Зав. лабораторией Ниловская Нина Тихоновна доктор биологических наук, профессор,

О лаборатории

Исследование по вопросам физиологии питания и продуктивности растений во ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова начаты с 1931 г., когда была создана лаборатория минеральных удобрений, которую возглавил академик Д.Н. Прянишников. С 1949 г. из этой лаборатории выделилась лаборатория питания растений, которая с 1953 г. называлась лабораторией физиологии питания растений. Этой лабораторией на протяжении многих лет руководили ученики Д.Н. Прянишникова доктора сельскохозяйственных наук, профессора А.В. Владимиров и И.В. Мосолов. С 1973 г. лабораторию возглавил доктор биологических наук, профессор А.Н. Павлов.

В 2000 г. лаборатория физиологии питания была объединена с лабораторией потенциальной продуктивности растений (созданной в 1974 г.) под названием лаборатория физиологии питания и продуктивности растений, возглавляемой доктором биологических наук, профессором, Заслуженным деятелем науки России Н.Т. Ниловской.

Основное направление исследований лаборатории на протяжении многих лет - изучение взаимосвязи между условиями минерального питания и процессами обмена веществ в растениях, формированием урожая сельскохозяйственных, особенно зерновых культур, и его качеством. Под руководством Д.Н. Прянишникова были выполнены фундаментальные исследования: использование растениями аммиачной и нитратной форм азота в зависимости от сопутствующих факторов и от биологических особенностей растений; влияние минеральных удобрений на обмен веществ, формирование урожая и его химический состав в зависимости от анионов и катионов удобрений. Продолжались начатые в 30-х годах Д.А. Сабининым исследования синтетической деятельности корней, а также изучение значения осмоса в поглощении элементов минерального питания. Исследовались внутренние физиологические причины, лежащие в основе действия различных доз удобрений, особенно азотных, на продуктивность и качество зерна, накопление белка, его состав и свойства.

Одной из основных проблем, решаемых в лаборатории, являлась оценка потенциальных возможностей растений, как основного звена комплексной теории продукционного процесса. Эксперименты по изучению закономерностей формирования и реализации потенциала продуктивности сортов зерновых культур проводятся в герметических фитотронах на моделях посевов при поддержании, контролировании и автоматической регистрации заданных параметров среды - минерального питания, температуры и влажности воздуха, газового состава атмосферы, интенсивности лучистого потока. В проведенных исследованиях было установлено, что в условиях избирательного поглощения элементов в водной и почвенной культуре продуктивность яровой пшеницы обеспечивается регулирующей деятельностью самого растения в поглощении элементов питания в соответствии с его потребностями в конкретных условиях культивирования и не зависит от соотношения основных минеральных элементов в среде.

При изучении широкого диапазона варьируемых факторов были установлены оптимальные концентрации раствора, облученность посева, температура воздуха по периодам онтогенеза. В оптимизированных условиях культивирования были получены рекордные урожаи пшеницы - до 3 кг зерна с 1 м2 посевной площади с содержанием белка до 14-16%. Установлены физиологические закономерности продукционного процесса: сопряженность ассимиляции СО2 с образованием биомассы проявляется неоднозначно на протяжении онтогенеза пшеницы. Прямолинейная зависимость устанавливается только во время количественного роста биомассы, а взаимосвязь между суммарным количеством углекислоты, поглощенного растением за вегетацию, и величиной общего биологического урожая отсутствует. Наличие в лаборатории герметических фитотронов позволило провести исследования по изучению отдельных аспектов глобального изменения климата Земли, что необходимо для прогноза изменения продуктивности сельскохозяйственных культур и корректировки потребностей в удобрениях и технологий возделывания отдельных культур; экспериментально доказана возможность повышения зерновой продуктивности при обогащении атмосферы углекислотой. Эффективность увеличения концентрации СО2 определяется условием азотного питания. Установлено, что повышение содержания углекислого газа снижает негативное действие водного стресса из-за снижения интенсивности потерь воды даже при длительном воздействии засухи.

В последние годы в лаборатории ведутся исследования по изучению стратегии адаптации зерновых культур в экстремальных ситуациях. Разрабатывается концепция реализации адаптивного потенциала зерновых в зависимости от условий минерального питания при действии низкой температуры и недостаточной влагообеспеченности. Разрабатываются способы повышения устойчивости зерновых к неблагоприятным факторам путем применения микроэлементов и регуляторов роста. В лаборатории физиологии питания и потенциальной продуктивности подготовлено 4 доктора наук и 29 кандидатов наук.

Направления исследований

• Разработка физиологических основ минерального питания сельскохозяйственных культур.
• Разработка технических средств обеспечения исследований и контроля основных физиологических параметров в регулируемых условиях климатических фитотронов и автоматизированных систем агроэкологического полигонного мониторинга.
• Определение потенциала продуктивности зерновых культур в оптимальных условиях выращивания.
• Изучение механизмов адаптации растений к абиотическим факторам среды в зависимости от обеспеченности элементами питания.
• Физиологическая оценка и разработка способов повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к неблагоприятным факторам среды путем применения микроэлементов и регуляторов роста.
• Обобщение отечественных и зарубежных материалов по изучению питания растений в оптимальных и экстремальных условиях культивирования и подготовка соответствующих публикаций.