«Наука в Сибири» № 3-4 (2189-2190) 22 января 1999 г. НАШИ ИСТОКИ (Лаборатории -- ровесницы института) Профессор Р.Ковалев Лаборатория почвенной микробиологии -- одна из старейших в институте. Истоки ее уходят в сложное для страны время, в 1944 год, когда при Медико-Биологическом институте Западно-Сибирского филиала АН СССР была создана лаборатория ихтиологии и гидробиологии. В эту лабораторию ведущим альгологом была приглашена Т.Попова, организовавшая альгеологические и микробиологические исследования биологического фонда водных и почвенных экосистем различных климатических зон Сибири. В начале 50-х годов, после защиты докторской диссертации, она возглавила лабораторию и начала формировать сибирскую школу почвенных микробиологов. В аспирантуру поступают Н.Наплекова и И.Клевенская, которые участвуют в создании базы данных микробиологического состояния почв колхозов и совхозов Новосибирской области и Алтайского края. С созданием ИПА СО АН СССР среди приоритетных направлений научной деятельности выделяется исследование биологических процессов в почвах. В ИПА лабораторию почвенной микробиологии возглавляет к.б.н. И.Клевенская. Она организовывает комплексные экспедиции в Красноярский и Алтайский край, Томскую, Омскую и Новосибирскую области. Итогом экспедиционных исследований стало выявление физиолого-биохимических особенностей видового состава почвенных микроорганизмов в зональных и интразональных почвах, показано негативное влияние на микрофлору и микробиологические процессы различных антропогенных нагрузок, вскрыта важная роль микробиоты в эволюции и сохранении почвенного плодородия. Разработку теоретических проблем почвенной микробиологии успешно развивали известные в стране и за рубежом д.б.н. И.Клевенская, д.б.н. Н.Наплекова, к.б.н. И.Родынюк. Нынешний директор института чл.-корр. И.Гаджиев В последнее десятилетие микробиологические исследования осуществляются по темам экологической направленности, включают аспекты санитарной микробиологии и фитопатологии. Наиболее тщательно изучаются снег и почва пригородных и городских территорий, особенно в транзитных позициях эродированного ландшафта. Микробиологические критерии диагностики текущего состояния почв использовались при составлении крупномасштабной карты-схемы экологической обстановки на территории ННЦ. Научно-исследовательская работа лаборатории осуществляется в рамках региональных программ, ГНТП, РФФИ. Лабораторию мелиорации почв с начала организации института возглавлял д.б.н. П.Панин, активный участник Великой Отечественной войны. Петр Степанович организовывает и осуществляет крупные исследования по теории галогеохимических процессов, формирует почвенно-географические и экологические принципы мелиоративного прогнозирования, проводит работы, связанные с почвенно-мелиоративным районированием ряда областей юга Западной Сибири. В этот период он публикует около 130 работ, включая несколько монографий. Стиль научной работы Петра Степановича отличается оригинальностью идей, конструктивностью практических рекомендаций и, что особенно характерно, экологической направленностью. Он обладал удивительной работоспособностью, а его отношение к работе всегда носило отпечаток не только увлеченности исследователя, но и азарта, искренности. Эта его особенность, сохранившаяся с молодых лет, позволяла Петру Степановичу быстро устанавливать контакты не только с людьми его поколения, но и с молодежью. Работе и заботе о ней он придавал особое значение. Его демократизм и увлеченность в сочетании с активной жизненной позицией способствовали тому, что молодежь тянулась к нему, легко и свободно общалась с ним. Под руководством Петра Степановича выполнено 10 кандидатских и докторских диссертаций. Начинания Петра Степановича не канули в лету. В настоящее время в институте почвенно-мелиоративное направление исследований, разрабатываемое в разные годы крупными учеными-почвоведами, продолжается под руководством чл-к. И.Гаджиева. Сохранены и наиболее активно развиваются эколого-мелиоративные исследования. Обобщающим итогом этих исследований служат карты эколого-мелиоративного районирования Западной Сибири. Карты вместе с пояснительной запиской и рядом публикаций отражают комплексную оценку природных факторов и прогноз возможных негативных процессов в почвах в связи с хозяйственной деятельностью, меры по охране, улучшению и воспроизводству земельного фонда Сибири. Лаборатория рекультивации почв функционирует с момента создания Института. Ориентированная на решение проблем рекультивации почв техногенных ландшафтов, лаборатория главное внимание уделяет разработке хозяйственных и экологических аспектов этой проблемы. Многолетними исследованиями установлено, что ведущими факторами, контролирующими направленность и интенсивность биологического преобразования техногенных ландшафтов выступают пищевой, водно-воздушный и геохимический режимы субстрата. Эти характеристики эдафотопа определяют специфику сукцессионных процессов биоценозов и эффективность биологической рекультивации. Экологические функции почв, формирующиеся в ходе этого процесса, развиваются только при наличии растительности и под ее контролем. Трудности в диагностике активности почвообразования в техногенных ландшафтах преодолеваются посредством перехода с факторно-генетической концепции классификации почв на субстантивно-генетическую. Составленная на основе этой концепции классификация позволила выделить и надежно диагностировать типы, подтипы, роды и даже виды почв техногенных ландшафтов. Параллельно велись и экспериментальные работы, направленные на поиск высокоэффективных способов биологической рекультивации, обеспечивающих наиболее быстрый и надежный эффект. Изучалась эффективность как традиционных схем рекультивации, применяемых в других регионах страны и за рубежом, так и нетрадиционных -- c испытанием действия местных органо-минеральных ресурсов. Упование на зарубежные технологии -- очередной