Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценкаНИР

The study of soil and environmental aspects of anthropogenic transformation of albeluvisols and economic evaluation

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценка
Результаты этапа: Цель исследований заключалась в изучении почвенно-экологических аспектов антро- погенного преобразования дерново-подзолистых почв и их эколого-экономической оценке. Была проведена экономическая интепретация экосистемных сервисов, выполняемых поч- вами и землями УО ПЭЦ и другими хозяйствами; оценено влияния НОУ на свойства почвы и урожайность картофеля; разработаны методические подходы и рекомендации к использованию систем экспресс - диагностики в защите картофеля и томата; выявлены признаки деградационной трансформации гумуса оглеенных и неогленных разностей ме- лиорированной дерново-подзолистой почвы в зависимости от интенсивности агротехниче- ских воздействий; оценена информативность показателей деградации гумусовых веществ на разных уровнях их структурной организации; определена эффективность микроудобре- ний и регуляторов роста на урожайность и качество картофеля и капусты белокочанной; разработаны методические подходы к оценке экологического состояния почв естествен- ных и городских экосистем в зоне действия крупной транспортной магистрали методом фитотестирования. По итогам работ было опубликовано значительное количество работ, превышающее планируемые показатели.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценка
Результаты этапа: Дерново-подзолистые почвы Нечерноземья подверглись агротехническому (внесение минеральных и органических удобрений, пестицидов и ядохимикатов) и техногенному (загрязнение тяжелыми металлами, нефтепродуктами, ПАУ) воздействию. Кроме того, значительные площади этих почв выбыли из сельскохозяйственного использования, в результате чего их важнейшие свойства (содержание макро-и микроэлементов питания растений, содержание и состав гумусовых веществ и др.) ухудшились. Для анализа таких деградационных процессов важно исследовать как базовые свойства почв, так и проводить расчет нанесенного ими экономического ущерба/вреда. Цель исследований заключалась в изучении почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и их эколого-экономической оценке. Проведены различные виды эколого-экономической оценки земель Нечерноземной зоны РФ (на примере УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова) - оценка ущерба (фактического, вероятного, накопленного) от загрязнения и деградации почв и земель, оценка «действия/бездействия» Й. фон Брауна и т.д. Показано, что суммарная величина фактического ущерба/вреда от деградации и загрязнения почв и земель УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова, рассчитанная по основным российским методикам, представляет собой величину, которая выше реальных затрат на восстановление (рекультивацию) земель. Это связано с тем, что за основу расчетов ущерба по утвержденным методикам берутся завышенные фиксированные таксы, которые нуждаются в корректировке. Проведена комплексная оценка состояния почв и растительности на участках, прилегающих к Ленинградскому шоссе, в результате которой было, в частности, показано существенное увеличение магнитной восприимчивости почв в непосредственной близости от автотрассы. Нетрадиционные органические удобрения в условиях стационарного севооборота, заложенного в 1982 году на дерново-подзолистой хорошо окультуренной почве с чередованием культур в 4-х польном севообороте, оказывали разноплановое воздействие на качество и урожайность различных сортов картофеля. Исследовано внутривидовое разнообразие (структура генных локусов и устойчивость к фунгицидам) грибов - возбудителей опасных болезней картофеля Colletotrichum coccodes, Helminthosporium solani, Rhizoctonia solani. С помощью тест-системы (Cullen et al., 2002) для идентификации вида C. coccodes исследованы фиксированные пораженные образцы листьев томата и картофеля из областей Центра и Северо-Запада России. Прослежена отчетливо выраженная негативная направленность в изменении качественных характеристик гумуса в поверхностно-глееватых дерново-подзолистых почвах и их автоморфных аналогах, что предопределено длительным (в течение 20 лет) с.-х. использованием мелиорированных почв без применения агрохимических средств. Проявление признаков деградации качества гумуса связано преимущественно с тонкодисперсными частицами <10мкм. Проведена оценка эффективности микроудобрений, регуляторов роста и биопрепаратов на урожайность и качество картофеля и капусты белокочанной. У белокочанной капусты выявлено увеличение содержания сухого вещества и моносахаров как под влиянием бактериальных препаратов, так и гуматов. Показаны особенности поступления загрязняющих веществ (ЗВ), связанных с эксплуатацией автотранспорта (тяжелых металлов, нефтепродуктов, в том числе, полиароматических углеводородов, солей) и проведена оценка экотоксичности почв методами биотестирования. По итогам работ было опубликовано значительное количество работ, превышающее планируемые показатели.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценка
Результаты этапа: Почвы Европейской части Российской Федерации испытывают значительный антропогенный прессинг, вследствие чего существенно трансформировались их свойства и экологические функции. Кроме того, указанная трансформация происходит в условиях изменения климата, которое может изменять скорость и направления деградационных процессов, происходящих в почвах, а также влиять на социально-экономические показатели территорий (занятость людей в сельскохозяйственном производстве, затраты на мелиоративные мероприятия и т.д.) Цель исследований заключалась в изучении почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и их эколого-экономической оценке. Проведена подготовка первого варианта баз данных по регионам России (Белгородской и Липецкой областям) по социально-экономическим, природно-климатическим и почвенно-экологическим показателям. Показатели разбиты на три группы в зависимости от административно-территориального уровня изучения: региональный уровень, муниципальный уровень, уровень отдельных хозяйств. Кроме того, для территории Белгородской области подготовлена и апробирована обобщенная методика экономической оценки экосистемных услуг. Изучалось внутривидовое разнообразие Helminthosporium solani, было обнаружено проявление устойчивости штаммов этого гриба к тиабендазолу - бензимидазольному фунгициду. Удалось впервые обнаружить гриб Septotinia populiperda на картофеле сорта Фантазия, выращенного в Воскресенском районе Московской области (этот гриб ранее был известен как фитопатоген, вызывающий поражения листьев древесных растений родов Populus и Salix). При исследовании микроудобрений и регуляторов роста было установлено, что использование биопрепарат «Антик» вызывало рост урожайности картофеля на 15-34%, в зависимости от сорта, что на 10-18% превышает эффективность биопрепарат «Агрофил». Выявлено существенное снижение пораженности картофеля фитофторозом при использовании препарата «Антик». Были обнаружены характерные признаки техногенной деградации гумуса дерново-подзолистой почвы УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова, нарушенной строительством трассы магистрального трубопровода, проявившиеся в дегумусировании и дегумификации. Изучалось сравнительное действие нетрадиционных органических удобрений – «Байкал ЭМ-1», «Гумистима», «Гумата калия» - на разных сортах картофеля с учетом влияния плодородия почвы, погодных условий на урожайность и качественные показатели картофеля. Результаты указанного действия были неоднозначными: положительно реагировали сорт Жуковский ранний на препарат «Байкал ЭМ-1» и сорт Удача на «Гумистим». Были изучены базовые физико-химические свойства и содержание нефтепродуктов и легкорастворимых солей в почвах придорожных территорий в районе УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова. Установлено, что концентрация нефтепродуктов резко снижается по мере удаления от Ленинградского шоссе, достигая фоновых показателей на расстоянии 25-50 м от дорожного полотна. Максимум содержания легкорастворимых солей установлен на расстоянии 7 м от автомагистрали. По итогам исследований были опубликованы печатные работ, количество которых в целом соответствует планируемым показателям.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценка
Результаты этапа: Для различных регионов Российской Федерации было установлено, что показатели деградации почв негативно влияют на урожайность основных сельскохозяйственных культур и выручку от их продажи. Агрохимические показатели имеют не столь однозначную связь с урожайностью культур. Прогноз изменения климата, который показал изменение почвенного покрова исследуемых регионов (Белгородской и Липецкой областей), характера и масштабов проявления основных деградационных процессов в почвах, структуры посевных площадей, урожая основных сельскохозяйственных культур и выручки, получаемой сельхозпроизводителем. Было проведено исследование по оценке влияния Ленинградского шоссе на состояние почв УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова. Особое внимание уделялось показателю магнитной восприимчивости (МВ) почв, расположенных на различном удалении от края полотна шоссе. Величина МВ почв на территории, прилегающей непосредственно к краю Ленинградского шоссе, существенно выше показателей МВ почв площадок, расположенных на удалении от автотрассы. По показателю МВ почв на 7 исследуемых трансектах четко выделяются зоны придорожной полосы, кювета, лесополосы и пашни/залежи. Нетрадиционные органические удобрения («Экоорганика», «Гумистим», «Байкал ЭМ-1» и др.) в условиях стационарного севооборота, заложенного в 1982 году на дерново-подзолистой хорошо окультуренной почве с чередованием культур в 4-х польном севообороте, оказывали положительное воздействие на качество и урожайность различных сортов картофеля. Изучены негативные изменения факторов гумификации и признаки деградации гумуса в дерново-подзолистой почве при действии такого техногенного фактора как строительство трассы магистрального трубопровода (МТ). В целом, техногенная деградация гумуса, вызванная строительством трассы, определена как механическая (физическая), но осложненная вторичными деградационными процессами химической (физико-химической) природы. Культурально-морфологическими и молекулярно-генетическими методами проводилось изучение видового и внутривидового разнообразия микобиоты, ассоциированной с растениями картофеля и томата. В 2019 году в Московской области впервые выделена популяция P. infestans из пораженных листьев и плодов томата сорта Оттава, отличающегося высокой устойчивостью к фитофторозу и из плодов крупноплодного томата и перца. Впервые проводится анализ устойчивости к новому фунгициду мандипропамид (препарат «Ревус»). Выделены в чистые культуры 34 штамма Rhizoctonia solani из клубней, выращенных в 2018-2019 годах в разных регионах Европейской части России (в том числе на полях УОПЭЦ МГУ). Якутии, Приморском крае. Ведётся работа по изучению внутривидового разнообразия российских штаммов. Оценена эффективность микроудобрений и биопрепаратов на урожайность и качество картофеля и капусты белокочанной. В продукции определены: элементный состав клубней картофеля и кочанов капусты белокочанной, содержание витамина С, сырого протеина, нитратов, крахмала, сухого вещества, суммарная антиоксидантная активность. Установлено, что использование биопрепарат "Антик" вызывало рост урожайности картофеля на 18-32%, в зависимости от сорта. Проведен анализ поверхностного и профильного распределения комплекса поллютантов, ассоциированных с автотранспортом. Показано, как дизайн территории вдоль Ленинградского шоссе влияет на особенности накопления поллютантов в почвах. Для оценки экотоксикологического состояния почв проведено фитотестирование с использование клевера белого. Установлена высокая чувствительность данного растения для тестирования комплексно загрязненных почв вдоль автодорог. Показана эффективность посева райграса пастбищного с овсом на полях Стационарного полевого опыта факультета почвоведения и УО ПЭЦ. По итогам работ было опубликовано значительное количество работ, в целом, соответствующее планируемым показателям.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Изучение почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразования дерново-подзолистых почв и эколого-экономическая оценка
Результаты этапа: Создание систем устойчивого землепользования базируется на комплек- се разнообразных исследований – эколого-экономической оценке терри- тории, определении перечня оптимальных для конкретных почвенных и биоклиматических условий минеральных и органических удобрений, ана- лизу фитосанитарного и гумусового состояния почв, изучению локаль- ных участков, подвергающихся интенсивному воздействию токсических ве- ществ (придорожные территории и др.). Цель исследований заключалась в изучении почвенно-экологических аспектов антропогенного преобразова- ния дерново-подзолистых почв и их эколого-экономической оценке. Про- ведены работы по организации системы устойчивого землепользования в регионах России (на примере Белгородской и Липецкой областей) в усло- виях развития процессов деградации земель. Была показана связь между выручкой сельскохозяйственного производства с 1 га пашни и величиной ущерба от деградации земель исследованных регионов. Так, очевидно, что показатель стоимости восстановления экономики деградации земель по Й. фон Брауну, как правило, рентабелен: соотношение цены «бездействия» к цене «действия» больше 1) при крупных вложениях в восстановление зе- мельных ресурсов (когда стоимость ущерба от деградации превышает 50 тыс. руб./га). На основе изучения загрязненности и деградированности почв в зоне влияния Ленинградского шоссе в районе УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ло- моносова показано, что величина максимального ущерба от загрязнения и деградации почв в непосредственной близости от автотрассы без учета эко- системных сервисов составляет 76,54 руб./м2. Учет потери экосистемных сервисов (прямого обеспечения ресурсами, образовательных и защиты) уве- личивает размер максимального ущерба до 136,83 руб./м2. Нетрадицион- ные органические удобрения в условиях стационарного севооборота, зало- женного в 1982 году на дерново-подзолистой хорошо окультуренной почве с чередованием культур в 4-х польном севообороте, оказывали разноплановое воздействие на качество и урожайность различных сортов картофеля: сорт Удача положительно отзывался на удобрение гумат калия, увеличив уро- жайность на 0,7 т/га, но снизил урожайность в опыте с гумистимом на 1,9 т/га по сравнению с контролем; сорт Сантэ, наоборот, отрицательно реаги- ровал на удобрение гумат калия ( - 2,1 т/га), но положительно - на гумистим с увеличением урожайности на 0,2 т/га. Разработана тест-система для быст- рой диагностики Colletotrichum coccodes в растительных остатках, живой ткани растений и в почве с помощью ПЦР в реальном времени. С помощью тест-системы исследовано присутствие специфичной ДНК C. coccodes в ли- стьях с симптомами, похожими на поражение альтернариозом. Выявлены мутации гена β-тубулина гриба Helminthosporium solani, приводящие к рез- кому увеличению устойчивости к тиабендазолу. Было установлено, что до- ИСТИНА 3 минирующим фактором в ослаблении процесса гумификации и проявлении негативных изменений характеристик гумуса дерново-подзолистой почвы при техногенных воздействиях является утяжеление гранулометрического состава вследствие нарушения почвенного покрова. Была проведена агро- экологическая оценка микроудобрений и регуляторов роста при выращива- нии картофеля и капусты белокочанной. Установлено, что использование биопрепарата Антик вызывало рост урожайности картофеля на 15-28% в за- висимости от сорта. Показано, что не все культуры растений являются оди- наково чувствительными к поллютантам, образуемыми автотранспортом: их чувствительность снижается в ряду Lepidium sativum L. (кресс-салат)> Hordeum vulgare L. (рожь) > Sinapis alba L. (горчица) > Raphanus sativus L. (редис). Кроме того, Avena sativa L. (овес) не является чувствительным к комплексу поллютантов, ассоциированных с автотранспортом, и не дол- жен использоваться для экотоксикологической оценки почв придорожных территорий.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".