DSpace Собрание:

The economic efficiency of the introduction of resource-saving technologies in crop production in Kazakhstan

2025-11-20T13:50:30Z

Название: The economic efficiency of the introduction of resource-saving technologies in crop production in Kazakhstan Авторы: Bayandin, M.; Баяндін, М.; Bekmurzayeva, A.; Бекмурзаєва, А.; Yessymkhanova, Z.; Єссімханова, З.; Bayandina, G.; Баяндіна, Г.; Soltangazinov, A.; Солтангазінов, А. Аннотация: The purpose of this study was to determine whether the implementation of resource-saving technologies in crop production in Kazakhstan during 2021–2024 led to statistically significant improvements in economic efficiency at the level of farming enterprises. The main focus was on the practical results of the application of innovative technologies, such as precision agriculture, Global Positioning System-monitoring, digital crop management, drip irrigation, remote sensing and the use of drones. The study found that the implementation of these technologies allowed to reduce fuel costs by up to 60%, fertilisers by 18–22%, and labour costs by 15–20%. At the same time, wheat yield increased by 50% compared to 2023 and amounted to 1.38 t/ha. The introduction of drip and sprinkler irrigation on an area of about 84 thousand ha allowed to reduce water consumption by 20–40% and increase crop stability in drought conditions. Economic efficiency was confirmed by a high level of payback: typical terms of return on investment in these technologies were 3–5 years with state co-financing of up to 80%. The regression model showed high explanatory power (R2 = 0.948), with the most significant influencing factors being subsidies for drones (+106.51) and digital platforms (+7.29), while direct funding per 1 ha was not statistically significant (coefficient -0.0004; p = 0.685). The results confirmed the economic feasibility of innovative approaches to agriculture in Kazakhstan and proved that the effectiveness of state support depends on its targeting and integration into the institutional environment. The results of this study can be practically applied by government agencies to optimise subsidy policies, by agricultural enterprises to justify investments in digital technologies, and by international donors to support scalable, cost-effective solutions for sustainable agriculture.; Метою даного дослідження було визначити, чи призвело впровадження ресурсозберігаючих технологій у рослинництві Казахстану в період 2021–2024 рр. до статистично значущого підвищення економічної ефективності на рівні сільськогосподарських підприємств. Основна увага приділялася практичним результатам застосування інноваційних технологій, таких як точне землеробство, моніторинг за допомогою системи глобального позиціонування, цифрове управління врожаєм, крапельне зрошення, дистанційне зондування та використання дронів. Дослідження показало, що впровадження цих технологій дозволило зменшити витрати на паливо до 60 %, добрива – на 18–22 %, а витрати на робочу силу – на 15–20 %. Водночас урожайність пшениці зросла на 50 % порівняно з 2023 роком і становила 1,38 т/га. Впровадження крапельного та дощового зрошення на площі близько 84 тис. га дозволило зменшити споживання води на 20–40 % та підвищити стійкість врожаю в умовах посухи. Економічна ефективність була підтверджена високим рівнем окупності: типові терміни окупності інвестицій у ці технології становили 3–5 років із державним співфінансуванням до 80 %. Регресійна модель показала високу пояснювальну здатність (R2 = 0,948), причому найвагомішими факторами впливу були субсидії на дрони (+106,51) та цифрові платформи (+7,29), тоді як пряме фінансування на 1 га не було статистично значущим (коефіцієнт -0,0004; p = 0,685). Результати підтвердили економічну доцільність інноваційних підходів до сільського господарства в Казахстані та довели, що ефективність державної підтримки залежить від її цільового спрямування та інтеграції в інституційне середовище. Результати цього дослідження можуть бути практично застосовані державними органами для оптимізації політики субсидування, сільськогосподарськими підприємствами для обґрунтування інвестицій у цифрові технології, а міжнародними донорами для підтримки масштабованих, економічно ефективних рішень для сталого сільського господарства.

Economic efficiency of preservation and utilisation of livestock products in the agrarian sector of the economy

