Основные направления исследований

Теория и практика оптимизации сбалансированного циклирования веществ в агроэкосистеме, регулирования их трансформации и продуктивного использования элементов растениями, определение физиолого-агрономических оптимумов удобрений, как основы стабильности продукционного процесса, его устойчивости к переменным условиям окружающей среды, получения безопасной растениеводческой продукции, сохранения плодородия почв и экологии сопряженных сред.

• Изучение воздействия абиотических и биотических индукторов на функционирование агроэкосистем субтропических и цветочно-декоративных культур для оптимизации агробиологического статуса почв (грунтов) и физиолого-биохимического состояния растений.
• Развитие научных основ методологии оценки состояния и прогнозирования пространственно-временных изменений агро-физико-геохимических показателей культурных ландшафтов при разных уровнях антропогенной нагрузки, а также приемов их рекультивации.
• Выявление механизмов, регулирующих адаптацию симбиотических растительно-микробных систем к эдафическим стресс-факторам для повышения роли биологических источников элементов питания растений в общем балансе питательных веществ.
• Изучение экохимических механизмов генотипической специфики минерального питания различных сортов и гибридов субтропических и цветочно-декоративных растений с целью повышения эффективности использования биогенных элементов из почвы и минеральных удобрений.
• Разработка и совершенствование агротехнологий управления плодородием почв и урожайностью субтропических и цветочно-декоративных культур на основе эффективного использования биологических (сорт и его растительно-микробные ассоциации) и техногенных (удобрения, стимуляторы роста, биологически активные вещества) ресурсов, а также природно-ресурсного потенциала ландшафтов (почвы, рельеф, климат).
• Изучение состава и свойств природных и синтетических веществ, оценки их эффективности в качестве агромелиорантов (почвоулучшителей) и компонентов почвогрунтов и субстратов для оптимизации их средообразующего потенциала в плодоводстве, цветоводстве и питомниководстве (контейнерные, горшечные, стеллажные культуры закрытого и открытого грунта).

Основные достижения с 2010 года

Разработана научная концепция оптимизации плодородия бурых лесных почв и применения минеральных удобрений при выращивании чая в условиях Черноморского побережья России, предложен новый подход к подбору доз минеральных с учетом уровня плодородия почв по кислотно-основному состоянию, позволяющий повысить эффективность их использования в агроценозах; предложены оптимальные параметры плодородия бурых лесных почв чайных плантаций. Доказаны положения, касающиеся необходимости и целесообразности комплексного индивидуально-дифференцированного подхода к применению минеральных удобрений при выращивании чая, учитывающего возраст насаждений, плодородие почв, потенциально возможную урожайность сорта, качество сырья, метеорологические условия, степень агрогенной трансформации почв, экологическую безопасность агрохимикатов, экономическую эффективность. Результаты исследований прошли апробацию в чаепроизводящих хозяйствах города (ЗАО «Дагомысчай», ОАО «Мацестинский чай», ОАО «Солохаульский чай» на площади более 80 га.

Получены новые знания в области динамики плодородия агрогенно-измененных почв по группе показателей (гумусовый состав почв, кислотно-основное состояние, азотный, фосфатный и калийный режимы) при длительном возделывании чая во влажных субтропиках России. Установлены графические, регрессионные и аппроксимирующие математические закономерности, отражающие направленность, степень и скорость изменения базовых свойств почвы в зависимости от нагрузки минеральными удобрениями. Разработаны и описаны: модель прогноза убывающего плодородия (деградации) при экстенсивной эксплуатации или несбалансированном применении удобрений – путь истощения плодородия; модель поддержания и воспроизводства плодородия – путь оптимального развития при интенсивной эксплуатации; модель интенсивного роста плодородия с последующем убыванием – путь экономически и экологически нецелесообразного развития при сверх интенсивной эксплуатации.

