ИСТИНА

Целью работы является разработка теоретических основ современных систем земледелия и их элементов в различных регионах России в целях развития устойчивого сельского хозяйства В результате выполнения работ будет: предложена технология получения безвирусного картофеля отечественной и зарубежной селекции при выращивании на дерново-подзолистых почвах; установлены зависимости между данными дистанционного зондирования и свойствами почвенного покрова (содержание органического вещества, влажность, качество поверхности почвы); проведена оценка зависимости данных дистанционного зондирования от гранулометрического состава почвы и напочвенного покрова и их устойчивость взаимосвязей во времени; получены количественные характеристики взаимодействия новых экотоксикантов с почвами и их компонентами; исследована биологическая активность препаратов, способствующих повышению адаптогенного потенциала растений в условиях стресса.

Objective: to develop a biologized technology for growing virus-free potatoes, to develop approaches to analyzing the temporal and spatial variability of the soil cover of agricultural land based on establishing the limits of applicability of certain mathematical equations that allow assessing the quality of soils based on remote sensing data; development of methodological approaches to predicting the consequences of soil contamination of agricultural use by new ecotoxicants based on the study of the interaction of ecotoxicants with soils and their components and the study of the biological activity of drugs that increase the adaptogenic potential of plants under stress (phytohormones). Objects: soil samples and soil cover of agricultural lands in the Moscow and Bryansk regions. Methods: biotesting (Express, laboratory and field experiments); laboratory analyses of soils and products; methods of multidimensional statistics, mathematical modeling. The relevance of the work is due to the need to develop sustainable agriculture in the Russian Federation. Fields of application: obtaining environmentally safe products; determining the quality of the soil cover and its possible changes over time. Theoretical significance of the work: identification of existing trends in changing the state of the soil cover; development of methodological approaches to predicting the consequences of soil contamination of agricultural use with new ecotoxicants (nanomaterials). Practical significance of the work: obtaining environmentally friendly potatoes for implementation in production fields; forecasting changes in the state of the soil cover.

В результате выполнения работ будут: предложена технология получения безвирусного картофеля отечественной и зарубежной селекции при выращивании на дерново-подзолистых почвах; установлены зависимости между данными дистанционного зондирования и свойствами почвенного покрова (содержание органического вещества, влажность, качество поверхности почвы); проведена оценка зависимости данных дистанционного зондирования от гранулометрического состава почвы и напочвенного покрова и их устойчивость взаимосвязей во времени; получены количественные характеристики взаимодействия новых экотоксикантов с почвами и их компонентами; исследована биологическая активность препаратов, способствующих повышению адаптогенного потенциала растений в условиях стресса.

По результатам работы опубликована книга (2019 Общее земледелие и агроэкология: Методические указания к летней учебно-производственной практике. Под общей редакцией д.б.н. Басевича В.Ф // Макаров И.Б., Басевич В.Ф., Локалина Т.В., Хуснетдинова Т.И., Дядькина С.Е. издательство МГУ, Москва, ISBN 978-5-9500298-6-8, 48 с.), 38 статей, сделано 18 докладов на конференциях.

На основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы: – при размножении картофеля микроклубнями в условиях теплицы максимальное количество миниклубней с 1 куста можно получать со среднеранних и ранних сортов, тогда как для среднепоздних сортов эта величина значительно меньше; – из исследованных сортов картофеля наибольшей урожайностью и максимальным числом миниклубней товарной фракции характеризовались сорта Лилея и Импала; – показана возможность использования съемки отражательной способности верхнего гумусового горизонта с использованием коэффициента отражения Карманова для оперативного определения содержания органического углерода для целей сельскохозяйственного, агроэкологического и почвенного картографирования; – установлены закономерности поступления наноалмазов детонационного синтеза в растения пшеницы и продемонстрирована ингибирующая активность наноалмазы на фотосинтез растений в условиях недостаточного или избыточного освещения; показана способность гуминовых веществ снижать негативное влияние наноалмазов на фотосинтез растений. – наибольший эффект применения гумата калия на картофеле был отмечен при его совместном применении при замачивании микроклубней картофеля при посадке и опрыскивании по листу в фазы бутонизации и цветения; – рассада картофеля, микроклубни которой предварительно замачивали в растворе препарата гумат калия в концентрации 1 мл/л, были более адаптированы к естественным условиям; – применение гумата калия увеличивало продуктивность куста картофеля на 72–100% за счет увеличения коэффициента размножения, стимулирующего клубнеобразование, и выхода стандартной фракции (9–45 мм); – показано, что на обследованной территории Брянской области за 34 года величины рНKCl и содержания гумуса практически не изменились, а средние значения содержания подвижных фосфатов и калия возросли настолько, что почва из категории слабо и среднеобеспеченных перешли в категорию высокообеспеченных и сверхвысокообеспеченных. Причиной этого было применение высоких доз фосфорных и калийных удобрений в результате действия программы КАХОП (Комплексное агрохимическое окультуривание полей), проводимой в Брянской области в 2001–2005 гг.; – многомерный статистический анализ показал, что по совокупности агрохимических свойств на обследованной территории могут быть выделены как малоизмененные, так и сильно измененные участки. Тем самым, применение удобрений способствует увеличению разнообразия почвенных условий на пахотных землях; – сорбция природоподобных наночастиц серебра, стабилизированных гуминовыми веществами, зависит от типа почвы и варьируется в диапазоне 2,7–4,9 ммоль/кг; – процесс сорбции–десорбции наночастиц серебра почвами характеризуется значительным гистерезисом и сопровождается разрушением почвенных коллоидов, по-видимому, вследствие окисления почвенного органического вещества. – замачивание микроклубней препаратом Эпин-экстра в концентрации 1 мл/250 мл воды повышает способность к адаптации припересадки из теплицы в открытый грунт; – предпосадочная обработка микро клубней картофеля препаратом Эпин-экстра (1 мл/250 мл) с последующим опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начала цветения (1 мл/5 л воды) приводит к увеличению числа стеблей растения и высоты растений; – применение раствора эпибрассинолида в спирте (0,025 г/л) в период вегетации на картофеле сорта Жуковский стимулировало клубнеобразование, увеличивало коэффициент размножения на 30-80% и приводило к увеличению продуктивности сорта в 3-4 раза по сравнению с контролем; – степень связи между картами NDVI максимальна (коэффициент корреляции превосходит 0,95), если снимки сделаны в близкие даты разных лет; при увеличении интервала между снимками степень связи понижается практически до нулевых значений; – на лесных участках коэффициенты корреляции между картами NDVI и SAVI целенаправленно уменьшаются со временем, а на полевых – могут возрастать; – существование локального временного минимума корреляций между вегетационными индексами свидетельствует о смене направления воздействия на рассматриваемую территорию, что можно связать с «забрасыванием» и последующим возвращением к интенсивной обработке сельскохозяйственных угодий; – при взаимодействии наночастиц серебра с почвой происходит увеличение содержания лабильного органического вещества в 1,5–5 раз; – возрастание выхода лабильного органического вещества из почвы под действием наночастиц серебра сопровождается ростом Eh на 75-124 мВ, что указывает на инициацию процессов окисления и токсичность наночастиц; – наночастицы серебра обладают биологической активностью по отношению к растениям, снижая поступление воды в надземную часть растений. – запашка горчицы белой в качестве сидерата приводит к повышению урожайности ранних и среднеранних сортов картофеля на 2,2–10,1 т/га в зависимости от сорта; – прибавка урожая при применении сидерата не зависела от урожайности сорта и в среднем составила 13%; – среди исследованных ранних и среднеранних сортов в условиях дерново-подзолистой почвы наиболее урожайными оказались сорта Снегирь, Пирошка и Аврора; – распределения валового содержания исследованных элементов (SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, N2O, K2O, TiO2, P2O5) в почвах, за исключением Al2O3, в той или иной степени отличаются от нормального, однако могут быть приведены к нормальному путем логарифмического преобразования; – между показателями валового состава почв наблюдаются небольшие, но значимые корреляции; исключение составляют пары MgO-Na2O, MgO-K2O, MgO-P2O5, CaO-P2O5; – кластерный анализ совокупности признаков по данным валового состава почв с мерой близости (1-r) показывает, что признаки могут быть сгруппированы в 3 совокупности – (Si-Na-K), (Ti-Fe-Al-Mn) и (Mg-Ca); – вариограммы валового состава почв транзитивные, т.е. при данных пространственных масштабах имеется расстояние (ранг), начиная с которого рост дисперсии свойства останавливается; ранги возрастают от 35 км до 1600 км в ряду: Fe2O3~P2O5<<Na2O~K2O~CaO<MnO<TiO2<MgO<<Al2O3<<SiO2; – доля случайной компоненты (наггет) для валового состава почв составляет около 50% для всех элементов, кроме MnO и МgO, для которых она равна 80 и 90% соответственно, а для Р2О5 она практически равна 0; – методом вариографии показано, что основным компонентам валового состава соответствуют характерные размеры участков, в пределах которых выявляется их вариабельность; – при взаимодействии наноалмазов с компонентами почвенного раствора происходит рост средневзвешенного гидродинамического диаметра наноалмазов с 24 нм до 69–683 нм и падение дзета-потенциала с –22 мВ до –(11.2–19.5) мВ; в одном случае был отмечен рост этого показателя до –34.5 мВ; – наибольшее увеличение размеров наноалмазов происходит в почвенных растворах с высокими рН и отношением Ca/(Fe+Al); – повышение стабильности наноалмазов в почвенных растворах возможно только при высокой концентрации железа и в присутствии низкомолекулярных компонентов растворенного органического вещества.