Монографии

Данная монография является продолжением книги, изданной в издательстве «Наука» Физматлит в 2004 году, где исследовались возможности использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов и средств анализа теплового и динамического взаимодействия океана и атмосферы в средних широтах Северной Атлантики. Расширена география этих исследований: изучены возможности применения этих методов для изучения тропических зон океана, характеризующихся активной циклонической деятельностью атмосферы. Используются накопленные за последние 30 лет архивы данных спутниковых СВЧ-радиометрических измерений радиометров SSM/I и SSMIS спутников серии DMSP, радиометра AMSR-E спутника EOS Aqua и радиометра AMSR 2 спутника GCOM. Выявлена роль горизонтального (адвективного) переноса тепла и влаги в атмосферном пограничном слое в формировании связи интенсивности собственного СВЧ-излучения системы океан-атмосфера с тепловыми процессами на границе раздела системы в широком диапазоне временных масштабов – от синоптических до годовых. Монография рассчитана на научных работников, специализирующихся в области дистанционных радиофизических методов зондирования системы океан-атмосфера, океанологов, метеорологов и климатологов, интересующихся возможностями использования спутниковых методов для анализа тепловых и динамических процессов на границе раздела системы. Книга может быть полезна для студентов и аспирантов, желающих углубить свои представления о возможностях использования спутниковых СВЧ-радиометрических методов для изучения взаимодействия океана и атмосферы.

В книге отражены результаты исследований по оценке эффективности инокуляции семян яровых зерновых культур (пшеница, ячмень) микробиологическими препаратами, которая определяется типом почв и уменьшается в ряду от черноземов до дерново-подзолистых почв. Установлены величины вовлечения ассоциативного азота, увеличения использования и окупаемости азота удобрений от применения биопрепаратов на различных типах почв. Автором на основе данных содержания гумуса и величины pH разработаны модели прогноза эффективности применения биопрепаратов ассоциативных диазотрофов, которые позволяют определить величину урожайности зерна яровых зерновых культур (пшеницы и ячменя) на разных уровнях азотного питания на дерново-подзолистых почвах при варьировании метеорологических условий вегетационного периода.
С использованием стабильного изотопа 15 N выявлена роль источников азота в формировании урожая: увеличение накопления азота в урожае происходит за счет азота почвы, применяемого удобрения и фиксированного из атмосферы ассоциативными микроорганизмами. Определены параметры воздействия биопрепаратов ризосферных и эндофитных микроорганизмов на интенсивность циклов азота (15N минеральных и органических удобрений, почвенного азота) в агрофитоценозе яровой пшеницы. Установлено, что на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве агроэкосистема функционирует: в режиме гомеостаза (норма) при применении сидерата (биомасса горчицы белой (БМ), в режиме стресса (допустимый) при совместном использовании БМ и минерального азотного удобрения. При применении аммиачной селитры агроэкосистема менее устойчива, функционирует в режиме резистентности (предельно допустимый), в годы с повышенным увлажнением переходит в зону репрессии (недопустимый).
Монография адресована агрохимикам, агрономам, студентам и аспирантам учебных заведений сельскохозяйственного профиля, научным работникам и специалистам сельского хозяйства.
Работа выполнена в рамках государственного задания No 0572-2019-0013 и гранта РФФИ No 18-016-00200.

Показаны эколого-биологические особенности бобовых растений, механизмы и размеры симбиотической и ассоциативной азотфиксации и агроэкологическая роль бобовых растений в агроландшафтах. В основе азотфиксации лежит сложный механизм лектин-углеводного взаимодействия растений и микроорганизмов. Размеры симбиотической азотфиксации могут достигать 150–550, ассоциативной – 25–90 кг N/га. Варьирование размеров фиксации азота определяется генотипическими признаками бобовых растений и микросимбионта и действием экологических факторов природного (тип и влажность почвы, температура, кислотность, засоление) и антропогенного характера (использование минеральных и органических удобрений, микроудобрений, применение инокуляции микробными препаратами, воздействие пестицидов, тяжелых металлов, радионуклидов, газов, эрозия почв). В частично загрязненных агроэкосистемах бобовые растения формируют нормативно чистую растениеводческую продукцию.Вместе с тем в их урожае возможно накопление веществ природного происхождения и ряда загрязняющих компонентов (нитраты, тяжелые металлы, остатки пестицидов и радионуклиды).

