The relationship between landscape diversity and crops productivity: landscape scale study

The present study evaluates the relationship between the crops productivity and ecosystem diversity. The spatial variability in ecosystem diversity was measured using the Shannon landscape diversity index and distance from biodiversity hotspots that are nature conservation areas. Three crops were selected for the study: soybeans, sunflowers and winter rye. The initial data included the average crops yields in administrative districts within 10 regions of Ukraine. It was found that the studied crops yield dynamics from the mid-90s of the previous century to the current period could be described by a sigmoid curve (log-logistic model). The parameters of the yield model are the following indicators: the minimum level of yield (Lower Limit); maximum level of productivity (Upper limit); the slope of the model, which shows the rate of change in yields over time; ED50 - the time required to achieve half, from the maximum yield level. Our studies have shown that there is a statistically significant regression relationship between the yield parameters of all the studied crops and biodiversity, even at the landscape level. Among the studied crops, soybean shows the strongest regression relationship between yields and indicators of landscape diversity. Sunflower yield is the least dependent on landscape diversity. Most of the established dependencies are nonlinear, which indicates the existence of an optimal level of landscape diversity to achieve the maximum possible crop yields. Therefore, the obtained patterns can be the basis for land-use planning and management, especially while creating new natural protected areas. Keywords: sunflower, soybean, winter rye, yield, landscape diversity

Екологічна роль глибокої омолоджувальної обрізки представників роду Populus в зелених насадженнях міста Житомир

Scientific discussions around the deep rejuvenation of trees in urban complexes are becoming more and more acute, because this agrotechnical method is used not only in large cities, but also in small settlements, rural areas. It spreads to the countries of the European community, and the topping of fast-growing breeds is carried out in Poland, Romania, Bulgaria. Questions about the advantages and disadvantages of cutting greenery are rising in the media. Among the benefits of deep rejuvenation of Populus, the representatives of the genus Populus suggest the following: rejuvenation of plantations, reducing the accident rate of trees located in built-up areas, obtaining wood for heating communal facilities using solid fuel boilers, preserving existing plantations with the addition of young plants. The scientific report presents the results of the study of the effects of deep rejuvenation on trees of the Populus genus. The study of the effect of deep rejuvenation trimming on trees of the genus Populus is conducted. It has been determined that by 2018 the phytosanitary condition of poplar trees (Populus pyramidalis Rozier) on the experimental sites is good and satisfactory. So the vast majority of trees are healthy without signs of disease, 70–80 % of trees are healthy with well-developed crowns, about 10 % of investigated trees from symptoms of diseases, from 2 to 7 % of trees are in a highly depressed or dying state. Such a tendency persists and on the control site. A direct relationship between the air dustiness on experimental sites and the precipitation of dust on poplar leaves of colonial poplars (Populus pyramidalis Rozier) was found, the correlation coefficient is 0.94, which indicates a high degree of correlation between the investigated parameters. The aesthetic appeal of representatives of the species Populus pyramidalis Rozier after a deep rejuvenation pruning is restored to the 2nd year after the work, in other species this process is longer, so the return of aesthetic appeal to representatives of the genus Tilia L. occurs on the 3rd and 4th year after carrying out of agrotechnical measures. It has been established that Populus pyramidalis Rozier poplar trees retain high ecological and aesthetic properties after proven deep rejuvenation, promising and fully perform phytomelioration and protective functions.Вивчено вплив глибокого омолоджувального обрізування на дерева роду Populus. Визначено, що на 2018 р. фітосанітарний стан дерев тополі пірамідальної (Populus pyramidalis Rozier) на дослідних майданчиках добрий та задовільний. Більшість дерев (70–80 %) здорові без ознак захворювань, з добре розвиненими кронами, близько 10 % досліджуваних дерев – з ознаками захворювань, від 2 до 7 % дерев перебувають у сильно пригніченому, або відмираючому стані (така тенденція зберігається і на контрольному майданчику). Виявлено пряму залежність між запиленістю повітря на дослідних ділянках та осіданням пилу на листкових пластинах тополі колоноподібної (Populus pyramidalis Rozier). Коефіцієнт кореляції становить 0,94, що свідчить про високий ступінь зв'язку між досліджуваними показниками. Естетична привабливість представників виду Populus pyramidalis Rozier після проведення глибокої омолоджувальної обрізки відновлюється на другий рік після виконання робіт. В інших видів цей процес триваліший: повернення естетичної привабливості для представників роду Tilia L. відбувається на 3–4-ті роки після вживання агротехнічних заходів. Встановлено, що дерева тополі колоноподібної (Populus pyramidalis Rozier) після глибокого омолоджувального обрізування зберігають високі екологічні та естетичні властивості, перспективні та повністю виконують фітомеліоративні й захисні функції

ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛОПУХА ВЕЛИКОГО ARCTIUM LAPPA L. ТА КОТЯЧОЇ М'ЯТИ СПРАВЖНЬОЇ NEPETA CATARIA L. В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

The authors present the results of studies of ecological and biological features of Arctium lappa L. and Nepeta cataria L. in conditions of the Botanical Nursery of Zhytomyr National Agroecological University. The purpose of the work was to observe the introduction, and the ways to increase the bioproductivity of the investigated plants in the conditions of Ukrainian Polissya. On the basis of long-term research, the possibility and methods of simultaneous growing Arctium lappa L. for the leaf and root in the late autumn and early spring current and transitional crops of the second year of vegetation have been investigated for the first time. The results of the research are as follows. During the first year of life burdock plants form only long-limbed very large basaltic leaves. During the second year of life burdock plants form high stalks with inflorescences. The conditions of cultivation are not discriminating. Frost-resistant and shade-tolerant culture grows, as a rule, where there is enough moisture. Seeds sprout at a temperature of 3-6 °C, stairs appear in 5-10 days and vibrate frostbite to 10 °C. During the first year of life burdock plants vegetate for about 150 days. In the first half of the vegetation burdock plants slowly grow and develop. The authors have also proved that in the conditions of Ukrainian Polissya Nepeta cataria L. is expedient to grow as a biennial culture. The plants are unpretentious to the soil content with average fertility. In autumn a small amount of compost or humus should be added, then in spring soil should be fed with complex mineral fertilizers. The excess amount of fertilizer causes the development of a large green mass to the detriment of bloom. Acidity of the soil must be kept weakly acidic or neutral. Acid soils require acidify dolomite flour in autumn when humus is introduced. As an ethereal plant, catnip is used to flavour vermouth, soft drinks, shampoos, and toilet water. The grass of the plant, when added to tea, gives it a strong lemon flavour. Dry leaves are used for flavouring of vinegar, and in cooking for the preparation of salads, sauces, as a seasoning for meat and fish dishes, as well as game dishes. Water infusion of the plant is an effective insecticide. Due to the long flowering period of the catnip provides a favourite place for bees. Honey productivity is also high – up to 400 kg of honey from 1 hectare. The beekeepers use the aromatic properties of the plant to attract and soothe bees, rub grass with mink hands, and frames. Amber honey with lemon flavour is very pleasant to taste, crystallizes in a light-cream fine-grained mass.Наведено результати досліджень із вивчення еколого-біологічних особливостей лопуха великого Arctium lappa L. та котячої м'яти справжньої Nepeta cataria L. в умовах ботанічного розсадника Житомирського національного агроекологічного університету. Мета роботи полягала у вивченні інтродукції, шляхів підвищення біологічної продуктивності досліджуваних рослин в умовах Полісся України. На основі багаторічних досліджень вперше вивчено можливість і способи одночасного вирощування лопуха великого на листок і корінь у підзимніх і ранньовесняних поточних і перехідних посівах другого року вегетації. Під час вирощування Arctium lappa L. на корені запропоновано однорічний термін вирощування культури із збиранням сировини у другій половині вересня. Підрізування головного кореня на глибині 15–20 см у фазі росту другого-третього справжнього листка знижувало біологічну продуктивність кореневої системи на 10–15 %. В умовах Полісся України доцільно вирощувати котячу м'яту справжню як дворічну культуру. Максимальна врожайність повітряно сухої сировини формується у котячої м'яти справжньої у фазі масового цвітіння і залежно від погодних умов у середньому за роками досліджень становить у рослин першого року життя 185,0 г/м2, у рослин другого року життя – 367,0 г/м2. Вміст ефірної олії у повітряно сухій сировині характеризується невисокими показниками. У середньому за роки досліджень у рослин котячої м'яти справжньої першого року життя 0,07 %, другого року життя – 0,14 %

Environmental Role of Representatives of Acer L. in Green Approximates of Zhytomir

