Агрономическая физика как наука начала формироваться в конце XYIII столетия. В России её основоположниками были, главным образом, крупные почвоведы, агрономы и климатологи. Начала основ агрофизики заложены в трудах и при участии В.В.Докучаева и К.А.Тимирязева, П.А.Костычева и А.А.Измаильского, А.Г.Дояренко и В.Г.Ротмистрова, В.Р.Вильямса, А.И.Воейкова и Н.И.Вавилова. Заслуга этих крупнейших ученых состоит в том, что они впервые обратили внимание на важность физических факторов в жизни растений и сформулировали в качестве главной задачи агрономической физики всестороннее их изучение. В этот первый период становления агрофизики исследования ограничивались только полевыми наблюдениями без строгого физического эксперимента и математического анализа физических явлений и процессов в среде обитания растений. В связи с этим, несмотря на выдающиеся творческие достижения многих исследователей того времени, им редко удавалось создавать законченные, убедительно доказанные теории в этой области естественных наук. В 1930–1931гг. А.Ф.Иоффе энергично взялся за организацию агрофизических исследований в стенах Физико–технического института АН СССР.

Агрофизический научно-исследовательский институт Российской академии сельскохозяйственных наук основан в 1932 году в соответствии с решением Коллегии Народного Комиссариата земледелия СССР от 5 января 1932 года и протоколом заседания Президиума ВАСХНИЛ №89 от 7 января 1932 года. Приказ №1 об образовании института был подписан 17 января 1932 года.

Физико-агрономический институт, как он назывался в первые годы своей деятельности, в составе ВАСХНИЛ был создан по инициативе выдающихся ученых того времени – физика с мировым именем академика А.Ф.Иоффе и крупнейшего биолога и ботаника академика Н.И.Вавилова. Основатель и бессменный директор института на протяжении 28 лет А.Ф.Иоффе определил его задачу как использование достижений и результатов физики, математики, химии и технических наук для создания и совершенствования современной научной базы сельского хозяйства с целью повышения его продуктивности. В работе «Физика и сельское хозяйство» (1955) Абрам Федорович писал: «Насколько возрастет наша власть над физическими факторами урожая, когда мы будем точно знать требования растений, и когда агротехника получит возможность опереться на количественную теорию процессов, протекающих в почве, в растении, в окружающем воздухе!».

В период с 1932 по 1960 год академик А.Ф.Иоффе в качестве директора института и его научного руководителя разработал методологию электронного агронома, которая дала толчок развитию агрофизического приборостроения, систем получения сбора и хранения информации, применению полупроводников в сельскохозяйственном приборостроении, компьютеризированной выработки агрономических управляющих решений. В этот период началось: становление светофизиологии и светокультуры растений; физики, биофизики и теплофизики почв; заложено начало исследований по применению изотопов в сельскохозяйственной науке и производстве; созданы предпосылки для развития работ по искусственному структурообразованию и воссозданию почвенной структуры, а также закреплению песков и защите почв от развевания; заложены основы биокибернетики в растениеводстве. Исследованиями на основе детального изучения всех составляющих теплового баланса почвы положено начало развитию работ по тепловой мелиорации почв, агролесомелиорации, созданию новых агротехнических приемов выращивания растений в условиях Севера. Эти же теоретические посылки послужили толчком к разработке методов прогноза радиационных заморозков, измерения суммарного испарения сельскохозяйственного поля, определения норм и сроков поливов. Доказана возможность и экономическая целесообразность выращивания растений без участия солнечного света, только при электрическом освещении. Начаты работы по использованию светопрозрачных полимерных материалов для тепличного грунта и культивирования сельскохозяйственных растений под такими укрытиями. Была выдвинута проблема применения «физических удобрений». Создавались специализированные счетно–решающие устройства для решения агрономических задач и учета энергетических затрат при производстве сельскохозяйственных работ, в том числе разрабатывались автоматические установки для поддержания условий жизнедеятельности растений в теплицах. Реализованы предложения по использованию полупроводниковых материалов не только при создании средств измерения, но и в различных сельскохозяйственных устройствах энергетического и холодильного назначения. Академиком Иоффе А.Ф. была создана Меньковская опытная станция в Гатчинском районе Ленинградской области, которая и сегодня является базовой организацией института для проведения полевых исследований, отработки в полупроизводственных условиях и первичного внедрения в практику земледелия и растениеводства научных разработок института.

