Изучение антирадикальных свойств исследуемых извлечений выявило незначительное превышение антирадикальных характеристик водных фитоэктсрактов по сравнению со спиртовыми. Тенденцию роста стрессоустойчивости парамеций с повышением концентрации экстрактов, в интервале последних от 0,036 до 0,07 мг/мл, более выраженное для водных экстрактов, характеризующихся более высокой антираликальной активностью.

Заключение. Таким образом, проведенные исследования показали хорошее согласование экспериментальных результатов, полученных методами биотестирования и кулонометрического титрования электрогенерированным бромом, подтвердившее перспективность и целесообразность использования последнего для оценки антиоксидантной активности фитоэкстрактов. Установлен высокий антиоксидантный потенциал плодов аронии черноплодной сорта «Черноокая», произрастающей на территории Республики Татарстан, а также предпочтительность замораживания исследованного фитосырья в качестве перспективного метода консервирования при целевом получении водных биологически активных препаратов.

ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ АКТИВНОСТИ ГЛУТАТИОН-S-ТРАНСФЕРАЗЫ У MUSCA DOMESTICA L.

Kseniya Yu. Maslakova — 2024-10-31

Обоснование. Являясь носителем множества патогенов, комнатная муха Musca domestica L. может представлять серьезные угрозы для здоровья человека и животных. M. domestica хорошо подходит в качестве модельного организма для изучения физиологии и биохимии насекомых, механизмов формирования инсектицидной резистентности, а также разработки и испытаний действия инсектицидов. Во всем мире обеспокоены проблемой устойчивости насекомых к инсектицидам, в связи с этим изучение ферментов насекомых очень важно для более полного понимания механизмов, лежащих в основе устойчивости к инсектицидным препаратам.

Цель. Изучить онтогенетический профиль активности глутатион-S-трансферазы у Musca domestica L.

Материалы и методы. Активность глутатион-S-трансферазы определяли на разных стадиях онтогенетического развития M. domestica у лабораторных (TY и UF) линий и природных (Nov и Nik) популяций с использованием субстрата 1-хлор-2,4-динитробензола при 340 нм в режиме кинетика. Удельную активность рассчитывали с учетом неферментативного преобразования субстрата, фактора разведения гомогената, содержания белка в пробе и выражали как изменение оптической плотности за 1 минуту на мг белка.

Результаты. Полученные результаты свидетельствуют об изменениях в активности глутатион-S-трансферазы в процессе жизненного цикла M. domestica, как у лабораторных линий, так и у природных популяций. Различия наблюдаются между разными стадиями онтогенетического развития. Активность фермента у TY линии выше, чем у UF линии практически на всех стадиях жизненного цикла насекомого. Среди природных активность выше у Nov популяции.

Заключение. Выявленные отличия между особями природных популяций, скорее всего, обусловлены разной инсектицидной нагрузкой в местах сбора насекомых. Отличия между особями лабораторных линий и природных популяций могут быть опосредованы разным набором генетической информации, передающейся из поколения в поколение. Связано это может быть с экспрессией отдельных изоформ, поскольку на экспрессию ферментов могут влиять различные факторы, в том числе и факторы окружающей среды, так что на генетическом уровне могут быть выбраны качественно различные формы и дифференциально экспрессированы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке программ по контролю численности насекомых.

Информация о финансировании. Работа выполнена Всероссийским научно-исследовательским институтом ветеринарной энтомологии и арахнологии ТюмНЦ СО РАН в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № FWRZ-2022-0022).

РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ КОРМА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЕЙ НА ФОНЕ ПРИРОДНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Galimzhan K. Duskaev — 2024-10-31

Обоснование. В последние годы растительные кормовые добавки привлекают все большее внимание как естественная альтернатива антибиотикам-стимуляторам роста в птицеводстве, которые могут быть включены в корма в сушеном, твердом и измельченном виде или в виде экстрактов. Среди растительных добавок растет интерес к эфирным маслам для использования в кормлении, поскольку было показано, что они обладают гораздо более высокой биологической активностью по сравнению с сырьем, из которого они были извлечены. Коричный альдегид — основной компонент эфирных масел (до 90 %) и кассии (до 75 %), обусловливающий их запах.

Материалы и методы. Объекты исследования: цыплята-бройлеры кросса Arbor Acres, коричный альдегид. Для эксперимента было отобрано 180 голов 7-дневных цыплят-бройлеров, которых методом аналогов разделили на 4 группы (n = 45). Контрольная группа (C) получала основной рацион (ОР), I опытная группа (CA-I) (ОР + коричный альдегид 15 мг/кг корма /сут), II опытная группа (CA-II) (ОР + коричный альдегид 30 мг/кг корма /сут), III опытная группа (CA-III) (ОР + коричный альдегид 55 мг/кг корма /сут). Кормление опытной птицы проводилось 2 раза в сутки, учет поедаемости – ежесуточно. Декапитации птицы под нембуталовым эфиром производили на 42-е сут. Послеубойную анатомическую разделку тушек осуществляли по методике ВНИТИП. Гематологические показатели (число и вид лейкоцитов) учитывали на автоматическом гематологическом анализаторе URIT-2900 Vet Plus («URIT Medical Electronic Group Co., Ltd», Китай). Биохимический анализ сыворотки крови проводили на автоматическом биохимическом анализаторе CS-T240 (“Dirui Industrial Co., Ltd”, Китай).

