Экология почв

• Состав школы
• Основные научные направления школы
• Финансовая поддержка
• Основные научные результаты
• Основные публикации по тематике научной школы

С 2010 г. ведущая научная школа РФ (гранты Президента РФ).

Основатели: доктор биологических наук, профессор Вальков Владимир Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Колесников Сергей Ильич, доктор географических наук, профессор Казеев Камиль Шагидуллович.

История создания: берет начало с 1993 года, когда в аспирантуру на кафедру экологии и природопользования РГУ к Валькову Владимиру Федоровичу поступили Колесников Сергей Ильич и Казеев Камиль Шагидуллович.

Действующий руководитель школы: зав. кафедрой экологии и природопользования, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Колесников Сергей Ильич.

Состав школы

• - численный состав: докторов наук - 9, кандидатов наук - 20, аспирантов - 20, студентов - 50. 
  - ведущие специалисты:
• Колесников С.И., д.с.-х.н., проф., Казеев К.Ш., д.г.н., проф., Минкина Т.М., д.б.н., проф., Безуглова О.С., д.б.н., проф., Вардуни Т.В., д.п.н., доц., Денисова Т.В., д.б.н., доц., Бирюкова  О.А., д.с.-х.н., доц., Сазыкина М.А., д.б.н., Симонович  Е.И., д.б.н.

Научно-педагогическая школа базируется на следующих подразделениях ЮФУ:

• Кафедра экологии и природопользования,
• Кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов,
• Ботанический сад,
• Лаборатория экологии и молекулярной биологии микроорганизмов,
• Лаборатория мониторинга биосферы,
• Центр экотехнологий ЮНЕСКО-Кусто,
• НОЦ "Экология и природопользование",
• Лаборатория экологического мониторинга, БП "Лиманчик",
• Диссертационный совет Д 212.208.32,
• Студенческий НОК "Экология и природопользование" и др.

Основные научные направления школы :

• Теоретическая разработка проблем экологии, биологии, охраны и рационального использования почв.
• Исследование влияния на состояние и функционирование почв различных антропогенных факторов, таких как химическое загрязнение, электромагнитное загрязнение, засоление и осолонцевание, вторичный гидроморфизм, водная эрозия и дефляция, рекреационная нагрузка, пожары, вырубки, распашка, длительное сельскохозяйственное использование, технологии нулевой и минимальной обработки почвы и др.
• Совершенствование методологии и методов мониторинга, диагностики, индикации, оценки и прогнозирования состояния почв и экосистем.
• Нормирование антропогенных воздействий на почвы по степени нарушения их экологических и сельскохозяйственных функций.
• Мониторинг состояния почвенного покрова юга России, определение закономерностей его изменения при различных факторах антропогенного воздействия и их влияние на экологическую ситуацию и сельскохозяйственное производство в регионе.

Коды ГРНТИ 87.21.09; 68.05.45; 34.35.51.

Финансовая поддержка :

Гранты Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ, гранты Президента РФ для молодых докторов наук, гранты Президента РФ для молодых кандидатов наук, гранты РНФ, РФФИ, Госзадание Минобрнауки России, госконтракты ФЦП "Кадры", ФЦП "Исследования и разработки", хоздоговоры и др.

Основные научные результаты :

