Biosystems Diversity (E-Journal - Dnipro National University)
Not a member yet
1129 research outputs found
Sort by
Особенности продуктивности сосновых древостоев в лесонасаждениях Северной Степи Украины
Get PDFThe aim of this work is the comparative analysis of the productivity of Scots pines in pure and mixed plantations with main and accompanying species in the Northern Steppe of Ukraine We analysed the taxation parameters such as height, diameter, stand density, which vary with the age of the stand and composition of the plantation. Within the study area pines grow mainly in pure stands (81.9%). The share of mixed forest stands in the study area is only 18.1%. The analysis of representation of age structure showed the presence of the same proportion of the young age group in pure and mixed stands, the dominant share being taken up by middle-aged monoculture stands, and thus a smaller area taken up by mature and overmature pines. The average stand density per 1 ha in pure stands of all age groups is 17% higher than in mixed stands. The dynamics of variations of such biometric data as average height, diameter and density for the different compositions of Scots pine stands were measured for 14 age classes. The mean heights of the pure and mixed stands are vere close, while the average diameter gradually increased with age, reaching its maximum in overmature plantations. The research results showed that there is an excess of this parameter in the mixed compared with the pure stands. We did not find significant differences between middle age pure and mixed stands in accumulation of stand density. But pure pine stands show a clear tendency to dominate in wood accumulation in all age classes through the period of growth. The greatest difference between pure and mixed stands in the mean stand density was observed for those of middle-age. The average stand density in the pure stands was up to 32% higher than the mixed. The area distribution of Scots pine stands according to productivity was as follows. The largest area for both pure and mixed stands was occupied by trees of quality class I, which took up 54.3% of the total pure pine acreage and 41.9% of the mixed stand acreage. The second position was occupied by quality class II, which occupied 27.6% of total pure pine acreage and 36.6% of mixed stand acreage with the perecentage of total stand density at 23.6% and 35.1% respectively. In general, the value of the average stand density falls as the quality class decreases, and essentially depends on the composition of plantations: in pure stands, it is higher than in mixed. The investigated values of the biometric parameters are statistically significant for both the pure and the mixed stands. Проанализирована возрастная структура древостоев сосны обыкновенной (PinussylvestrisL.) в чистых и смешанных лесонасаждениях Северной Степи Украины. Показано превалирование доли средневозрастных монокультур сосны. Средний запас древесины на 1 га во всех исследуемых возрастных группах однопородных насаждений превышает таковую в смешанных максимум на 17%. Приведена динамика изменений биометрических показателей (высоты, диаметра и запаса древесины) для разных по составу сосновых насаждений. По сравнению со средней высотой, показатель средного диаметра имеет большую зависимость от возраста, что особенно характерно для древостоев смешанного типа. Наблюдается тенденция доминирования формирования древесины в чистых по составу насаждениях во всех исследуемых классах возраста на 3–32 %. Показано падение величины среднего запаса по мере снижения бонитетного класса, которое в чистых насаждениях выше, сравнительно со смешанными. Приведены статистически достоверные значения зависимости таксационных параметров древостоев от возраста, как в чистых, так и смешанных. Проанализирована возрастная структура древостоев сосны обыкновенной (PinussylvestrisL.) в чистых и смешанных лесонасаждениях Северной Степи Украины. Показано превалирование доли средневозрастных монокультур сосны. Средний запас древесины на 1 га во всех исследуемых возрастных группах однопородных насаждений превышает таковую в смешанных максимум на 17%. Приведена динамика изменений биометрических показателей (высоты, диаметра и запаса древесины) для разных по составу сосновых насаждений. По сравнению со средней высотой, показатель средного диаметра имеет большую зависимость от возраста, что особенно характерно для древостоев смешанного типа. Наблюдается тенденция доминирования формирования древесины в чистых по составу насаждениях во всех исследуемых классах возраста на 3–32 %. Показано падение величины среднего запаса по мере снижения бонитетного класса, которое в чистых насаждениях выше, сравнительно со смешанными. Приведены статистически достоверные значения зависимости таксационных параметров древостоев от возраста, как в чистых, так и смешанных.
Оцінка і прогноз інвазійності деяких адвентивних рослин за впливу кліматичних змін у степовому Придніпров’ї
Get PDFThe flora of the steppe Dnieper region is characterized by an abundance of naturalized alien species, some of which colonised over the last decade. Climate change, associated primarily with increasing temperature, became clearly manifested in this period. We tested the hypothesis that there is an association between climate change and the initiation of invasiveness of some alien plant species in the steppe Dnieper region. For this purpose, comparative studies of the distribution boundaries of naturalized alien trees, shrubs and herbaceous plants were conducted. Along the research route numerous 5–10-year-old broadleaf linden trees (Tilia platyphyllos Scop.) were found in the man-made plantation communities of Dnipro city in areas with moist soil; seeded undergrowth was located at a significant distance from the adult linden plants. Numerous groups of young 7–10-year-old plants of the smoke trees (Cotinus coggygria Scop.), which had a seed origin, were found in the shelterbelt and urban recreational plantations. Young 10–12-year-old virginal and generative plants of the black cherry (Padus serotina Ehrh.) were found in large numbers in both the semi-natural and artificial plant communities at great distances from the adult trees. The alien plant species common hackberry (Celtis occidentalis L.) showed the ability to form fairly sparse seminal seedlings, which was presented by the plants at the age of 4–7 years in both the natural and urban plant communities. The perennial herbaceous plant common milkweed (Asclepias syriaca L.) was found in the course of the research in ruderal habitats, urban plant communities, and