Если А.Ф.Иоффе заложил основы развитию физического и биофизического направлений в институте, то член-корреспондент ВАСХНИЛ (в последствии РАСХН), доктор технических наук, профессор Нерпин Сергей Владимирович, руководивший коллективом Агрофизического института с 1961 по 1975 год, взял ориентацию на развитие методологии математического моделирования в исследованиях продукционного процесса растений и энерго- и массообмена в среде их обитания. Тем самым была реализована и вторая задача, сформулированная при создании института – внедрение математических методов в агрономию, земледелие, растениеводство и управление продуктивностью. В эти годы получили развитие гидрофизика почв, динамическое моделирование биологических популяций и процессов ионного обмена в почвах, исследование возможностей и создание приемов использования физических полей различной природы для предпосевного облучения семян и вегетирующих растений, развернулись биофизические исследования растений на клеточном уровне; начаты работы по применению рентгеновского излучения для структурного анализа почв; активизировалась работа по созданию и всемерному внедрению полимерных пленок различной светопрозрачности и теплоудерживающей способности в тепличное растениеводство, в полеводство и садоводство; в состав института была введена лаборатория электрогидравлического эффекта с широким спектром применения его в различных отраслях человеческой деятельности; получила научное обоснование возможность создания культивационных сооружений защищенного грунта по блочному принципу. В институте организован первый в системе сельскохозяйственных учреждений вычислительный центр, оснащенный современной электронно-вычислительной техникой, послуживший прототипом аналогичных структур в системе Минсельхоза и ВАСХНИЛ. Нерпиным С.В. создано Специальное конструкторское бюро с экспериментальным производством в качестве базовой организации института для проведения конструкторских работ, изготовления экспериментальных и опытных образцов агрофизических приборов и устройств, выпуска их малыми сериями и первичному внедрению в сельскохозяйственную науку и в практику земледелия, растениеводства и хранения сельскохозяйственной продукции.

С приходом к руководству институтом в 1975 году члена-корреспондента ВАСХНИЛ (в последствии академик РАСХН), доктора технических наук, профессора Бондаренко Николая Филлиповича заметно активизировалась практическая направленность агрофизических исследований, в том числе развита и подкреплена научными исследованиями с широким международным кооперативным участием методология программированного получения урожаев с использованием математических моделей продукционного процесса основных полевых культур и соответствующего приборного обеспечения информационной поддержки технологий программирования урожаев. В 1975 – 1979 годы в институте были также развернуты исследования: по математическому моделированию динамики элементов почвенного плодородия; по магнитной обработке водных растворов, природных вод и растительных клеток, семян и посадочного материала; применению лазеров для целей диагностики состояния растений и интенсивности физиологических процессов; использованию электромагнитных полей при моделировании гидравлических и аэродинамических процессов массопереноса в атмосфере и элементах ландшафтов экологических систем; проектированию и созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами в растениеводстве и земледелии, а также первого поколения отечественных вегетационных установок искусственного климата.

С 1979 по 1996 год институтом руководил член-корреспондент ВАСХНИЛ (впоследствии РАСХН), доктор физико-математических наук, профессор Усков Игорь Борисович, сохранявший созданную предшественниками научную ориентацию исследований и заложивший основы новых направлений в агрофизике: создание теории, методов и средств управления микроклиматом полей и тепличных комплексов; развитие агроклиматических исследований с использованием методов математической статистики и компьютерного картографирования; разработка теоретических основ ветровой эрозии почв и методов расчета противоэрозионных систем, почвозащитных мероприятий и специализированной сельхозтехники; создание методологии, принципов и правил применения теории подобия в агрофизике, агроэкологии и в опытном деле; использование оптических методов для визуализации и исследования прозрачных неоднородностей в припочвенных слоях атмосферы и в объеме теплиц; применение физического моделирования в исследованиях физических, биофизических и почвообразовательных процессов на ризотронах, аэродинамических и других лабораторных установках; создание методов и технических средств неконтактного дистанционного зондирования полей и посевов; исследование процессов и разработка приемов биореставрации почв, загрязненных ядовитыми формами органических веществ; построение теории расчета процессов онтогенеза растений на основе вычислительных аналогов. В этот период институт возглавлял общесоюзный научный комплекс по электронизации и приборостроению во всех отраслях науки и производства агропромышленного комплекса страны и интенсивно развивал агрофизическое приборостроение в направлениях создания информационных и информационно-вычислительных систем, специализированных вычислительных и управляющих приборов и систем на микропроцессорной основе; в институте проектируются и изготавливаются образцы нового поколения вегетационно-климатических установок типа суховейных, градиентных, морозильных и других с оригинальными светооблучительными блоками. Организован на Опытной станции института первый в стране в сельской местности Вычислительный центр, обеспечивший первичное внедрение компьютерных информационных технологий в агрономию. Тем самым состоялось завершение материализации идеи “электронного агронома’’, сформулированной создателем Агрофизического института академиком А.Ф.Иоффе. На базе института был сформирован информационно – консультационный Центр “Агроконсул” и по каналам ленинградского телевидения еженедельно выходит программа “Агропрогноз”. Институт создает систему подготовки специалистов по агрофизике на ежегодных курсах для специалистов сельскохозяйственных научных учреждений и ВУЗов страны. Научная специальность “агрофизика” как наука получает официальный статус в отраслях естественных агрономических наук. В институте начал функционировать соответствующий Диссертационный Совет по присуждению ученых степеней доктора и кандидата наук по сельскохозяйственным, техническим и биологическим наукам.