2025-11-20T11:20:02Z

Название: Economic efficiency of preservation and utilisation of livestock products in the agrarian sector of the economy Авторы: Kuzenbayeva, E.; Кузенбаєва, Е.; Tuleshova, G.; Тулешова, Г. Аннотация: The purpose of this study was to investigate the ways of increasing the economic efficiency of agricultural production by improving the systems of preservation and rational use of livestock products. The methodological framework of the study included a comprehensive approach, as well as the analysis of statistical data, structural-dynamic and comparative analysis, and elements of system and factor analysis. Gross output of livestock production in Kazakhstan increased from KZT 2,066.4 bn in 2015 to KZT 3,012.5 bn in 2023. Therewith, the number of cattle increased from 6.18 mn heads in 2015 to 7.98 mn heads in 2024, while the number of horses more than doubled from 2.07 mn heads to 4.35 mn heads over the same period. The analysis results showed that despite the steady growth in herd numbers and gross output, the efficiency of conservation is still at an average level. This is related to the deterioration of refrigeration infrastructure, poor development of the cold chain, lack of qualified personnel, insufficient digitalisation of logistics processes, and specific climatic features of the regions. Milk production volumes have almost halved. Losses at the storage and transport stages are also reflected in the decline in egg production from 5.59 bn eggs in 2018 to 4.48 bn in 2024. The study substantiated those investments in the modernisation of storage infrastructure, digitalisation of logistics, and development of deep processing are not excessive costs, but a tool to optimise the production process and increase the sustainability of agribusiness. The following strategic development areas were also proposed: development of agro-industrial clusters, development of cooperation, improvement of personnel skills, expansion of state support, and introduction of environmentally sustainable technologies. It was concluded that increasing the level of safety of livestock production in Kazakhstan can not only reduce losses, but also increase the profitability of farms, strengthen the food security of the country, and its export potential.; Робота була спрямована на вивчення шляхів підвищення економічної ефективності аграрного виробництва за рахунок вдосконалення систем безпеки та раціонального використання продукції тваринництва. Методологічною основою дослідження виступав комплексний підхід, що включає аналіз статистичних даних, структурно-динамічний та порівняльний аналіз, а також елементи системного та факторного аналізу. Валовий випуск продукції тваринництва у Казахстані збільшився з 2066,4 млрд тенге у 2015 році до 3012,5 млрд тенге у 2023 році. При цьому чисельність великої рогатої худоби зросла з 6,18 млн. голів у 2015 році до 7,98 млн. у 2024 році, а кількість коней більш ніж подвоїлася – з 2,07 до 4,35 млн. голів за той же період. Результати аналізу показали, що незважаючи на стійке зростання поголів'я та валової продукції, ефективність безпеки залишається на середньому рівні. Це зі зносом холодильної інфраструктури, слабким розвитком «холодової ланцюга», дефіцитом кваліфікованих кадрів, недостатньою цифровізацією логістичних процесів і кліматичними особливостями регіонів. Обсяги виробництва молока знизилися майже вдвічі. Втрати на етапах зберігання та транспортування також відображені у зниженні виробництва яєць з 5,59 млрд штук у 2018 році до 4,48 млрд у 2024 році. У роботі обґрунтовано, що інвестиції у модернізацію інфраструктури зберігання, цифровізацію логістики та розвиток глибокої переробки є не надмірними витратами, а інструментом оптимізації виробничого процесу та підвищення стійкості агробізнесу. Також запропоновано напрями стратегічного розвитку: формування агропромислових кластерів, розвиток кооперації, підвищення кваліфікації кадрів, розширення державної підтримки та впровадження екологічно стійких технологій. Зроблено висновок, що підвищення рівня безпеки продукції тваринництва в Казахстані здатне не лише знизити втрати, а й підвищити рентабельність господарств, зміцнити продовольчу безпеку країни та її експортний потенціал.

Improvement of the mechanisms of taxation of forest resources of Ukraine to ensure sustainable forest management

2025-11-20T11:26:57Z

Название: Improvement of the mechanisms of taxation of forest resources of Ukraine to ensure sustainable forest management Авторы: Musayeva, N.; Мусаєва, Н.; Atakishiyeva, N.; Атакішієва, Н.; Mammadova, U.; Мамедова, У.; Almasov, N.; Алмасов, Н.; Shevchenko, M.; Шевченко, М. Аннотация: The purpose of the study was to substantiate ways to optimise fiscal mechanisms in the forest sector to increase its economic efficiency and sustainability. A quantitative analysis was carried out based on the reporting data of six enterprises of various forms of ownership (state, municipal, and private), which allowed identifying imbalances in tax pressure. In the public sector, this figure was 31.1%, and in the municipal sector – 26.5%. In the private sector, the tax burden reached 40.1% in the Forest enterprise and 35.2% in the Karpatlis enterprise, which significantly exceeded the indicators of the public sector – 29.3% in Chernihivlishosp, 32.9% in Sumylishosp, and 40.4% in the Forests of Ukraine enterprise. In the municipal enterprise Kharkivlis, the tax burden was 26.5%. The level of profitability in private enterprises was 4.7% in the Forest and 6.0% in Karpatlis, while state-owned enterprises showed stable indicators: 9.1% in Chernihivlishosp, 7.4% in Sumylishosp, and 5.0% in the Forests of Ukraine. Municipal enterprise Kharkivlis showed the highest profitability – 9.7%. The structure of indirect fiscal expenditures was analysed separately, among which the main ones were expenditures on environmental monitoring, forest protection, certification, and reporting. It was established that the share of indirect expenses in the total expenses of enterprises ranged from 5.4% to 11.8%. The risk assessment of tax reforms was carried out on a point scale (from 1 to 10) according to five criteria: legal framework, personnel readiness, business resistance, digitalisation, and fiscal losses. The highest risk profile was recorded in the private sector (average level – 7.4 points), the lowest – in the public sector (4.8 points). The projected effects of the introduction of the adaptive tax model included a reduction in the tax burden by 5.5%, an increase in profitability by 3.2%, investment in reforestation – by 18%, and a decrease in the level of shading by 12.5%. The results of the study can be used to develop a tax policy and support sustainable forest management at the state and enterprise levels.; Метою дослідження було обґрунтування шляхів оптимізації фіскальних механізмів у лісовому секторі для підвищення його економічної ефективності та сталості. Проведено кількісний аналіз на основі звітних даних шести підприємств різних форм власності (державних, комунальних і приватних), що дозволило виявити диспропорції в податковому тиску. У державному секторі цей показник становив 31,1 %, а в комунальному – 26,5 %. У приватному секторі податкове навантаження сягало 40,1 % у підприємстві «Ліс» та 35,2 % у підприємстві «Карпатліс», що значно перевищувало показники державного сектору – 29,3 % у «Чернігівлісгоспі», 32,9 % у «Сумилісгоспі» та 40,4 % у «Лісах України». У комунальному підприємстві «Харківліс» податкове навантаження становило 26,5 %. Рівень рентабельності у приватних підприємствах становив 4,7 % у «Ліс» і 6,0 % у «Карпатліс», тоді як державні демонстрували стабільні показники: 9,1 % у «Чернігівлісгоспі», 7,4 % у «Сумилісгоспі» та 5,0 % у «Лісах України». Комунальне підприємство «Харківліс» показало найвищу рентабельність – 9,7 %. Окремо проаналізовано структуру непрямих фіскальних витрат, серед яких основними були витрати на екологічний моніторинг, охорону лісу, сертифікацію та звітність. Встановлено, що частка непрямих витрат у загальних витратах підприємств коливалась у межах від 5,4 % до 11,8 %. Оцінка ризиків реалізації податкових реформ проводилась за бальною шкалою (від 1 до 10) за п'ятьма критеріями: правова база, кадрова готовність, бізнес-опір, цифровізація та фіскальні втрати. Найвищий ризиковий профіль зафіксовано у приватному секторі (середній рівень – 7,4 бала), найнижчий – у державному (4,8 бала). Прогнозовані ефекти від впровадження адаптивної податкової моделі включають зниження податкового навантаження на 5,5 %, зростання рентабельності на 3,2 %, інвестицій у лісовідновлення – на 18 % і зменшення рівня тінізації на 12,5 %. Результати дослідження можуть бути використані для формування податкової політики та підтримки сталого лісокористування на рівні держави і підприємств.

