КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 23-26-00273

НазваниеСоздание биоресурсной коллекции видов растений для борьбы с деградацией аридных регионов России

РуководительКалмыкова Елена Владимировна, Доктор сельскохозяйственных наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук", Волгоградская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2024 г. 

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-101 - Лесное хозяйство

Ключевые словабиоресурсная коллекция, биоразнообразие, дендрологические ресурсы, кластерный анализ, лесомелиоративные комплексы, интродукция древесных растений, элементы технологии обогащения дендрофлоры, лимитирующие факторы

Код ГРНТИ68.47.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Наиболее приемлемым способом восстановления утраченных природных функций агроэкосистем является создание лесомелиоративных комплексов – систем всех требуемых противоэрозионных, озеленительных, рекреационных и др. защитных насаждений. Согласно «Стратегии развития защитного лесоразведения в РФ на период до 2030 г.», нацпроектам «Наука» и «Экология», по экологической, экономической и социальной направленности для целостного адаптивно-ландшафтного обустройства территории в стране 42 млн га деградированных угодий нуждаются в лесомелиоративном обустройстве. В связи с этим разработке методов улучшения биоресурсов деградирующих ландшафтов, научному обоснованию адаптивной организации землепользования в земледелии, лесном и водном хозяйстве, рекреации, градостроительстве, озеленении населенных пунктов с помощью обогащения дендрофлоры и повышения уровня биоразнообразия следует уделять все большее значение. Старение, отсутствие лесоводственного ухода, повреждение самовольными рубками, пожарами, перевод пашни в залежь привели к тому, что санитарное состояние дендрологических коллекций, маточников, семенных плантаций для целей восстановления и воспроизводства защитных лесных насаждений повсеместно запущено, жизнеспособность насаждений ослаблена, а в юго-восточных районах страны происходит их массовое отмирание. Усиление процессов эрозии, дефляции, учащение проявления засух, загрязнение и падение плодородия почв, изменение их водного и теплового режима в совокупности вызывают процессы деградации и опустынивания земель. Одним из стратегических направлений агролесомелиорации является выделение ценного генофонда, создание постоянной лесосеменной базы, выращивание насаждений из селекционно-улучшенного материала. В общей сложности в целом по Российской Федерации необходимо иметь около 7 млн га защитных лесных насаждений всех видов (полезащитные, противоэрозионные, на песках, на аридных пастбищах). Дополнительно к имеющимся насаждениям необходимо создать более 4 млн га. Планировалось создавать 118 тыс. га (для сравнения в Китае 1,4 млн га, США 250 тыс., Канаде 300 тыс. га в год). В связи с изменением форм организации лесовосстановительных работ в России необходимо менять формы питомниководческого хозяйства. Взамен крупных энергозатратных базисных лесопитомников придут малые питомники с контролируемой средой интенсивного выращивания – биоресурсные коллекции. Обогащение защитных лесных насаждений засушливых территорий новым адаптированным генофондом решает комплекс биологических, природоохранных и технологических задач, направленных на сохранение, восстановление, непрерывное использование компонентов биологического разнообразия, повышение ресурсного потенциала и формирование оптимальных условий для проживания населения. Эти цели достигаются расширением биологического и генетического разнообразия во времени и пространстве; созданием многоярусной структуры; чередованием комплексов (лесополоса, поле, водоем, луг и т.д.); дифференцированным подбором экономически важных деревьев и кустарников. Подбор разнообразного ассортимента деревьев и кустарников для создания экологически сбалансированных насаждений с многофункциональным действием: эстетическим, рекреационным, почвозащитным, почвоулучшающим, ремизным и т.д. – преследует цель улучшения природной среды и повышения продуктивности земель агросферы с помощью культивирования в лесонасаждениях хозяйственно-ценных деревьев и кустарников – мелиоративных, декоративных, плодово-ягодных, зерновых, кормовых, медоносных и др. Непрерывное использование в научно-исследовательской работе и получение эколого-экономической и социальной выгоды от биоресурсов хозяйственно-ценных деревьев и кустарников собственной селекции являются ключевыми элементами для разработки методологии инновационного развития современных элементов технологий, в т.ч. и питомниководства в засушливом регионе России.

