Molecular diversity of Lithuanian populations of garlic mustard (Alliaria petiolata) according to random amplified polymorphic DNA and SSR

Vaistinė česnakūnė (Alliaria petiolata) yra bastutinių (Brassicaceae) šeimos dvimetis augalas. 1868 m. į Jungtines Amerikos Valstijas ši rūšis buvo atvežta kaip naudingas vaistinis ir prieskoninis augalas ir greitai natūralizavosi bei ėmė sparčiai plisti. Pastaruoju metu Alliaria petiolata kaip invazinė rūšis žinoma beveik visoje Amerikoje, Kanadoje, Aliaskoje, Naujojoje Zelandijoje. Kadangi Šiaurės Amerikoje vaistinė česnakūnė sparčiai plinta kaip invazinis augalas, todėl tiriama įvairiais biologiniais aspektais ypač genetiniais, fitocenologiniais. Jos savybės lyginamos tarp invazinių ir natūralių radaviečių. Kad atrinkti kovos priemones invazinėse vietose, reikia pažinti šio augalo biologiją ir ekologiją tiek natūraliose, tiek invazinėse vietose. Kaip natūraliai auganti rūšis vaistinė česnakūnė plačiai tiriama centrinėje Europoje, o šiauresnėse Europos dalyse, tarp jų ir Lietuvoje šis augalas menkai nagrinėtas. Darbo tikslas – įvertinti Lietuvos vaitinės česnakūnės populiacijų genetinį kintamumą atsitiktinai pagausintos polimorfinės DNR (APPD) ir DNR mikrosatelitų metodu. Panaudojus 4 APPD pradmenis ir 5 mikrosatelitų pradmenimis išanalizuota 15 vaistinės česnakūnės populiacijų (kiekvienoje po 10 individų), besiskiriančių geografine padėtimi. Pagal APPD žymenis ir DNR mikrosatelitinius žymenis nustatytus genetinius atstumus labiausiai atsiskyrė Juodkrantės ir Palangos, Kėdainių ir Jurbarko-Seredžiaus populiacijos. Kitų populiacijų genetiniai skirtumai nežymūs. Lietuvoje rinktų vaistinės česnakūnės populiacijų genetinė įvairovė, pagal APPD, įvertinta pagal procentinį molekulinės įvairovės pasiskirstymą, tarp populiacijų prilygo 87 %, o vidupopuliacinė genetinė įvairovė – 13 %, o pagal DNR mikrosatelitinius molekulinės įvairovės pasiskirstymą, tarp populiacijų prilygo 88 %, o vidupopuliacinė genetinė įvairovė – 12 %. Pagal genetinius atstumus sudaryta dendrograma atspindėjo populiacijų geografinį pasiskirstymą.Garlic mustard (Alliaria petiolata) is biennial species belonging to cabbage (Brassicaceae) family. In 1868 it was brought to United States as a useful and medicinal herb. Nowadays Alliaria petiolata as invasive plant is found almost all over America, Canada, Alaska, New Zealand. Due to quick spread in North America Garlic mustard biology and phytocenology has got big attention in both natural and invasive areas of the world. A. petiolata biology and ecology has been widely investigated in USA, Central and West Europe. Populations of garlic mustard are not sufficiently investigated in Lithuania. Present study aimed at evaluation of genetic variability of Lithuania populations of garlic mustard by random amplified polymorphic DNA (RAPD) and SSR method. Differing in geographical location 15 populations of garlic mustard (10 individuals in each) were analyzed using four RAPD and five SSR primers. According to genetic distances the most distinct were Nida and Palanga, Kėdainių and Jurbarkas populations. Differences between the other populations were not very big. Evaluation of molecular diversity (by the percentage distribution of molecular diversity) of selected Lithuania populations of Alliaria petiolata revealed that diversity among populations was much bigger (87%) compared to diversity within populations – 13% and of SSR revealed that diversity among populations was 88%, within populations – 12%. Distribution of populations in dendrogram built on genetic distances of populations reflect their geographical distances.Vytauto Didžiojo universiteta