also in the agrocoenoses. The common milkweed reached its greatest abundance in fields of winter crops, where the spread of this species was accompanied by a sharp decrease in the number of other species of segetal plants. Our study results confirm that the extension of the distribution boundaries of alien species over the last decade was not related to the ground conditions of the steppe Dnieper region. At the same time, changes in climatic conditions were favourable for some naturalized alien species because they have created the opportunity for seed reproduction of species away from the maternal plants. Alien species C. coggigria, P. serotina and A. syriaca were also the most sensitive to the influence of the climate changes. Consequently, these species have the greatest potential for increasing their level of invasiveness and endangering the biodiversity in the steppe Dnieper region under conditions of climate change. We suggest that a simultaneous initiation of invasiveness of these several alien species leads to an increase in the degree of threat to the diversity of natural plants in the region. The study results confirm the urgent need for analysis and forecasting of the consequences of introduction of alien species, in order to prevent the undesirable effects that this would bring for the region’s native vegetation. Досліджено зміни меж розповсюдження натуралізованих адвентивних деревних, чагарникових і трав’янистих рослин у степовому Придніпров’ї на фоні кліматичних флуктуацій упродовж останніх десятиліть. Показано наявність віддаленої від материнських рослин насіннєвої порослі липи широколистої (Tilia platyphyllos Scop.) у штучних фітоценозах міста Дніпро на ділянках із свіжуватими та свіжими гігротопами. Скумпія звичайна (Cotinus coggigria Scop.) утворила чисельний насіннєвий підріст у полезахисних насадженнях та міських рекреаційних зонах. У напівприродних і штучних фітоценозах знайдено віргінільні та генеративні рослини черемхи пізньої (Padus serotina Ehrh.) насіннєвого походження. У природних екотопах і міських фітоценозах зафіксовано насіннєву поросль каркасу західного (Celtis occidentalis L.). Виявлено проникнення ваточника сирійського (Asclepias syriaca L.) у міські фітоценози, а також різке зростання його чисельності в агроценозах, особливо у посівах озимих культур, де інвазія ваточника супроводжувалась зниженням чисельності інших сегетальних видів. Зроблено припущення, що саме кліматичні зміни останніх десятиліть створили для досліджених адвентивних видів сприятливі умови для формування життєздатного насіння та його проростання. Адвентивні види C. coggigria, P. serotina та A. syriaca виявили найбільшу чутливість до кліматичних змін, отже мають високий потенціал щодо посилення інвазійності та загрози біорізномініттю у степовому Придніпров’ї. Наголошується на необхідності аналізу та прогнозування можливих віддалених наслідків інтродукції чужорідних рослинних видів.Досліджено зміни меж розповсюдження натуралізованих адвентивних деревних, чагарникових і трав’янистих рослин у степовому Придніпров’ї на фоні кліматичних флуктуацій упродовж останніх десятиліть. Показано наявність віддаленої від материнських рослин насіннєвої порослі липи широколистої (Tilia platyphyllos Scop.) у штучних фітоценозах міста Дніпро на ділянках із свіжуватими та свіжими гігротопами. Скумпія звичайна (Cotinus coggigria Scop.) утворила чисельний насіннєвий підріст у полезахисних насадженнях та міських рекреаційних зонах. У напівприродних і штучних фітоценозах знайдено віргінільні та генеративні рослини черемхи пізньої (Padus serotina Ehrh.) насіннєвого походження. У природних екотопах і міських фітоценозах зафіксовано насіннєву поросль каркасу західного (Celtis occidentalis L.). Виявлено проникнення ваточника сирійського (Asclepias syriaca L.) у міські фітоценози, а також різке зростання його чисельності в агроценозах, особливо у посівах озимих культур, де інвазія ваточника супроводжувалась зниженням чисельності інших сегетальних видів. Зроблено припущення, що саме кліматичні зміни останніх десятиліть створили для досліджених адвентивних видів сприятливі умови для формування життєздатного насіння та його проростання. Адвентивні види C. coggigria, P. serotina та A. syriaca виявили найбільшу чутливість до кліматичних змін, отже мають високий потенціал щодо посилення інвазійності та загрози біорізномініттю у степовому Придніпров’ї. Наголошується на необхідності аналізу та прогнозування можливих віддалених наслідків інтродукції чужорідних рослинних видів
Багаторічні зміни просторової структури популяцій рудої нориці (Myodes glareolus) грабової діброви
Get PDFThis article presents the results of research on changes in the spatial structure of a population of bank vole (Myodes glareolus Schreber, 1780) in the context of a study of multiannual dynamics of population density. The field research took place in Kaniv Nature Reserve, Cherkassy region, Ukraine, in May – June 2009–2012. In forest biotopes of the reserve the dominant mammal species is the bank vole The period of research spanned four consecutive phases of long-term dynamics of density of population of this species, and also of the rodent community in general (growth – peak – decline – depression). The trapping of the animals was carried out by means of the traditional method of study plots. Parameters of spatial distribution of individuals – aggregation coefficient (K) and density of individuals within concentrations (m) – make it possible to gain an adequate impression of the structure of populations on the basis of data on distribution of individuals within the study plots. It has been established that the spatial structure of populations of rodents naturally changes in the course of multiannual dynamics of the population. During alternation of separate phases reorganizations of the spatial distribution of bank vole populations consisted of changes in the quantity and size of concentrations, and also the density of their placement. A scheme of changes in spatial structure in conditions of cyclic fluctuations of density is presented. Absence of concentration during the depression phase of dynamics is defined by the insignificant number of consumers of environmental resources, which causes a surplus and availability of these resources and is indicated also by the fact that compact distribution of animals interferes with successful realization of reproductive potential. Intensive reproduction and rapid rate of increase in a population, which are characteristic of a growth phase, cause formation and growth of separate concentrations. Increase in their