ИСТИНА

Целью выполнения темы государственного задания «Разработка почвенных технологий обеспечения продовольственной и экологической безопасности, их теоретическое и методологическое обоснование» является систематизация имеющихся теоретических данных и создание на основе существующего в лаборатории научного задела готовых к практическому внедрению инновационных почвенных технологий. Работа будет выполнена на основе достижений экологического почвоведения, так как коллектив лаборатории экологического почвоведения факультета почвоведения МГУ, являясь правопреемником Института экологического почвоведения МГУ, более 20 лет успешно работает в области исследования функций почв, обладает необходимым высокотехнологичным оборудованием (хроматографы, электронные микроскопы, оборудование для метагеномных, биохимических исследований и др.) и накопил значительную теоретическую и практическую научную базу в области технологий регулирования функций почв в биосфере и жизни человека. Традиционно в лаборатории экологического почвоведения в соответствии с концепцией структурно-функциональной роли почвы в биосфере исследования выполняются на различных уровнях (от микроуровня почвенных биомов до макроуровня почвенного покрова) организации почвенной массы и с позиций многообразия различных экосистемных функций почв. Поэтому и поиск новых технологий обеспечения экологической безопасности будет выполнятся одновременно на разных уровнях структурной организации почв (1-2 технологии для каждого уровня) и в рамках различных почвенных функций. Подобный подход позволит получить целостную картину управления функциями почв в биосфере.Так, будет выполнен поиск новых и доработаны и апробированы имеющиеся конкретные биохимические, палеоэкологические, гео-информационне, мелиоративные, биоиндикационные и другие технологии, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, в экологии, в экологическом образовании. Часть технологий будет представлена к патентованию (15-20), результаты опубликованы в высокорейтинговых изданиях.

The staff of the laboratory of environmental soil science, being the legal successor of the Institute of Environmental Soil Science, more than 20 years worked in the field of study of soil functions and accumulated research and development relating to methods for their control. Significant volumes of experimental data available in the field of production and use of humic substances, wastewater, soil drainage technology, soil and landscape engineering, the use of hydrogels biodiagnostics methods, GIS mapping, paleoclimatic and paleolandscape reconstructions, monitoring of protected areas, land use, the agricultural technologies and environmental education, etc. In the course of research topics to be theoretically justified the possibility, refined and tested methodology, as well as a list of specific soil and environmental, landscape, geo-information, reclamation, educational technologies that can be used successfully to ensure food and environmental safety of Russia. Some technologies will be presented to patenting.

В ходе выполнения государственного задания планируется: I. В 2017 г. разработать теоретические основы использования почвенных (основанных на свойствах почв и изучении механизмов почвенных процессов) технологий обеспечения продовольственной и экологической безопасности и систематизировать имеющиеся по данной проблематике результаты по направлениям работы всех научных групп лаборатории: ГИС-технологии оценки эффективности землепользования (Алябина И.О., Кириллова В.А. и оценки пространственной неоднородности почвенных свойств для экологического и экономического обоснования видов землепользования (Сорокин А.С.); технологии преодоления «токсикоза» почв; технологии оценки токсического действия фитогормонов и пестицидов на функционирование почвенной биоты (Стрелецкий Р.А.); технологии фиторемедиации нефтезагрязненных почв (Терехова В.А.) и диагностики ароматических углеводородов в почвах (Демин В.В.); технологии оценки эффективности гуминовых препаратов (Демин В.В., Салимгареева О.А.); технологии палеоэкологических реконструкций (Ковалева Н.О., Макеев А.О., Столпникова Е.М., Решетникова Р.А.); технологии почвенно-экологического инжиниринга (Ковалева Н.О.. Щеголькова Н.М.), мониторинга заповедных территорий (Урусевская И.С., Демин В.В., Ковалева Н.О., Решетникова Р.А.) и т.д.. 1. Систематизировать имеющиеся у коллектива лаборатории разработки в области управления функциями почв в биосфере и жизни человека по указанным направлениям работы, которые могут быть использованы для обеспечения продовольственной и экологической безопасности страны. Подготовить к регистрации соответствующие базы данных, опубликовать литературные обзоры, составить карты на сновании имеющихся баз данных (карты ”Устойчивость почв к загрязнению нефтью и нефтепродуктами”, ”Влияние добычи нефти, газа и минерального сырья на окружающую среду”, карта с пояснительной запиской ”Способность почвенного покрова к самоочищению при химическом загрязнении неорганическими веществами») . 