Changes in the properties of Pachiterric Histosol as influenced by management and renaturalisation

Pelkių ir durpynų dirvožemiai yra vieni didžiausių organinės anglies rezervų, ir jų naudojimas prisideda prie anglies emisijos ar kaupimosi procesų. Nusausinus durpžemį, durpių susidarymo procesą ir anglies kaupimąsi pakeičia durpės irimo, mineralizacijos bei suslūgimo procesai. Organinės medžiagos mineralizacijos intensyvumui bei profilio struktūros pokyčiams daug įtakos turi durpžemio nusausinimo laipsnis bei jo dirbimas ir tręšimas. Nagrinėjamas poveikis durpiniam dirvožemiui po skirtingo žemės ūkio naudojimo. Aliktas tyrimas susieja agronomijos, ekologijos ir aplinkotyros mokslus. Tyrimų tikslas – įvertinti sekliojo žemapelkės durpžemio (Pachiterric Histosol) chemines bei fizikines savybes, anglies kokybinius ir kiekybinius pokyčius dėl skirtingo naudojimo ir vykstančios renatūralizacijos. Pirmą kartą įvertinta durpinio dirvožemio, vykstant renatūralizacijai, organinių medžiagų kokybiniai rodikliai, hidrofobiškumas ir molekuliniai rodikliai, organinių medžiagų kiekybinis pasiskirstymas humifikuotoje ir labilioje frakcijose. Durpžemio savybės ištirtos analizuojant profilius, jų foninių (gamtinių) savybių kontekste. Gauti nauji tyrimų duomenys parodo durpinio dirvožemio cheminės sudėties pokyčius ir poveikį aplinkai, kurie priklauso nuo buvusio žemės naudojimo. Nustatyti skirtumai, kurie vis dar išliko po skirtingų buvusių žemės naudojimų, ne tik bendrųjų elementų, bet ir molekuliniame lygmenyje. Tyrimo rezultatai papildys mokslo žinias apie buvusio žemės naudojimo daromą įtaką durpiniam dirvožemiui ir jo renatūralizacijai. Remiantis tyrimo rezultatais galima bus parinkti nusausinto ir sukultūrinto durpinio dirvožemio agropriemones, skatinančias išsaugoti dirvožemio cheminę sudėtį. Darbo rezultatai gali būti taikomi: optimizuojant agrotechnines ir agrochemines priemones durpžemių naudojime žemės ūkyje, teikiant rekomendacijas tvariam sukultūrinto (nusausinto, nukasto) durpžemio naudojimui bei durpžemio renaturalizacijos procesų valdymui, pasyvią renatūralizaciją keičiant aktyviomis priemonėmis. Tyrimų rezultatai prisideda prie Lietuvos dirvožemių dangos pažinimo ir dirvotyros teorijos vystymo, taip pat rezultatai bus naudingi vystant durpžemių savybių tyrimo metodologiją į ją integruojant naujus metodus.Wetland and peatland soils are among the largest organic carbon stocks, and their use contributes to carbon emissions or accumulation processes. Peat decomposition, mineralization and settling processes are changing the peat formation process and carbon accumulation after peat draining. The degree of soil drainage as well as soil cultivation and fertilization has considerable influence on the organic matter mineralization rate and changes in the profile structure. The focus of our work is research into the peculiarities of organic carbon accumulation and transformation as influenced by different land–use. This investigation incorporate agronomy, ecology and environmental sciences. The study set out to estimate chemical and physical properties of Pachiterric Histosol, qualitative and quantitative changes in carbon resulting from different management and renaturalisation processes. Our study is the first attempt to evaluate organic matter quality indicators, hydrophobicity and molecular indicators of organic matter quantitative distribution in humified and labile fractions of peat soil during renaturalisation. Peat soil properties were investigated by analysing the profiles in the context of their background (natural) characteristics. The differences in general elements and those identified at the molecular level still persisted after the different former land uses. The results obtained in this study will enable the choice of agricultural practices that promote conservation of chemical composition of cultivated and drained peat soils. The results may be used for optimization of agro–technical and agrochemical measures for peat soils used in agriculture, for making recommendations for sustainable use of cultivated (drained, with removed peat layer) peat soil, and for the management of peat renaturalisation processes when changing passive renaturalisation by active measures.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

