Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №2.

Направления физиологии растений и почвоведения исторически сложились как естественное продолжение работ по интродукции растений, ключевыми для которых являются проблемы адаптации растений к местным климатическим условиям и повышения плодородия местных почв. Основу физиологической проблематики ПАБСИ представляют молекулярные механизмы стресса и адаптаций растений к действию факторов новой среды обитания. В результате почти полувековых исследований физиологами была разработана базовая концепция устойчивости растений в условиях Кольского Заполярья, включающая в качестве исходной позиции несоответствие естественной динамики вегетационного развития растений короткому северному лету. Ключевую роль в концепции играют представления о регуляторной роли свободнорадикального окисления мембранных липидов, связывающего функции роста, покоя и старения и определяющего основную стратегию ответных реакций на изменение условий внешней среды. В результате исследований 1980-1990-х гг. было вп ер вы е д о к а за н о сущ еств о в ан и е а л ь т ер н а ти в н о го м е х ан и зм а си н те за и н ги б и р ую щ и х гормонов путем окислительного распада желтых пигментов. Последующее развитие этой идеи позволило к настоящему времени сформулировать основы физиологической классификации дендроинтродуцентов, дающей возможность долгосрочного прогноза их поведения в условиях Севера (В.К. Жиров, П.М. Жибоедов, С.М. Руденко). Исследования по экологической физиологии ПАБСИ ориентированы на изучение фотосинтетической деятельности аборигенных и интродуцированных растений и выяснение основных закономерностей изменчивости продукционного процесса в экстремальных условиях Кольской Субарктики на уровне отдельных растений и фитоценозов разного видового состава. В результате этих работ были определены диапазоны колебаний скорости фотосинтеза и особенности строения фотосинтетического аппарата растений, обеспечивающие относительно высокий уровень их продуктивности и устойчивости в местных условиях (Л.М. Лукьянова, Т.Н. Локтева, Н.Ю. Шмакова). Важную роль в общем физиологическом направлении сыграли исследования минерального питания сельскохозяйственных растений, которые начинались еще в довоенное время и вновь возобновились в 1990-е гг. Новый уровень этих работ, достигнутый благодаря эффективному применению математических методов планирования эксперимента, позволил приблизиться к теоретическим основам эффективного земледелия на Крайнем Севере и разработать ряд новых методов повышения урожайности кормовых и овощных культур (В.И. Костюк). Исследования по биофизике выделились в самостоятельное направление в 1990-х гг. Центральной биофизической проблемой в настоящее время является изучение связи многолетних ритмов роста и развития биологических систем в высоких широтах с эффектами геофизических (гелиофизических и геомагнитных) факторов, включая изменения солнечной активности и магнитосферы (П.А. Кашулин, Н.К. Белишева). В результате многолетнего изучения процессов обмена веществ и энергии в системе «растительность - почва» были выявлены закономерности формирования тундровых и лесных биогеоценозов, роль почвы и лесной подстилки в процессах трансформации и миграции химических элементов в лесных фитоценозах. Проводившиеся в Саду почвенно-генетические исследования позволили установить основные принципы образования почвенного покрова в разных природных зонах Северной Фенноскандии, дать генетическую характеристику автоморфных почв, описать процессы их антропогенной трансформации. К настоящему времени подробно описаны процессы аккумуляции, профильной дифференциации, сезонной и многолетней динамики основных элементов- биофилов (углерода, азота, фосфора, калия, кальция) в естественных и окультуренных подзолистых почвах, а также определена роль органического вещества в почвообразовании и плодородии почв (В.Н. Переверзев, К.Н. Манаков, В.В. Никонов). В результате почвенно-агрохимических работ были определены пути эффективного использования почв для получения экологически качественной сельскохозяйственной продукции, выявлена роль органических, минеральных и микроудобрений в создании и поддержании эффективного плодородия окультуренных почв. Разработанные системы применения удобрений позволяют не только поддерживать на высоком уровне эффективное плодородие, но и создавать потенциальное плодородие окультуренных почв как основу устойчивости агрофитоценозов в суровых климатических условиях Севера (В.Н. Переверзев). 12