area prevents rapid growth of density within these populations, and action of negative effects of overpopulation is weakened by redistribution of young animals. The phase of peak population causes merging of borders between separate concentrations and the creation of a uniform concentration with a high internal density. Later (decline phase) such concentration breaks up into a number of small concentrations which are concentrated in the most optimum habitats. We found that multiannual "pulsation" of the spatial structure of a population occurs over absolutely different time periods and is similar to the seasonal pulsation. It is possible to draw analogies between separate phases (years) of dynamics and certain seasons because at such stages the development of populations has similar patterns. Досліджено закономірний характер змін просторової структури популяції рудої нориці (Myodes glareolus), а також усього угруповання лісових гризунів на території Канівського природного заповідника. Визначено параметри просторового розподілу (агрегованість і щільність організмів у скупченнях) упродовж різних фаз багаторічної динаміки щільності населення, на підставі яких запропоновано схему змін структури у разі циклічних коливань щільності. Відсутність агрегованості на фазі депресії визначається незначною кількістю споживачів ресурсів, що зумовлює надлишковість і доступність останніх, а також тим, що компактне розташування тварин перешкоджає успішній реалізації потенціалу відтворення. Напружене розмноження та швидкий темп збільшення популяції, характерні для фази росту, зумовлюють утворення та розростання поодиноких агрегацій. Збільшення їх площ запобігає швидкому росту скупченості всередині них, дія негативних ефектів перенаселення послаблюється шляхом розселення молодняка. Досягнення популяцією пікових значень своєї чисельності спричинює злиття меж між окремими скупченнями та утворення єдиної агрегації з високою внутрішньою щільністю. У подальшому (на фазі спаду) така агрегація розпадається на низку дрібних скупчень, які зосереджені в місцемешканнях із найсприятливішими умовами. Багаторічна та сезонна динаміка просторової структури популяції та угруповання гризунів у цілому, незважаючи на реалізацію у межах різних часових інтервалів, характеризуються схожими рисами
Сезонна динаміка угруповань прибережного зоопланктону річки Удай у межах Національного природного парку «Пирятинський»
Get PDFThe increase in anthropogenic impact on aquatic ecosystems causes significant alterations in the composition and structure of hydrobiont groups. These processes are characteristic of the hydrobiocenoses of the Uday River, the valley of which lies within the National Nature Park "Pyryatynsky", established in 2009 in the Pyryatyn district of Poltava region. Within this protected area it is convenient to carry out continuous monitoring of changes in anthropogenic load on shore ecosystems of the river. One of the most convenient monitoring groups is zooplankton, which is one of the essential components of the trophic networks of aquatic ecosystems and which is the feeding basis of planktonophagous and young fish. The object of this research was the major groups of zooplankton: rotifers (class Eurotatoria), cladocerans (class Branchiopoda, order Cladocera), different age stages of copepods (class Copepoda), ostracods (class Ostracoda). Zooplankton were collected in the daytime in spring (mid April), summer (end of July) and autumn (late September) 2016 within eight research stations. As a result of the conducted research, 69 species of zooplankton were registered within the littoral water area of the Uday River. Monogonont rotifers numbered 19 (27.5%) species, bdelloid rotifers (subclass Bdelloidea), cladocerans – 33 (47.9%) species, copepods – 17 (24.6%). According to the faunal spectrum in the zooplankton groups, representatives of the cladoceran complex predominated. This is due to the favourable conditions for the development of filtrators, of which a considerable part is cladocerans. Three species of rotifers were identified in Poltava region for the first time: Beauchampiella eudactylota (Gosse, 1886), Dipleuchlanis propatula (Gosse, 1886), Mytilina acanthophora (Hauer, 1938). During the spring, 33 species of zooplankton were collected: rotifers – 10 species, cladocerans – 14, copepods – 9 species. In summer 41 species were registered, including rotifers – 10, cladocerans – 18, and copepods – 13. In autumn 37 species were found: 6 species of rotifers, cladocerans – 21 and copepods – 10. The species composition of the zooplankton in different seasons had a low similarity, as evidenced by Jaccard index: spring and autumn (J = 25.4), spring and autumn (J = 34.5), and summer and autumn (J = 34.6). In the spring, pelagic (36.3%) and phytophilic (45.6%) groups prevailed, and phytophilic dominated in summer (41.4%) and autumn (48.7%). Of the various groups classified according to feeding type, representatives of the peaceful group dominated in all the studied seasons, in spring comprising 69.7%, in summer – 65.8%, and in autumn – 73%. The density and biomass of zooplankton of the Uday River were “low” in spring and summer, and "very low" – in autumn. Наведено результати аналізу сезонної динаміки угруповань зоопланктону річки Удай в межах Національного природного парку «Пирятинський» за 2016 рік. Видове багатство у межах восьми дослідних станцій представлене 69 видами моногононтних коловерток, гіллястовусих і веслоногих ракоподібних. Уперше для Полтавської області визначено три види коловерток: Beauchampiellaeudactylota (Gosse, 1886), Dipleuchlanispropatula (Gosse, 1886), MytilinaacanthophoraHauer, 1938. Максимальне видове багатство (41 вид) зареєстровано влітку, що пов’язано з бурхливим розвитком макрофітів (і оптимальною для них температурою). Протягом трьох сезонів за фауністичним спектром в угрупованнях зоопланктону переважали представники кладоцерного комплексу. Виявлено невисокі значення індексу видової схожості Жаккара для різносезонних угруповань зоопланктону: J = 25,4–34,6. Проаналізовано сезонні зміни основних екологічних показників угруповань зоопланктону: екологічний спектр, тип живлення, щільність, біомаса. В угрупованнях зоопланктону протягом року відбулася зміна домінантної пелагічної групи на фітофільну. Для таких водойм, як річка Удай, класичним виявився трофічний спектр угруповань зоопланктону, представлений трьома групами, значний відсоток з яких склали мирні представники: весна – 69,7%, літо – 65,8%, осінь – 73,0%. Навесні в межах зарослого біотопу та на чистоводді відмічено найвищі показники щільності та біомаси.
