Productivity of pastures of Western Kazakhstan as affected by the method they are used

Деградация земель стала глобальной проблемой в высокоразвитых индустриальных странах и странах с низким уровнем дохода. Решение проблемы деградации пастбищ может привести к снижению бедности населения и повышению уровня связывания углерода на пастбищах. Процесс управления пастбищными ресурсами Западного Казахстана усложняется из-за ухудшения растительного покрова с проявлением процессов деградации и опустынивания в результате бессистемного выпаса скота. В статье представлены результаты изучения организации сезонных пастбищ посредством использования отгонного участка с целью сохранения показателей фитомассы и повышения эффективности использования пастбищ. Исследования проводились в условиях пастбищных угодий крестьянского хозяйства «Мирас» в полупустынной зоне Западного Казахстана. Исследования позволили доказать эффективность сезонной организации пастбищного хозяйства с использованием отгонного участка. В летний период на сезонных пастбищах отмечено увеличение численности и встречаемости ценных пастбищных растений Kochia prostrata, Agropyron desertorum, Festuca valesiaca, Leymus ramosus, Koeleria cristata. На отгонном участке песчаных пастбищ установлены 23 вида растений разных хозяйственно-ботанических групп, благодаря природным условиям песков в фитоценозе встречаемость ценных растений в кормовом отношении высокая. К середине лета на участке сезонного и отгонного пастбища, несмотря на выпадение из состава растительности представителей разнотравья и высыхание злаков, урожайность зелёной фитомассы составила 0,81–1,03 т/га, что больше по сравнению с участком использования бессистемного выпаса на 0,43–0,64 т/га. В этой работе сделан вывод, что для повышения эффективности управления пастбищными ресурсами важно использовать сезонные пастбища с включением в пастбищеоборот отгонного участка, в чём и заключается научная новизна исследований. Land degradation is a serious problem worldwide. Improvement of soil fertility is able to increase a life quality in many countries and carbon sequestration in grassland systems. Management of pasture resources in Western Kazakhstan is getting harder due to the deterioration of plant cover, soil degradation and desertification as a result of unsystematic grazing. This article reports on seasonal pastures used as distant pastures in order to maintain phytomass properties and optimize grazing system. The research was conducted at the farm “Miras” in the semi-desert of Western Kazakhstan. This investigation proved the effectiveness of seasonal distant pastures. In summer valuable plant species such as Kochia prostrata, Agropyron desertorum, Festuca valesiaca, Leymus ramosus, Koeleria cristata often occur on seasonal pastures. 23 plant species of different economic and botanical groups have been observed on sandy soil of distant pastures. Due to the natural growth conditions the occurrence of valuable plants was high in phytocenoses. By the middle of summer, the yield of green mass amounted to 0.81–1.03 t ha-1 at seasonal pastures regardless of the loss of some plant species. This was 0.43–0.64 t ha-1 higher than in the area of unsystematic grazing. To optimize pasture resources’ management seasonal distant areas are of great value.

Peculiarities herb-bunchgrass steppes of Western Predcaucasia

Relevance. The article presents the materials of the geobotanical examination of the virgin steppes of the Western Predcaucasia. The relevance of the study is due to the modern state of natural grass stand, which is under constant anthropogenic influence.Methods. The research points are located in the southwestern part of the Stavropol Territory and the northeastern part of Karachay-Cherkessia, within the absolute heights of 500–880 m. The description of vegetation and its analysis was carried out on ten accounting sites (10x10 m) according to methods generally accepted in geobotany.Results. It was revealed that in the grass stand the grass familyhas on average 17,5% (its weight fraction is 70–80%). In the formation of grass stand plant associations, the leading role belongs to the dominant sod steppe-grasses: Stipa pulcherrima, Festuca valesiaca, Festuca rupicola, Bothriochloa ischaemum, etc. Legumes (Medicago romanica, Trifolium pratense, Onobrychis arenaria) are the main source of protein for animals, they are diverse and have on average 10,8%, but in weight terms they are inferior to sod steppe-grasses. The flora of the studied steppes is represented by a number of economically valuable plants. These are sod steppe-grasses — the creators of the main feed mass of the steppe. They are also sources of a protein component for animals. But the main source of protein in the steppe grass stands are representatives of the legume family (species Trifolium, Medicago, Onobrychis, etc.). Nectariferous plants (Filipendula vulgaris, Galium ruthenicum, Echium russicum) and drug plants (Adonis vernalis, Glycyrrhiza glabra, Thymus marschallianus, etc.) are found in the steppe. The spectrum of life cycles of the flora is noteworthy. There is a high percentage of perennials — from 66,7 to 97,8%. This fact indicates that the axes of ecological niches are packed relatively tightly by perennials — persistent competitors of annual plants (more often weeds). Until mid-summer the generative stage of development of wild plant species reaches on average 80%. Their gene pool can be recommended for the restoration of low-productive steppe grass stand, as well as for use in selection work.