Досліджено еколого-естетичну роль дерев видів: клен ясенелистий (Acer negundo L.) та клен гостролистий (Аcer platanoídes L.) роду Acer L. у зелених насадженнях Житомира. Визначено, що фітосанітарний стан дерев клена гостролистого (Аcer platanoídes L.) у 83 % досліджених екземплярів добрий, у 12 % виявлено механічні пошкодження, 5 % дерев перебувають у пригніченому та фаутному станах. З'ясовано, що дерева клена гостролистого (Аcer platanoídes L.) основну масу дрібного коріння накопичують у верхньому 30-сантиметровому шарі ґрунту, на глибині 0–10 см зосереджено до 38 % фізіологічно активного коріння, на глибині 10–20 см – до 26 %, на глибині 20–30 см розташовується до 17 % фізіологічно активного коріння. Коренева система клена гостролистого (Аcer platanoídes L.) у віці 30–35 років проникає в ґрунт на глибину до 90 см, бокові корені, які розташовуються ближче до поверхні, – розгалужені та добре розвинені. Більшість екземплярів клена гостролистого в зелених насадженнях Житомира мають високі декоративні властивості, повною мірою виконують фітомеліоративні функції, сприяють очищенню атмосферного повітря від пилу, газів та знижують шумове навантаження. Встановлено, що дерева клена ясенелистого (Acer negundo L.) в групових насадженнях перебувають у задовільному стані, за фітосанітарними показниками 52 дерева із 56 є в доброму стані, мають високу декортивність та естетичну привабливість. Водночас відзначено раннє омертвіння скелетних гілок у дерев у 25–30 років та формування порослевих насаджень із сплячих бруньок, що спричиняє здичавіння та інвазію клена ясенелистого (Acer negundo L.) в зелених насадженнях Житомира.Representatives of the family Maple (Acer L.) are mainly introduced to Ukraine predominantly from China, Japan, Korea and America. In order to plant greenery of human settlements in China, they were still used in 16–17 bands. In Japan, maples are used in landscaping of urbo-complexes from the 17th and 18th centuries, and have gained popularity in greening, along with sakurah, in the modern industrial cities of this country. The introduction of maples into Ukraine began in the 19th century from the East Asian species, later American maple species were imported into Ukraine, more than 30 ornamental species of maples are used in modern landscaping of our country. The purpose of the research is to determine the ecological and aesthetic role of species: acroleum maple (Acer platanoídes L.) and maple of the eggplant (Acer negundo L.) of the genus Maple (Acer L.) in green plantations of Zhytomyr. The research was conducted in 2017–2018. The research was conducted by the route method on the streets of Pokrovskaya, Heroes of Heavenly Hundreds, Cosmonauts, them. T. G. Shevchenko, them. Lesia Ukrainka, them. SP Koroleva, Field Square, and Prospect Mira. Results of researches: 1. The quantitative composition in cultivated plantations is dominated by the maple acrosive (Acer platanoídes L.) – 44 %, the second place is globose ('Globosum'), the shape of the acute maple – 37 %, all other forms – 21 %. The root system of the acute (Acer platanoídes L.) maple tree at the age of 30–35 years penetrates into the soil to a depth of 90 cm. Phytosanitary condition of the maple trees of acrosophilic (Acer platanoídes L.) in 83 % of investigated specimens was good, in 12 % mechanical damage was detected, 5 % of trees were in suppressed and fattening condition. The plantain trees (Acer platanoídes L.) in green plantations of the city of Zhytomyr fully perform ecological, aesthetic and phytomeliorative functions, help to clean the air from dust, gases and reduce noise load. 2. Acer negundo L. trees in the age group of 30–35 years in grouped landings are in satisfactory condition, 95 % of phytosanitary indicators are in good condition, have high decorative and aesthetic attractiveness. At the same time, there is an early neuronization of the skeletal branches in the trees in the 35–40 years, and the formation of sparse plantations from sleeping kidneys, which in turn causes the indiscretion and progress of the invasive processes. The aesthetic appearance of such groups is quite low. At the same time, according to our data, all investigated specimens of the maple germ (Acer negundo L.) fully perform phytomeliratory functions and have a high level of resistance to man-made load

The Relationship Between Landscape Diversity and Crops Productivity: Landscape Scale Study