Machine learning-based prediction of rice yield from rain feeding in monsoonal tropical area of Java, Indonesia

2025-11-20T11:29:29Z

Название: Machine learning-based prediction of rice yield from rain feeding in monsoonal tropical area of Java, Indonesia Авторы: Rizal, A.; Різал, А.; Aziz, A.; Азіз, А.; Komariah; Комаріах; Romadhon, M. R.; Ромадхон, М. Р.; Mustangin, M.; Мустангін, М. Аннотация: Rainfed rice cultivation in monsoonal tropical areas of Java, Indonesia, is challenged by nutrient deficiencies, unpredictable rainfall amounts, and limited agricultural investment, leading to fluctuating yields. The purpose of this study was to develop a precise rice yield prediction model using machine learning tailored to specific toposequences in Central Java. A combination of survey-based field and laboratory methods was employed, integrating climate, soil, socio-economic, and land management variables from 87 targeted sampling points. Machine learning analysis using Bayesian Neural Networks (BNN) demonstrated moderate accuracy with R2 = 0.840 and RMSE = 0.442 overall, but accuracy improved significantly when models were adjusted to elevation-specific categories, achieving R2 values up to 0.999. Lowland paddy field predictions were most influenced by available phosphorus (P), while rainfall, gender, education, and seed variety were key factors in medium-altitude zones; slope, available P, gender, and cropping patterns were dominant in highland areas. Pareto analysis supported the identification of these key yield determinants in each toposequence. The integration of BNN and Pareto approaches enabled the creation of a high-precision, location-specific yield prediction model. This work demonstrated that tailoring machine learning models to elevation-based agroecological zones enhances their performance and practical application. The findings are particularly valuable for agricultural stakeholders including policymakers, extension services, and farmers, who can leverage these predictive insights to optimise rainfed rice management practices and improve productivity under variable climatic conditions.; Вирощування рису на богарних землях у тропічних районах Яви, Індонезія, що знаходяться під впливом мусонних дощів, ускладнюється через нестачу поживних речовин, непередбачуваність опадів та обмежені інвестиції в сільське господарство, що призводить до коливань врожайності. Метою цього дослідження було розроблення точної моделі прогнозування врожайності рису з використанням машинного навчання, адаптованого до конкретних топологічних послідовностей у Центральній Яві. Застосовано комплекс польових та лабораторних методів, заснованих на опитуваннях, з урахуванням кліматичних, ґрунтових, соціально-економічних та агроменеджментних змінних із 87 цільових точок відбору проб. Аналіз за допомогою баєсівських нейронних мереж (BNN) показав помірну точність (R² = 0,840; RMSE = 0,442), однак точність суттєво підвищувалась при адаптації моделей до категорій за висотою, досягаючи R² до 0,999. Для низинних полів найбільший вплив мала наявність доступного фосфору (P); у зонах середньої висоти ключовими чинниками були кількість опадів, стать, освіта та сорт насіння; для високогірних районів – ухил, доступний фосфор, стать і сівозміна. Аналіз Парето підтвердив ідентифікацію цих основних детермінант урожайності у кожному топосліді. Інтеграція методів BNN і Парето дозволила створити високоточну, локалізовану модель прогнозування. Робота довела, що адаптація моделей машинного навчання до агроекологічних зон за висотою покращує їхню ефективність і практичне застосування. Результати є особливо цінними для аграрних стейкґолдерів – зокрема для політиків, дорадчих служб і фермерів, які можуть використати прогностичні дані для оптимізації управління богарним рисівництвом в умовах змінного клімату.