PRODUCTIVITY OF THE NATURAL STEPPE PASTURES IN THE HEREFORDS GRAZING AREAS IN THE CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF TYVA

Представлены результаты исследования травостоя степных пастбищ на местах выпаса породы герефордов в условиях Республики Тыва. Выявлен видовой состав трех растительных сообществ, определены продуктивность их надземной фитомассы, распределение растений по экологическим группам, и проанализирован спектр жизненных форм. Рассчитан коэффициент закустаренности и поедаемости на изучаемых пастбищах. Наибольшее значение коэффициента закустаренности на злаково-разнотравно-кустарниковом участке (№ 2) — 0,51; ковыльно-стоповидно-осоково-кустарниковом (№ 3) — 0,19; наименьшее — на разнотравно-стоповидно-осоковом с караганой карликовой (№ 1) — 0,08. Выявлено, что на всех участках травостой представлен травянистыми многолетниками, кустарниками и полукустарниками. Типичные ксерофиты (эуксерофиты), наиболее характерные для настоящих степей, составляют основу данных растительных сообществ. Доля ксерофитов, к которым относятся тонконог тонкий (Koeleria cristata), ковыль. (Stipa pennata), мятлик (Poa attenuate), типчак (Festuca valesiaca), осока твердоватая (Carex duriuscula), лапчатка бесстебельная (Potentilla acaulis) и вильчатая (Р. bifurca) карагана карликовая (Caragana pygmaea), полынь холодная (Artemisia frigidа), колеблется от 45,45% до 65%. Ксеромезофиты встречаются на всех трех площадках, доля их колеблется от 9,09% до 22,22%. Продуктивность надземной фитомассы на участках № 1 составила 6,88 ц/га, № 2 — 6,26 ц/га, № 3 — 6,15 ц/га. Масса подстилки — относительно высокая на всех участках, так как учет продуктивности проведен в начале июня, когда только заканчивается переход ветоши в подстилку. Основу травостоя составляют хорошо поедаемые злаки, осоки и полукустарники. В настоящее время состояние пастбищ вполне удовлетворительное, несмотря на невысокое видовое разнообразие. The results of the study of the steppe pastures grass stand in the Hereford breed grazing areas in the conditions of the Republic of Tyva are presented. The species composition of three plant communities was revealed, the productivity of their aboveground phytomass was determined, the distribution of plants by ecological groups and the spectrum of life forms was analyzed. The coefficient of overgrowth and palatability on the studied pastures is calculated. The highest value of the coefficient of overgrowth on the gramineous-forb-shrubby plot (No. 2) is 0.51; needlegrass-pediform-sedgy-shrubby plot (No. 3) is 0.19; the lowest is on the forb-pediform-sedgy plot with pygmy pea shrub (No. 1) is 0.08. It was revealed that in all plots the grass stand crop is represented with herbaceous plurannuals, shrubs and subshrubs. Typical xerophytes (euxerophytes), the most typical for these steppes, form the basis of these plant communities. The proportion of xerophytes, which include thin June grass (Koeleria cristata), needlegrass (Stipa pennata), bluegrass (Poa attenuate), sheep fescue (Festuca valesiaca), hard sedge (Carex duriuscula), acauline cinquefoil (Potentilla acaulis) and forcipate (R. bifurca), pygmy pea shrub (Caragana pygmaea), pasture sagebrush (Artemisia frigida), ranges from 45.45 to 65%. Xeromesophytes are found at all three plots, their share ranges from 9.09 to 22.22%. The productivity of aboveground phytomass in plots No. 1 was 6.88 c/ha, No. 2 — 6.26 c/ha, No. 3 — 6.15 c/ha. The mass of the bedding is relatively high in all plots, since the productivity was taken into account at the beginning of June, when the transition of rags to the bedding is just finishing. The basis of the grass stand is well-eaten cereals, sedges and subshrubs. Currently, the condition of the pastures is quite satisfactory, despite the low species diversity.