Ожидаемые результаты
- выделить исходный и перспективный материал на основании поиска и изучения генетических ресурсов древесных и кустарниковых растений, в том числе и с использованием доступных баз данных, искусственных и естественных насаждений; - отобрать селекционно-улучшенные формы, сорта и гибриды древесных и кустарниковых растений на базе выделенного и изученного материала, а также исходные формы с хозяйственно-значимыми признаками для дальнейшего улучшения биоразнообразия; - заложить биоресурсную коллекцию на основе перспективных видов, гибридов и форм деревьев и кустарников с многофункциональными признаками; - создать селекционный материал на основе выделенных и изученных исходных форм древесных и кустарниковых растений; Разработанные и изученные приемы новых элементов технологий при сохранении, воспроизводстве, рациональном использовании адаптированного генофонда в биоресурсных коллекциях и эффективного тиражирования выделенных и селекционно-улучшенных для агролесомелиоративных комплексов аридных территорий форм древесных и кустарниковых пород позволят на 15-20% снизить затраты на уходные работы, на 10-15 % повысить качество и выход посадочного материала.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
За отчетный период на основе контент-анализ российских и зарубежных исследований в области селекции, семеноводства и питомниководства древесно-кустарниковых растений сформирован механизм отбора адаптированного генофонда интродуцированных ресурсов древесных видов в засушливых регионах юга России. Проанализированы многолетние климатические данные территории исследования (Волгоградская область и Алтайский край). Установлено, что территория объектов ФНЦ агроэкологии РАН находится в пригодных для древесной растительности климатических условиях на фоне общего потепления климата. Однако малое количество осадков и высокие температуры в теплый период года приводят к усыханию частей деревьев или подроста. Проведены оценка ассортимента и современного состояния хозяйственно ценных деревьев и кустарников (около 350 видов, форм, гибридов и сортов) с учетом экологических законов минимума и толерантности, феномониторинга, а также их успешность интродукции и степень акклиматизации с учетом комплексной оценки адаптационных возможностей деревьев и кустарников степных регионов, оцениваемых по общепринятым методикам с учетом биоэкологических, биоценотических, биохимических и социальных признаков. Коллекция древесных насаждений ФНЦ агроэкологии РАН располагает более 60 % самыми перспективными деревьями и кустарниками, успешно интродуцированными в данных климатических условиях. Установлено, что из изучаемых объектов семейства Rosaceae и Fabaceae стабильно плодоносят и более устойчивы к засухе. Данные семейства малотребовательны к почвам и выдерживают суровые зимы. Данные виды повышают эффективность агролесомелиоративных насаждений за счет своих декоративности и медоносных качеств. Перспективны кустарники с высокой и средней степенью адаптации из этих семейств (караганы, рябины, ирга и др.), имеют многоцелевое назначение (мелиоративное, декоративное, плодовое, ремизное, медоносное) и пригодны для обустройства рекреационных ландшафтов аридных территорий. Семейство Cupressaceae в основном используют для озеленения, так как таксоны долговечные, лучше всех улучшают почву. Оценивая биоэкологические стресс-факторы древесных растений на юге России, пришли к выводу, что виды родовых комплексов Quércus, Lonicera, Gleditsia, Oleaceae являются приспособленными древесными растениями для повышения биоразнообразия и обогащения дендрофлоры, перспективными для восстановления, сохранения и обогащения дендрофлоры деградированных ландшафтов с целью их рационального использования в защитных лесных насаждениях различного целевого назначения. Выполнен поиск новых критериев для отбора перспективных древесно-кустарниковых растений, одними из которых является физиолого-биохимические параметры вида. В качестве потенциального гена-маркёра, экспрессия которого может отражать изменения состояния растения в состояния стресса - засухи, был выбран фермент абсцизная альдегидоксидаза (ААО). Разработаны научные принципы и технологий сохранения и рационального использования адаптированного генофонда хозяйственно ценных деревьев и кустарников.

 

Публикации

1. Калмыкова Е. В., Кузьмин П. А., Крылов П. А. ОЦЕНКА АДАПТИВНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА QUERCUS В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОГО КЛИМАТА Аграрный научный журнал, - (год публикации - 2023)

2. Калмыкова Е. В., Кузьмин П. А., Крылов П. А., Мельник К. А. Интродукция видов рода жимолость (Lonicera L.) на юге России Научно-агрономический журнал, № 3 (122). – С. 29-33. – DOI 10.34736/FNC.2023.122.3.004.29-33. – EDN TPGTMI. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.34736/FNC.2023.122.3.004.29-33

3. Калмыкова Е. В., Петров Н. Ю., Кузьмин П. А., Крылов П. А., Мельник К. А. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА БИОРАЗНООБРАЗИЯ ДЕНДРОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ФНЦ АГРОЭКОЛОГИИ РАН ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ АДАПТИРОВАННОГО ГЕНОФОНДА ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ НА ЮГЕ РОССИИ Известия НВ АУК, 2023. 3(71). C. 54-66. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.32786/2071-9485-2023-03-05

4. Калмыкова Е.В., Крылов П.А., Кузьмин П.А., Третьякова А.В. EVALUATION OF STRUCTURAL HOMOLOGY OF ABSCISIC ALDEHYDE OXIDASE IN WOODY PLANTS USED IN AGROFORESTRY ON THE SOUTH OF RUSSIA Journal of Bioinformatics and Genomics, №4 (22) (год публикации - 2023) https://doi.org/10.18454/jbg.2023.22.5

5. Калмыкова Е.В., Кузьмин П.А., Крылов П.А., Мельник К.А. ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ИНТРОДУКЦИОННЫХ ДЕНДРОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КОЛЛЕКЦИЙ ФНЦ АГРОЭКОЛОГИИ РАН Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции 24-26 мая 2023 г., 2023. – С. 789-791. (год публикации - 2023)