Результаты. Цыплята-бройлеры из CA-III группы на 4,66%, 6,91 и 3,47% больше поедали комбикорма относительно контрольной, CA-I и CA-II групп. В среднем за период эксперимента бройлеры CA-II и CA-III групп имели превосходство над птицей из контрольной группы по среднесуточному приросту живой массы на 4,94 и 8,47%, по абсолютному – на 4,93 и 7,98%. Высокой предубойной живой массой характеризовались бройлеры из опытных групп CA-II и CA-III, так по данному показателю они превосходили группу С на 4,50 и 7,27%.

Заключение. Включение в рацион цыплят-бройлеров коричного альдегида в количестве 15-55 мг способствовало увеличению поедаемости корма, живой массы, на фоне более низкого расхода корма на прирост 1 кг живой массы и усилению антиоксидантного статуса организма.

Информация о спонсорстве. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-16-00036, https://rscf.ru/project/22-16-00036/

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНГИЦИДОВ И НЕКОРНЕВОЙ ПОДКОРМКИ УДОБРЕНИЯМИ ПРИ ЗАЩИТЕ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЮГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Evgeniy N. Ledovsky — 2024-10-31

В годы с благоприятным увлажнением на юге Западной Сибири резко возрастают потери урожайности зерна яровой пшеницы от листостеблевых инфекций до 30% и более. Применение фунгицидов в комплексе с листовой подкормкой позволяет не только сохранить урожай, но и улучшить его качественные показатели. Исследования проведены в 2018-2021 гг. Почва опытного участка чернозёмно-луговая, тяжелосуглинистая. Четырёхпольный зернопаровой севооборот, предшественник – пшеница после пара. Опыт полевой двухфакторный, площадь делянок 25 м², повторность четырёхкратная. Цель работы – оценка биологической эффективности баковых смесей фунгицидов с карбамидом и жидким комплексным удобрением (ЖКУ) на урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Средняя пораженность посевов мучнистой росой за 4 года – 21,8%, максимум в 2018 – 30,5, видами ржавчин в 2019 – 68, средний показатель – 52,4, в засушливом 2021 – 1,0%. Поражение септориозом незначительное, максимально в 2019 году – 8,6%. Обработка посевов комплексным удобрением снижала развитие мучнистой росы до 32, видов ржавчин до 61,6, септориоза до 28,8%, при работе с карбамидом в меньшей степени. В среднем за годы исследований биологическая эффективность вариантов с Абакус Ультра, фунгицида на основе триазола и стробилурина выше и составила от 52,5 до 99,8%, препарата Титул Трио на основе триазолов ниже, от 45,7 до 97,3%. Баковые смеси фунгицидов и удобрений не снижали своей эффективности против болезней яровой пшеницы. Подкормка ЖКУ обеспечила наиболее стабильный и существенный рост урожайности зерна за период исследований – 0,63, карбамидом 10 кг/га – 0,46, 15 кг/га – 0,40 т/га. Максимальную прибавку – 1,21 т/га обеспечила баковая смесь с Абакус Ультра и ЖКУ, а хозяйственная эффективность, соответственно, 23,8-37,5%. Показана высокая эффективность фунгицида, содержащего стробилурин (пираклостробин), в повышении качественных показателей зерна пшеницы.

МОЛИБДЕН И МЕДЬ В СИСТЕМЕ УДОБРЕНИЯ СОИ

Natalia A. Voronkova — 2024-10-31

Обоснование. В современном земледелии усовершенствование зональной технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и сои с учётом новых знаний в области агрохимии имеет актуальное значение.

Цель исследований. Изучить влияние предпосевной обработки семян молибденом и медью на урожайность и качество семян сои.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2022-2023 гг. на опытном поле лаборатории агрохимии Омского аграрного научного центра в длительном стационарном опыте на основе зернопарового севооборота. Опыт двухфакторный: фактор А – варианты внесения удобрений: 1) без удобрений; 2) предпосевная обработка семян (ПОС) молибдатом аммония (Мо); 3) ПОС Мо + Cu; 4) ПОС Мо + инокуляция семян Ризоторфином; 5) ПОС Мо + Cu + инокуляция. Фактор В – основное внесение минеральных удобрений: 1) Без удобрений (фон 0); 2) внесение удобрений (фон N₃₀P₃₀). Почва опытного участка лугово-чернозёмная среднегумусовая среднемощная тяжелосуглинистая, содержание подвижного фосфора среднее, обменного калия - высокое (по Чирикову), обеспеченность доступными формами молибдена – средняя, медью – низкая. Эмпирически определяли фотосинтетическую продуктивность посевов и симбиотическую способность растений сои, а также содержание белка и жира в семенах, продуктивность культуры в зависимости от изучаемых факторов.