НАКОПЛЕНИЕ БЕНЗ[А]ПИРЕНА В РАСТЕНИЯХ РАЗНЫХ ВИДОВ И ОРГАНОГЕННОМ ГОРИЗОНТЕ ПОЧВ СТЕПНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ПРИ ТЕХНОГЕННОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ

Актуальность.Несмотря на значительное количество работ по исследованию загрязнения объектов окружающей среды полиаренами, недостаточно сведений о накоплении полициклических ароматических углеводородов и, вчастности, наиболее токсичного бенз[а]пирена разными видами травянистых растений, что обусловливает актуальность исследований в данном направлении. Проведено изучение распределениябенз[а]пиренапо органам растений и органогенным горизонтам почв зоны воздействия Новочеркасской ГРЭС. Цель: выявить закономерности накоплениябенз[а]пирена в растениях разных видов и органогенном горизонте почв степных фитоценозов в зависимости от удаления от Новочеркасской ГРЭС. Объекты. В зоне действия Новочеркасской ГРЭС был проведен отбор проб надземной и корневой частей растений и подстилающих их органогенных горизонтов почв на глубину 0–20 см. Для исследования на мониторинговых площадках нами были выбраны доминантные виды травянистых растений: амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia L.), полынь австрийская (Artemisia austriaca Jack.), тысячелистник благородный (Achillea nobilis L), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.), пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski.). Также были исследованы злаковые культуры: овсюг (Avena fatua), пшеница (Triticum aestivum L.), овес (Avena sativa L.), овсяница валлисская, или типчак (Festuca valesiaca L.), тростник обыкновенный (Phragmites australis L.), мятлик луговой (Poap retense L.). Методы.Содержание бенз[а]пирена в образцах растений определяли модифицированным методом омыления. Модификация предполагает заменутрехразовой экстракции этоксиэтаном, являющимся прекурсором, на н-гексан. Извлечение поллютанта растворителем проводили после удаления мешающих липидных макрокомпонентов растений,предварительно подвергая кипячению образец в 2-% растворе гидрооксида калия.Определение концентрации бенз[а]пирена осуществляли на хроматографеAgilent 1260 с флуориметрическимдетектором. Результаты. На основании кластерного анализа выявлены тригруппы травянистых растений по уровню содержания бенз[а]пирена: слабого, среднего и активного накопления. Максимальные уровни накопления бенз[а]пирена выявлены для типчака, минимальные для амброзии. Установлено, что массовая доля бенз[а]пирена в почвах и растениях закономерно снижалась по мере удаления от предприятия. Максимальное загрязнение было выявлено по трансекте генерального направления, в 1,6 км от источника. Наименее загрязненными были площадки, заложенные в восточном направлении. Исследование накопления бенз[а]пирена в разных органах растений показало, что наибольшим загрязнением отличались корни всех исследованных видов. Массовая доля бенз[а]пирена в органогенном горизонте почв значительно превышала его содержание в растениях разных видов.