Population analysis of Asarum europaeum in the Northeast of Ukraine
Get PDFAn analysis of populations of Asarum europaeum L. in forest ecosystems of the North East of Ukraine during the growing periods of 2004–2015 was carried out. In carrying out field research we used standard methods of ecology, geobotany such as study plots of 400 m2, and for detailed elaboration of the surface layer we used study plots of 100 m2. According to the results of the examination of plots of the size 50 x 50 cm, we obtained data on the number and density of individuals within populations. We found that populations of this species often dominate in the lower tiers of broadleaf and mixed forests in the region under research. We identified the basic population characteristics of the species and described its growth and development in three subformations: Querceta roboris, Pineta sylvestris, Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris). It was found that according to the time gradient, depending on meteorological conditions, the projective cover and the average population density of the plants vary. Based on the average growth rate of the plants, the balance of morphogenesis in the course of the plants’ ontogenesis was determined. We found that the best conditions for the growth and development of A. europaeum are provided in the North East of Ukraine in the subformation of Querceta roboris. The results of the analysis of ontogenetic state of partial bushes in populations of A. europaeum are described. It was found that populations in the subformation Querceta roboris and Pineta sylvestris were full-membered, while in the subformation Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris) they were not fully-membered with fallout of seedlings and juvenile plants. It was found that the population of A. europaeum in the Pineta sylvestris subformation, is left sided, with the peak number in pregenerative partial bushes – this was the youngest population with the highest Index innovation value and the lowest Index senilis value. The Index senilis of the youngest population is 0.14 while the Index generative is 45.0%. The population of A. europaeum in the subformation of Querceta roboris was more mature: Index senilis is equal to 0.19, the age range of the left-hand side with the peak on the partial bushes g1, Index generative reaches 55.4%. In the population with the subformation Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris) Index senilis is significantly greater than one and equals 2.35. In the oldest population, the age spectrum is centered with the peak on generative partial bushes, the Index generative is high and equals 68.5%. This vital analysis of the population structure is based on a sample of more than 3,000 partial shrubs. The key signs of vitality were: total phytomass (W), leaf surface (A) and reproductive effort (RE1). It has been established that two of the three studied populations of A. europaeum are in equilibrium (from the subformations of Pineta sylvestris and Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris) and one is flourishing.An analysis of the populations of Asarum europaeum L. in forest ecosystems of the North East of Ukraine during the growing periods of 2004–2015 was carried out. In carrying out field research we used standard methods of ecology, geobotany such as study plots of 400 m2, and for detailed elaboration of the surface layer we used study plots of 100 m2. According to the results of the examination of plots of the size 50 x 50 cm, we obtained data on the number and density of individuals within populations. We found that populations of this species often dominate in the lower tiers of broadleaf and mixed forests in the region under research. We identified the basic population characteristics of the species and described its growth and development in three subformations: Querceta roboris, Pineta sylvestris, Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris). It was found that according to the time gradient, depending on meteorological conditions, the projective cover and the average population density of the plants vary. Based on the average growth rate of the plants, the balance of morphogenesis in the course of the plants’ ontogenesis was determined. We determined that the most optimal conditions for the growth and development of A. europaeum are provided in the North East of Ukraine in the subformation of Querceta roboris. The results of the analysis of ontogenetic state of partial bushes in populations of A. europaeum are described. It was found that populations in the subformation Querceta roboris and Pineta sylvestris were full-membered, while in the subformation Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris) it was unfully-membered with fallout of seedlings and juvenile plants. It was found that the population of A. europaeum in the Pineta sylvestris subformation, is left sided, with the peak number in pregenerative partial bushes – this was the youngest population with the highest Index innovation value and the lowest Index senilis value. The Index aetas of the youngest population is 0.14 while the Index generative is 45.0%. The population of A. europaeum in the subformation of Querceta roboris was more mature: Index aetas is equal to 0.19, the age range of the left-hand side with the peak on the partial bushes g1, Index generative reaches 55.4%. In the population with the subformation Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris) Index aetas is significantly greater than one and equals 2.35. In the oldest population, the age spectrum is centered with the peak on generative partial bushes, the Index generative is high and equals 68.5%. This vital analysis of the population structure is based on a sample of more than 3,000 partial shrubs. The key signs of vitality were: total phytomass (W), leaf surface (A) and reproductive effort (RE1). It has been established that two of the three populations studied A. europaeum are in equilibrium (from the subformations of Pineta sylvestris and Acereto (platanoiditis) – Querceta (roboris)) and one is flourishing.
