Научная деятельность

Основные направления научных исследований — Центр выполняет фундаментальные научные исследования в рамках Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021 — 2030 годы) по разделу 4.1.1 Сельскохозяйственные науки, 4.1.6 Агрономия, селекция и защита растений, 4.1.4 Почвоведение, 4.1.2 Лесное хозяйство, 4.5.1 Прочие сельскохозяйственные науки

Перечень утвержденных тематик на 2025-2027 гг.

1. Разработать рациональные схемы севооборотов, приемы минимализации основной обработки почвы и применения удобрений для адаптивно-ландшафтных систем земледелия;
2. Создать, изучить и выделить новые генотипы озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы, ячменя, проса, гороха и кукурузы по комплексу хозяйственно-ценных признаков;
3. Обосновать стратегию и методы целенаправленного поиска и мобилизации генетического разнообразия растений для повышения эффективности селекции сельскохозяйственных культур;
4. Изучить особенности водного и солевого режимов различных подтипов черноземов в условиях активного влияния агрогенного и агролесомелиоративного комплексов;
5. Выявить особенности строения, роста и развития защитных лесных насаждений разных способов создания ;
6. Современные тренды в развитии сельских территорий;
7. Разработать научные основы и механизм инновационного развития агропродовольственных систем.

Результаты научных исследований за 2024 г. и  за последние 5 лет (2019-2024 гг.)

 Разработаны и внедрены в практику:

— высокоэффективные схемы чередования сельскохозяйственных культур в севооборотах и приемы основной обработки почвы с высокой степенью адаптации к агроэкосистемам для агроэкологических районов Воронежской области и регионов ЦЧЗ;

— адаптивно-ландшафтные системы земледелия для хозяйств Воробьевского, Верхнемамонского, Кантемировского, Таловского, Терновского, Семилукского и Петропавловского районов Воронежской области;

— научно-обоснованная система применения  удобрений и других средств химизации под озимую пшеницу, кукурузу, сахарную свеклу, ячмень, горох и подсолнечник в ЗАО «Агрофирма Апротек-Подгоренская» Подгоренского района, в ЗАО «Землянское» Семилукского района, в ФГУП «Докучаевское» и колхозе «Заря» Таловского района и в ЗАО «Агрофирма Павловская нива» Павловского района;

— агротехнологии различной интенсивности возделывания озимой ржи, приемы формирования адаптивных  агрофитоценозов кормовой свеклы;

— способ создания гомозиготных линий озимой ржи;

— системы семеноводства зерновых и зернобобовых культур местной селекции;

— технология формирования высокопродуктивных лугово-пастбищных угодий в ЗАО «Агрофирма Павловская нива» Павловского района. Разработаны рекомендации по сохранению и расширенному воспроизводству плодородия черноземов ЦЧЗ, обеспечивающие стабилизацию почвенных процессов и содержания гумуса в почвах на уровне 6,5-7,5 % за счет расширения доли многолетних бобовых и бобово-злаковых трав в севооборотах до 12,5-20 %, применения сидеральных и бинарных посевов, увеличения объемов внесения органических удобрений до 4-5 т/га на фоне применения рачительных способов и глубины основной обработки почвы.

Обобщен материал почвенных исследований Каменной Степи за прошедший 100-летний период. Разработаны критерии и параметры допустимых антропогенных нагрузок на гумусное, физическое и микробиологическое состояние почв. Установлена эволюционная направленность трансформации почвенного покрова под влиянием изменяющихся условий антропогенной нагрузки. Выявлены ареалы распространения сезонно переувлажненных почв и качественные изменения состава водных вытяжек и количества токсичных солей. Особую актуальность это имеет при проведении оценки трансформации степных ценозов в высокоинтенсивные агролесокультурные ландшафты.

В результате научных исследований в 2024 году разработана Ресурсосберегающая технология повышения плодородия чернозёмных почв на основе использования возобновляемых биоресурсов, рекомендуется для использования в АЛСЗ, осваиваемых на плакорных, ложбинно-балочных и межбалочно-полевых агроландшафтах. Предусматривает вовлечение в биологический круговорот пожнивно-корневых остатков, соломы, сидератов, стимулирование азотфиксации. Основана на освоении плодосменных севооборотов, оставляющих после уборки культур разнокачественную остаточную биомассу с различным соотношением С:N и обеспечивающих её равномерное поступление в почву всех полей севооборотов, что исключает существенные различия в накоплении гумуса и плодородия почв на рабочих участках.

Усовершенствована технология обработки почвы под горох в зернопропашных севооборотах для почвенно-климатических условий юго-восточной части ЦЧР. Наиболее эффективной обработкой почвы под горох является вспашка на глубину 20-22 см при отвальной разноглубинной системе обработки почвы в севообороте. На фоне с применением N₆₀P₆₀K₆₀ вспашка на глубину 25-27 см.

 Технология основана на установленных закономерностях изменения плодородия черноземных почв в зависимости от формирования обрабатываемого слоя в системе обработки почвы в зернопропашном севообороте и формировании урожайности гороха.

