ИСТИНА

Устойчивое плодородие почв во многом определяется благоприятными физическими свойствами, прежде всего, устойчивой агрегатной структурой, оптимальными плотностью и порозностью, которые поддерживают оптимальные диапазоны доступной влаги, тепла и питательных элементов в почвах. В настоящее время считается, что основную роль в создании, поддержании, восстановлении агрегатной структуры почв играет почвенное органическое вещество (ОВ), причем не столько его общее количество, сколько особенности свойств и характеристик, а также структура непосредственно с ним связанного микробного сообщества,. До сих пор, однако, остаются неясными механизмы агрегатообразования с участием ОВ почв, а, следовательно, остаются без фундаментального научного обоснования и практические меры по предотвращению деградации и восстановлению благоприятного структурного состояния почв. Творческим коллективом под руководством проф. Е.В.Шеина предложена и частично экспериментально подтверждена гипотеза формирования агрегатной структуры черноземных почв на основе физико-химических механизмов агрегирования почв за счет амфифильных свойств ОВ черноземов. Настоящий проект направлен на научное обоснование фундаментальных теоретических основ структурообразования и, на этой основе, - на развитие практических мер по сохранению и восстановлению структуры почв. Актуальность темы связана, прежде всего, с повсеместной деградацией черноземных почв и необходимостью восстановления их уникальной агрегатной структуры. Не менее актуальна проблема развития планетарного «парникового эффекта», одной из причин которого считают перевод почвенного ОВ в атмосферу при участии почвенных микроорганизмов. Расшифровка процессов вовлечения и закрепления почвенного ОВ в агрегатах и, тем самым, регенерации почвенной структуры и снижения вклада ОВ почв в общий парниковый эффект, безусловно, является глобальным научным и практическим вызовом, требующим принятия неотложных мер. Научная новизна проекта связана с разработкой теории структурообразования и устойчивого функционированием почвенной структуры в связи с агрегирующей ролью амфифильного органического вещества (ОВ) почв. Поисковый аспект проекта определяется (1) обоснованием новых методов и количественных характеристик амфифильности ОВ, которые позволят количественно оценить агрегирующую роль ОВ почв; (2) выяснением специфических почвенно-растительных и физико-химических условий, приводящих к формированию ОВ с различным соотношением гидрофильной и гидрофобной составляющих; (3) обоснованием оптимальных диапазонов физико-химических условий и функционирования почвенной биоты для формирования и восстановления устойчивой агрегатной структуры; (4) новыми научными направлениями, связанными с регулированием наземного и почвенного водных циклов, прогнозной оценкой, оптимизацией и системами мониторинга газового состава внутрипочвенного и приповерхностного атмосферного воздуха и (5) разработкой методик управления экологическими рисками и качеством окружающей среды. Практическое значение проекта определяется тем, что на основе теории структурообразования с участием амфифильного почвенного ОВ, количественной оценки соотношения его гидрофильных и гидрофобных характеристик и свойств минеральной твердой фазы почв будут разработан и экспериментально опробован ряд практических приемов по восстановлению структуры черноземных почв с использованием водорастворимых органических веществ различной природы, что позволит поднять ресурсный потенциал центрально-черноземных территорий с высокой антропогенной нагрузкой. Глобальное значение и общественная значимость проекта будет определяться не только предотвращением катастрофических потерь и восстановлением почвенного плодородия, но и разработкой путей и запуском новых механизмов секвестрирования углерода (вычленения части углерода из планетарного цикла и сохранения его в почвенной структуре) для снижения общепланетарных «парниковых» эффектов.