Результаты. Установлено, что максимальная урожайность сои получена при посеве её семенами, обработанными Ризотрофином (штамм 835) и молибденом на фоне внесения N₃₀P₃₀ – 2,75 т/га. Предпосевная обработка семян молибденом оказывает существенное влияние на фотосинтетическую продуктивность посевов (ФПП), облиственность растений увеличивалась на 30%. Интенсификация роста листовой поверхности определила продуктивность культуры, зависимость урожайности от площади и ФПП описывалось уравнением полиноминальной зависимости с тесной корреляцией признаков (r=0,74). Для условий южной лесостепи Западной Сибири выявлено, что максимальная предел площади листьев – 45 м²тыс/га, дальнейшее увеличение листовой поверхности приводило к снижению продуктивности культуры. Применение Ризоторфина, даже при наличии в почве спонтанной симбиотической микрофлоры, достаточно эффективно. Масса и количество клубеньков на корнях сои возросло на 24; 41% соответственно.

Заключение. Исследования показали, что при возделывании сои на лугово-черноземной почве лесостепной зоны Омского Прииртышья наиболее эффективно посев ее обработанными семенами молибденом и Ризоторфином в сочетании с основным внесением макроудобрений.

Информация о спонсорстве. Исследование выполнено в рамках темы государственного задания НИР ФГБНУ «Омский АНЦ» №FNUN-2022-0015 «Создание адаптивных систем земледелия и агротехнологий нового поколения на основе регулирования агрофизических, химических и биологических свойств почвы, фитосанитарного состояния агроценозов, управления потоками биогенных элементов в агроэкосистемах Западной Сибири».

ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ПАСТБИЩА АРИДНОЙ ЗОНЫ ПРИКАСПИЯ

Ludmila P. Rybashlykova — 2024-10-31

Обоснование. На базе анализа ранее проведенных многолетних научных исследований, обоснована разработка данной исследовательской тематики, заключающаяся в изучении влияния агролесомелиорации, с использованием многоярусных древесно-кустарниковых кулисно-полосных насаждений, на продуктивность пастбищ аридной зоны Прикаспия.

Цель исследований – оценка эколого-мелиоративного влияния древесно-кустарниковых кулисно-полосных насаждений на продуктивность и состояние пастбищ в условиях полупустыни.

Материалы и методы. Исследования проводились согласно общепринятым методикам в лесной таксации, почвоведении и геоботанике. Видовой состав травостоя и продуктивность корма изучали на 6 пробных площадях прямоугольной формы площадью 0,30 га. Урожайность подножного корма определяли укосным методом на учётных площадках площадью 2,5 м² в 4-кратной повторности, питательность корма в лабораторных условиях по общепринятым методикам.

Результаты. В результате проведенных исследований в Ногайской степи выявлена высокая мелиоративная эффективность пастбищезащитных насаждений из Ulmus pumila в виде кулис и полос, чередующихся с открытыми участками пастбищной растительности. В Астраханском Заволжье, на бугристо-увалистых песчаных комплексах лесопастбищ, высокой эффективностью обладает сочетание кустарниковых ярусов в виде кулисных и полосных насаждений из Haloxylon aphyllum, Krascheninnikovia ceratoides и Calligonum aphyllum. На территории Чёрных земель Калмыкии, в современных очагах дефляций, надёжным способом фитомелиорации является создание лесопастбищ с защитными полосами и мелиоративно-кормовыми насаждениями из Krascheninnikovia ceratoides и Calligonum aphyllum с учетом того, что ассортимент пород-мелиорантов ограничивается растениями кустарниковой жизненной формы, способными переживать засухи.

Заключение. Для восстановления и повышения продуктивности угодий, а также улучшения качества кормов, наиболее эффективными являются разнотипные пастбищезащитные и мелиоративно-кормовые насаждения из кустарниковых и древесных пород. Лесопастбища в полупустыне, с учётом древесно-кустарниковых насаждений, дают в среднем с единицы площади до 1-3 т/га корма в зависимости от лесистости, что в 1,2-3 раза больше по сравнению с аборигенной растительностью.

Информация о спонсорстве. Исследование было выполнено в рамках Государственного задания «Теоретические основы, базовые принципы и технологии повышения эффективности защитного лесоразведения и комплексной фитомелиорации на деградированных, нарушенных и низкопродуктивных землях засушливой зоны России», № 122020100309-0, «Разработка теории и системы мероприятий устойчивого функционирования пастбищных экосистем в аридных и субаридных зонах Прикаспия», 124013000642-9.