Установлены параметры элементного состава чайного сырья (сорта Колхида), определяющие его качество и экологическую безопасность, а также диапазоны варьирования содержания широкого спектра химических элементов (эссенциальных, неэссенциальных и токсичных) и основных показателей качества (танина, экстрактивных веществ), определяющие химический региональный профиль сортового чая. Выявлены корреляционные связи показателей качества чайного сырья с содержанием макро- (N, P, Mg) и некоторых микроэлементов (Mn, Al), являющихся основными структурными и функциональными элементами.

Получены новые знания в области почвенной энзимологии и микробиологии: состояние и особенности изменения ферментативной активности и численности ряда таксономических групп микробоценоза в основных зональных типах и подтипах естественных и агрогенно-измененных почв (специфика профильно-генетического распределения и диапазоны варьирования в сезонной, многолетней и пространственной динамиках). Установлены корреляционные связи и шкала нормирования агрогенной нагрузки на почвы агроценозов по уровню её ферментативной активности, а также критерии оценки микробиологического состояния агрогенно-измененных почв по наиболее информативным группам почвенных микроорганизмов. Уточнены методические аспекты оценки биологической активности почв садовых агроценозов: практические протоколы апробированных методов анализа активности почвенных ферментов и численности микроорганизмов; основные критерии подбора индикаторных показателей, диагностический почвенный слой, сроки отбора почвенных образцов.

Защищены 1 докторская и 3 кандидатские диссертации:

• Малюкова Л.С. Оптимизация плодородия бурых лесных почв и применения минеральных удобрений при выращивании чая в условиях Черноморского побережья России края: дис… докт. биол. наук по специальности 06.01.04 Агрохимия. – Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2013. – 343 с.
• Козлова Н.В. Состояние бурых лесных кислых почв чайных плантаций при длительном применении минеральных удобрений в субтропиках России: дис… канд. биол. наук по специальности 03.00.27 Почвоведение. – Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008. – 200 с. (руководитель Малюкова Л.С.).
• Струкова Д.В. Биологическая активность бурых лесных почв агроценозов чая, персика, фундука при длительном применении минеральных удобрений в условиях Черноморского побережья России: дис. … канд. биол. наук. по специальности 06.01.04 Агрохимия. – Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2014. – 128 с. (руководитель Малюкова Л.С.).
• Рогожина Е.В. Структурно-функциональное состояние микробного комплекса бурых лесных кислых почв влажно-субтропической зоны России при длительном агрогенном воздействии: дис… канд. биол. наук по специальности 03.02.08 Экология (биология). – Петропавловск-Камчатский, КГТУ, 2019. – 190 с. (Руководитель Малюкова Л.С.)

Методические материалы и разработки с 2010 года

1. Малюкова Л.С., Ксенофонтова Д.В., Козлова Н.В. Эколого-агрохимические особенности возделывания культуры Азимина трехлопастная в условиях субтропиков России. Рекомендации. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2009. – 30 с.
2. Малюкова Л.С., Козлова Н.В. Методические рекомендации по комплексной почвенно-растительной диагностике минерального питания чая. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2010. – 37 с.
3. Малюкова Л.С., Козлова Н.В., Притула З.В. Система удобрения плантаций чая в субтропиках России. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2010. – 45 с. (Золотая медаль ХII-й Российской агропромышленной выставки «Золотая осень», Москва, ВВЦ, 2010).
4. Малюкова Л.С. Микроэлементы в системе почва – чайное растение в условиях субтропиков России: монография. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2011. – 114 с.
5. Рындин А.В., Беседина Т.Д., Туов М.Т., Козин В.К., Притула З.В., Малюкова Л.С., Козлова Н.В., Терешкин А.С. Инвентаризационный паспорт чайной плантации. Методика и нормативная документация. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2011. – 30 с.
6. Малюкова Л.С. Оптимизация плодородия почв и применения минеральных удобрений при выращивании чая в России: монография. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2014. – 416 с.
7. Козлова Н.В., Гребенюков С.Н., Юткина И.В., Губарева А.А., Рогожина Е.В. Технологический регламент применения удобрений при возделывании киви – актинидии сладкой (Асtinidia deliciosa) в субтропиках России // Инновационные разработки в области возделывания субтропических и южных плодовых культур. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2016. – С. 83-111.
8. Козлова Н.В., Малюкова Л.С., Струкова Д.В., Рогожина Е.В., Керимзаде В.В. Методика оценки бурых лесных кислых почв чайных плантаций Черноморского побережья России по степени агрогенных изменений // Инновационные разработки в области возделывания субтропических и южных плодовых культур. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2016. – С. 165-189.
9. Струкова Д.В. Малюкова Л.С. Руководство по использованию показателей ферментативной активности для оценки состояния почв садовых агроценозов влажно-субтропической зоны России. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2017. – 46 с.
10.  Малюкова Л.С., Притула З.В., Козлова Н.В., Великий А.В., Рогожина Е.В. Научно-обоснованные параметры химического состава чайного сырья, обеспечивающие его высокое качество и экологическую безопасность. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2018. – 20 с.
11. Рогожина Е.В., Малюкова Л.С. Научно-методическое руководство по использованию микробиологических показателей в качестве критериев оценки состояния почв при применении агрохимикатов. – Сочи: ВНИИЦиСК, 2019. – 42 с.
12. Козлова Н.В., Малюкова Л.С., Керимзаде В.В. Концептуальная модель эволюции плодородия бурых лесных кислых почв чайных плантаций влажных субтропиков России при агрогенном воздействии: монография. – Сочи: ФИЦ СНЦ РАН, 2020. – 76 с.