Обобщение данных почвенных и агрохимических изысканий прошлых лет показало, что исследования подобного характера проводились нечасто и носили единичный характер. В данной монографии показана концепция изменения динамики плодородия почв в агроэкосистемах во времени. Обсуждается стратегия оптимального использования питательных веществ в будущем. В рамках интегрированного управления питанием растений предлагаются методы повышения эффективности использования питательных веществ и снижения их потерь. Представлены данные о содержании питательных веществ в зерновых культурах, а также о затратах минеральных удобрений и их окупаемости урожаем на разных типах почв, что дает возможность уточнить нормативы выноса, затрат и окупаемости минеральных удобрений урожаем зерновых культур в различных природно-сельскохозяйственных зонах.
Книга предназначена для научных работников, преподавателей, а также аспирантов и студентов высших и средних сельскохозяйственных заведений.

В настоящем томе представлены основные работы Г. И. Марчука в области теории сопряженных уравнений и их приложений к решению задач математической физики. Развитие метода сопряженных уравнений в значительной степени основано на трудах Г. И. Марчука в течение его 65-летней научной деятельности. В книге изложена развиваемая им и его научной школой методология решения задач математической физики с помощью теории сопряженных уравнений. Методология применяется к требующим глубокого анализа сложным системам, с помощью которых изучаются проблемы глобальных изменений климата, охраны окружающей среды, атомной энергетики, иммунологии, сохранения биосферы с учетом интенсивного развития промышленности и многие другие. В рамках единого подхода формулируются новые постановки задач, стимулируемые развитием новых технологий. Они включают совместный анализ модельных решений и данных измерений, например спутниковых; поиск решения обратных задач; оценку функционалов от решения прямых и обратных задач.
Для специалистов в области вычислительной математики и математического моделирования, аспирантов и студентов старших курсов.

Черноземы России богаты углеродом и азотом, обладают активным сообществом микроорганизмов, являются уникальным природным реактором трасформации азотсодержащих веществ по всему почвенному профилю. Подтипы черноземов отличаются по содержанию, запасам и подвижности различных форм азота. Микробное сообщество играет важную роль в образовании и накоплении соединений азота в черноземных почвах. Накопление азотсодержащих органических соединений в черноземах и активность гидролитических ферментов азотного обмена определяют уровень их плодородия и устойчивости. Длительное использование черноземных почв ведет к потерям содержания и запасов гумуса и азота. По динамике изменений запасов минерального азота в почве определяют обеспеченность возделываемых культур азотом, уровень их продуктивности и качество урожая. Оптимизация содержания гумуса и азота в черноземных почвах достигается системой севооборотов, системой обработки почвы и системой применения органических и минеральных удобрений. При выращивании сельскохозяйственных культур на черноземных почвах растения используют 33-42% азота удобрения, в почве закрепляется 22-36%, газообразные потери азота достигают 20-36% от применяемой дозы. При внесении органических удобрений (меченных 15 N) растения используют меньше азота удобрения, меньше его теряется и больше закрепляется в почве по сравнению с азотными минеральными удобрениями. Органические удобрения повышают устойчивость агроэкосистем на черноземных почвах. Экологические аспекты потоков азота в экосистемах на черноземных почвах затрагивают изменение азотного режима почв при подкислении, потери азота в процессе водной эрозии и его газообразные потери (в том числе эмиссию парниковых газов), а также загрязнение природных вод и продукции нитратами.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов в области почвоведения, агрохимии, земледелия и экологии, студентов и преподавателей высших учебных заведений, специалистов сельскохозяйственных предприятий.

В работе содержится краткий обзор публикаций по голографическим сенсорам. Обсуждаются вопросы выбора рабочего режима сенсоров и определения параметров этих сенсоров по их спектральным данным. Кратко изложено современное состояние колориметрического способа измерения распределения длины волны узкополосного излучения по поверхности по ее цифровому изображению. Приведены результаты измерений отклика многоячеистого сенсора (до 24 ячеек) при заполнении ячеек различными растворами: водно-спиртовый раствор с различным содержанием спирта, плазма крови с различным содержанием глюкозы.