С 1996 года институтом руководит доктор сельскохозяйственных наук Виктор Петрович Якушев, которым при сохранении общей научной направленности взята ориентация, соответствующая двадцать первому веку – веку информатики. Активизированы и развиваются: научные работы по созданию компьютеризированных баз знаний, накопленных агрономией, растениеводством, агрофизикой, агрохимией, агробиологией, агроклиматологией, необходимых для создаваемых коллективом института автоматизированных комплексов синтезирования агротехнологий программируемого получения устойчивых урожаев; разрабатываются агрофизические адаптеры для информационной поддержки на плановом и прогнозно-оперативном временных уровнях зональных технологий выращивания культур. Создается методология, новые принципы и методика современного полевого опыта с использованием математического моделирования продукционного процесса, постановкой балансовых исследований и комплексного применения современных средств информатики. Разворачиваются исследования по научному обеспечению принципов реализации агротехнологий XXI века по “точному земледелию”, являющемуся новой ступенью развиваемого институтом метода программирования урожаев.

На протяжении истории института усилия творческого коллектива были и остаются направленными на поиск и разработку актуальных для сельского хозяйства проблем как прикладного характера, так и фундаментальных исследований в области агрономической физики и других областей точного естествознания с применением вычислительной математики. Зарождение и бурное развитие агрофизики в середине и конце ХХ века в тесной связи с прогрессом технической физики в целом было вызвано объективной необходимостью разработки количественных характеристик среды обитания растений в поле и в защищенном грунте, физической оценки почвы как сложного природного образования и средств производства, изучения закономерностей существования и функционирования агроэкологической системы и агроландшафтов. В стенах института эти научные изыскания были направлены на создание, совершенствование и применение методов управления физическим состоянием среды обитания растений при условии получения сельскохозяйственной продукции заданного количества и высокого качества.

Разработаны многие вопросы фундаментальной специфической отрасли агрофизики – физики и физической химии почв. В их числе: создание теории и методов управления водным режимом сельскохозяйственных полей, выполненные в работах школы члена-корреспондента ВАСХНИЛ С.В.Нерпина и профессора А.М.Глобуса; теория и методы управления тепловым режимом почв и посевов, разработанные школой профессора А.Ф.Чудновского; разработка агроэкологических основ рациональных систем и приемов обработки почв, осуществленная профессорами П.В.Вершининым и И.Б.Ревутом, их учениками и сотрудниками.

В значительной степени благодаря работам Агрофизического института получила развитие важная отрасль агрофизической науки – гидрофизика почв. Большой вклад в ее становление внесли Ф.Е.Колясев, С.В.Нерпин, Б.Н.Мичурин, М.К.Мельникова, Б.В.Дерягин, Н.Ф.Бондаренко, А.М.Глобус и их сотрудники. Центральная проблема гидрофизики – степень связанности почвенной влаги с почвенными частицами, ее подвижность и доступность для растений, разработка мероприятий по регулированию водного режима почв путем обработки. На протяжении деятельности института исследования по гидрофизике были направлены на изучение гидрологических характеристик и создание методов их определения, развитие количественной теории движения влаги в почве и методов оценки скоростей ее движения, процессов испарения, конденсации, транспирации и их регулирования, определения влагозапасов в почве, проблем водообеспечения растений.

На основе обширного экспериментального материала и развития теории в работах агрофизиков получила строгое обоснование методика прогнозов регулирования водного режима почв, разработана методика определения фильтрационных характеристик почв и грунтов, учитывающая свойство незагрязненной воды обладать предельным напряжением сдвига. Почвенная гидрофизика имеет большое значение для орошаемых земель, где особенно важно исследовать солевой режим и разрабатывать методы и приемы предотвращения интенсивного вторичного засоления. Сотрудники института постоянно вели исследования на таких территориях России и стран СНГ, и разработанные ими методические рекомендации широко и успешно используются в земледелии, при осушительных мелиорациях и ирригации.

В области теплофизики почв в течение ряда десятилетий был проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых изучены основные закономерности и механизм теплопередачи в почве, созданы и продолжают совершенствоваться на современной элементной и компьютерной базе универсальные приборы и системы для ее изучения. Определена роль механического и минералогического состава, плотности и влажности почвы в процессах теплопереноса. Разработаны оригинальные методы и технические средства исследования радиационного и теплового баланса деятельной поверхности и научно обоснованные приемы регулирования теплового баланса и температурного режима. Эти исследования и разработки выполнялись в первом десятилетии истории института Р.Н.Асейкиным, Б.П.Александровым, А.В.Куртенером, а после Великой Отечественной войны Н.Г.Захаровым, О.Д.Рожанской, Д.А.Куртенером, Г.Г.Годун, О.Л.Решетиным. Многие приемы тепломелиорации и терморегуляции почв, предложенные АФИ, нашли массовое применение в производстве. Детально обоснованы и получили широкое распространение приемы мульчирования почв полимерными пленками, оказавшиеся весьма эффективными для регулирования водного и теплового режимов. Важным результатом рассматриваемого направления явилось создание теплобалансографа для совместного исследования водного и теплового баланса, применяемого и в исследовательских целях, и при автоматизации поливов. В настоящее время разработан вариант этого устройства, отвечающий современным требованиям. В последние годы благодаря прогрессу в области электроники и новых технологий успешно развиваются теория и методы теплофизики почв с использованием компьютерных экспериментов, современной инструментальной базы и моделирования.

