Scale and biometric basis of soil bioindication for apple seedlings

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The studies were carried out in 2010–2022 in the Lipetsk and Tambov regions. Soil (humus horizon) was sampled from apple orchards of different ages, soil types and subtypes. For the growing season, apple seedlings of the Renet Kichunov variety from open pollination were used. With an increase in the content of physical clay in the soil from 10 to 45%, the length of seedling shoots increased from 3.5 to 15.5 cm, the total dry biomass – from 0.7 to 2.2, including leaves – from 0.3 to 1 ,0, shoots – from 0.2 to 0.6, roots – from 0.2 to 0.6 g/vessel. If the content of physical clay reaches 85%, this leads to a stop in shoot growth and a decrease in the total dry biomass. With an increase in the leached chernozem bonitet from 75 to 90 points, the height of seedlings increases from 4 to 15 cm, the total dry biomass – from 0.3 to 1.9, including leaves – from 0.1 to 0.5, shoots – from 0 .1 to 0.4, roots – from 0.1 to 1.0 g/vessel. When the age of an apple orchard changes from 1 year to 20 years, the height of apple seedlings planted on this soil decreases from 40 to 4 cm, the total dry biomass – from 6.2 to 0.6, including the mass of leaves – from 3 to 0, 3, shoots – from 1.8 to 0.2, roots – from 1.4 to 0.1 g/vessel. This allowed us to develop a biometric scale by which we can estimate the age of the soil (degree of soil fatigue) using seedlings. The obtained data make it possible to propose biometric scales for assessing changes in the granulometric composition, quality of the soil and the time it remains in the apple orchard based on the biomass of apple tree seedlings of the Renet Kichunov variety.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. L. Zakharov

I.A. Bunin Yelets State University

Author for correspondence.
Email: zaxarov7979@mail.ru

Grand PhD in Agricultural Sciences, Professor

Russian Federation, Yelets, Lipetsk region

N. V. Morgacheva

I.A. Bunin Yelets State University

Email: zaxarov7979@mail.ru

PhD in Pedagogical Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Yelets, Lipetsk region

E. B. Sotnikova

I.A. Bunin Yelets State University

Email: zaxarov7979@mail.ru

PhD in Pedagogical Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Yelets, Lipetsk region

R. V. Shchuchka

I.A. Bunin Yelets State University

Email: zaxarov7979@mail.ru

PhD in Agricultural Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Yelets, Lipetsk region

References

  1. Rylov G.P. Yablonya v vashem sadu. Minsk: Uradzhaj, 1998. 399 s.
  2. Bekuzarova S.A., Bekmurzov A.D., Datieva I.A. et al. Clover nodule bacteria as bioindicators of soils contaminated with heavy metals // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 421. No. 6. 062043.
  3. Brunbjerg A.K., Bruun H.H., Dalby L. et al. Vascular plant species richness and bioindication predict multi-taxon species richness // Methods in Ecology and Evolution. 2018. Vol. 9. Issue12. P. 2372–2382.
  4. Campos J.A., Paco J.D., García-Noguerra E. Antigerminative comparison between naturally occurring naphthoquinones and commercial pesticides. Soil dehydrogenase activity used as bioindicator to test soil toxicity // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 694. P. 133672.
  5. Dassonville N., Vanderhoeven S., Vanparys V. et al. Impacts of alien invasive plants on soil nutrients are correlated with initial site conditions in NW Europe. 2008. Oecologia. Vol. 157. P. 131–140.
  6. Epelde L., Mijangos I., Becerril J.M., Garbisu C. Soil microbial community as bioindicator of the recovery of soil functioning derived from metal phytoextraction with sorghum // Soil Biology and Biochemistry. 2009. Vol. 41. Issue 9. P. 1788–1794.
  7. Gorelova S.V., Frontasyeva M.V. The use of higher plants in biomonitoring and environmental bioremediation // Phytoremediation: Management of Environmental Contaminants. Vol. 5. 2017. P. 103–155.
  8. Guo D., Ali A., Ren C. et al. EDTA and organic acids assisted phytoextraction of Cd and Zn from a smelter contaminated soil by potherb mustard (Brassica juncea, Coss) and evaluation of its bioindicators // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019. Vol. 167. P. 396–403.
  9. Kovalchuk, I., Kovalchuk, O., Arkhipov, A. et al. Transgenic plants are sensitive bioindicators of nuclear pollution caused by the Chernobyl accident. Nat Biotechnol. 1998. Vol. 16. P. 1054–1059.
  10. Ma P., Tian T., Dai Z. et al. Assessment of Cd bioavailability using chemical extraction methods, DGT, and biological indicators in soils with different aging times // Chemosphere. 2022. Vol. 296. 133931.
  11. Muhammad I., Puschenreiter M., Wenzel W.W. Cadmium and Zn availability as affected by pH manipulation and its assessment by soil extraction, DGT and indicator plants // Science of The Total Environment. 2012. Vol. 416. P. 490–500.
  12. Nicola L., Vrhovsek U., Insam H., Pertot L. Phlorizin released by apple root debris is related to apple replant disease // Phytopathologia Mediterranea. 2016. Vol. 55. No. 3. P. 432–437.
  13. Samecka-Cymerman А., Kempers A.J. Bioindication of heavy metals in the town Wrocław (Poland) with evergreen plants // Atmospheric Environment. 1999. Vol. 33. Issue 3. P. 419–430.
  14. Terekhova V.A., Prudnikova E.V., Kiryushina A.P. et al. Phytotoxicity of Heavy Metals in Contaminated Podzolic Soils of Different Fertility Levels. 2021. Eurasian Soil Sc. Vol. 54. P. 964–974.
  15. Tsegaye T., Hill R.L. Intensive tillage effects on spatial variability of soil test, plant growth, and nutrient uptake measurements // Soil Science. 1998. Vol. 163. No. 2. P. 155–165.
  16. Xiang-wen P., Wen-bin L., Qiu-ying Z. et al. Assessment on Phosphorus Efficiency Characteristics of Soybean Genotypes in Phosphorus-Deficient Soils // Agricultural Sciences in China. 2008. Vol. 7. Issue 8. P. 958–969.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».