миф. Высокий экологический эффект, достигнутый при некоторых технологиях рекультиваци, применяемых на Западе, разработанных для более теплых условий, в приложении к суровым условиям Сибири может оказаться незначительным. Технология рекультивации почв в силу принципиальной неповторимости природных условий каждого объекта, является всегда уникальной. Однако понимание уникальности -- не основание к отказу от разработки теоретических основ проектирования рекультивационных мероприятий и к ориентации только на традиционный "здравый смысл". Напротив, наличие таких основ дает единственную возможность прогнозировать экологические и хозяйственные последствия любого технологического процесса, составлять проекты рекультивации ненарушенных земель с количественно заданными параметрами экологической эффективности. Изучением природных и антропогенных геохимических ситуаций, сложившихся на юге Западной Сибири, а также их эколого-биогеохимической оценкой занимается лаборатория биогеохимии почв. В течение почти тридцати лет ею руководил профессор В.Ильин, ветеран Сибирского отделения, проработавший в нем более 40 лет. Еще в 60-е годы Виктор Борисович развернул широкомасштабные исследования биогеохимии и агрохимии микроэлементов в природных ландшафтах. Эти исследования позволили выявить зону борного засоления, определить закономерности распределения и поведения микроэлементов в почвах и растениях, провести биогеохимическое районирование юга Западной Сибири и разработать рекомендации по применению микроэлементов в сельском хозяйстве. Более 20 лет лаборатория занималась проблемой загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. В.Ильиным дан критический анализ принятых в России предельно допустимых концентраций (ПДК) тяжелых металлов в почвах и обоснована необходимость их корректировки с учетом региональных геохимических условий и биологических особенностей возделываемых культур, разработаны новые подходы и методы оценки устойчивости почв и растений к избыточному поступлению тяжелых металлов. Сегодня сотрудники лаборатории обобщают накопленный обширный экспериментальный материал по загрязнению почв и растительной продукции тяжелыми металлами. В будущем эти материалы послужат основой эколого-биогеохимического районирования изучаемых территорий. Такие материалы крайне необходимы медикам, ветеринарам, агрохимикам. Многие актуальные на сегодняшний день проблемы -- заболевания человека и животных, снижение продуктивности и минеральной полноценности возделываемых культур трудно объяснить без наличия подобной информации. Лаборатория агрохимии почв организована в 1974 году, но агрохимические исследования были развернуты еще в Биологическом институте СО АН СССР. Их проводили В.Шаповалов, В.Ильин, Л.Сухинина. Исследования начались с изучения агрохимических свойств основных пахотных почв Сибири и эфективности на них минеральных и органических удобрений. Первым заведующим лабораторией был д.б.н. И.Куперман, который возглавлял ее до 1986 года. Изучение И.Куперманом и Е.Хитрово одной из составляющих продукционного процесса растений -- дыхания, имеющего физиологическую направленность, дополнили и обогатили агрохимические исследования лаборатории, позволили расширить диапазон аспектов минерального питания растений в связи с особенностями почв и уровнями удобренности. Работая в настоящее время в Ботаническом саду СО РАН, И.Куперман продолжает поддерживать связь с лабораторией. С 1986 года лабораторией заведует В.Назарюк. Объект исследования агрохимии -- взаимосвязь между почвой, растением и удобрением. Направленность -- получение максимальной отдачи от растения в виде урожая не просто биомассы, а биомассы высокого качества без вредных примесей и свойств. Следовательно, предмет исследования представляет собой сложную систему, включающую не только биологические объекты (почву и растение), но и социально-экономический -- удобрение, подчиняющиеся совершенно разным законам развития. В недавнем прошлом социально-экономическая составляющая играла существенную роль в создании урожая возделываемых культур (до 50% и более) и перед агрохимической наукой стояла задача поиска оптимальных доз удобрений при формировании максимально возможного урожая. Сдерживающим рост урожайности фактором был биологический -- генетические возможности сортов сельскохозяйственных культур. В настоящее время при почти полном отсутствии минеральных удобрений урожай может формироваться лишь за счет почвенных ресурсов, что неизбежно приводит к деградации почвенного плодородия. Содержание одного или нескольких биогенных элементов в почве вследствие этого может опуститься до критического уровня, что закономерно приведет к стабильно низкой урожайности возделываемых культур. Исследования показали, что истощение резерва доступных растениям соединений протеиногенных элементов азота и серы в почве может наступить через 5--10 и 10--15 лет соответственно. На восстановление утраченного плодородия почв потребуется больше времени, чем на истощение. В истощенных почвах процессы закрепления поступающих питательных веществ преобладают, как правило, над процессами мобилизации, и в случае возобновления применения удобрений потребуется внесение значительно превышающих необходимые для обеспечения продукционного процесса возделываемых культур дозы удобрений, что потребует больших экономических затрат. Ключевыми проблемами, разрабатываемыми лабораторией в настоящее время являются: трансформация биогенных элементов в почвах, функционирование микробоценозов, генетика минерального питания в условиях меняющейся интенсивности их эксплуатации с целью установления "безопасного" порога истощения, влияние на продукционный процесс основных сельскохозяйственных культур обеспеченности их элементами питания от дефицитной до оптимальной, включая дробное применение удобрений и некорневые подкормки с целью регулирования качества урожая. Подготовлено сотрудниками ИПА СО РАН стр.