Становление и развитие агрофизики почв, начиная с 30-х годов прошлого столетия, неразрывно связаны с проблемами теории и экспериментального изучения почвенной структуры. А.Ф.Иоффе отмечал, что одной из наиболее интересных проблем земледелия, с точки зрения физика, является образование и разрушение структуры почв и методы физического, физико-химического и химического воздействия на нее. В результате исследований ученых Агрофизического института (П.В.Вершинин, Ф.Е.Колясев, И.Б.Ревут, С.В.Нерпин, Б.Н.Мичурин и их сотрудники) и других учреждений (Н.А.Качинский, С.Н.Рыжов, А.А.Роде, С.И.Долгов и др.) показана агрономическая ценность разных степеней оструктуренности почвы. Было доказано, что макроструктура почвы является действенным регулятором физических и биологических процессов в почве, т.к. она характеризуется высокой пористостью (до 55-60%), большими размерами пор и меньшей плотностью по сравнению с микроагрегатной или бесструктурной. Исследования института доказали, что такие почвы обладают более благоприятными для выращивания растений водными свойствами и воздушным режимом. Таким образом, структурная почва является в термодинамическом смысле более совершенной системой, производство на ней требует меньших энергетических затрат, она более устойчива к разрушающему действию водной и ветровой эрозии. Из сказанного следует, что одной из приоритетных задач агрофизики является поиск перевода бесструктурных и микроагрегатных почв в макроструктурные. Показано, что образованию макроагрегатов способствует рациональное сочетание традиционных способов обработки со своевременным выбором начала полевых работ и широким применением минимальных обработок. Образование макроструктуры происходит наиболее интенсивно при влажности агрегации, когда частицы и микроагрегаты способны к лучшему сближению и взаимодействию. Существенную роль играет и воссоздание условий, способствующих возникновению водопрочности в почвенном агрегате. Наиболее эффективным методом образования макроструктурных почв с точки зрения физики признано искусственное структурообразование. Именно в Агрофизическом институте и в координируемых им учреждениях теоретические и экспериментальные исследования, практическая и производственная проверка результатов и рекомендаций в этом направлении были и остаются самыми всесторонними и глубокими.

Использование искусственных структурообразователей различной природы и поверхностно-активных веществ, в том числе полимерных синтетических, их испытание и производственное применение, как убедительно показано в работах ученых АФИ (П.В.Вершинин, И.А.Романов, О.А.Агафонов и др.), позволяют решать многие задачи.

1. Повышение плодородия пахотного слоя практически всех типов почв, что ведет к увеличению урожая.

2. Возникновение водопрочности в почвенных комках, обусловленное водородными связями, часто ведущее к усилению гидрофильности агрегатов, повышению их механической прочности. При последовательном воздействии полимерами-структурообразователями и поверхностно-активными веществами возникает высокая водопрочность при удовлетворительной механической прочности.

3. Существенное улучшение характеристик солонцеватых почв и иллювиального горизонта подзолистых почв за счет снижения степени уплотнения и роста доступности почвенной влаги для растений.

4. Предотвращение образования почвенной корки, опасность появления которой велика при выращивании сахарной свеклы, хлопчатника и других технических культур на почвах тяжелого механического состава.

5. Защита почвенной влаги от испарения.

6. Эффективная защита почв от водной и ветровой эрозии.

Важным направлением исследований института в области физики почв было и остается обоснование методов и технологий обработки почвы, которые должны обеспечивать создание благоприятных условий в пахотном и подпахотном горизонтах (равновесная и оптимальная плотность, воздушный режим, исключение повреждений корневых систем), быть экономичными, не оказывать негативного воздействия на агроэкосистему. В 60-е – 80-е годы такие исследования и разработки осуществлялись И.Б.Ревутом и его сотрудниками, А.В.Судаковым, коллективами десятков сотрудничающих организаций во многих регионах страны, в зарубежных странах. В результате получили дальнейшее развитие теория и технологии минимальной обработки почвы, которые являются чрезвычайно важными в агротехнике и получили широкое распространение, т.к. они позволяют получать достаточно высокие урожаи при сохранении и воссоздании хороших почвенных условий жизни растений, ресурсо- и энергосбережении. Много внимания уделялось изучению проблемы переуплотнения почвы под действием сельскохозяйственной техники и выработке рекомендаций по уменьшению его отрицательных последствий (А.В.Судаков, А.А.Охитин).