• Разработаны и апробированы методология и методы оценки экологических и сельскохозяйственных функций почв в условиях антропогенной нагрузки по степени снижения интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) почвы; нормирования разных видов антропогенных воздействий; составления картосхем устойчивости почвенного покрова к различным антропогенным воздействиям; составления прогнозных картосхем экологических последствий различных антропогенных воздействий; оценки эффективности санации и рекультивации антропогенно-измененных почв по степени восстановления экологических функций почвы (Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биодиагностика почв: методология и методы исследований. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2012.; Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2016.)
• Загрязненная почва не способна выполнять свои экологические и сельскохозяйственные функции полноценно. Нарушение экофункций происходит в следующей последовательности: 1) информационные, 2) физико-химические, химические, биохимические и целостные, 3) физические. Тот факт, что различные экологические функции почвы нарушаются при различной концентрации загрязняющего вещества в почве, может лежать в основе экологического нормирования загрязнения почв (Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические функции почв и влияние на них загрязнения тяжелыми металлами // Почвоведение. 2002. N 12).
• Получены ряды экотоксичности 27 тяжелых металлов и металлоидов (приоритетных загрязнителей окружающей среды) по степени их влияния на свойства (более 35 показателей) чернозема обыкновенного: Cr > B > Zn > Se > Ba ≥ As ≥ Sr = V ≥ Co = F = Mn ≥ Ni ≥ Cu > Sc ≥ Pb ≥ Sn ≥ Cd = W = Nb = Ga ≥ Ge ≥ Sb ≥ Tl = Yb ≥ Hg ≥ Y >Mo (если за единицу содержания элемента в почве принять ПДК), W ≥ Sn ≥ Ge > Se > Sb = Tl ≥ Hg = Yb ≥ Cr ≥ Sc ≥ Ga = Cd ≥ Pb = Nb ≥ Sr = Cu ≥ Ni = Y ≥ As ≥ Ba ≥ Co ≥ Mn > V = Mo ≥ Zn ≥ B ≥ F (если за единицу содержания элемента в почве принять моль/кг), Se ≥ Cr > Ge ≥ Sn = Tl ≥ Hg ≥ Yb = W ≥ Cd > As = Co = Sc = Sb ≥ Cu ≥ Ni ≥ B = Nb = Pb ≥ Ga > Sr = Y ≥ Mo ≥ Zn ≥ V ≥ Ba ≥ Mn ≥ F (если за единицу содержания элемента в почве принять мг/кг) (Колесников С.И., Пономарева С.В., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Ранжирование химических элементов по степени их экологической опасности для почвы // Доклады РАСХН. 2010. N 1).
• По влиянию на состояние почвы химические элементы не располагаются по классам опасности, разработанным применительно к здоровью людей (ГОСТ 17.4.1.02-83). Предложено выделение следующих трех классов экологической опасности элементов по отношению к почве: 1 класс ; Se, Cr, Ge, Sn, Tl, Hg, Yb, W, Cd; 2 класс ; As, Co, Sc, Sb, Cu, Ni, B, Nb, Pb, Ga; 3 класс ; Sr, Y, Mo, Zn, V, Ba, Mn, F (Колесников С.И., Пономарева С.В., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Ранжирование химических элементов по степени их экологической опасности для почвы // Доклады РАСХН. 2010. N 1).
• Дана сравнительная оценка устойчивости основных почв юга России к химическому загрязнению. Разработаны схемы нормирования содержания в почве 20 тяжелых металлов и металлоидов, нефти, мазута, бензина и солярки для основных почв юга России. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Денисова Т.В., Даденко Е.В. Биодиагностика устойчивости бурых лесных почв Западного Кавказа к загрязнению тяжелыми металлами, нефтью и нефтепродуктами // Сибирский экологический журнал. 2014. N 3. Колесников С.И., Кузина А.А., Вернигорова Н.А., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В. Влияние загрязнения нефтью и тяжелыми металлами на биологические свойства желтозема // Агрохимия. 2016. N 11. Колесников С.И., Кузина А.А., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В., Козунь Ю.С., Мясникова М.А., Лубенцова Д.В. Оценка устойчивости дерново-карбонатных типичных почв Черноморского побережья Кавказа к химическому загрязнению // Российская сельскохозяйственная наука (Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук). 2016. N 5. Kolesnikov S.I., Kuzina A.A., Kazeev K.Sh., Evstegneeva N.A., Akimenko Yu.V. Assessment of resistance of brown forest sour soils of the black sea coast of the Caucasus to the chemical pollution // Ecology, Environment and Conservation 2016. Vol. 22 (3). Kolesnikov S.I., Petrova N.A., Kazeev K.Sh., Vernigorova N.A., Minkina T.M., Sushkova S.N., Akimenko Yu.V. The resistance evaluation of dry subtropics brown soils to heavy metal and oil contamination by biological indicators // American Journal of Agricultural and Biological Sciences. 2016, 11 (3)