The impact of renewable energy implementation on agricultural sustainability in the context of climate change

2025-11-20T13:51:38Z

Название: The impact of renewable energy implementation on agricultural sustainability in the context of climate change Авторы: Ibrayeva, A.; Ібраєва, А.; Kondykerova, K.; Кондикерова, К.; Sarsenova, S.; Сарсенова, С.; Kukeyeva, F.; Кукеєва, Ф.; Makasheva, K.; Макашева, К. Аннотация: This study was aimed at exploring the potential of renewable energy sources (RES) in enhancing the resilience of agriculture to climate change, with a focus on the applicability of these technologies in the context of Kazakhstan. The study was based on qualitative and quantitative analysis of the current state of the sector, comparative analysis of renewable energy technologies, examination of practical cases, and assessment of the applicability in the Republic of Kazakhstan. As a result of the study, it was found that RES, such as solar, wind, and biogas energy, had significant potential for increasing the resilience of agriculture in the context of climate change. It was established that these technologies effectively reduced the dependence of the agricultural sector on fossil fuels, which was particularly valuable for remote regions. It was emphasised that a 2 kW system could generate 6–10 kWh per day in sunny regions such as Turkestan or Almaty regions, where insolation reached 1,500–1,800 kWh/m² per year, and 1–10 kW turbines could generate 2–20 kWh per day in windy areas such as Kostanay and Akmola, where wind speeds reached 5–7 m/s. The study also revealed that in Kazakhstan, from 2020 to 2024, electricity generation from RES increased from 3.24 billion kWh to 7.581 billion kWh. It was noted that such energy sources contributed to climate adaptation by ensuring reliable energy supply for irrigation in arid zones or heating during unstable seasons, while also reducing greenhouse gas emissions, thereby lowering the environmental burden on the agricultural sector. For Kazakhstan, this opened up prospects for increasing yields due to stable access to energy, reducing dependence on fuel imports, and improving environmental performance, especially considering that from 2020 to 2024, the cost of RES decreased from USD 0.057 to USD 0.04 for solar energy and from USD 0.039 to USD 0.03 for wind energy, while coal and gas ranged from USD 0.04–0.25 with a peak in 2022. Thus, RES addressed current problems and also created a foundation for the long-term sustainable development of agriculture, which was especially important in the context of climate risks.; Метою цього дослідження було вивчення потенціалу відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) у підвищенні стійкості сільського господарства до зміни клімату, з акцентом на застосовності цих технологій в контексті Казахстану. Дослідження базувалося на якісному та кількісному аналізі поточного стану сектору, порівняльному аналізі технологій відновлюваної енергетики, розгляді практичних випадків та оцінці застосовності в Республіці Казахстан. В результаті дослідження було виявлено, що ВДЕ, такі як сонячна, вітрова та біогазова енергія, мають значний потенціал для підвищення стійкості сільського господарства в контексті зміни клімату. Було встановлено, що ці технології ефективно зменшили залежність сільськогосподарського сектору від викопного палива, що було особливо цінним для віддалених регіонів. Було наголошено, що система потужністю 2 кВт може генерувати 6–10 кВт·год на день у сонячних регіонах, таких як Туркестанська або Алматинська області, де інсоляція сягає 1500–1800 кВт·год/м² на рік, а турбіни потужністю 1–10 кВт можуть генерувати 2–20 кВт·год на день у вітряних районах, таких як Костанай та Акмола, де швидкість вітру сягає 5–7 м/с. Дослідження також показало, що в Казахстані з 2020 по 2024 рік виробництво електроенергії з ВДЕ зросло з 3,24 млрд кВт·год до 7,581 млрд кВт·год. Було зазначено, що такі джерела енергії сприяють адаптації до зміни клімату, забезпечуючи надійне енергопостачання для зрошення в посушливих зонах або опалення в нестабільні сезони, а також зменшуючи викиди парникових газів, тим самим знижуючи екологічне навантаження на сільськогосподарський сектор. Для Казахстану це відкрило перспективи збільшення врожайності завдяки стабільному доступу до енергії, зменшенню залежності від імпорту палива та покращенню екологічних показників, особливо враховуючи, що з 2020 по 2024 рік вартість ВДЕ знизилася з 0,057 до 0,04 доларів США для сонячної енергії та з 0,039 до 0,03 доларів США для вітрової енергії, тоді як вугілля та газ коливалися в межах 0,04–0,25 доларів США з піком у 2022 році. Таким чином, ВДЕ вирішували поточні проблеми, а також створювали основу для довгострокового сталого розвитку сільського господарства, що було особливо важливим в контексті кліматичних ризиків.

Impact of tillage and fertilisation on organic matter accumulation and soil fertility