Вплив забруднення повітря сполуками фтору, сірки та азоту на активність пероксидази та поліфенолоксидази у листках деревних і чагарникових рослин
Get PDFThe productive activity of man results in contamination of the environment which causes substantial damage to ecosystems, upsetting their balance, species composition, etc. Within industrial areas, plants suffer significant harm. At the same time, plant organisms play an important role in optimization of the environment, performing sanitary-hygienic, landscaping and aesthetic functions. In this context, we investigated the influence of industrial contamination of air by fluorine, sulphur and nitrogen compounds on the activity of peroxidase and polyphenoloxidase in ten types of arboreal and shrub plants which differ in their resistance to air pollution. Our research was conducted on the basis of a full multivariate experiment with two levels of factors. Peroxidase activity was determined by a colorimetric method according to the duration of oxidization of benzidine. For determination of polyphenoloxidase activity we determined the duration of oxidization of p-phenilendiamin according to the change in optical density of the solution. Pollutants have a significant influence on activity of the investigated enzymes in the leaves of the plant species studied, which depends on the resistance of the plants to contamination, and also the composition and concentrations of pollutants. With resistant species (Ligustrum vulgare L., Quercus robur L., Lonicera tatarica L., Eleagnus angustifolia L., Philadelphus coronaria L.) peroxidase activity either did not change or rose by 11.2–64.1% compared to the control, depending on the composition of pollutants, their concentrations and the duration of their activity. Polyphenoloxidase activity in these plants did not significantly change in most variants of the experiment, although high concentrations of pollutants resulted in suppression of the activity of this enzyme by 26.1–37.6%. In species with variable tolerance which did not experience damage, peroxidase function did not change. Species sensitive to pollutants (Sorbus aucuparia L., Fraxinus lanceolata Borkh) were characterized by the significant decline in peroxidase and polyphenoloxidase activity, by 18.7–79.1% and 20.5–71.2% respectively, depending on the duration of action of the gases in all variants of the experiment. In species with variable tolerance (Aesculus hippocastanum L., Acer negundo L., Populus simonii Carriere) the reaction to the pollutants was ambiguous in nature and depended on the presence of damage. If the leaves of these plants did not show visible damage (necrosis), then activity of the enzymes did not change. When there was damage to leaf laminae this index decreased in relation to control by 17.3–60.1% for peroxidase and 24.7–57.3% for polyphenoloxidase. Significant negative linear correlation was found between activity of antioxidant enzymes and damage to leaves of the investigated plants: the coefficients of correlation were –0.385 between peroxidase activity and damage and –0.130 between polyphenoloxidase activity and damage. The character of changes in peroxidase and polyphenoloxidase activity show that these enzymes play a considerable role in the detoxication of pollutants and that there is a reduction in their influence on metabolic processes of plant organisms. Виробнича діяльність людини забруднює довкілля, що чинить суттєвий негативний вплив на екосистеми, порушуючи їх баланс, видовий склад тощо. Значної небезпеки у промислових районах зазнають рослини. Рослинні організми відіграють важливу роль в оптимізації довкілля, виконуючи санітарно-гігієнічну, архітектурно-планувальну та естетичну функції. У зв’язку з цим ми досліджували вплив промислового забруднення повітря комплексом сполук фтору, сірки та азоту на активність пероксидази та поліфенолоксидази у десяти видів деревних і чагарникових рослин, що різняться стійкістю до забруднення повітря. Досліди вели за схемою повного багатофакторного експерименту з двома рівнями факторів. Активність пероксидази визначали колориметричним методом за часом окиснення бензидину. Для визначення активності поліфенолоксидази встановлювали термін окиснення n-фенілендіаміну за зміною оптичної густини розчину. Отримані результати оброблені статистично за допомогою дисперсійного аналізу та множинного порівняння середніх. Полютанти чинять вірогідний вплив на активність досліджуваних ферментів у листках рослин, який залежить від стійкості виду до забруднення, складу та концентрацій забруднювачів. У стійких видів (Ligustrum vulgare L., Quercus robur L., Lonicera tatarica L., Eleagnus angustifolia L., Philadelphus coronaria L.) активність пероксидази або не змінюється, або підвищується на 11,2–64,1% порівняно з контролем залежно від складу забруднювачів їх концентрацій та терміну дії. Активність поліфенолоксидази у цих видів у більшості варіантів досліду не зазнала вірогідних змін, хоча високі концентрації полютантів спричинили пригнічення активності ферменту на 26,1–37,6%. У видів зі змінною стійкістю за відсутності пошкоджень пероксидазна функція не змінюється. Чутливі до полютантів види (Sorbus aucuparia L. та Fraxinus lanceolata Borkh) характеризуються вірогідним зниженням активності пероксидази та поліфенолоксидази на 18,7–79,1% та 20,5–71,2%, відповідно, залежно від терміну дії газів у всіх варіантах досліду. У видів зі змінною стійкістю (Aesculus hippocastanum L., Acer negundo L. та Populus simonii Carriere) реакція відповіді неоднозначна (залежить від наявності пошкоджень). Якщо листя цих рослин не має видимих пошкоджень (некрозів), активність ферментів не змінюється. За наявності уражень листкових пластинок цей показник знижувався відносно контролю на 17,3–60,1% для пероксидази та 24,7–57,3% для поліфенолоксидази. Виявлено негативну вірогідну лінійну кореляцію між активністю антиоксидантних ферментів і пошкоджуваністю листя досліджуваних рослин: коефіцієнти кореляції становлять –0,385 між активністю пероксидази та пошкоджуваністю та –0,130 між активністю поліфенолоксидази та пошкоджуваністю. Характер змін активності пероксидази та поліфенолоксидази дозволяє зробити висновок про значну роль ферментів у детоксикації полютантів і зменшенні їх впливу на обмінні процеси в рослинних організмах
Реакція фотосинтетичного апарату представника екстразональної рослинності степу Quercus robur на забруднення атмосфери транспортними емісіями