The problem of soil degradation concept

Klaipėdos universitetasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Reflection of Landscape Agrogenization in the Soil Cover Structure and Profile Morphology: Example of Lithuania Agroecosystem

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Vidurinio pleistoceno apledėjimo teritorijos dirvožemiai ir jų sąvybės

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universiteta

Molecular diversity of Lithuanian populations of Garlic mustard (Alliaria petiolata) according to random amplified polymorphic DNA

Vaistinė česnakūnė (Alliaria petiolata) yra bastutinių (Brassicaceae) šeimos dvimetis augalas. 1868 m. į Jungtines Amerikos Valstijas ši rūšis buvo atvežta kaip naudingas vaistinis ir prieskoninis augalas ir greitai natūralizavosi bei ėmė sparčiai plisti. Pastaruoju metu Alliaria petiolata kaip invazinė rūšis žinoma beveik visoje Amerikoje, Kanadoje, Aliaskoje, Naujojoje Zelandijoje. Kadangi Šiaurės Amerikoje vaistinė česnakūnė sparčiai plinta kaip invazinis augalas, todėl tiriama įvairiais biologiniais aspektais ypač genetiniais, fitocenologiniais. Jos savybės lyginamos tarp invazinių ir natūralių radaviečių. Kad atrinkti kovos priemones invazinėse vietose, reikia pažinti šio augalo biologiją ir ekologiją tiek natūraliose, tiek invazinėse vietose. Kaip natūraliai auganti rūšis vaistinė česnakūnė plačiai tiriama centrinėje Europoje, o šiauresnėse Europos dalyse, tarp jų ir Lietuvoje šis augalas menkai nagrinėtas. Darbo tikslas – įvertinti Lietuvos vaitinės česnakūnės populiacijų genetinį kintamumą atsitiktinai pagausintos polimorfinės DNR (APPD) metodu. Panaudojus 4 APPD pradmenis išanalizuota 15 vaistinės česnakūnės populiacijų (kiekvienoje po 10 individų), besiskiriančių geografine padėtimi. Pagal APPD žymenis nustatytus genetinius atstumus labiausiai atsiskyrė Juodkrantės ir Palangos, Kėdainių ir Jurbarko-Seredžiaus populiacijos. Kitų populiacijų genetiniai skirtumai nežymūs. Lietuvoje rinktų vaistinės česnakūnės populiacijų genetinė įvairovė, įvertinta pagal procentinį molekulinės įvairovės pasiskirstymą, tarp populiacijų prilygo 87 %, o vidupopuliacinė genetinė įvairovė – 13 %. Pagal genetinius atstumus sudaryta dendrograma neatspindėjo populiacijų geografinio pasiskirstymoBiologijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

Transformations of typical soil profile and organic matter in western lithuania agroecosystems

Soil is a multicomponent and multifunctional system, with definable operating limits and a characteristic spatial configuration. Thus, the major challenge within sustainable soil management is to preserve soil multifunctionality for other ecosystem services while optimizing agricultural yields. The aim of the work is to determine the changes of morphological and chemical properties in Western Lithuania agroecosystems Retisols caused by their agrogenic transformation. Several methods used to study above mentioned transformations: a) particle size distribution of the soil particles in the liquid dispersion was determined using the light-scattering technique, b) soil pH was determined in 1M KCl (soil-solution ratio 1:2.5) using potentiometric method, c) soil organic carbon (SOC) content was determined by the Tyurin method modified by Nikitin (1999) with spectrophotometric measure procedure, d) mobile humic substances were extracted using 0.1M NaOH solution and determined according Ponomariova and Plotnikova (1980), e) water extractable organic carbon (WEOC) was determined in water extract (soil–water ratio 1:5) and measured by IR-detection method after UV-catalysed persulphate oxidation. Our study revealed a clear evidence of soil profile morphological and chemical changes to a depth of 40-50 cm, however, the most distinct transformations take place in the upper 30 cm layer of agrogenically changed Retisols. Thus, here it needs to be highlighted: when Ah horizon is deepening (by ploughing) from 10-15 cm up to 25-30 cm thick the El horizon becomes disturbed and partially incorporated/mixed into Ah horizon; the features of Ahp horizon changes Ah horizon and AhEl horizon develops (caused by soil deep loosening) at a later. Afterwards, due to the long-term deep plough practice and soil erosion (where it takes place)Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vėžaičių filialasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Potassium as an indicator of soil profile formation and change of its physico-chemical properties