Серьезное значение институт придавал проблемам исследования приземного слоя воздуха, его физики (М.А.Каганов), разработке методов и технических средств измерения его параметров (Б.Л.Шиндеров, Ю.Л.Розеншток), тесно связанным с ними проблемам микро- и агроклимата. Член-корр. РАСХН И.Б.Усков, О.Д.Рожанская, И.А.Иоффе и другие сотрудники разрабатывали и продолжают развивать теорию и агроприемы управления микроклиматом полей, посевов, теплиц и хранилищ. Эти исследования всегда были в центре внимания научных подразделений АФИ. Это направление развивалось и в первые годы в работах Р.Н.Асейкина, А.Ф.Чудновского, А.В.Куртенера. Одним из важных аспектов данной тематики является прогнозирование (Е.Е.Жуковский) и предотвращение последствий опасных метеорологических явлений, в частности, заморозков, в том числе радиационных. В настоящее время этими вопросами занимаются О.В.Кульков, Э.И.Смоляр, Ю.С.Власов, Л.В.Козырева.

Одним из главных направлений научных исследований АФИ остается разработка методов изучения потенциальных возможностей растений. В результате детального исследования световых реакций растений, особенно актиноритмизма, поиска и выбора оптимального температурного режима выращивания был внесен существенный вклад в физиологию растений, разработаны и апробированы интенсивные методы выращивания в условиях светокультуры. Удалось значительно повысить скороспелость зерновых, томатов, огурцов, других овощных культур при высоких урожаях хорошего качества с благоприятным биохимическим составом продукции. Разработаны методы, позволяющие резко сократить время получения исходного материала для селекции, ускорить селекционный процесс.

Предложены оригинальные ресурсосберегающие способы выращивания сельскохозяйственных культур на искусственных корнеобитаемых средах в регулируемых условиях, что дает возможность обеспечить корневое питание и оптимальный водный и воздушный режимы. Тем самым заложены основы промышленной экологически безопасной технологии защищенного грунта. В последние десятилетия разработаны регулируемые агроэкологические системы, открывающие новые перспективы всесторонних исследований в области физиологии растений и разработки технологий их выращивания.

Интенсивные многолетние исследования в области разработки технологий выращивания растений в условиях светокультуры закономерно привели к проектированию и реализации нескольких поколений установок искусственного климата – первых отечественных камер, снабженных устройствами для регулирования в суточном цикле по задаваемым программам температуры, влажности, светопериода, газового состава воздуха и других параметров среды обитания растений. Институт и его Специальное конструкторское бюро с экспериментальным производством (СКБ с ЭП) на основе собственных исследований и с использованием зарубежного опыта разработали и изготовили различные типы фитотронов для решения исследовательских, селекционных и агротехнологических задач. Такими установками оснащены многие селекционные центры страны, сельскохозяйственные научные учреждения, они широко используются в исследованиях и в селекционной работе. По ряду параметров и многообразию утилитарных возможностей вегетационные климатические установки АФИ превосходят зарубежные аналоги. Значительный вклад в проектирование, конструирование и совершенствование ВКУ внесли Ю.П.Барышнев, М.Р.Привин, Р.Л.Безпрозванный и многие другие сотрудники института и СКБ с ЭП. Создание и внедрение в производство вегетационных климатических установок было признано крупным научно-техническим достижением и отмечено премией Совета Министров СССР.

За 70 лет в лабораториях института проведены фундаментальные и прикладные исследования по целому ряду направлений физиологии, светофизиологии, биофизики растений.

Начатые еще в довоенные годы работы по изучению методов выращивания растений при электрическом освещении и контролируемых условиях под руководством В.П.Мальчевского (консультант Н.А.Максимов) были продолжены и получили новое развитие в 50 - 60-х годах, а затем в последующий период в лабораториях члена-корреспондента ВАСХНИЛ Б.С.Мошкова и академика РАСХН Е.И.Ермакова.

В течение всего существования института сотрудники АФИ вели большую работу по созданию и испытанию полимерных материалов в овощеводстве защищенного грунта. Все исследования по этой проблеме в стране постоянно координировались Агрофизическим институтом. Исходя из установки на активное регулирование внешних условий жизни растений и прогноза развития индустрии, ученые института выдвинули предложение о применении полимерных пленок в овощеводстве еще в первой половине 30-ых годов (А.Ф.Иоффе, Д.А.Федоров и др.). В последующие десятилетия исследования продолжались и развивались в направлениях: совершенствование культивационных сооружений с пленочными покрытиями с учетом климатических условий различных зон; изучение условий микроклимата в пленочных сооружениях и реакции растений на эти условия; улучшение качества пленочных материалов; разработка технологий выращивания овощных культур в пленочных сооружениях. Сотрудники института Т.Е.Пащенко, И.Н.Котович и другие активно участвовали в этих исследованиях и осуществлении дальнейших разработок. Совместно с институтами химического профиля были предложены рецепты стабилизации пленок, обеспечивающие удлинение сроков их применения. Были предложены проекты пленочных теплиц, которые в последствии получили широкое распространение. Современные масштабы использования пленочных культивационных сооружений, разнообразие применяемых пленок и количество выращиваемой в них высококачественной продукции говорят сами за себя.