Get PDFWe examined the vital condition of the common oak (Quercus robur L.) in plantations of different categories in Dnipro-city. In the investigated plantations, differences in the individual resistance of plants were recorded. The patterns of changes in the pigmented complex of leaves exposed to atmospheric pollution from motor vehicle emissions were studied in connection with the life state of oak trees. The content of chlorophyll a had, in all variants of the experiment, significantly higher values than chlorophyll b. Chlorophyll a accounted for 52.4–75.0% of the total content of chlorophylls, and chlorophyll b (25.0–47.6%). Regardless of the level of air pollution, relatively healthy oak plants were characterized by a high content of pigments activity in the photosynthetic apparatus of the leaves. A chronic moderate influence of motor vehicle emissions had a positive effect on the content of green pigments and carotenoids. Increase in the intensity of transport emissions resulted in a significant reduction in the accumulation of chlorophylls and to an increase in carotenoids. The stability of the chlorophyll a / chlorophyll b ratio under the influence of motor vehicle emissions was been registered. Only severely damaged common oak trees showed a decrease of this parameter by 29.3% compared with healthy and moderately weakened specimens of oak. The values of the coefficients of variation in the content of chlorophylls, their amounts and ratios, as well as carotenoids were low and represent less than 19.0%, while the amplitude of the variability of the studied parameters of the pigment complex, depending on the life state of plants and the intensity of transport emissions, was quite significant: the highest fluctuations in the сontent indexes were recorded for chlorophyll a, the sum of chlorophylls a + b in trees from the park area and the area with a medium level of pollution, chlorophyll b only in oaks from the street with an average level of air pollution by transport emissions. The smallest variability was a characteristic of the ratio of chlorophylls a / b and the content of carotenoids. Low values of the ratio of the sum of chlorophylls a + b to carotenoids (4.3–5.2) indicate the stress state of oak plants in urban environments.268
Визначено життєвий стан дерев дуба звичайного (Quercus robur L.) у насадженнях різних категорій м. Дніпро. У досліджених насадженнях зареєстровано відмінності в індивідуальній стійкості рослин. Вивчено закономірності змін у пігментному комплексі листя в умовах забруднення атмосфери викидами автотранспорту та у зв’язку із життєвим станом дерев дуба. Вміст хлорофілу а за всіх варіантів досліду має набагато вищі значення, ніж хлорофіл b. На хлорофіл а припадає 52,4–75,0% від загального вмісту хлорофілів, а на хлорофіл b – 25,0–47,6%. Незалежно від рівня забруднення повітря полютантами, відносно здоровим рослинам дуба притаманна висока за вмістом пігментів активність фотосинтетичного апарату листків. Помірний хронічний вплив викидів автотранспорту мав позитивний ефект на вміст зелених пігментів і каротиноїдів. Підвищення рівня інтенсивності транспортних емісій викликало суттєве зниження акумуляції хлорофілів та підвищення каротиноїдів. Зареєстровано стабільність співвідношення хлорофіл а / хлорофіл b за впливу викидів автотранспорту. Тільки сильно пошкоджені дерева дуба звичайного показали зниження цього параметра на 29,3% порівняно зі здоровими та ослабленими екземплярами. Значення коефіцієнтів варіації вмісту хлорофілів, їх суми та співвідношення, а також каротиноїдів невисокі та складають менше 19%, у той час як амплітуда мінливості вивчених параметрів пігментного комплексу залежно від життєвого стану рослин та інтенсивності транспортних емісій доволі суттєва: найбільші коливання показників вмісту зареєстровані для хлорофілу а, суми хлорофілів а + b у дерев із паркової зони та території із середнім рівнем забруднення, а хлорофілу b тільки у дубів із вулиці із середнім рівнем забруднення атмосфери транспортними емісіями. Найменша варіабельність притаманна показнику співвідношення хлорофілів а/b і вмісту каротиноїдів. Низькі значення співвідношення суми хлорофілів а + b до каротиноїдів (4,3–5,2) свідчать про стресовий стан рослин дуба в умовах міського середовища.268
Визначено життєвий стан дерев дуба звичайного (Quercus robur L.) у насадженнях різних категорій м. Дніпро. У досліджених насадженнях зареєстровано відмінності в індивідуальній стійкості рослин. Вивчено закономірності змін у пігментному комплексі листя в умовах забруднення атмосфери викидами автотранспорту та у зв’язку із життєвим станом дерев дуба. Вміст хлорофілу а за всіх варіантів досліду має набагато вищі значення, ніж хлорофіл b. На хлорофіл а припадає 52,4–75,0% від загального вмісту хлорофілів, а на хлорофіл b – 25,0–47,6%. Незалежно від рівня забруднення повітря полютантами, відносно здоровим рослинам дуба притаманна висока за вмістом пігментів активність фотосинтетичного апарату листків. Помірний хронічний вплив викидів автотранспорту мав позитивний ефект на вміст зелених пігментів і каротиноїдів. Підвищення рівня інтенсивності транспортних емісій викликало суттєве зниження акумуляції хлорофілів та підвищення каротиноїдів. Зареєстровано стабільність співвідношення хлорофіл а / хлорофіл b за впливу викидів автотранспорту. Тільки сильно пошкоджені дерева дуба звичайного показали зниження цього параметра на 29,3% порівняно зі здоровими та ослабленими екземплярами. Значення коефіцієнтів варіації вмісту хлорофілів, їх суми та співвідношення, а також каротиноїдів невисокі та складають менше 19%, у той час як амплітуда мінливості вивчених параметрів пігментного комплексу залежно від життєвого стану рослин та інтенсивності транспортних емісій доволі суттєва: найбільші коливання показників вмісту зареєстровані для хлорофілу а, суми хлорофілів а + b у дерев із паркової зони та території із середнім рівнем забруднення, а хлорофілу b тільки у дубів із вулиці із середнім рівнем забруднення атмосфери транспортними емісіями. Найменша варіабельність притаманна показнику співвідношення хлорофілів а/b і вмісту каротиноїдів. Низькі значення співвідношення суми хлорофілів а + b до каротиноїдів (4,3–5,2) свідчать про стресовий стан рослин дуба в умовах міського середовища
Фенологія нересту плоскирки (Blicca bjoerkna) у біотопах природного заповідника «Дніпровсько-Орільський» залежно від сезонної зміни температур