• На основе анализа группового состава соединений Cu, Zn, Pb, Ni, Mn и Cd в почвах территорий, прилегающих к Новочеркасской ГРЭС, установлено влияние природных и техногенных факторов на подвижность и трансформацию соединений тяжелых металлов. Выявлены закономерности изменения состава соединений металлов в почвах техногенных ландшафтов. Установлено влияние аэротехногенных выбросов на увеличение подвижности металлов, которое происходит более интенсивно в почвах с низкой буферностью. Определены общие закономерности и специфические особенности формирования состава соединений тяжелых металлов в почвах. Установлена роль отдельных почвенных компонентов в удерживании металлов в незагрязненных и загрязненных почвах. Определено влияние природных (свойств почв) и техногенных факторов (близость расположения к основному источнику эмиссии, степень загрязнения почв) на накопление ТМ в естественной травянистой и сорной растительности на мониторинговых площадках зоны влияния Новочеркасской ГРЭС. Установлена взаимосвязь между количеством подвижных соединений ТМ в почве и накоплением их в растениях. По накоплению в травянистой растительности металлы выстраиваются в следующий ряд: Cd > Zn >> Pb > Cu > Mn > Ni > Cr. (Minkina T., Mandzhieva S.,  Chapligin V., Motuzova G.,  Sushkova S., Fedorov Yu., Kolesnikov S., Bauer T. Accumulation and distribution of heavy metals in plants within the technogenesis zone // Environmental Engineering and Management Journal. May 2014, Vol.13, No. 5; Манджиева С.С., Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Головатый С.Е., Мирошниченко Н.Н., Лукашенко Н.К., Фатеев А.И. Фракционно-групповой состав соединений цинка и свинца как показатель экологического состояния почв // Почвоведение. 2014. N 5.; Endovitsky A.P., Batukaev A.A., Minkina T.M., Kalinitchenko V.P., Mandzhieva S.S., Sushkova S.N., Mischenko N.A., Bakoyev S.Y., Zarmaev A.A., Jusupov V.U. Ions association in soil solution as the cause of lead mobility and availability after application of phosphogypsum to chernozem // Journal of Geochemical Exploration. 10.1016; Minnikova T.V., Denisova T.V., Mandzhieva S.S., Kolesnikov S.I., Minkina T.M., Chaplygin V.A., Burachevskaya M.V., Sushkova S.N., Bauer T.V. Assessing the effect of heavy metals from the Novocherkassk power station emissions on the biological activity of soils in the adjacent areas // Journal of Geochemical Exploration. 2017.)
• Выявлены закономерности накопления и распределения бенз(а)пирена в черноземных почвах, находящихся под влиянием аэротехногенных выбросов предприятия энергетического комплекса. Показано, что почвы, прилегающие к источнику эмиссии загрязнены бенз(а)пиреном на расстоянии до 5 км. Изучены тенденции накопления бенз(а)пирена в почвах зоны влияния тепловой электростанции за 10-летний период мониторинговых наблюдений, дана оценка степени загрязнения почв бенз(а)пиреном (Sushkova S.N., VasilyevaG.K., MinkinaT.M., MandzhievaS.S., TjurinaI.G., KolesnikovS.I., KizilkayaRidvan, AskinTayfun. New method for benzo[a]pyrene analysis in plant material using subcritical water extraction // Journal of Geochemical Exploration. 144. 2014; Sushkova S., Minkina T., Turina I., Mandzhieva S., Bauer T., Kizilkaya R., Zamulina I. Monitoring of benzo[a]pyrene content in soils under the effect of long-term technogenic pollution // Journal of Geochemical Exploration, SI: Soil Pollution, 10.1016).
• Антропогенная нагрузка ведет к снижению разнообразия почв и экосистем. Целинные почвы разных типов сильнее различаются между собой по биологическим и иным свойствам, чем их пахотные аналоги (Казеев К.Ш., Гайдамакина Л.Ф., Овдиенко Р.В., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Зональная изменчивость почв Северного Кавказа // Известия РАН. Серия географическая. 2006. N 5).