Комплексное изучение растения как основного объекта агрономии, последовательная целевая установка на физический подход к исследованиям обусловили развитие в Агрофизическом институте работ по биофизике, радиобиологии растений и биокибернетике. Из обширного круга проблем биофизики растений институт выбрал и сосредоточил внимание на использовании различных физических методов для диагностики физиологического состояния растений на отдельных стадиях онтогенеза и выявления устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды обитания. Биофизические исследования привели сотрудников АФИ к разработке методики и современной аппаратуры для определения жаро- и холодоустойчивости и способности преодолевать стрессы иной природы на основе термоиндуцированной хемилюминесценции, электрофизиологических методов определения жизнеспособности растительных тканей, молекулярно-генетической методики оценки потенциальной продуктивности растений и семян. Уже давно и широко применяется в практике рентгеновский метод экспрессной диагностики выполненности семян, их поврежденности механической обработкой, болезнями и вредителями. Развиты методы повышения посевных и урожайных качеств семян сельскохозяйственных культур путем строго дозированной их обработки радиоактивным облучением, магнитными и электромагнитными полями. Все эти результаты получены благодаря работам Г.Р.Рика, Н.Ф.Батыгина, Н.Ф.Бондаренко, М.В.Архипова, В.Н.Савина, Г.А.Волкова, В.Ф.Николенко, Л.П.Великанова, Е,Э.Гак и других сотрудников института.

В середине 60-х годов в институте были заложены основы нового перспективного направления исследований в области физиологии растений – биокибернетики. Исследователем и талантливым изобретателем В.Г.Кармановым разработаны и созданы хорошо известные теперь в мире не повреждающие растения методы и приборы динамического исследования тонких процессов движения воды в проводящих сосудах, поступления воды в корни, температуры тканей, интенсивности фотосинтеза, электрофизиологических количественных характеристик различных органов, дыхания корневой системы при изменении света, температуры, влагообеспеченности, минерального питания, т.е. условий внешней среды. В последующие десятилетия биокибернетические методы, датчики и измерительные устройства развивались и совершенствовались, в результате чего разработаны принципы и конкретные системы фитомониторинга – непрерывного слежения за характеристиками растения или ценоза, параметрами микроклимата, обработки получаемых данных по определенным алгоритмам, оценки состояния растений и оперативной коррекции адаптивных технологий, например, в защищенном грунте. Перечисленные физические методы непрерывного контроля за продукционным процессом создают возможность оперативного управления условиями выращивания посевов и создания самоуправляющихся систем с участием растения в качестве активного элемента, управляющего условиями внешней среды (В.Г.Карманов, О.О.Лялин, С.С.Радченко, С.Н.Мелещенко).

Безусловной заслугой Агрофизического института следует считать инициативу широкого использования кибернетических методов в сельском хозяйстве, существенное развитие количественной теории урожая и продукционного процесса в целом, средств получения, обработки и использования информации, создания информационной системы «Агромониторинг», систем автоматизированного принятия решений и автоматизированного управления технологиями в земледелии.

Начиная со второй половины 60-х годов, Агрофизический институт занимает передовые позиции в мировой науке по разработке и широкому использованию методов математического моделирования в земледелии, растениеводстве и мелиорации. Многолетняя активная работа коллектива математического моделирования агроэкологических процессов и систем и других родственных подразделений выполнялась профессором Р.А.Полуэктовым, его сотрудниками и учениками. Созданы имитационные динамические модели агроэкосистем. В результате прогресса вычислительной техники разрабатываются более сложные базовые – теоретические модели, расширяются возможности прикладных моделей за счет включения в них новых описаний отдельных процессов, в особенности биологических, что делает их более адекватными. Разработаны принципы и рекомендации по использованию методов моделирования в управлении продукционным процессом на базе использования почвенно-климатического потенциала полей, биоклиматического потенциала конкретных сортов сельскохозяйственных культур.

Получившая мощное развитие количественная теория процессов энергомассообмена на сельскохозяйственном поле, результаты исследований по вопросам климатической обеспеченности урожаев в различных зонах страны, методы и технические средства получения информации о состоянии растений и среды их обитания, использование математического моделирования обеспечили возможность оптимизации управления агротехнологиями, совершенствования и практической реализации на больших площадях в полевых условиях и в защищенном грунте. Теоретические вопросы программирования разрабатывались многими учеными и специалистами АФИ под руководством академика РАСХН Н.Ф.Бондаренко.

В значительной степени благодаря усилиям и личному участию сотрудников института в 70-х и 80-х годах осуществлялось массовое внедрение методов программирования урожаев в Московской, Ленинградской, Ивановской, Волгоградской, Саратовской областях России, Татарии, Башкирии, в ряде областей Украины и Белоруссии, в Киргизской, Молдавской, Эстонской ССР и в других регионах Советского Союза. Программирование урожаев реализуется в Болгарии и в других странах дальнего зарубежья, а его методология была одной из приоритетных тем международного научно-технического сотрудничества Агрофизического института. Особенно она стала востребованной в наши дни, когда во всем мире, благодаря развитию новых информационных технологий и электронных средств, стремительно развивается новое направление в сельскохозяйственном производстве «точное земледелие».