Перечень наиболее важных проектов

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Департамента науки и образования Краснодарского края

• № 06-04-96753 «Юг России» р_а «Разработать модель оптимизации плодородия бурых лесных почв чайных плантаций» (2008-2010 гг. Руководитель – Малюкова Л.С.). Разработаны базовые теоретические обобщения оптимизации плодородия бурых лесных почв при выращивании чая в условиях Черноморского побережья России на основе рационального применения минеральных удобрений с учетом комплекса параметров агроэкосистемы: исходный уровень плодородия почв, потенциальная урожайность сорта, качество сырья, метеорологические условия, степень агрогенной трансформации почв, экологическая безопасность агрохимикатов.
• № 19-416-230049 р_а «Выявление физиолого-биохимических закономерностей воздействия различных форм и концентраций экзогенного кальция на адаптацию чая (Саmellia sinensis (L.) Kuntze) к гидротермическому стрессу» (2019-2021 гг. Руководитель – Малюкова Л.С.). Исследуются физиолого-биохимические детерминанты, опосредованные кальцием, который является эффективным мессенджером в пуске каскада специфических адаптивных реакций растений. Ответные реакции чайного растения (Саmellia sinensis (L.) на засуху изучаются на клеточном (микропобеги чая в условиях in vitro) и организменном (вегетационный опыт) уровнях, а также в системе почва-микробоценоз-растения (полевой опыт) на фоне применения кальция. Проводится оценка функционального состояния растений в стрессовых условиях по комплексу наиболее информативных физиолого-биохимических маркеров. Выявляются особенности формирования пула и поглощения биогенных элементов растениями при засухе под влиянием экзогенного кальция.

Участие в других проектах в качестве соисполнителей

• Грант Российского научного фонда (РНФ) № 18-76-10001 «Исследование закономерностей и механизмов формирования устойчивости в расщепляющихся популяциях чая (Camellia sinensis (L.) Kuntze) в условиях индуцированного in vitro осмотического стресса для целевой селекции» (2018-2021 гг. Руководитель Самарина Л.С., отдел биотехнологии ФИЦ СНЦ РАН)
• Грант РФФИ и Департамента науки и образования Краснодарского края № 19-43-230010 р_а «Разработка научно-методического подхода к классификации чая по региональной принадлежности» (2019-2021 гг., заявитель ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет»).
• Грант Кубанского научного фонда № МФИ-20.1/6 «Геохимия урболандшафтов Сочинского Черноморского побережья и факторы её определяющие» (2020-2021 гг. Руководитель – Захарихина Л.В., лаб. геоэкологии и природных процессов ФИЦ СНЦ РАН).