2025-11-20T11:25:58Z

Название: Impact of tillage and fertilisation on organic matter accumulation and soil fertility Авторы: Karabach, K.; Карабач, К.; Tarasyuk, V.; Тарасюк, В.; Trach, I.; Трач, І.; Vitrovchak, L.; Вітровчак, Л.; Bezvikonnyi, P.; Безвіконний, П. Аннотация: The study aimed to determine the effectiveness of traditional, minimum and no-till tillage in combination with organic fertilisation methods, such as green manure, organic compost and green manure. The study was based on field experiments conducted on plots with different soil types, which was used to assess the impact of the applied agricultural technologies in different agroecological conditions. The results showed that no-till with combined fertilisation (NPK + manure) provided the highest increase in soil organic matter (SOM) by 0.7% (up to 3.4% in 2024) and humus by 0.5% (up to 2.6% in the 0–10 cm layer) compared to the control (1.7% SOM for ploughing). The nitrogen (N) content increased by 0.04% (to 0.16%), phosphorus (P) by 7 mg/kg (to 57 mg/kg), and potassium (K) by 20 mg/kg (to 140 mg/kg). Deep ploughing resulted in a loss of SOM (from 2.3% to 1.7%), while minimum tillage-maintained SOM at 2.1–3.3%. Organic fertilisers (manure, green manure) stabilised humus with a correlation of r = 0.85 – 0.90 (p < 0.05), while no-till increased soil moisture by 10–15% and cation exchange by 510%. On fertile soils (Eutric Cambisol), no-till with combined fertiliser increased the SOM by 0.7%, while on sandy soils (Quartzipsamment) organic fertiliser added 0.4%. The ANOVA analysis confirmed the significant effect of tillage (F = 45.2, p < 0.001) and fertiliser (F = 38.7, p < 0.001) on the SOM. The seasonal dynamics showed a peak in the spring (3.6% in 2023 for no-till). No-till with combined fertiliser was found to be the most effective. The results obtained can be useful for improving agricultural technologies in the field of organic farming, developing ecological farming systems and formulating practical recommendations for farmers and agronomists on optimal soil resource management.; Метою дослідження було визначення ефективності традиційного, мінімального та безорного обробітку ґрунту в поєднанні з методами органічного удобрення, такими як сидерати, органічний компост та зелене добриво. Дослідження базувалося на польових дослідах, проведених на ділянках з різними типами ґрунту, які були використані для оцінки впливу застосованих сільськогосподарських технологій у різних агроекологічних умовах. Результати показали, що безорний обробіток ґрунту з комбінованим удобренням (NPK + гній) забезпечив найбільше збільшення вмісту органічної речовини (ОРР) у ґрунті на 0,7 % (до 3,4 % у 2024 році) та гумусу на 0,5 % (до 2,6 % у шарі 0-10 см) порівняно з контролем (1,7 % ОРР під оранку). Вміст азоту (N) збільшився на 0,04 % (до 0,16 %), фосфору (P) на 7 мг/кг (до 57 мг/кг) та калію (K) на 20 мг/кг (до 140 мг/кг). Глибока оранка призвела до втрати поверхневого органічного складу (з 2,3 % до 1,7 %), тоді як мінімальний обробіток ґрунту підтримував рівень поверхневого органічного складу на рівні 2,1–3,3 %. Органічні добрива (гній, сидерати) стабілізували гумус з кореляцією r = 0,85 – 0,90 (p < 0,05), тоді як безорний обробіток збільшив вологість ґрунту на 10–15 %, а катіонний обмін – на 510 %. На родючих ґрунтах (евтричний камбісоль) безорний обробіток з комбінованими добривами збільшив рівень поверхневого органічного складу на 0,7%, тоді як на піщаних ґрунтах (кварцовий ґрунт) органічні добрива додали 0,4 %. Дисперсійний аналіз підтвердив значний вплив обробітку ґрунту (F = 45,2, p < 0,001) та добрив (F = 38,7, p < 0,001) на рівень поверхневого органічного складу. Сезонна динаміка показала пік навесні (3,6 % у 2023 році для безорного обробітку). Безорний обробіток з комбінованими добривами виявився найефективнішим. Отримані результати можуть бути корисними для вдосконалення сільськогосподарських технологій у сфері органічного землеробства, розробки екологічних систем землеробства та формулювання практичних рекомендацій для фермерів та агрономів щодо оптимального управління ґрунтовими ресурсами.

Forest inventory assessment of plus trees of hornbeam-oak and pine forests within the Malopolissia district