За весь 70-летний период деятельности института одной из главных его задач была и остается разработка новых методов исследований и создание на их основе новых приборов, измерительных систем и экспериментальных установок. Для этой цели еще в 1936 году из состава института были выделены экспериментально-производственные мастерские на самостоятельный баланс, а в 1966 году в соответствии с приказом Министерства сельского хозяйства СССР № 206 от 10 июня 1966г. и приказом ВАСХНИЛ № 21П от 11 июня 1966г. создано хозрасчетное Специальное конструкторское бюро с экспериментальным производством. Исследования и разработки научных подразделений и СКБ с ЭП стали основой новой отрасли приборостроения – агрофизического приборостроения. Сотни образцов и информационно-измерительных систем созданы для обеспечения исследовательских работ по агроэкологии, физике почв, агрометеорологии, физиологии растений и биофизике, ветеринарии и медицине. Агрофизические приборы и устройства выпускались мелкими сериями экспериментальным производством, а многие из них – промышленностью, они широко применяются в сельском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства, в частности, в атомной энергетике и в космических исследованиях. Выполняемые ими функции разнообразны, среди них датчики температуры и влажности почвы, воздуха, растительных материалов, автоматизированные системы управления поливом и контроля микроклимата теплиц, хранилищ сельскохозяйственной продукции. Большой вклад в создание и развитие агрофизического приборостроения в разное время внесли И.В.Коробочкин, М.А.Каганов, И.Г.Мушкин, А.М.Глобус, О.В.Кульков, И.Б.Фогельсон, В.Г.Карманов, руководители и конструкторы СКБ с ЭП Ю.П.Барышнев, В.М.Миронов, В.Г.Абрамов, Р.Л.Безпрозванный и многие другие агрофизики. Более четырех десятилетий плодотворно работает в области создания новых методов исследований растений, семян и пищевых продуктов, почв и сыпучих материалов, современных оригинальных лазерных устройств и автоматизации эксперимента профессор И.С.Лискер. В течение долгих лет АФИ осуществлял координацию сельскохозяйственного приборостроения в стране, а в 90-ых годах был головной организацией Отраслевого научного комплекса по электронизации и научному приборостроению, а также координировал и руководил общероссийской государственной научно-технической программой «Агротест», профессор И.Б.Усков.

Агрофизический институт постоянно работает над решением проблем сельского хозяйства Ленинградской области. Многие научные результаты и рекомендации находят практическое применение в хозяйствах Ленинградской земли, в том числе программирование урожаев в поле и в теплицах, биостимуляция семян и посадочного материала и др.

Важным научно-производственным подразделением института является расположенная в Гатчинском районе Ленинградской области Меньковская опытная станция, которая была организована в 1969 году на базе существовавшего с конца пятидесятых годов экспериментального хозяйства «Меньково». Сотрудники станции ведут и собственные научные исследования. В первую очередь испытываются новые разработки института, проводятся комплексные полевые опыты. Станция оснащается современным оборудованием и вычислительной техникой, имеет аккредитованную агроэкологическую лабораторию.

Агрофизический институт, являясь головным научным учреждением по агрономической физике, осуществляет научно-методическое руководство и координацию научных исследований этого направления, проводимых научно-исследовательскими учреждениями и сельскохозяйственными ВУЗами, привлекаемыми к выполнению научно-практических проблем и заданий. Он также является базовой организацией по стандартизации агрофизических устройств и вегетационных климатических установок сельскохозяйственного назначения.

По координируемым институтом проблемам в международном и всероссийском масштабах регулярно проводятся научные конференции и научно-методические совещания, функционируют координационные советы. Начиная с 60-х годов ряд представительных научных мероприятий был организован институтом по проблемам физики и гидрофизики почв. В середине 1966 года состоялось научно-техническое совещание по теоретическим основам обработки почвы (127 участников из 12 республик СССР); в декабре 1968 года АФИ провел Всесоюзное научно-техническое совещание «Разработка теоретических основ обработки почвы с использованием достижений почвоведения, земледелия, физики и других смежных наук» (94 участника из 10 союзных республик); в июле 1969 года собралось третье большое совещание по минимализации обработок почвы (более 100 человек). Методическое руководство и координацию работ по развитию теории и проблеме минимализации обработок почвы в стране осуществлял профессор И.Б.Ревут. В июле 1968 года состоялось важное в методическом и установочном плане научное совещание по проблеме «Исследование процессов обмена энергией и веществом в системе «почва-растение-приземный воздух»; конференции и совещания по данной проблеме проводились и в дальнейшем. В октябре 1987 года по плану ВАСХНИЛ в институте было проведено 1-ое Совещание по гидрофизическим функциям и измерению влажности почв; в 1994 году состоялась конференция «Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв».