2. Разработать теоретические основы технологий применения гуминовых препаратов в сельском хозяйстве: 1) исследовать закономерности биологического действия гуминовых веществ на растения и микроорганизмы; 2) исследовать гормоноподобную активность гуминовых веществ и выполнить поиск молекулярных фрагментов в гуминовых препаратах, обладающих биологической активностью; 3) исследовать эффекты взаимодействия гуминовых веществ с гормонами роста растений. 3. Выполнить фундаментальные исследования с целью дальнейшего развития и получения новых доказательств обоснованности биотической концепции экологического контроля, доминирующей на данном этапе в подходах к системе оценок качества почв и сопредельных сред. Предложить новые методики обоснования экологического риска техногенного загрязнения почвы по результатам биоиндикации с использованием сообществ микроскопических грибов. Разработать новые методы биоинформационного мониторинга. На основе анализа видовой структуры микобиоты в почвенных образцах, собранных с пробных площадок ураниевой провинции КаджиСай (Кыргызстан) в разной степени загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами, показать возможность проведения экспресс-оценки экологического риска с использованием распределения чувствительности видов. Предложенный алгоритм позволяет на основе обобщенной статистической модели ориентировочно оценить для каждого вида экологический оптимум и диапазон толерантности к воздействующему фактору в условиях конкретных полевых исследований. 4. Оценить возможности обеспечения экологической безопасности густонаселенных регионов на примере водопользования г. Москвы и о. Бали. Разработать количественные интегральные критерии, позволяющие выделить критические зоны, которые в первую очередь нуждаются в переходе от экстенсивного к интенсивному водопользованию. 1) Выполнить анализ многолетней базы данных мониторинга (гидрохимические, гидробиологические характеристики) Москва-реки. Создать базу данных загрязняющих веществ для р. Москва. 2) Разработать принципы природоохранной геоинформационной системы на территорию острова Бали (Республика Индонезия). Построить пилотную ГИС для о.Бали. 5. Уточнить существующую климато-стратиграфическую схему голоцена и позднего плейстоцена для Русской равнины на основании исследования почв археологических памятников древних поселений (Муром, Давыдово, Никольское, Тушино, Братеево, Китай-город), а также седиментологических серий Понто-Каспийского региона. 6. Подготовить к защите диссертационные работы по теме государственного задания: Стрелецким Р.А., Кирилловой В.А., Столпниковой Е.М. 7. Процесс формирования экологического мировоззрения должен быть непрерывным, последовательным и системным. Поэтому одной из составляющей работы по теме государственного задания должны стать разработки образовательных технологий в сфере экологии, включающие разные формы работы со школьниками и их родителями, учителями, студентами смежных специальностей, а также в медиапространстве. 8. Опубликовать результаты исследований в виде 6 статей WOS, 10 статей РИНЦ, 1 патента,1 монографии, представить материалы на отечественных и международных конференциях (10), организовать молодежную научную школу «Человек и природа: стратегии экологической безопасности». II. В 2018 г. разработать методологию и отработать методики использования почвенных технологий обеспечения продовольственной и экологической безопасности. 1. Разработать методологию ГИС-анализа для изучения истории землепользования и оценки состояния почвенного покрова (на основе анализа материалов генерального межевания и Почвенной карты Нижегородской губернии). 2. Разработать методологию мониторинга качества воды и почв поймы Москва-реки и за последние 25 лет, используя базу данных гидрохимического мониторинга реки за 1971–1981 и 1995–2018 гг. 3. Разработка полифункционального биопрепарата для фиторемедиации нефтезагрязненных почв: от лабораторной до опытно-промышленной технологии. 4. Разработать технологию диагностики полиароматических углеводородов в урбоэкосистемах. Мониторинг состояния наземного покрова в урбоэкосистемах непосредственно связан с экологической безопасностью населения в мегаполисах. Исследование сезонной динамики поступления и распределения полиароматических углеводородов (ПАУ) в естественных (парки) и искусственных почвах города Москвы направлено на выявление различий в поведении ПАУ в этих объектах. 5. Разработка и апробация методики определения в почве и корнях эргостерола, маркера грибной биомассы. 6. Использование технологий палеоэкологических исследований в прогнозном моделировании на примере палеоэкосистем Нижнего Поволжья. 7. Отработка методологии палеоклиматических реконструкций на примере южного склона Главной гряды Крымских гор в голоцене и стоянок палеолитического человека на Восточном Кавказе. 8. Разработка методики диагностики токсикоза почв. 9. Исследование влияния растительного гормона ауксина (3-индолилуксусной кислоты) на рост и развитие микроорганизмов. 10. Разработка методологии оценки эффективности гуминовых препаратов в поддержании урожайности сельскохозяйственных культур. 11. Отработка методологии анализа пространственной неоднородности почвенных свойств для экологического и экономического обоснования землепользования на примере Медынского района Калужской области, где в 2017 году почвы были введены в оборот после шести лет залежного состояния. 