2025-11-20T11:24:01Z

Название: Forest inventory assessment of plus trees of hornbeam-oak and pine forests within the Malopolissia district Авторы: Blystiv, V.; Блистів, В.; Danchuk, O.; Данчук, О.; Ivaniuk, A.; Іванюк, А.; Khomiuk, P.; Хомюк, П.; Tkachuk, O.; Ткачук, О. Аннотация: Improvement of the selection criteria and further testing of plus trees of Scots pine requires systematic updating of measurement data, their detailed analysis, and constant monitoring of the created sites. A significant task is to create new experimental plots to investigate the hereditary characteristics of trees, especially in the context of forestry adaptation to climate change. A forest inventory assessment of plus trees of hornbeam-oak and pine forests within the Malopolissia district was conducted to establish the relationship between the height-diameter ratio at 1.3 m and the age of trees in different forest types based on the results of their selection. Standard statistical methods were employed to establish reliable results of analytical and comparative conclusions. Two indices were calculated for the analysis: I1 – an indicator of age-related changes in the A/H/DbH ratio, and I2 – an indicator of changes in the H/DbH/A ratio depending on age. These indices were calculated for plus trees, considering their age (A), height (H), and trunk diameter at a height of 1.3 m (DbH). The dependencies of changes in the height and diameter of plus trees with age were studied, the speific features of these dependencies for the two most widespread forest types were determined, two types of indices of these dependencies were analysed, and the conclusions about their statistically reliable suitability for modelling the parameters of plus tree selection within the study area were summarised. The parametric dependencies of the plus trees of the Malopolissia district of pine forests of this region of origin established in the study can be used as additional criteria for selecting trees for productivity with a sufficient level of their biotic stability. The study summarised the possibility of establishing the regions of origin of forest reproductive material based on parametric assessment of stands and plus trees within the Malopolissia district based on their belonging to autochthonous forest stands by origin. The relevance of the study was enhanced by the introduction of approaches to regionalisation of forest reproductive material, which involves determining the boundaries of the regions of origin and the boundaries of the corresponding distribution of forest reproductive material from them. The proposed approach to regionalisation is a prerequisite for obtaining and putting into circulation forest reproductive material based on the implementation of Directive 1999/105/EC of 22 December 1999 on the marketing of forest reproductive material in the regulatory framework of forest seed production and nursery stock.; Удосконалення критеріїв добору та подальше випробування плюсових дерев сосни звичайної потребує систематичного оновлення даних обмірів, їх детального аналізу, а також постійного моніторингу створених об'єктів. Важливим завданням є формування нових експериментальних ділянок для дослідження спадкових характеристик дерев, особливо в умовах адаптації лісового господарства до кліматичних змін. Лісівничо-таксаційна оцінка плюсових дерев у межах Малополіського округу грабово-дубових та соснових лісів проведена з метою встановлення залежностей між співвідношенням висоти та діаметра на висоті 1,3 м і віком дерев у різних типах лісу за результатами їх добору. Для встановлення достовірних результатів аналітично-порівняльних висновків використовувалися стандартні статистичні методи. Для проведення аналізу було використано розрахунок двох індексів: І1 – показник зміни віку у співвідношенні A/H/DbH, та І2 – показник зміни співвідношення H/DbH/A залежно від віку. Обчислення цих індексів здійснювалося для плюсових дерев, з урахуванням їх віку (A), висоти (H) та діаметра стовбура на висоті 1,3 м (DbH). Досліджено залежності зміни висоти та діаметра плюсових дерев із віком, визначено особливості цих залежностей для двох найпоширеніших типів лісу, проаналізовано два види індексів зазначених залежностей та узагальнено висновки щодо їх статистично достовірної придатності для моделювання параметрів добору плюсових дерев у межах досліджуваної території. Встановлені у дослідженні параметричні залежності плюсових дерев Малополіського округу соснових лісів даного регіону походження можуть бути використані як додаткові критерії відбору дерев за продуктивністю із забезпеченням достатнього рівня їх біотичної стійкості. У статті узагальнена можливість встановлення регіонів походження лісового репродуктивного матеріалу на основі параметричної оцінки деревостанів і плюсових дерев в межах Малополіського округу на підставі їх приналежності до автохтонних лісостанів за походженням. Актуальність досліджень підсилюється впровадженням підходів до регіоналізації лісового репродуктивного матеріалу що, полягає у визначенні меж регіонів походження та меж відповідного поширення з них лісового репродуктивного матеріалу. Запропонований підхід до впровадження регіоналізації є передумовою отримання і введення в обіг лісового репродуктивного матеріалу на засадах імплементації у нормативну базу лісового насінництва і розсадництва Директиви 1999/105/ЄС від 22 грудня 1999 року «Про маркетинг лісового репродуктивного матеріалу».

Molecular-genetic and biotechnological foundations for the development of complex microbial preparations for balanced plant nutrition

