Почвенные биомаркеры: идентификация, устойчивость, активность, возможность использования для мониторинга.

Технологический прогресс и развитие лабораторной техники, появление методов высокоэффективной жидкостной хроматографии, cочетающей газовую хроматографию и изотопную масс-спектрометрию, растровая электронная микроскопия, метагеномные исследования определяют современные возможности изучения структуры различных веществ в целях поиска индивидуальных маркеров (индикаторов) почвенных процессов, экологического состояния почв и сопредельных сред, диагностики степени токсикоза почв, степени гидроморфизма, интенсивности биохимических процессов во времени, оценки биологической активности почв и степени устойчивости органического вещества и пр. Биомаркеры – это органические вещества известного генезиса и строения, обладающие специфическим происхождением, устойчивые к деградации, диагностируемые на всех уровнях организации почвенной массы (от атома до горизонта и профиля в целом) и отражающие характер функционирования почв в пространстве и во времени. Между тем, при большом количестве информации о группах соединений (липиды, гуминовые кислоты, лигнин, углеводы, аминокислоты и пр.) современная база данных о содержании в почвах и сопредельных средах индивидуальных веществ биологического происхождения, из которых состоят эти группы, крайне скудна. Потенциал собственно почвенных (основанных на изучении свойств почв и механизмов почвенных процессов) биомаркеров используется недостаточно в практике сельского хозяйства и в организации рационального природопользования. Например, требуют разработки и внедрения методики биотестирования почв и почвоподобных телах пляжей, очистных сооружений и пр. на содержание патогенных вирусов и микробов. Требуют изучения эффекты воздействия коммерческих гуматов на растительные и микробные ценозы, механизмы возникновения и преодоления аллелопатии и токсикоза почв, управления фитогормональной активностью почв. Необходима модификации биопрепаратов, используемых для ремедиации почв. Успешное внедрений разработанных технологий может быть осуществлено на базе ГИС-картографирования. С учетом глобальных климатических изменений очень важное значение имеет построение прогнозных сценариев состояния природной среды на основе ретроспективного анализа. Такой анализ подразумевает изучение эволюции почв во времени. Особое значение приобретает реконструкция палеоландшафтной обстановки в период последнего межледниковья (МИС5), поскольку эти ландшафты были наиболее близки к современным. Их динамику можно оценить на основе изучения погребенных почв с помощью комплекса инновационных биохимических методов. Целью выполнения темы государственного задания является систематизация имеющихся теоретических данных и экспериментальное выявление наиболее информативных биомаркеров и их количественных пределов для диагностики экологического состояния почв и сопредельных сред естественных и урбоэкосистем, разработка методологии их применения в оценке функционирования почв в прошлом, настоящем и будущем. Поиск новых биомаркеров будет выполнятся одновременно на разных уровнях структурной организации почв и в соответствии с различными функциями почв разных горизонтальных и вертикальных природных зон современной и палеобиосферы. Полученные результаты могут быть использованы в сельском хозяйстве, в экологии, в климатологии и т.д..