State and forage resources of Sheep Farming in the North Caucasian Federal District

В статье представлен анализ развития и размещения мелкого рогатого скота (овец и коз) в субъектах Северо-Кавказского федерального округа. Выявлено, что за период с 1991 по 2019 год поголовье в округе сократилось на 26,3%. Одной из причин уменьшения поголовья и низкой продуктивности является недостаточная кормовая база. Основой кормовой базой для животноводства юга России на протяжении многих веков было и остаётся пастбищное кормопроизводство. Многолетнее стихийное использование природных травостоев и несоблюдение режима отдыха привели к ухудшению их состояния: 1) снижению урожайности травостоя до 0,3–0,5 т/га сухой массы; 2) вырождению зональных травостоев из дерновинных злаков (Agropyron desertorum, Agropyron pectinatum, Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Stipa pennata), бобовых (Medicago romanica, Onobrychis inermis) и разнотравья (Kochia prostrate, Poterium polygamum, Stachys atherocalyx и др.), их трансформации в менее ценные растительные сообщества; 3) сокращению доли бобовых до 0,1–0,5%, что привело к снижению качества кормов; 4) разрастанию пастбищных сорняков (Eryngium campestre, Phlomis pungens, Salvia aethiops, Stipa capillata и др.). В целях устойчивого развития овцеводческой отрасли в округе предложено провести геоботаническое обследование и инвентаризацию природных кормовых угодий, что позволит получить реальную оценку их состояния, рассчитать нормативы нагрузки поголовья на единицу площади; разработать программу по улучшению пастбищ; создать базовые хозяйства по производству семенного материала лугопастбищных трав, используемых для улучшения непродуктивных травостоев. Реализация данных мероприятий позволит изменить ситуацию: способствовать росту поголовья, увеличению объёмов производства продукции животноводства, повышению её качества и, соответственно, улучшить обеспечение населения СКФО продукцией животноводства. This article deals with Sheep and Goat Farming in the North Caucasian Federal District. From 1991 to 2019 livestock population dropped by 26.3%. Poor forage resources are one of the reasons negatively impacting livestock number and productivity. Grasslands and pastures are the main forage resources for Animal Husbandry in the south of Russia. Long-term inefficient use of natural grassland ecosystems led to: 1) decrease in sward productivity down to 0.3–0.5 t ha-1 of dry mass; 2) lower quality of local swards of sod gramineous (Agropyron desertorum, Agropyron pectinatum, Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Stipa pennata), legumes (Medicago romanica, Onobrychis inermis) and wild grasses (Kochia prostrate, Poterium polygamum, Stachys atherocalyx etc.), and their transformation into less valuable plant communities; 3) reduction of legume component down to 0.1–0.5% and, therefore, lower forage quality; 4) intensive growth of weeds (Eryngium campestre, Phlomis pungens, Salvia aethiops, Stipa capillata etc.). To optimize Sheep Farming in the area geobotanical investigation and inventory of natural forage lands are of great importance. Such projects provide information on land capability and limitations for agriculture, livestock grazing and seed production to improve grassland condition and ecosystem performance. These measures are aimed to provide livestock growth, improve the production of animal products, increase their quality and local supply.

Materials to the creation of “Kalinov Kolok” nature monument of regional importance (Altai Krai)

Materials on the flora and vegetation of the projected nature monument of regional importance “Kalinovkolok” are given. Flora comprises 153 species of higher vascular plants, including 4 rare species: Cypripedium calceolusL., C. macranthon Sw., C. ventricosum Sw., Stipa pennata L. The vegetation is typical for left-bank forest-steppe: birch,aspen and birch-aspen communities in combination with steppe meadows along the edges, saline meadows and steppeswith Festuca valesiaca.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РАСТЕНИЙ В ЦЕНОПОПУЛЯЦИЯХ TULIPA BIEBERSTEINIANA SCHULT. ET SCHULT. (LILIACEAE) В УСЛОВИЯХ КАЛМЫКИИ