Get PDFThis paper examines the relationship between climatic conditions and the phenology of spawning of the white bream Blicca bjoerkna (Linnaeus, 1758) in natural habitats of the "Dnipro-Orylskiy" Nature Reserve. The characteristic of spawning distribution is symmetric, as the asymmetry coefficients do not significantly differ from zero. The distribution of the timing of spawning and its duration are also characterized by excesses, which do not significantly differ from zero alternatives. Analysis of meteorological data for the period of study allowed us to determine the trends in temperature variation, which correlate with the temperature of the water. Spawning events in any given year take place entirely within an upward temperature progression that can be accurately described by a linear equation in the form: Y = b + a · x, where Y – ten-day average temperature; x – the order of decades for I–VI months of the year, a and b – the parameters of the equation. The same equation can be used to describe downward movements in the temperature for decades during the VII–XII months of the year. Regression parameters and coefficients of determination have the following environmental sense. For the ascending temperature branch the regression coefficient b will decrease in proportion to the increase in the contrast between winter and summer temperatures. Due to the fact that linear approximation is a certain generalization of the sinusoid natural course of temperature, it should be borne in mind that the highest summer temperatures are close to the change in direction in the course of temperature from increase to decrease. Therefore, the coefficient b will largely depend on the minimum winter temperatures and should be interpreted as a marker of the coldness of the winter. This interpretation is all the more justified because we are concerned here with assessment of the impact on fish spawning, and the processes that precede spawning events clearly have importance for their explanation. Changes in the direction of the course of temperature which occur after spawning have no value in explaining spawning. If we consider coefficient b beyond the environmental context, then certainly this figure depends on the coldness of the winter and equally on the warmness of the summer. Similar considerations lead us to interpret the coefficient b of a descending branch as a marker of the warmness of the summer. Comparison of the ascending temperature branch of the current year and the descending branch of the previous year gives the coefficient of correlation between these parameters of linear regression r = –0.10, P = 0.39. This result confirms our assumption that the coefficient b of a descending branch is a marker of the warmness of summer, because if it were a marker of the coldness of a winter, then the coefficient of correlation parameters for the temperature course that are common for this winter would be statistically significant. In addition, the absence of connections indicates that these coefficients provide independent and additional information about the weather conditions. Coefficient a for the ascending branch characterizes the rate of warming during the spring, ie the rate of onset of summer, and for the descending branch – the rate of cooling in the fall, that is the speed of the onset of winter. The linear model reflects the general trend of warming in spring and cooling in autumn. In reality, the course of temperature change is by its nature a complex oscillatory process. Therefore the coefficient of determination of linear regression indicates the extent of correspondence of the real process to the linear model. Significant deviations from the general trend lead to a reduction in the coefficient of determination. These variations are the result of processes of sharp warming, alternating with periods of abrupt cooling. The more such events occur, the smaller the coefficient of determination. Thus, to describe the timing of spawning events we can examine the impact on them of such factors as regression model parameters for the current year for the ascending branch of temperature changes and parameters for the model of the previous year for the descending branch of temperature changes. As a result of our studies, we found that during the period 1997–2015 the typical course of temperature during the year is characterized by two branches: ascending and descending. The data obtained support the hypothesis that the onset of the various phases of spawning (the beginning of spawning, the end of spawning, spawning duration) is explained by temperature variation of the current year up to the spawning event and by temperature variation in the preceding year. The timing of the spawning of B. bjoerkna can be described at a statistically significant level by multidimensional factors reflecting the peculiarities of weather conditions and habitat type. The colder the previous summer and the winter of the current year and the fewer variables there are in the course of temperature, the later spawning occurs. The warmer the previous summer and the colder the winter of the current year, the later the spawning ends. Temperature variability in the course of temperature contributes to an earlier completion of spawning. There is a strong correlation between the beginning and the end of the spawning season so the impact of environmental factors at the beginning of spawning is also reflected in the timing of the end of spawning. The influence of conditions in the current year on the end of spawning is conditioned by the timing of the onset of spawning and the impact of weather conditions of the previous year on the end of spawning has independent significance. Установлено залежності фенології нересту плоскирки Bliccabjoerkna (Linnaeus, 1758) у біотопах природного заповідника «Дніпровсько-Орільський» від кліматичних умов. Протягом 1997–2015 рр. нерест плоскирки починався у діапазоні від 29 квітня до 23 травня (на 118–142-гу добу поточного року), а закінчувався в діапазоні від 20 травня до 12 червня (на 139–162-гу добу). Таким чином, нерест тривав 10–30 діб. Типовий хід температури протягом року характеризується наявністю двох гілок: висхідної та низхідної. Одержано дані, які підтверджують гіпотезу про те, що для пояснення часу настання етапів нересту значення має хід температури цього року до моменту настання події (початок нересту, кінець нересту, тривалість нересту) та хід температур минулого року. Терміни початку нересту плоскирки статистично вірогідно можуть бути описані за допомогою багатовимірних факторів, які відображають особливості метеорологічних умов та типів біотопу. Нерест настає тим пізніше, чим холодніші минуле літо та поточна зима, а також чим менш варіабельний хід температур. Кінець нересту настає тим пізніше, чим тепліше попереднє літо та чим холодніша зима. Варіабельність ходу температур сприяє ранньому завершенню нересту. Між термінами початку та кінця нересту існує сильний кореляційний зв’язок, тому вплив екологічних факторів на початок нересту віддзеркалюється також у термінах кінця нересту. Вплив умов поточного року на кінцевий термін нересту опосередковується терміном початку нересту, а вплив метеорологічних умов минулого року на термін закінчення нересту має самостійне значення
Визначення впливу полігексаметиленгуанідину на рослинну складову біоценозів