The present study evaluates the relationship between the crops productivity and ecosystem diversity. The spatial variability in ecosystem diversity was measured using the Shannon landscape diversity index and distance from biodiversity hotspots that are nature conservation areas. Three crops were selected for the study: soybeans, sunflowers and winter rye. The initial data included the average crops yields in administrative districts within 10 regions of Ukraine. It was found that the studied crops yield dynamics from the mid-90s of the previous century to the current period could be described by a sigmoid curve (log-logistic model). The parameters of the yield model are the following indicators: the minimum level of yield (Lower Limit); maximum level of productivity (Upper limit); the slope of the model, which shows the rate of change in yields over time; ED50 - the time required to achieve half, from the maximum yield level. Our studies have shown that there is a statistically significant regression relationship between the yield parameters of all the studied crops and biodiversity, even at the landscape level. Among the studied crops, soybean shows the strongest regression relationship between yields and indicators of landscape diversity. Sunflower yield is the least dependent on landscape diversity. Most of the established dependencies are nonlinear, which indicates the existence of an optimal level of landscape diversity to achieve the maximum possible crop yields. Therefore, the obtained patterns can be the basis for land-use planning and management, especially while creating new natural protected areas. Keywords: sunflower, soybean, winter rye, yield, landscape diversity

ЕКОЛОГО-ФІЗІОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАВКОВИКА ОЗЕРНОГО (MOLLUSCA: GASTROPODA: PULMONATA: LYMNAEIDAE) ЗА ВПЛИВУ ІОНІВ КАДМІЮ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

В статті приведені результати досліджень по вивченню впливу іонів кадмію (гостролетальні концентрації – 5-0,5 мг/дм3; хронічно летальні – 5.10-2-5.10-3 мг/дм3; витримувані – 5.10-4-5.10-5 мг/дм3; підпорогові концентрації – 5.10-6 мг/дм3 і нижче) на етологічні, морфологічні та фізіологічні показники ставковика озерного. На основі багаторічних досліджень вивчено виживання особин у токсичному середовищі залежно від концентрації іону металу та тривалості його впливу. В результаті вивчення біологічних особливостей за сукупністю основних токсикологічних показників для L. stagnalis, підданих дії іонів кадмію водного середовища, встановлено, що цей метал є сильнотоксичним. Дослідження показало, що найсильніший токсичний вплив на процеси обміну у тілі ставковиків мають розчини хронічних летальних концентрацій іонів кадмію

ІНТРОДУКЦІЙНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СОБАЧОЇ КРОПИВИ П’ЯТИЛОПАТЕВОЇ (LEONURUS QUINQUELOBATUS GILIB.) В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

В статті наведено результати досліджень із вивчення еколого-біологічних особливостей собачої кропиви п’ятилопатевої (Leonurus quinquelobatus Gilib.) в умовах ботанічного розсадника Житомирського національного агроекологічного університету. На основі багаторічних досліджень вивчено вплив комплексного застосування регуляторів росту і мікродобрив на ріст та розвиток собачої кропиви п’ятилопатевої (Leonurus quinquelobatus Gilib.), оцінено їх вплив на продуктивність і якість лікарської сировини в умовах Полісся України. На основі вивчення біологічних особливостей показано можливість вирощування нетрадиційної лікарської культури – собачої кропиви п’ятилопатевої (Leonurus quinquelobatus Gilib.) – в умовах Полісся України для отримання стабільного врожаю і високого вмісту ефірної олії в надземній масі

ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК ФОСФОРНО-КАЛЬЦІЄВОГО РЕЖИМУ ВОДОЙМ З ЇХНЬОЮ БІОПРОДУКТИВНІСТЮ (ОГЛЯД)

Узагальнено дані про вміст кальцію і фосфору в континентальних водоймах різних геологічних зон України, оскільки ці елементи визначають перебіг багатьох фізико-хімічних процесів у водоймах і впливають на їх біопродуктивність. Кальцій і фосфор є надзвичайно важливими структурними елементами всіх живих систем, відіграють істотну роль у регуляції процесів, які протікають всередині водойм, мають велике значення у визначенні трофності водойм. Одним з критеріїв, при оцінці можливої ролі мінеральних солей у життєдіяльності гідробіонтів, є встановлення взаємозв’язку між загальною мінералізацією води, її іонним складом, чисельністю і біомасою окремих водних організмів. Зміна вмісту кальцію і фосфору у воді може здійснювати як прямий, так і опосередкований вплив через планктонні і бентосні кормові організми, на видовий склад і чисельність риб, які мешкають в морських і континентальних водоймах. Існують дані, що підтверджують наявність взаємозв'язку між зміною співвідношення у воді іонів кальцію, фосфору та інших елементів з видовим складом і чисельністю риб