2025-11-20T11:31:27Z

Название: Molecular-genetic and biotechnological foundations for the development of complex microbial preparations for balanced plant nutrition Авторы: Karatieieva, O.; Каратєєва, О.; Barkar, Ye.; Баркарь, Є.; Yulevich, O.; Юлевич, О.; Liuta, I.; Люта, І.; Overchenko, V.; Оверченко, В. Аннотация: The purpose of this study was to identify the molecular genetic mechanisms that regulate the functional activity of microbial preparations in the plant rhizosphere. The methodology included analysing the expression of key genes, comparing the effectiveness of different strains of microorganisms in the soil environment, summarising the factors affecting the stability of biological products, and systematising the data to establish the relationship between genetic mechanisms and agronomic indicators. The results confirmed that the expression of key genes responsible for nitrogen fixation, phosphorus mobilisation, and synthesis of biologically active compounds determines the effectiveness of biological products in the soil environment, which was verified by genetic analysis of functional markers, microbiological study of strain viability, and analytical determination of available nutrients and plant productivity. The combination of nitrogen-fixing, phosphate-mobilising, and biostimulating microorganisms ensured the development of stable microbial communities capable of increasing the bioavailability of nutrients and crop productivity. When Azospirillum brasilense was used on non-legume crops, the concentration of ammonium compounds in the rhizosphere increased by up to 40%, which was accompanied by an increase in nitrogen nutrition. The use of phosphate-mobilising bacteria allowed reducing the rate of phosphate fertiliser application by 25–40% without loss of yield. Overall, the use of biological products on cereals, legumes, and vegetables reduced the need for chemical fertilisers by 20–30% without reducing agronomic efficiency. Stabilisation of microorganisms through microencapsulation ensured increased survival in the soil environment and uniform distribution in the rhizosphere, while spray drying enabled the production of powdered forms of biological products with a long shelf life. The combination of microbial preparations with nanoforms of mineral fertilisers contributed to the uniform release of nutrients, which positively influenced their assimilation, although the exact coefficients of this process were not presented in the study. The practical significance of the findings obtained lies in the possibility of targeted development of biological products with the predicted ability to increase the uptake of nitrogen and phosphorus by plants, reduce the need for mineral fertilisers, and ensure stable crop productivity under intensive farming conditions.; Дослідження спрямоване на визначення молекулярно-генетичних механізмів, що регулюють функціональну активність мікробних препаратів у ризосфері рослин. Методологія включала аналіз експресії ключових генів, порівняння ефективності різних штамів мікроорганізмів у ґрунтовому середовищі, узагальнення факторів, що впливають на стабільність біопрепаратів, та систематизацію даних для встановлення взаємозв'язку між генетичними механізмами та агрономічними показниками. Отримані результати підтвердили, що експресія ключових генів, відповідальних за фіксацію азоту, мобілізацію фосфору та синтез біологічно активних сполук, визначає ефективність біологічних препаратів у ґрунтовому середовищі, що було верифіковано шляхом генетичного аналізу функціональних маркерів, мікробіологічного дослідження життєздатності штамів і аналітичного визначення вмісту доступних елементів живлення та продуктивності рослин. Комбінування азотфіксуючих, фосфатмобілізуючих і біостимулюючих мікроорганізмів забезпечувало формування стабільних мікробних спільнот, здатних підвищувати біодоступність елементів живлення та продуктивність культур. При застосуванні Azospirillum brasilense на небобових культурах концентрація амонійних сполук у ризосфері зростала до 40 %, що супроводжувалося посиленням азотного живлення. Використання фосфатмобілізуючих бактерій дозволяло зменшити норму внесення фосфорних добрив на 25–40 % без втрати врожайності. Загалом, застосування біопрепаратів на зернових, бобових та овочевих культурах забезпечувало скорочення потреби у хімічних добривах на 20–30 % без зниження агрономічної ефективності. Стабілізація мікроорганізмів шляхом мікроінкапсуляції забезпечувала підвищену виживаність у ґрунтовому середовищі та рівномірне поширення в зоні ризосфери, тоді як спрей-сушіння дозволяло отримати порошкові форми біопрепаратів із тривалим строком зберігання. Поєднання мікробних препаратів із наноформами мінеральних добрив сприяло рівномірному вивільненню елементів живлення, що позитивно впливало на їх засвоєння, хоча точні коефіцієнти цього процесу у роботі не наведені. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості цілеспрямованої розробки біологічних препаратів із прогнозованою здатністю підвищувати засвоєння азоту та фосфору рослинами, знижувати потребу в мінеральних добривах та забезпечувати стабільну продуктивність сільськогосподарських культур в умовах інтенсивного землеробства.

Hazardous environmental factors and their impact on plant vital activity and biosecurity

2025-11-20T11:25:02Z

Название: Hazardous environmental factors and their impact on plant vital activity and biosecurity Авторы: Shebanin, V.; Шебанін, В.; Drobitko, A.; Дробітько, А.; Smirnova, I.; Смірнова, І.; Piskunova, L.; Піскунова, Л.; Karpenko, M.; Карпенко, М. Аннотация: The aim of this study was to analyse the impact of hazardous environmental factors on plant viability and biosecurity, as well as to develop strategies for mitigating their toxic effects. Experiments were conducted using agricultural crops, including rapeseed (Brassica napus), rice (Oryza sativa), common wheat (Triticum aestivum), potato (Solanum tuberosum), and tomato (Solanum lycopersicum). The effects of heavy metals (cadmium, lead, mercury), ionising radiation, climatic extremes (high temperature, drought), and biotic pathogens (Phytophthora infestans, tobacco mosaic virus) were investigated under laboratory conditions. Quantification of metal concentrations, photosynthetic activity, stress gene expression, and pathogen prediction were performed using spectrometric, fluorometric, molecular-genetic, and machine-learning approaches. The results demonstrated that cadmium accumulated in rice grains at concentrations of up to 2.8 mg/kg, exceeding the maximum permissible levels established by the Food and Agriculture Organization of the United Nations and the World Health Organization by 2.3-fold (p < 0.001). The combined exposure to cadmium and elevated temperature (+35°C) resulted in a synergistic reduction in plant biomass by 75% compared to individual stress factors (p < 0.01). Under radiation exposure, the activity of antioxidant enzymes, such as catalase and superoxide dismutase, increased by 150-220%; however, prolonged stress led to a 275% accumulation of malondialdehyde, a marker of oxidative damage. A machine-learning predictive model achieved 89% accuracy in identifying risk zones for the fungal pathogen Phytophthora infestans, with an area under the curve of 0.93. The practical significance of these findings lies in their applicability for environmental monitoring, the development of adaptive agro-technologies, the breeding of stress-resistant cultivars, and the implementation of biosecurity measures in agriculture.; Метою дослідження було проаналізувати вплив небезпечних факторів довкілля на життєдіяльність і біобезпеку рослин та розробити стратегії зменшення їхнього токсичного ефекту. Експерименти проводили з використанням сільськогосподарських культур, таких як ріпак (Brassica napus), рис (Oryza sativa), пшениця м'яка (Triticum aestivum), картопля (Solanum tuberosum) та томати (Solanum lycopersicum). Досліджували вплив важких металів (кадмій, свинець, ртуть), іонізуючого випромінювання, кліматичних екстремумів (висока температура, посуха) та біотичних патогенів (Phytophthora infestans, вірус тютюнової мозаїки) у лабораторних умовах. Визначення концентрацій металів, фотосинтетичної активності, експресії стресових генів та прогнозування патогенів здійснювали із застосуванням спектрометричних, флуорометричних, молекулярно-генетичних та машинних підходів. Результати показали, що кадмій накопичувався в зерні рису до 2,8 мг/кг, що в 2,3 рази перевищує максимально допустимі рівні, встановлені Продовольчою та сільськогосподарською організацією Об'єднаних Націй та Всесвітньою організацією охорони здоров'я (p < 0,001). Комбінований вплив кадмію та підвищеної температури (+35°C) призводив до синергетичного зниження біомаси рослин на 75% порівняно з окремими стресовими факторами (p < 0,01). При радіаційному опроміненні активність антиоксидантних ферментів, таких як каталаза та супероксиддисмутаза, зростала на 150-220 %, проте тривалий стрес спричиняв накопичення малонового діальдегіду, маркера окисного пошкaодження, на 275 %. Прогностична модель машинного навчання демонструвала точність 89 % у визначенні зон ризику для грибкового патогена Phytophthora infestans, з площею під кривою 0,93. Практична значимість отриманих результатів полягає у можливості їх застосування для екологічного моніторингу, розробки адаптивних агротехнологій, селекції стійких до стресу сортів та впровадження біобезпекових заходів у сільському господарстві.