• Установлен пролонгированный характер воздействия биоцидов (антибиотики, фунгициды) на биологические свойства почв. Биоциды изменяют структуру микробоценоза и снижают ферментативную активность почв. Отдельные параметры биологических свойств не восстанавливаются и спустя 120 суток (Акименко Ю.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние антибиотиков (бензилпенициллина, фармазина, нистатина) на биологические свойства чернозема обыкновенного // Почвоведение. 2014. N 9; Акименко Ю.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние антибиотиков (бензилпенициллина, фармазина, нистатина) на численность микроорганизмов в черноземе обыкновенном // Сибирский экологический журнал. 2014. N 2.; Akimenko Yu.V., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Assessment of Chernozem Environmental and Agricultural Capabilities Resistance to Antibiotic Contamination // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. Vol. 9(7), 2017).
• Максимальная зависимость биологических свойств почв от климата проявляется в экстремальных климатических условиях. Дан прогноз изменения почвенного покрова и экосистем Юга России при изменении климата (Козунь Ю.С., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние климата на биологические свойства почв юга России // Сибирский экологический журнал. 2015. N 1.)
• Составлена номенклатура клинически релевантных детерминант резистентности, характерных для биотопов исследованных почв. В составе резистома исследованных антропогенно-загрязненных почв были обнаружены гены семейств OXA-48 и CTX-M. В образцах тотальной ДНК, выделенной из исследованных донных отложений, также было детектировано наличие генов CTX-M. Разработаны принципиальные основы приемов, направленных на снижение скорости нарастания числа устойчивых к антимикробным препаратам микроорганизмов (Sazykin, Sazykina M.A., Khmelevtsova L.E., Khammami M.I., Karchava Sh.K., Zhuravlevа M.V., Kudeevskaya E.M.. Expression of SOD and Production I.S. of Reactive Oxygen Species in Acinetobacter calcoaceticus Caused by Hydrocarbons Oxidation. Annals of microbiology.2016, Chugunova E.A., Mukhamatdinova R.E., Sazykina M.A., Sazykin I.S., Gavrilov N.V., Dobrynin A.B., Kudeevskaya E.M., Burilov A.R. Novel hybrid compounds derived from benzofuroxans and sulfonamides. Russian Journal of General Chemistry. 2016).
• Установлено благоприятное влияние комплекса приемов (технологии No-Till, Mini-Till, бинарных посевов культур) на эколого-биологические параметры черноземов юга России (Минникова Т.В., Мокриков Г.В., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В., Колесников С.И. Влияние технологии no-till на нитрификационную активность черноземов Ростовской области // Агрохимия. 2017. N 9.; Акименко Ю.В., Мокриков Г.В., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние технологии прямого посева на микробиологические свойства черноземов. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2016. 96 с.)

Уровень признания результатов

За последние 5 лет выиграны:

• гранты Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ - 3
• гранты Президента РФ для молодых докторов наук - 4
• гранты Президента РФ для молодых докторов наук - 5
• гранты РФФИ - 15
• гранты РНФ - 1,
• госконтракты ФЦП "Кадры" ; 10,
• госконтракты ФЦП "Исследования и разработки" - 3,
• госзадание Минобрнауки России - 20,
• хоздоговоры -20.

Основные публикации по тематике научной школы :

За последние 10 лет опубликовано более 1000 научных и учебно-методических работ, среди которых 50 монографий, 100 учебников и учебных пособий, в том числе с грифами УМО, Минобрнауки и Минсельхоза РФ и др.

Важнейшие мероприятия, организованные и проведенные школой

• V всероссийский съезд Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов-на-Дону. 2008 г.
• Международные научные конференции "Экология и биология почв". Ростов-на-Дону. 2003-2017 гг.
• Международная научная конференция "Черноземы". Ростов-на-Дону. 2015 г.
• Международная научная конференция "Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем". Ростов-на-Дону. 2006 г.
• Ежегодная научная конференция "Актуальные проблемы экологии и биологии почв". Ростов-на-Дону. 2009-2017 гг.
• и др.