12. Разработка методов экологического образования. 13. Публикация материалов исследования в виде 5 статей WOS, 10 статей РИНЦ, организация и проведение международной молодежной школы-конференции «Человек и природа перед вызовами глобализации» III. III. В 2019 г. усовершенствовать имеющиеся и разработать новые технологии обеспечения продовольственной безопасности на основе подходов органического земледелия, концепции нейтрального баланса деградации земель, в целях производства экологически безопасной продукции и повышения плодородия почв. 1. В 2019 году в блоке разработки молекулярных и биохимических технологий производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции планируется продолжить работу по: 1) исследованию влияния пестицидов на состояние микробного сообщества почв при помощи классических современных методов, а именно при проведении полевых и лабораторных исследований производить обработку почвы комплексом пестицидов (фунгицид, инсектицид и гербицида) в одной и 10-кратной нормах применения и состояние микробного сообщества оценивать с применением методов измерения субстрат-индуцированного дыхания, скорости азотфиксации, а также при помощи высокопроизводительного секвенирования (NGS); 2) измерению концентраций фитогормонов в почве. Предполагается, что уровень фитогормональной активности почвы связан с состоянием микробного сообщества и с плодородием. Таким образом, данный параметр может быть использован вместе с классическими показателями состояния почвы. 2. Планируется продолжить исследования по разработке экологически безопасныех биологических средств защиты растений от болезней (с.н.с. Харитонов С.Л.) на примере подавления килы у капусты. Планируется выполнить работу по изучению совместного действия лигногуматов с антагонистическими микробами Trichoderma для подавления килы у капусты. Цель этого исследования будет состоять в том, чтобы получить комбинированный препарат из триходермы, способной подавлять заболеваемость корнеплодов и стимулировать рост растений, и лигногумата, способствующего стимулированию микробиологической активности почв, сохраняющего питательные вещества в почве и улучшающего структуру почвы, тем самым повышающего устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам. Полученный 3.препарат сможет подавлять болезнь и увеличивать рост растений. 3. В блоке технологий повышения продуктивности агроценозов, работающих на агрегатном уровне структурной организации почв на основе механизмов органо-минеральных и биомолекулярных взаимодействий планируется разработать технологии стимуляция прорастания семян гуминовыми веществами. Целью работы станет проверка влияния обработки семян гуминовыми веществами на их прорастание в почвах по сравнению с песчаным субстратом. В экспериментах будут использованы использовали семена яровой пшеницы (Triticum) сорта «Лиза» и озимой пшеницы (Triticum) сорт «Безенчукская 380». Проращивагие семян планируется в субстратах изготовленных на основе: сухого отмытого речного песка с размером частиц 0,5-0,8 мм, образцов дерново-подзолистой почвы из окрестностей поймы р. Яхрома, серой лесной почвы из Тульской области, чернозема типичного из Липецкой области, каштановой почвы из Волгоградской области. Разработанные технологии планируется запатентовать. 4. Планируется разработать биохимические способы преодоления аллелотоксичности почв, проявляющейся при прорастании семян зерновых культур. Так как высокая сорбционная способность почв приводит к накоплению большого количества биологически активных соединений, в том числе и токсинов, цель работы – получение при помощи лабораторной экспресс-методики количественной информации об ингибировании развития семян различных культур и сортов в конкретных почвах. Исследования будут выполнены на семенах яровой пшеницы (Triticum) сортов “Лиза” и “Злата”, озимой пшеницы (Triticum) сорта “Безенчукская 380”, озимого тритикале (Triticosecale) сорта “Немчиновский 56”, ярового ячменя (Hordeum) сортов “Нур” и “Раушан” и озимой ржи (Secale cereale) сорта “Татьяна”. В работе будет использован сухой отмытый речной песок с размером частиц 0.5–0.8 мм, образцы дерново-подзолистой почвы из окрестностей поймы р. Яхрома влажностью (после зерновых), серой лесной почвы из Тульской области (Щекинский район) (после зерновых), чернозема типичного из Липецкой области (Данковский район) влажностью (после картофеля), а также каштановой почвы из Волгоградской области (Иловлинский район) (залежь). Результаты исследований планируется запатентовать 5. Разработка технологии органического земледелия будет выполнена на примере вовлечения залежных земель фермерского хозяйства в оборот в условиях малопродуктивных почв севера Калужской области под зерновые культуры. В перспективе практика органического земледелия для данного хозяйства может стать практикой устойчивого землепользования по экологическому фактору за счёт формирования долгосрочно устойчивой агроэкосистемы с циклом корма-животные-органические удобрения и повышения продуктивности из-за потенциального улучшения свойств почвы; по экономическому фактору: прибыль за счет органической продукции с добавленной стоимостью и близости к мегаполису; по социальному фактору: защита прав землепользователей, сертификация продукции, обеспечение рабочих мест. 6. В рамках договора о сотрудничестве между лабораторией защиты почв от эрозии ФБГНУ «Курский ФАНЦ» и лабораторией экологического почвоведения в Медвенском районе Курской области, где в 1982 году на территории ОПХ ВНИИЗ и ЗПЭ был заложен опыт по контурно-мелиоративному земледелию (КМЗ), планируется исследование эффективности применения такой системы земледелия для защиты почв от эрозии при сельскохозяйственном производстве. В состав опыта входят 5 ложбинно-балочных водосборов площадью от 45 до 88 га (изначально общая площадь участка составляла 271 га). Изучаются различные варианты противоэрозионных комплексов: на первых двух вариантах напашные валы террасы (ВТ) с расстоянием между ними 216 м (водораздел 2) и 108 м (водораздел 1), на третьем варианте (водораздел 5) через 216 м посажены узкие 2-х рядные стокорегулирующие лесные полосы (ЛП) с канавами (глубиной 1,5 м), а на четвертом (водораздел 4) к таким же лесным полосам добавлены ВТ через 54 м. На контрольном (пятый вариант, водосбор 3) отсутствуют ЛП и ВТ. Планируется заложить почвенные разрезы на плакорных и склоновых участках водосборов, определить значения плотности сложения всех генетических горизонтов исследуемых черноземов буровым методом, отобрать насыпные образцы и почвенные монолиты для изготовления шлифов и определения нижней ветви ОГХ тензиостатическим методом. Планируется выполнить опробование ранее разработанного специального бура-пробоотборника (Патент № 2657555 «Почвенный бур-пробоотборник», Вытовтов В.А., Сухановский Ю.П., Прущик А.В., Салимгареева О.А., 2018). 7. Одним из факторов, сильно повлиявших на развитие агрооэкосистем Поволжья, было изменение гидрологической обстановки в XX веке: строительство водохранилищ и канала им. Москвы привело к активизации эрозионных и оползневых процессов и другим негативным последствиям в развитии ландшафтных комплексов. Планируется в ходе экспедиционных и лабораторных исследований разработать биоиндикаторы, являющиеся показателями эволюции антропогенно-преобразованных почв. В почвоведении России измерение различных биомаркеров (таких как н-алканы, жирные кислоты и др.) является слабоизученной областью, а в случае палеопочвоведения – не изученной вовсе. Основной сложностью исследования древних почв является деградация органического вещества, тем не менее, небольшая часть его сохраняется в органо-минеральных комплексах и доступна для анализа. Анализ биомаркеров, а также изотопного состава позволяет делать измерения при низком содержании углерода. Использование этих анализов в паре может дать более детальную реконструкцию палеэкологических обстановок прошлого. 8. Разработать технологию использования лигниновых биомаркеров для оценки плодородия почв, подвергшихся распашке и осушению. Планируется установить, как в условиях антропогенного использования (пашня Русской равнины, плантация производственной древесины Бразилии, вторичные леса на серых почвах опытного полигона им. Н.В. Орловского (г. Красноярск), горные пастбища) меняются «лигниновые параметры» (количество лигнина (VSC), отношения лигниновых фенолов различных групп) почв по сравнению с естественными зональными почвами. 9. Разработать технологию токсикологического анализа структуры фитопланктона для оценки экологического состояния речной воды, часто используемой для ирригации. 10. В блоке исследований, посвященных разработке инженерных технологий обеспечения продовольственной безопасности выполнить анализ экологической роли современных инженерных мероприятий, на основе мониторинга работы осушительной системы в Московской области установить тренд и характер изменения почвенных свойств нах). 11. В блоке технологий мониторинга состояния почв, работающих на уровне почвенного покрова, разработать ГИС-технологии оценки состояния земельных ресурсов в целях поиска пути рационального менеджемента земель на примере Северного Вьетнама. При разработке эффективных технологий землепользования территории использовать систему ВОКАТ (WOCAT). 12. Планируется разработать технологии оперативного анализа и оценки агроэкологического состояния сельскохозяйственных почв и земель для оптимизации управления почвенными ресурсами на основе Информационной системы “Почвенно-географическая база данных России”. На данном этапе работы в разработку включить приложения автоматизированного расчёта нормативной урожайности зерновых культур и потенциальной урожайности - для поля/произвольного контура на территории Московской области. Для расчётов будут использоваться оперативные данные агрохимических наблюдений, архивные данные почвенных обследований, хранящиеся в региональных почвенных дата-центрах, структурно входящих в распределённую ИС ПГБД РФ, и другая необходимая информация. 13. Будут продолжены работы по поиску и внедрению новых технологий формирования экологического мировоззрения путем работы со школьниками, со студентами, с контингентом колоний. Акцент в 2019 г. будет сделан на проблематику обеспечения продовольственной безопасности страны. 