Taking into account the importance of potassium for soil diagnostic puiposes, the investigations on the formation peculiarities of the youngest (Northern Lithuania) and the oldest (Eastern Lithuania) loamy soils were carried out in 2016-2017. Having made a soil profile description, the allocation of each investigated soil was done according to the WRB classification system (2014 edition). Soil samples for physico-chemical analysis were collected from the genetic horizons of the soil profiles. Undisturbed core samples for determining bulk density of soil and total porosity were collected using stainless steel rings (100 cm3 volumes) in four replications. Bulk density and total porosity were calculated from undisturbed soil samples. For chemical analyses, the soil samples were air-dried, crushed and sieved through a 2-mm sieve and homogeneously mixed. The data obtained shows that total potassium content has a direct strong correlation (r = 0.83 in Luvisol and r = 0.83-0.98 in Planosol) with soil clay and silt fractions content, thus, indicating a direct relationship between these soil constituents. However, this relationship remains statistically significant only in subsoil whose formation is not affected by SOC. The distribution of mobile K in studied soil profiles is related to the distribution of soil organic material and its migration throughout the soil profile. The correlation of total and mobile K with SOC can be estimated only by analysing the distribution of potassium in the humic soil horizons. The negative correlation (r = -0.97) indicates that the soil is not affected by the agricultural activity. The positive strong correlation (r = 0.99) shows a direct or indirect effect of adjacent agricultural areas and potassium soiption in soil organic matter. The correlation between soil bulk density ant total porosity it was estimated a little bit lower in the Planosol compared to the LuvisolLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasLietuvos geologijos tarnyba prie Aplinkos ministerijosVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

The content of potassium as indicator of soil profile formation and its physical properties change

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasLietuvos geologijos tarnyba prie Aplinkos ministerijosVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

The problem of soil interpretation according to the WRB 2014 classification system in the context of anthropogenic transformations

Evaluation of soil transformations and degradation is important not only for agriculture, but also for fundamental research on identification of new features for classification. In 1999, new Lithuanian soil classification (LTDK-99) was developed by adopting the diagnostic principles of WRB 1998. Together with new knowledge, it highlighted some relevant soil research and classification problems. Not only new terms but also diagnostic features of several newly distinguished first-level soils groups are being discussed, especially for the identification of cambisols, planosols, arenosols, and regosols. Additionally, a group of stagnosols is suggested for inclusion into this classification. The presence of glaciogenic secondary clay minerals in Lithuanian cambisols does not imply unambiguous brownification involvement, neither any study shows cambisols having specific to brownification iron minerals. The intensively occurring lesive in these soils questions correctness of identification of cambisols additionally aggravated by strong and deep anthropogenization of the soil profiles within the territorial range. Complex glaciogenesis makes it difficult to identify Lithuanian planosols. WRB 2014 (update 2015) identifies planosols according to the pedogenesis in old, strongly weathered binomial deposits using examples mostly from South American, South and East African plateaus of the subtropical zone. The same classification assigns planosols identified in Lithuania to stagnosols, that is, to the soils characterized by binomial genesis and stagnification. The diagnostic features of arenosols and regosols are similar in both groups and are related to primitive pedogenesis. Difficulties in distinguishing between the two groups in Lithuania are strengthened by the intensive cultivation of the ecosystems in their territorial rangeGamtos tyrimų centrasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij