Проекты лаборатории экологии и географии почв Института биологии КарНЦ РАН

В ходе совместных полевых исследований на территории Мексики были сделаны полевые описания почвенных профилей, составлены картограммы содержания органического вещества, а также отобраны образцы для исследования минерализации органического вещества в лабораторных условиях. Проведен сбор биологического материала на природных водоемах Мексики для изучения влияния антропогенного загрязнения и загрязнения ртутью на биохимический статус обитающих в них рыб, лабораторный анализ биохимических показателей.

В ходе полевых исследований на территории Венгрии и Республики Карелия проведены химические анализы засоленных почв (солончаки, солонцы). Состоялся обмен методиками исследований, просмотрена литература.

Установлено, что в условиях Южной Карелии вторичное заболачивание лугов происходит только в отдельных случаях на окраинах лесов. В подавляющем большинстве случаев, напротив, происходит задерновывание почвы и развитие разнообразных естественных луговых сообществ, иногда с участием нитрофильной растительности.

Экономка деградации почв является молодой наукой, еще не успевшей охватит весь спектр объектов наблюдения, в частности залежных земель лесной зоны, вовлеченных в процесс постагрогенного восстановления растительности и почв на границе активного земледелия. Неоднозначные, имеющиеся в литературе, оценки баланса углерода на территории России, а также большие изменения в системе землепользования, требуют уточнения существующих величин баланса СО2, особенно в почвах и экосистемах Европейского Севера, где этот вопрос изучен недостаточно. Следствием является недостаток исследований, посвященных разным аспектам вовлечения данных земель в экономический оборот при обеспечении устойчивого земледелия. В данной работе предполагается комплексное изучение сукцессионных хронорядов бывших сельскохозяйственных земель по параметрам, позволяющим оценить динамику потоков углерода в биогеоценозе, и которые позволят составить представление о потоках углерода в сукцессионных рядах с последующим расчетом экономической эффективности смены землепользования.
Научная новизна работы заключается в существенном расширении научных представлений о современном состоянии почв в постантропогенных экосистемах Европейского Севера, а также факторах, определяющих потоки углерода в сукцессионных рядах. Полученные данные комплексных исследований позволяют усовершенствовать методы экономической оценки землепользования, основанные на составлении междисциплинарных баз данных и на реализации системного подхода. Основу последнего составляет научный комплекс, компонентами которого являются методы, позволяющие оценить величину и структуру ренты с учетом трансформационных и трансакционных издержек, динамику дисконтированного потока капитала, являющегося функцией не только затрат, но и барьерной (дисконтной) ставки. Создаваемая для практического использования полученных результатов институциональная модель является основой нового подхода к определению и реализации мер воздействия на режим землепользования в контексте устойчивого управления земельными ресурсами и обеспечения долговременного потенциала продуктивности этих ресурсов и поддержания их экологических функций.

Интенсификация сельскохозяйственного производства основывается на внедрении новых экономически выгодных методов и приемов, обеспечивающих, в числе прочих, повышение плодородия почв. В настоящее время активно исследуются агроприемы, позволяющие с одной стороны поддерживать высокий уровень почвенного плодородия, а с другой – снизить себестоимость сельхозпродукции. В качестве частичной замены внесения в почву высоких доз удобрений рассматривается и изучается широкий спектр веществ, однако вопрос о возможности использования в данных целях отходов целлюлозно-бумажной промышленности остается пока открытым. Целью данного проекта ставится оценка влияния отходов ЦБК (лигносульфонат, избыточно активный ил, скоп, кора хвойных пород) при внесении их в почвы различного типа (минеральные и торфяные) на агрохимические и агрофизические почвенные свойства и, что самое важное, на урожайность широкого спектра видов культурных растений открытого и закрытого грунта. Ожидается, что отходы ЦБК будут способствовать повышению плодородия почвы, через увеличение содержания в ней органического вещества, элементов минерального питания, повышение емкости катионного обмена, изменения структуры, плотности, водоудерживающей способности и прочих свойств почвы. Улучшение почвенных свойств под влиянием отходов ЦБК, как ожидается, положительно отразится на урожайности агрокультуры. Поскольку урожайность в значительной степени зависит от физиологической активности растений, в данном проекте большое значение будет уделено изучению влияния отходов на их способность активизировать основные процессы растений, такие как рост, фотосинтез, дыхание, водный обмен. Приведенные гипотетические утверждения требуют подтверждения, которые будут получены или опровергнуты в ходе реализации данного проекта. Таким образом, в ходе проекта впервые будет выявлена роль отходов ЦБК в оптимизации физиологических процессов роста и развития растений опосредованно через влияние на почвенные свойства, или напрямую через биостимулирование.

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы обеспечения лекарственным сырьем фармацевтической базы Севера России в целом и республики Карелия в частности. Реализация концепции экологической и фармацевтической безопасности страны предполагает совершенствование существующей системы агротехнологий выращивания лекарственных растений за счет расширения сортимента выращиваемых в культуре лекарственных видов и разработки технологии их возделывания в северных регионах. В настоящее время небольшой сортимент лекарственных видов возделывают на небольших площадях в Алтайском и Ставропольском крае, Крыму и некоторых хозяйствах центрально-черноземного района РФ. Однако значительный ресурсный потенциал экономически значимых северных аборигенных и интродуцированных видов практически не задействован. В тоже время именно использование некоторых видов лекарственных растений, адаптированных к условиям Севера, особенно актуально в районах рискованного земледелия, где низкое естественное плодородие почв является одним из лимитирующих факторов развития агропроизводства. Для обеспечения высокоэффективного управления продукционным потенциалом лекарственных видов, необходимо оценить ряд физиологических и химических откликов растений на различные почвенные показатели, состав поли и монокомпонентных посевов, сроки уборки. В ходе НИР будут выявлены особенности роста, развития, продуктивности растительного сырья. В данном проекте будет дана оценка экономической результативности выращивания лекарственного растительного сырья в депрессивных северных регионах. Проект носит междисциплинарный и межрегиональный характер. Впервые будет дана комплексная оценка влияния различных агроприемов и почвенных условий на возможность стимулирования физиологических резервов и химического состава растений, а как следствие увеличение общей продуктивности лекарственных растений и повышение рентабельности производства. Полученные в ходе реализации проекта новые данные будут носить как фундаментальный, так и прикладной характер.