Get PDFThis article analyses the results of studying the influence of polymeric guanidine derivatives, namely polyhexamethyleneguanidine chloride (PНMG), on land and freshwater plants. Gas chromatography was used to determine the soil – plant and water – plant transition coefficients. Methods of mass spectrometry and photocalorimetry were used to identify the PHMG in the samples. We investigated the toxicity of PНMG for freshwater flora in an aquarium on Vallisneria spiralis, Riccia fluitans and Chlorella pyrenoidosa. The results showed that even the lowest bactericidal concentrations of the preparation (10–3% or 10 mg/L) caused the death of test organisms within one to two days. One-time application of PНMG to the aquarium in dose of 10–4% (or 1 mg/L) did not cause any noticeable changes in algae during the 7 days of the experiment. The PНMG transfer coefficient did not exceed 0.1% for the system "water – algae tissue". Moreover, the initial concentration of the drug in the water decreased by almost ten times already during the first two days. PНMG polycation molecules quickly bind to dissolved in water organic and inorganic substances, suspended particles, microorganisms, etc. Flocculation causes a sharp decrease in the number of active "free" polycation molecules in water. The drug settles on the bottom of the aquarium and then is destroyed by bacteria saprophytes. Apparently, PHMG is included in their metabolism and serves as nitrogen source for microorganisms Pseudomonas putida, Flavobacterium columnare, Bacillus sp., Sarcina sp., Nitrosomonas sp. and Nitrobacter sp. At the same time, this study showed that the safe concentration of PHMG for hydrobionts in the water of natural fresh water reservoirs is 0.01 mg/l, or 10–6%, provided the drug is chronic. Ground plants are more resistant to the action of PHMG. They easiliy tolerate finely dispersed spraying with 0.3% aqueous solution of PGMG chloride in a dose of 0.5–1.0 l/m2. For Urtica dioica, Artemisia absinthium, Taraxacum officinale and Poa angustifolia the coefficients of transfer of the preparation from the surface of plants to internal tissues did not exceed 0.01%. And the coefficients of transfer of PHMG from soil to plants were in the range of 0.004–0.008%. We conducted environmental monitoring in Rivne region during 2011–2015. It showed that numerous cases of use of PGMG drugs for disinfection of various agricultural objects did not lead to any noticeable negative consequences for natural biocenoses. Consequently, we can assume that the preparations of PНMG do not pose a serious threat to the vegetative component of ecosystems. Migration of the drug is minimal in food chains in soil and water. Розглянуто особливості впливу полімерних похідних гуанідину, зокрема полігексаметиленгуанідину гідрохлориду (ПГМГхл), на наземну та прісноводну рослинність. ПГМГхл – досить поширений і ефективний дезінфектант. Разом із тим, з’ясувалося, що навіть мінімальні його бактерицидні концентрації (10–3%, або 10 мг/л) токсичні для фітогідробіонтів. За одноразової дії безпечною для водних рослин можна вважати концентрацію ПГМГхл 1 мг/л (або 10–4%) і нижче. За тривалої дії ГДК для природних водойм не повинна перевищувати 0,01 мг/л, або 10–6%. Коефіцієнт переходу «вода – водорость» – не більше 0,1%. Для наземних трав’янистих рослин коефіцієнти переходу ПГМГхл із ґрунту або поверхні рослини у внутрішні органи та тканини не перевищують 0,01%. Охарактеризовано закономірності поведінки ПГМГхл в екосистемах. У гідроценозах молекули цього полікатіона швидко нейтралізуються через взаємодію з розчиненими у воді неорганічними та органічними речовинами, колоїдами, зваженими частинками тощо. Внаслідок флокуляції ПГМГхл осідає на дно, де розкладається бактеріями-сапрофітами. У воді або ґрунті можливість міграції по ланцюгах живлення мінімальна. Екологічний моніторинг показав, що численні випадки застосування у 2011–2015 рр. ПГМГ-вмісних дезінфектантів на об’єктах господарювання в Рівненській області не спричинили скільки-небудь помітні негативні наслідки для біоценозів. Препарати ПГМГхл можна вважати порівняно безпечними для рослинної складової екосистем
Скринінг ґрунтових штамів мікроміцетів – антагоністів грибних і бактеріальних патогенів рослин
Get PDFThe antagonistic activity of 23 strains of micromycetes belonging to different taxonomic groups, against phythopathogenic bacteria and fungi was studied. The antagonistic activity of the micromycetes was tested by agar diffusion (the method of blocks). For the determination of the influence of the micromycetes on plants, spring barley seeds were treated by cultural liquid of fungi (dilution 1 : 10) for 24 hours and germinated in Petri dishes on moist filter paper. Two strains Trichoderma longibrachiatum 17 and T. lignorum 14 showed the highest antagonistic activity against the phytopathogenic bacteria and fungi. T. longibrachiatum 17 actively suppressed the growth of fungi Fusarium oxysporum 54201, F. culmorum 50716, F. oxysporum 12, F. moniliforme 23, Cladosporium herbarum 16878, Alternaria alternata 16, Aspergillus niger 25 and bacteria Agrobacterium tumefaciens 8628, Xanthomonas campestris 8003b, Pectobacterium carotovorum 8982, Pseudomonas syringae pv. atrofaciens 8254, P. syringae pv. lachrymans 7595, zones inhibition of growth were 20.7–38.3 and 14.7–24.7 mm, respectively. The strain of T. lignorum 14 inhibited the growth of fungi F. culmorum 50716, C. herbarum 16878, F. moniliforme 23, A. alternata 16, A. niger 25 and bacteria A. tumefaciens 8628, P. carotovorum 8982, P. syringae pv. atrofaciens 8254, P. syringae pv. lachrymans 7595, zones of inhibition of growth were 14.0–38.7 and 12.3–23.3 mm, respectively. Treatment of spring barley seeds by T. longibrachiatum 17 cultural liquid showed a positive effect on seed germination, both strains T. longibrachiatum 17 and T. lignorum 14 increased the dry weight of the roots (by 17.5% and 22.0%, respectively) and the stems (by 8.0%) of spring barley plants compared with the water-treated controls. The results presented in this article indicate that the strains T. longibrachiatum 17 and T. lignorum 14 can be recommended as promising microbial agents to protect plants from fungal and bacterial diseases.Оцінено антагоністичну активність 23 штамів мікроміцетів, що відносяться до представників різних систематичних груп, відносно фітопатогенних бактерій і грибів і перевірено вплив найактивніших штамів на рослини ячменя ярого. Найвищу антагоністичну активність відносно фітопатогенів проявили штами Trichoderma longibrachiatum 17 та T. lignorum 14. Найбільший спектр активності виявлено у штама Т. longibrachiatum 17, що пригнічував ріст семи тест-культур фітопатогенних грибів, представників родів Fusarium, Alternaria, Aspergillus, Cladosporium і бактерій Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris, Agrobacterium tumefaciens, Pectobacterium carotovorum. Обробка культуральною рідиною Т. longibrachiatum 17 позитивно впливала на проростання насіння ячменя ярого, обидва штами мікроміцетів Т. longibrachiatum 17 та Т. lignorum 14 підвищували суху масу коренів (на 17,5% та 22,0%, відповідно) і пагонів (на 8,0%) рослин порівняно з контролем. Штами Т. longibrachiatum 17 та Т. lignorum 14 можуть бути використані для розробки біопрепарату захисту рослин від грибних і бактеріальних хвороб