14. В рамках создания научного задела для этапа 2020 г. необходимо продолжить работы по поиску новых технологий обеспечения экологической безопасности агроландшафтов, отвалов буровых шламов, заповедных и рекреационных территорий. Продолжить разработку технологии применения почвенных биомаркеров в медицине. Совместно с коллегами из МГУ и Сколковского института науки и технологий из муравьев и их древесных гнезд заповедника «Брянский лес» выделить актиномицеты, самым активным штаммом среди которых оказался Streptomyces sp. Pe6. Методами масс-спектрометрии и ядерного магнитного резонанса идентифицировать производимое им активное вещество с антибиотическим действием – нибомицин, способное ингибировать рост кишечной палочки и подавлять рост раковых клеток. 15. Планируется опубликовать 5 статей WOS, 10 статей РИНЦ, оформить 5 патентов, доложить результаты работы на отечественных и международных конференциях, организовать молодежную телекоммуникационную школу-конференцию. IV. В 2020 г. доработать имеющиеся и разработать новые технологии обеспечения экологической безопасности в целях комплексной экологической оценки территории, экологического мониторинга (анализ источников экологических рисков, контроль качества компонентов почв и сопредельных сред) и прогноза состояния и отклика экосистем на возможные стресс-факторы на основе палеоэкологических данных. 1. В разработке блока биомолекулярных технологий впервые предполагается в связи с новыми вызовами современности разработать методики определения патогенных организмов (включая COVID-19) в почвах, осадках сточных вод, грунтах пляжей и рекреационных зон (н.с. Харитоновым С.Л. в рамках подготовки кандидатской диссертации). Будут разработаны критерии для оценки рисков от потенциально опасных патогенных организмов в почвах и в сырье очистных сооружений, используемом для производства органических удобрений. 2. Технологии обеспечения экологической безопасности по отношению к изменениям климата в целях предотвращения чрезвычайных ситуаций будут основаны на составлении не имеющих аналогов баз данных по изотопному составу углерода органического вещества и карбонатов. Впервые будет исследовано содержание и соотношение н-алканов в палеопочвах Русской равнины, Кавказа и Закавказья и разработана технология использоваания данного биомаркера как индикатора палеоэкологиских ситуаций. Данные будут получены научной группой заведующей лабораторией Ковалевой Н.О., техн. Столпниковой Е.М., инж. Емельяненко Ю.А, лаб. Решетниковой Р.А. 3. Планируется проведение модельных опытов в микрокосмах с внесением дополнительных источников углерода или предшественников фитогормонов на участках с различной антропогенной нагрузкой (заповедные и рекреационные ландшафты, урбоэкосистемы различных природных зон, переувлажненные, загрязненные территории и т.д.). При помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии с.н.с. Стрелецким Р.А. (руководитель коллектива из 5 лаборантов) будут измерены концентрации фитогормонов, в первую очередь ауксина. Будут получены новые результаты о зависимости фитогормональной активности почв от экологического состояния последних. Таким образом, будет установлена возможность практического использования фитогормональной активности в качестве диагностического показателя состояния среды. 4. Будет выполнена систематизация экспериментальных данных об отклике отдельных микроорганизмов и их сообществ на воздействие различных стресс-факторов (оксиданты, токсичные металлы и биологически активные органические соединения) в присутствии гуминовых веществ. В настоящее время накоплены разнообразные, часто противоречивые, эмпирические данные о воздействии коммерческих гуматов на растительные и микробные ценозы, образующие экосистемы. Источником неопределенности являются различия в источниках сырья и технологиях извлечения и очистки гуматов. В лаборатории экологического почвоведения в.н.с. Деминым В.В. в рамках подготовки докторской диссертации накоплена обширная база данных о свойствах коммерческих гуматов, которая позволит выполнить данное исследование. Возможно несколько вариантов использования полученных результатов: 1) применение гуминовых препаратов для восстановления микробного сообщества почв на загрязненных территориях, 2) модификация биопрепаратов, используемых для ремедиации почв, с целью повышения устойчивости микроорганизмов, входящих в их состав к агрессивной среде, 3) разработка методик биотестирования гуминовых препаратов. 5. В блоке физико-химических технологий (уровень органо-минеральных взаимодействий и почвенных агрегатов) будут выполнены работы по внесению в почвы сорбентов, поглощающих и закрепляющих аллелотоксины из почв, способных активировать их разложение за счет нанесенных на них катализаторов или микроорганизмов, использующих аллелотоксины почв в качестве источников углерода. Научной группой в.н.с. Федотова Г.Н. будут продолжены работы по изучению веществ, провоцирующих структурный переход в гумусовой матрице почвенных гелей, что может приводить к усилению закрепления аллелотоксинов в почвах и снижению их активности (действующей концентрации). Планируется разработать технологии уменьшения негативного влияния аллелотоксинов на растительность в почвах садов, парков, в субстратах тепличных хозяйств. Особенно это важно для многолетних культур, например, ботанических садов. Результат исследования будут запатентованы (10 патентов). 6. На основе использования различных биомаркеров будет обоснована степень устойчивости современного почвенного покрова к глобальным климатическим изменениям научной группой в.н.с. Макеева А.О. На основе детального морфологического, микроморфологического и аналитического изучения погребенных почв с использованием различных биомаркеров будут определены тренды эволюции природной среды Прикаспия за последний межледниково-ледниковый макроцикл 7. В блоке технологий, работающих на макроуровне почвенного покрова, впервые будет начата разработка концепции и подбор картографического и фактического материала для ГИС интегральной оценки биогеохимических потоков в урбанизированных ландшафтах (на примере Московской области) в.н.с. Щегольковой Н.М. На основе ГИС может быть разработан принципиально новый механизм управления почвенно-ресурсным потенциалом территории, который позволяет снизить риски распространения патогенных организмов из почв в окружающую среду. Последнее особенно актуально в свете сложившейся эпидемиологической ситуации. Будет зарегистрирована База данных гидрологических и гидрохимических показателей водно-ресурсной системы Москва-реки в зоне влияния мегаполиса. 8. Будет продолжена разработка адаптированных ГИС-технологий для оценки экологического состояния почвенного покрова особо охраняемых территорий в.н.с. Урусевской И.С., н.с. Кирилловой В.А. и с.н.с. Сорокиным А.С. 9. Обеспечение экологической безопасности страны невозможно без популяризации полученных научных знаний и без привлечения подрастающего поколения к выполнению проектов экологической направленности. Поэтому работы по просвещению населения всегда ведутся коллективом лаборатории параллельно с научными изысканиями. В 2020 г. будут разработаны образовательные и просветительские технологии проведения занятий дополнительного образования (семинаров, вебинаров, мастер-классов для населения, в первую очередь – для школьников, учителей средних школ и педагогов дополнительного образования), технологии организации телекоммуникационных конференций и молодежных школ. Планируется организовать и провести телекоммуникационную конференцию «Природу России сохранят дети», молодежную научную междисциплинарную школу «Человек и природа», молодежную научную школу по палеопочвоведению. Результаты работы будут представлены также в цикле «Университетских суббот» для школьников. 10. По результатам работы предполагается опубликовать 6 статей из списка WOS, SCOPUS, 5 – из списка РИНЦ, оформить 10 патентов, организовать молодежную школу-конференцию. В 2021 г. планируется осуществить апробацию разработанных технологий в полевых и производственных условиях, внедрение полученных результатов в виде патентов и авторских свидетельств. 1. Будет составлен конкретный систематический перечень разработанных групп почвенных технологий в области повышения плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур, получения гуминовых препаратов, землепользования и картографирования, почвенно-экологического инжиниринга, палеоклиматических реконструкций, мониторинга заповедных территорий и т.д с оценкой их эффективности и рекомендациями по их возможному использованию. 2. Полученные технологии будут экспериментально апробированы в естественных и агроэкосистемах различных природных зон равнинной и горной России. 3. Возможно несколько вариантов апробации полученных результатов в исследовании гуминовых препаратов, например: 1) применение гуминовых препаратов для восстановления микробного сообщества почв на загрязненных территориях, 2) модификация биопрепаратов, используемых для ремедиации почв, с целью повышения устойчивости микроорганизмов, входящих в их состав к агрессивной среде, 3) разработка методик биотестирования гуминовых препаратов. 4. Планируется выполнить опробование ранее разработанного специального бура-пробоотборника (Патент № 2657555 «Почвенный бур-пробоотборник», Вытовтов В.А., Сухановский Ю.П., Прущик А.В., Салимгареева О.А., 2018) 5. На основе полученных сведений об эффективности бимаркеров различного происхождения будут предложены или внедрены в практическую работу технологии мониторинга состояния почвенного покрова особо охраняемых объектов в разных природных зонах страны: на примере заповедника «Брянский лес», национального парка «Лосиный остров», археологических и природных памятников Среднего и Нижнего Поволжья, археологического заповедника «Дмитровский кремль», Ай-Петринского заповедника и заповедника «мыс Мартьян». 6. Будут представлены результаты использования разработанных биомаркеров для целей палеоклиматических реконструкций. 7. Будут продолжены работы по внедрению разработанных технологий развития системы экологического образования и формирования экологического мировоззрения в практику занятий со школьниками и учителями, со студентами (в цикле мероприятий «Университетские субботы», «Инженерные субботы», «Университетская среда для учителей», «Фестиваль Науки», «Флотилия плавучих университетов России», в организации вебинаров и телеконференций, олимпиад и молодежных школ, в социальных сетях и т.п.). 8. По результатам работы предполагается опубликовать 6 статей из списка WOS, SCOPUS, 5 – из списка РИНЦ, оформить 10 патентов, организовать молодежную школу-конференцию.

Коллектив лаборатории экологического почвоведения, являясь правопреемником Института экологического почвоведения МГУ, более 20 лет успешно работает в области исследования функций почв и накопил научные разработки, касающиеся способов их регулирования. Значительные объемы экспериментального материала имеются в области производства и использования гуминовых препаратов, технологий осушения почв, методов биодиагностики почв и сопредельных сред, ГИС-картографирования, палеэкологических реконструкций, мониторинга землепользования, технологий борьбы с токсикозом почв, очистки коммунальных стоков, технологий экологического образования и т.д. Коллектив объединяет ведущих ученых - признанных специалистов в области почвоведения: почвенной биохимии (к.б.н. Демин В.В.), генезиса и эволюции почв (д.б.н. Ковалева Н.О.), органо-минеральных взаимодействий (д.б.н. Федотов Г.Н.), палеопочвоведения (д.б.н. Макеев А.О.), экологического инжиниринга (д.б.н. Щеголькова Н.М.), картографии (д.б.н. Урусевская И.С.), биодиагностики и агрохимии (д.б.н. Терехова В.А.), микробиологии, в том числе медицинской, в сфере средств защиты растений (к.б.н. Стрелецкий Р.А., Харитонов С..Л), экологического образования (к.б.н. Рыхликова М.Е.). Заведующий лабораторией – д.б.н. Ковалева Н.О. (лауреат Медали РАН 2002 г.), автор более 250 публикаций, имеет опыт зарубежных стажировок, руководства грантами РФФИ, Департамента образования г. Москвы, исполнения грантов РНФ, руководитель 5 кандидатских диссертаций. Каждый из 5 ведущих научных сотрудников лаборатории руководит собственной научной группой из студентов, аспирантов, лаборантов, является руководителем договорных работ и грантов, автором высокорейтинговых публикаций. Аналитическая база лаборатории включает электронный микроскоп, высокотехнологичное хроматографическое и спектрофотометрическое оборудование, оборудование для метагеномных исследований. Работу обеспечивают 12 научных сотрудников (5 докторов и 7 кандидатов наук) и 4 лаборантов и инженеров.

На основе разработанной в лаборатории экологического почвоведения (ранее в Институте экологического почвоведения МГУ под руководством Г.В.Добровольского) концепции экологического почвоведения в рамках перспективного направления развития лаборатории «Экологические функции почв и способы их регулирования в целях устойчивого использования почвенных ресурсов» в 2017-2021 гг. будет организована работа по поиску инновационных способов (технологий) управления почвенным плодородием и обеспечения экологической безопасности России. Масштабность предполагаемой работы обоснована необходимостью разнопланового подхода к изучению функций почв в биосфере и жизни человека. Научная новизна исследований будет заключаться в каждой разрабатываемой в рамках соответствующего функциям почв направления пионерной технологии. К окончанию работы над темой государственного задания 1. Будут разработаны теоретические основы использования почвенных (основанных на свойствах почв и изучении механизмов почвенных процессов и функций почв) технологий обеспечения продовольственной и экологической безопасности и систематизированы имеющиеся по данной проблематике теоретические данные по направлениям работы всех научных групп лаборатории: ГИС-технологии оценки эффективности землепользования (Алябина И.О., Кириллова В.А., ГолозубовД.О.) и оценки пространственной неоднородности почвенных свойств для экологического и экономического обоснования видов землепользования (Сорокин А.С.); технологии преодоления «токсикоза» почв (Федотов Г.Н.); технологии оценки токсического действия фитогормонов и пестицидов на функционирование почвенной биоты (Стрелецкий Р.А.); технологии фиторемедиации нефтезагрязненных почв (Терехова В.А.) и диагностики ароматических углеводородов в почвах (Демин В.В.); технологии оценки эффективности гуминовых препаратов (Демин В.В., Салимгареева О.А.); технологии палеоэкологических реконструкций (Ковалева Н.О., Макеев А.О., Столпникова Е.М., Решетникова Р.А.); технологии почвенно-экологического инжиниринга (Ковалева Н.О.. Щеголькова Н.М.), мониторинга заповедных территорий (Урусевская И.С., Демин В.В., Ковалева Н.О., Решетникова Р.А.), технологии медицинского почвоведения (Харитонов С.Л.) и т.д. Имеющиеся теоретические данные включают весь спектр уровней структурной организации почв и могут быть использованы как на уровне почвенного покрова в целом при оценке землепользования, так и на уровне почвенных биомов. Будут оформлены авторские свидетельства на соответствующие базы данных, опубликованы литературные обзоры, на сновании имеющихся баз данных составлены карты. Планируется защита 3-х кандидатских диссертаций сотрудниками лаборатории в отчетный период и подготовка докторской и кандидатской диссертации. 2. В сфере технологий обеспечения продовольственной безопасности в целях получения экологически безопасной продукции и повышения плодородия почв будут разработаны не имеющие аналогов 1) экологически безопасные биологические средстве защиты растений от болезней (на примере подавления килы у капусты) путем изучения совместного действия лигногуматов с антагонистическими микробами Trichoderma; 2) новые способы использования гуминовых препаратов в сельском хозяйстве на основе исследования закономерностей биологического действия гуминовых веществ на растения и микроорганизмы, гормоноподобной активности гуминовых веществ, поиска молекулярных фрагментов в гуминовых препаратах, обладающих биологической активностью, исследования эффектов взаимодействия гуминовых веществ с гормонами роста растений; 3) биохимические способы преодоления аллелотоксичности почв, проявляющейся при прорастании семян зерновых культур; 4) технологии оценки токсического действия фитогормонов и пестицидов на функционирование почвенной биоты. 