В статье приведены данные по изучению изменчивости морфологической структуры растений в популяциях Tulipa biеbersteiniana Schult. et Schult. (Liliaceae), произраставщих в пределах двух крупных геоморфологических структур Республики Калмыкия – Прикаспийской низменности и Долине Маныча. В Долине Маныча видовая популяция № 1 произрастала в составе разнотравно-злакового (Poaceae-Mixteherbosa) сообщества и ценопопуляцию № 2 в составе разнотравно-типчаково-полынкового (Artemisia austriaca-Festuca valesiaca-Mixteherbosa) сообщества, произрастающих на лугово-каштановых почвах. В Прикаспийской низменности видовая популяция № 3 входила в состав эфемерово-луковичномятликового (Poa bulbosa-Ephemerosa) сообщества; ценопопуляцию № 4 в состав эфемерово-луковичномятликово-лерхополынное (Artemisia lercheana-Poa bulbosa-Ephemerosa) сообщества, которые произрастают бурых пустынно-степных солонцеватых почвах.Растения из ценопопуляций T. biеbersteiniana, произрастающих в Долине Маныча, имели большие значения признаков, чем ценопопуляции с Прикаспийской низменности. В ценопопуляциях T. biеbersteiniana наибольшее значение всех признаков растений отмечали в 2017 году, наименьшее – в 2016 году, что свидетельствует о более благоприятных для роста и развития растений погодных условиях в этот год.В ценопопуляциях T. biеbersteiniana девять морфологических признаков, характеризующих вегетативную и генеративную сферу растений варьрировали в 2016 на высоком и среднем уровнях изменчивости, в 2017 году – преимущественно на высоком уровне изменчивости.

Building a Reference Transcriptome for the Hexaploid Hard Fescue Turfgrass (Festuca brevipila) Using a Combination of PacBio Isoseq and Illumina Sequencing

Background: Hard fescue (Festuca brevipila Tracey, 2n=6x=42) is a cool season turfgrass with a fine leaf texture that performs well under low-input management. Breeding and genetics studies of F. brevipila have been limited due to the complexity of its hexaploid genome. To advance our knowledge of F. brevipila genomics, we used PacBio isoform sequencing to develop a reference transcriptome for this species. Results: Here, we report the F. brevipila reference transcriptome generated from root, crown, leaf, and inflorescence tissues. We obtained 59,510 full-length transcripts, of which 38,556 were non-redundant full-length transcripts. The longest and shortest transcripts were 11,487 and 58 bp, respectively. Distribution of synonymous distances among paralogs within F. brevipila suggested highly similar subgenomes that are difficult to distinguish from sequencing errors. To evaluate the phylogenetic relationships among F. brevipila and close relatives, we sequenced three additional transcriptomes using closely related species on an Illumina platform. The results of our phylotranscriptomic analysis supported the close relationships among F. brevipila (6x), Festuca ovina (4x), Festuca ovina subsp. ovina (2x), and Festuca valesiaca (2x), with high levels of discordance among gene trees. Conclusions: Overall, the F. brevipila PacBio Isoseq reference transcriptome provided the foundation for transcriptome studies and allowed breeders a resource for gene discovery in this important turfgrass species.

Patterns in steppe grassland vegetation of Troitsky State Natural Complex Preserve

The patterns (mosaicity) in the northern type of Southern Ural steppe vegetation were characterized by a hierarchical continuum concept theory for Troitsky State Natural Complex Preserve example. Multispecies patterns have been identified by blocks and principal components methods while a hierarchical patterns evaluation by multivariate statistics (Cluster, Discriminant Analysis and Non-Metric Multidimensional Scaling) and biotopes phytoindication. It has been established that three pattern levels micro-patterns (0,8 and 1,8 m), parcels (6,0 m) and coenotics (11,0 m) are significantly identified in steppe vegetation. The two last levels correspond to levels specified for the southern type of Southern Ural steppe vegetation earlier. The authors have demonstrated that parcel and coenotic patterns are identified as ratio of four species abundance: Stipa lessingiana, S. pennata, S. tirsa and Festuca valesiaca. For natural and undisturbed steppe associations informative species are non-dominants or edificators. Vegetation plot size and the location in phytocatena can be determinative for floristic composition, phytodiversity indexes and syntaxon detection. There are several non-uniformly scaled factors of mosaicity identification. The most significant ones are coenotic interactions among species. Soil nitrogen regime and soil calcium regimes, soil moistening, aeration and acidity are significant for abiotic factors.