Biotechnological aspects of the molecular diagnosis of cereal crop viruses

2025-11-20T11:18:08Z

Название: Biotechnological aspects of the molecular diagnosis of cereal crop viruses Авторы: Antipov, I.; Антіпов, І.; Aliyeva, A.; Алієва, А.; Aliyev, T.; Алієв, Т.; Safarova, F.; Сафарова, Ф.; Seyidova, L.; Сеїдова, Л. Аннотация: The annual decline in cereal crop yields across many regions of the world due to pathogens such as Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV), Wheat Streak Mosaic Virus (WSMV), and Soil-borne Cereal Mosaic Virus (SBCMV) underscores the importance of studying their spread and control. The aim of this study was to identify patterns in the distribution of viral infections affecting cereal crops in Ukraine and Azerbaijan. The research utilised reverse transcription followed by polymerase chain reaction (RT-PCR) and loop-mediated isothermal amplification (LAMP) to detect viruses in cereal crop samples. Results revealed a high infection rate in both countries (51.1% in Ukraine and approximately 51% in Azerbaijan), with BYDV being the dominant virus. Regional differences were identified: in Ukraine's forest-steppe zone, BYDV was most prevalent (41.5%), while in the steppe zone, WSMV was more frequently detected (25.9%). In Azerbaijan, BYDV prevalence was lower (≤ 18.7%), but the frequency of SBCMV was higher (up to 20.4%). Co-infections were found in 26.1% of infected samples in Ukraine and 18.9% in Azerbaijan, with 23.7% of asymptomatic plants in Ukraine and 18.5% in Azerbaijan testing positive for viral material. The LAMP method proved effective for rapid field diagnostics, demonstrating 100% specificity and over 82% sensitivity. The findings highlighted the need for regionally adapted strategies to control viral diseases in cereal crops. The practical value of this work lies in the development of recommendations for improving plant monitoring and protection systems, taking local conditions into account, thereby contributing to increased yields and food security in the region.; Щорічне зниження врожайності зернових культур у багатьох регіонах світу через такі патогени, як вірус жовтої карликовості ячменю (BYDV), вірус смугастої мозаїки пшениці (WSMV) та вірус мозаїки зернових культур, що передається через ґрунт (SBCMV), підкреслює важливість вивчення їх поширення та контролю. Метою цього дослідження було виявлення закономірностей поширення вірусних інфекцій, що вражають зернові культури в Україні та Азербайджані. У дослідженні використовували зворотну транскрипцію з подальшою полімеразною ланцюговою реакцією (RT-PCR) та ізотермічну ампліфікацію за допомогою петлі (LAMP) для виявлення вірусів у зразках зернових культур. Результати показали високий рівень інфікування в обох країнах (51,1 % в Україні та приблизно 51 % в Азербайджані), причому домінуючим вірусом був BYDV. Були виявлені регіональні відмінності: в лісостеповій зоні України найпоширенішим був BYDV (41,5 %), тоді як у степовій зоні частіше виявлявся WSMV (25,9 %). В Азербайджані поширеність BYDV була нижчою (≤18,7 %), але частота SBCMV була вищою (до 20,4 %). Коінфекції були виявлені в 26,1 % інфікованих зразків в Україні та 18,9 % в Азербайджані, при цьому 23,7 % безсимптомних рослин в Україні та 18,5 % в Азербайджані дали позитивний результат на вірусний матеріал. Метод LAMP виявився ефективним для швидкої діагностики в польових умовах, продемонструвавши 100 % специфічність і понад 82 % чутливість. Отримані результати підкреслили необхідність розробки регіонально адаптованих стратегій боротьби з вірусними захворюваннями зернових культур. Практична цінність цієї роботи полягає в розробці рекомендацій щодо вдосконалення систем моніторингу та захисту рослин з урахуванням місцевих умов, що сприятиме підвищенню врожайності та продовольчої безпеки в регіоні.