3. Будут усовершенствованы существующие 1) приемы контурно-мелиоративного земледелия в черноземной зоне; 2) технологии осушения почв в гумидных ландшафтах на основе исследования действия новых дренажных материалов (труб и траншейных фильтров); 3) технологии органического земледелия на примере вовлечения залежных земель фермерского хозяйства в оборот в условиях малопродуктивных почв севера Калужской области под зерновые культуры; 4) ГИС-технологии оценки эффективности землепользования и оценки пространственной неоднородности почвенных свойств для экологического и экономического обоснования видов землепользования. 4. Планируется разработать технологии оперативного анализа и оценки агроэкологического состояния сельскохозяйственных почв и земель для оптимизации управления почвенными ресурсами на основе Информационной системы “Почвенно-географическая база данных России”. 5. В условиях новых вызовов современности впервые будут разработаны инновационные технологии в области медицинского почвоведения: 1) методики токсикологического анализа структуры фитопланктона для оценки экологического состояния речной воды; 2) методики определения патогенных организмов (включая COVID-19) в почвах, осадках сточных вод, грунтах пляжей и рекреационных зон; 3) Совместно с коллегами из МГУ и Сколковского института науки и технологий из муравьев и их древесных гнезд заповедника «Брянский лес» будут выделены актиномицеты и производимые ими активное вещество с антибиотическим действием – нибомицин, способное ингибировать рост кишечной палочки и подавлять рост раковых клеток. 6. В сфере обеспечения экологической безопасности впервые будут разработаны биомолекулярные технологии контроля качества почв и сопредельных сред: 1) биоиндикации с использованием сообществ микроскопических грибов на основе экспресс-оценки экологического риска по распределению чувствительности видов; 2) использования полифункционального биопрепарата для фиторемедиации нефтезагрязненных почв: от лабораторной до опытно-промышленной технологии; 3) технологии очистки ливневых стоков от ксенобиотиков в фитоочистном сооружении открытого типа в Москве. 7. Будут разработаны новейшие технологии мониторинга состояния почв и сопредельных сред (на основе оригинальных авторских методик, апробированных в лаборатории экологического почвоведения), например: 1) диагностики полиароматических углеводородов в урбоэкосистемах; 2) биоинформационного мониторинга; 3) содержания и трансформации фенолов растительного происхождения в почвах; 4) рекультивации и контроля за состоянием буровых шламов. 8. На основе имеющегося материала и составленных баз данных будут составлены оригинальные карты: ”Устойчивость почв к загрязнению нефтью и нефтепродуктами”, ”Влияние добычи нефти, газа и минерального сырья на окружающую среду”, карта с пояснительной запиской ”Способность почвенного покрова к самоочищению при химическом загрязнении неорганическими веществами». 9. В блоке технологий мониторинга состояния почв, работающих на уровне почвенного покрова, будут разработаны ГИС-технологии оценки состояния земельных ресурсов в целях поиска пути рационального менеджемента земель на примере Северного Вьетнама. 10. Будет выполнена оценка возможности обеспечения экологической безопасности густонаселенных регионов, на примере водопользования г. Москвы и о. Бали, разработаны количественные интегральные критерии, позволяющие выделить критические зоны, которые в первую очередь нуждаются в переходе от экстенсивного к интенсивному водопользованию. 1) Будет выполнен анализ многолетней базы данных мониторинга (гидрохимические, гидробиологические характеристики) Москва-реки и создана база данных загрязняющих веществ для р. Москва. 2) Будут разработаны принципы природоохранной геоинформационной системы на территорию острова Бали (Республика Индонезия) и пострена пилотная ГИС для о.Бали. На основе ГИС может быть разработан принципиально новый механизм управления почвенно-ресурсным потенциалом территории, который позволяет снизить риски распространения патогенных организмов из почв в окружающую среду. 11. На основе использования различных биомаркеров будет обоснована степень устойчивости современного почвенного покрова к глобальным климатическим изменениям. 1) На основе детального морфологического, микроморфологического и аналитического изучения погребенных почв с использованием различных биомаркеров будут определены тренды эволюции природной среды Прикаспия за последний межледниково-ледниковый макроцикл. 2) Технологии обеспечения экологической безопасности по отношению к изменениям климата в целях предотвращения чрезвычайных ситуаций будут основаны на составлении не имеющих аналогов баз данных по изотопному составу углерода органического вещества и карбонатов. Впервые будет исследовано содержание и соотношение н-алканов в палеопочвах Русской равнины, Кавказа и Закавказья и разработана технология использования данного биомаркера как индикатора палеоэкологиских ситуаций. 3) Планируется уточнить существующую климато-стратиграфическую схему голоцена и позднего плейстоцена для Русской равнины на основании исследования почв археологических памятников древних поселений (Муром, Давыдово, Никольское, Тушино, Братеево, Китай-город), а также седиментологических серий Понто-Каспийского региона. 12. Будут продолжены работы по поиску и внедрению новых технологий формирования экологического мировоззрения путем работы со школьниками, учителями, со студентами, с контингентом детских колоний. 13. По результатам работы предполагается опубликовать 20-25 статей из списка WOS, SCOPUS, 30 – из списка РИНЦ, оформить 20 патентов, организовать ежегодные молодежные школы-конференции, подготовить и защитить 3 диссертации.