Установлены трендовые закономерности изменения биогенности черноземных почв, используемых в сельскохозяйственном производстве. В условиях меняющегося климата и существующих антропогенных нагрузках на почву, в агроценозе зернопропашного севооборота сохраняется высокая биогенность чернозема обыкновенного и, даже, отмечается возрастание общей численности микроорганизмов в пахотном 0-20 см слое чернозема обыкновенного при вспашке и нулевой обработке почвы на 0,33-0,39 млн КОЕ в 1 г почвы в год, при поверхностной обработке почвы в севообороте микробный пул гомеостатичен, тогда как в условиях залежи также происходит рост биогенности почвы на 0,205 млн КОЕ в 1 г в год.

Выявленная закономерность основана на длительных мониторинговых исследованиях изменения микробиологической активности черноземных почв в системе зернопропашного агроценоза в зависимости от формирования обрабатываемого слоя в системе обработки почвы в зернопропашном севообороте и в условиях естественной экосистемы – залежи. Отсутствие снижения активности биома агрогенной почвы является теоретической основой для дифференцированного применения минимализации обработки почвы в зернопропашных севооборотах.

Во второй ротации многолетнего трехфакторного стационарного опыта разработаны количественные параметры применения минеральных удобрений и некорневых подкормок агропрепаратами при возделывании различных гибридов кукурузы, обеспечивающие повышение урожайности и качества зерна на 8-10 %, снижение доз минеральных удобрений на 10-15 % и материальных затрат на 15-20 %.

Установлено, что доведение уровня удобренности севооборота до 133-200 кг/га д. в. и непосредственное внесение под кукурузу N_60-90P_60-90K_60-90 обеспечило существенное улучшение условий минерального питания в почве и снижение коэффициента потребления влаги урожаем кукурузы на 13-15 %.

Из 3-х факторов, представленных в опыте, главенствующее влияние на величину урожайности всех гибридов кукурузы оказали нормы непосредственного применения минеральных удобрений под культуру и последействие ранее внесенных удобрений в севообороте.

Для увеличения продуктивности кукурузы, повышения эффективности применяемых удобрений и улучшения экономических показателей выращивания в технологию возделывания этой культуры рекомендовано включать двукратную некорневую обработку посевов агропрепаратами. В зависимости от уровня удобренности севооборота и нормы непосредственного внесения минеральных удобрений под кукурузу для различных гибридов предложено адресное применение агропрепаратов. Например, при непосредственном внесении под кукурузу N₃₀P₃₀K₃₀ на слабоудобренном фоне (66,7 кг/га д.в.) на гибриде Кросби рекомендовано применение агропрепарата Полидон Амино Микс, на гибриде Жаклин – агропрепарата ЗСС(ЗБС), на гибриде Докучаевский 210 – агропрепарата Аквадон-Микро, на гибриде Золотой початок 227 МВ – агропрепаратов ЗСС(ЗБС) и Лигногумат калия.

В результате исследований проведена оценка особенностей изменения современных процессов соленакопления под влиянием лесомелиоративного комплекса. Показана роль лесных полос в трансформации качественного состава водной вытяжки черноземов в зоне их влияния. Показана роль древесных культур различного породного состава в изменении солевого профиля почв. Отражены особенности засоленности черноземов под влиянием узких (однорядных) лесных полос.

Проведенными исследованиями установлено увеличение концентрации натрия под лиственным древостоем (клен). Под хвойной культурой (лиственница) засоленность значительно ниже. Более высокая степень концентрации натрия приурочена к южной опушке лесной полосы. Максимальная степень засоленности проявляется в почвенных горизонтах с глубины 170 см.

В черноземах под узкой однорядной полосой также отмечено активизация накопления натрия в карбонатно-аккумулятивных почвенных горизонтах.

Дана оценка трансформации солевых характеристик исходно автоморфных черноземов степной зоны России. Изучены параметры изменения количественных и качественных солевых характеристик черноземов в результате трансформации степных ценозов в агролесоландшафтные комплексы. Дана оценка изменения накопления токсичных солей в почвенном профиле. Изучена степень пространственного варьирования засоленности черноземных почв. Показана роль агролесомелиоративного комплекса в изменении свойств черноземных почв.

Установлены особенности засоленности черноземов на подтиповом уровне. Более высокий уровень засоленности характерен для зоотурбированных подтипов.

В ходе проведения научно-исследовательских работ проведена оценка изменения состава водных вытяжек почвенного профиля. Особую актуальность полученные экспериментальные данные имеют при проведении оценки трансформации степных ценозов в высокоинтенсивные агролесокультурные ландшафты. Полученные материалы необходимы для проведения длительных мониторинговых исследований для изучения эволюционной направленности изменения водно-солевых характеристик почвенного покрова степной части России.

Наличие глубокозасоленных почвенных горизонтов под черноземами лесного ценоза усиливает риск формирования потенциально засоленных почв в агроландшафтах ЦЧЗ.

Отражены особенности формирования гидрологического профиля черноземов в последние годы в условиях меняющегося климата. Проведен детальный анализ трансформации гидротермических показателей Каменной Степи.

Изучены показатели эффективного плодородия луговых почв при проведении приемов химической мелиорации. Показаны особенности изменения физических показателей плодородия под влиянием гипса и карбоната кальция. Отражены особенности микробиологической активности луговых почв под воздействием мелиорантов.

Дана оценка формирования солевого профиля водорегулирующей лесной полосы 1949-1950 гг. посадки и смежно расположенных с ней сезонно переувлажненных почв Каменной Степи. Особенности накопления, поступления и расхода влаги, в комплексе сезонно переувлажненных почв западнее лесополосы № 131, формировали характерный для каждого объекта исследований солевой профиль, который зависел от степени проявления гидроморфизма и складывающихся гидротермических условий года.

Выявлен приоритет лесовосстановительных рубок поперечными лесосеками. Установлена зона влияния материнского древостоя на растительность прилегающей вырубки. Доказана возможность выращивания лесных полос рядовым, коридорным и диагонально-групповым способом дубом черешчатым и разными спутниками, включая быстрорастущие породы. Подтверждена роль клёна остролистного в качестве породы, поддерживающей жизнеспособность насаждений с быстрорастущими породами, усыхающими в более раннем возрасте. Особенностью лесных полос в ЦЧЗ является возможность саморегуляции породного состава при гибели части спутников дуба.

Выявлена специфика трансформации сельского пространства региона, проявляющаяся в усилении процессов сжатия и поляризации по градиенту «центр-периферия», и ее влияние на уровень реализации экономических интересов сельского населения (изменение величины доходов, направляемых на удовлетворение текущих потребностей и вложения в человеческий капитал, а также объема потребления капитализированных общественных благ). Разработан механизм, представляющий собой совокупность взаимосвязанных структурных, функциональных и обеспечивающих элементов, ориентированный на формирование благоприятной среды, необходимой для полноценной реализации интересов сельского населения на всех уровнях управления.

Разработана практико-ориентированная концепция пространственного развития локальных рынков зерна, учитывающая внешние вызовы, мировые тренды и тенденции современного развития, опирающаяся на принципы пространственной оптимальности и требуемые целевые установки (обеспечение продовольственной безопасности, наращивание экспорта и др.). Концепция включают совокупность целей, задач, ключевых направлений развития и механизмов регулирования. В результате пространственного анализа построены картографические схемы размещения, модели и сценарные прогнозы пространственного развития локальных рынков зерна РФ до 2035 г., детализированные до муниципальных образований.

Селекционные подразделения Центра ведут селекцию и первичное семеноводство по 8-ти зерновым культурам и практически ежегодно поставляют в регион новые сорта зерновых и зернобобовых культур и обеспечивающий его семенами высших репродукций.  Современные сорта селекции Каменной Степи конкурентоспособны с отечественными и зарубежными сортами. Они более адаптированы к условиям зоны, что позволило им занять в структуре посевных площадей области значительный процент. По своим хозяйственно-полезным признакам наши сорта находятся на уровне, а по некоторым показателям и превышают лучшие отечественные и зарубежные аналоги.

На сегодняшний день в реестре селекционных достижений 42 сорта и гибрида местной селекции. В Государственной сортоиспытательной комиссии проходят испытание 10 сортов – это, как озимые, так и яровые культуры. Новизна исследований защищена девяноста шестью патентами на селекционные достижения и изобретения, двадцать два из них действующие.

Ученые центра приняли участие в работе 43 международных, Всероссийских и региональных научных конференциях, по результатам которых опубликовано 106 научные статьи; в 21 областных семинарах и совещаниях, работе 4 выставок. Получена 1 серебряная медаль и 1 диплом.

Опубликовано 175 единиц печатной продукции, в том числе: 72 статьи в отечественных журналах, из них в изданиях, индексируемых в российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования – 51; 3 монографии; 1 сборник материалов национальной научно-практической конференции; 1 – «Рекомендации по применению минеральных удобрений и агропрепаратов в земледелии Воронежской области»; 1 – «Технологии создания и реконструкции лесных полос полезащитного назначения в Воронежской области (рекомендации)».

Центр занимается продукцией сертифицированного органического производства, соответствующего требованиям ГОСТ 33980-2016 совместно с Органом по сертификации филиала ФГБУ «Российский сельскохозяйственный центр по Воронежской области» и ФГБОУ ВО «Воронежский ГАУ имени Петра I» с целью получения семян органического производства гороха, пшеницы, ячменя.

Также Центр ведет совместное сотрудничество по созданию карбонового полигона в Воронежской области Центрального Федерального округа РФ с ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф.Морозова»; ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства». Его целью является отработка технологических решений контроля углеродного баланса на основе полного технологического цикла, а также их испытание в реальных и критических условиях Центральной лесостепи Русской равнины для решения задач устойчивого развития и смягчения последствий глобального изменения климата, а также испытания поглощающей способности лесостепных экосистем и отдельных древесных пород в отношении углерода и получение методами лесной селекции хозяйственно-ценных и устойчивых к изменениям климата лесных культур с высокими темпами роста, накопления биомассы и потенциалом секвестрации углерода.