Будучи головной организацией по проблеме искусственного структурообразования, Агрофизический институт организовывал научно-технические и координационные совещания по этим вопросам. Так, в марте 1968 года проводилось научно-техническое совещание по проблеме «Исследование и применение химических препаратов для создания искусственной структуры почв с целью улучшения их водно-физических свойств, а также для повышения устойчивости почв к водной и ветровой эрозии», в котором приняли участие 65 ученых и специалистов. Совещания по этому направлению организовывались институтом и в последующие годы.

По проблемам выращивания растений в защищенном грунте также организовывались общесоюзные научно-практические мероприятия. В марте 1964 года состоялось научно-техническое совещание по приемам применения полимерных пленок в овощеводстве, собравшее 107 участников из научных и производственных организаций; в январе 1965 года прошло Всесоюзное совещание по гидропонике; в марте 1966 года 100 представителей из 56 организаций собрались в АФИ на Научно-методический семинар по методике опытного дела в сооружениях защищенного грунта с укрытиями из полимерных пленок. Подобные мероприятия проводились в институте в 70-ые и 80-ые годы, а в октябре 1996 года состоялась Всероссийская научная конференция с международным участием «Управление продукционным процессом растений в регулируемых условиях».

В 60-ых и 70-ых годах прошлого века институт осуществлял международную координацию по вопросам использования радиоактивных изотопов и излучений в агрономической физике и регулярно проводил совещания по данной тематике. В июле 1965 гоад состоялось совещание «Использование изотопов и излучений в исследованиях по сельскому и лесному хозяйству», в нем участвовали 32 делегата из 7 стран. В июле 1968г. на такое же научно-методическое совещание собрались 154 человека, в том числе 22 зарубежных участника.

Ведущая роль АФИ в развитии количественных методов, моделирования и кибернетики в аграрной науке обусловило организацию целого ряда совещаний и конференций. В декабре 1964 года была проведена Всесоюзная конференция по применению кибернетики в растениеводстве, собравшая более 150 человек из 40 учреждений; в июле 1968 года прошло Научно-координационное совещание по проблеме «Математические методы и вычислительная техника в агрофизических и биологических исследованиях» (70 участников из 25 организаций); координационные совещания по этой проблеме проводились институтом и в следующем десятилетии. В 1986 году АФИ организовал школу-семинар «Принципы управления продуктивностью посевов и плодородием почв с использованием моделирования на ЭВМ». В 1993 году была проведена Всероссийская конференция «Моделирование процессов и систем в отраслях АПК», в 1997 году в институте состоялся международный семинар «Современные тенденции в математическом моделировании агроэкосистем». В 1995 году институт провел Всероссийскую конференцию с международным участием «Микроклимат агроландшафтов».

Серьезное внимание институт уделял обсуждению в масштабе страны вопросов агрофизического приборостроения. Еще в апреле 1967 года состоялось на базе АФИ Всесоюзное совещание по организации и обеспечению сельского хозяйства приборами и средствами измерения, контроля и учета, в котором участвовало более 100 человек. Совещания по данным проблемам проводились регулярно. В течение последних десятилетий целесообразно особо выделить Всесоюзную конференцию «Измерительная и вычислительная техника в управлении производственными процессами в АПК» (1988) и некоторые совещания по комплексным проблемам, на которых широко обсуждались вопросы приборного обеспечения исследований.

В последние годы на базе института были проведены конференции и научно-методические совещания по комплексным проблемам современной агрофизики. В 1994 году состоялась конференция «Совершенствование методики полевого опыта с учетом требований ландшафтного земледелия». В 2000 году Международная ассоциация и Агрофизический институт организовали вызвавшую большой интерес Международную конференцию «Современные проблемы опытного дела».

На протяжении многих лет институт проводил регулярные месячные научно-учебные семинары для научных работников и специалистов страны «Основы агрономической физики и методы программирования урожаев», на которых выступали с лекциями и вели практические занятия ведущие ученые и сотрудники АФИ. Через такие семинары с большой пользой для своих организаций и собственной научной работы прошли более 600 человек из исследовательских институтов ВАСХНИЛ и РАСХН.

По координируемым заданиям и проблемам создавались и активно работали координационные советы, а руководители и ученые института участвовали в деятельности проблемных советов при ВАСХНИЛ, РАСХН, Министерстве сельского хозяйства СССР и РФ, в частности, Совета по сельскохозяйственной физике и кибернетике при Президиуме ВАСХНИЛ, Проблемного совета по сельскохозяйственному приборостроению при МСХ СССР, Совета по лазерной технике и других. В настоящее время (2001-2002гг.) ученые института участвуют в работе Советов по агрофизике и по опытному делу.

Агрофизический институт всегда считал одной из приоритетных своих задач подготовку научных кадров высшей квалификации. С 1946 года в институте организована аспирантура. По распоряжению Совета Министров СССР № 1669-р от 8 марта 1955г. и приказу Министерства высшего образования СССР № 94-В от 9 марта 1955г. Ученому совету института было предоставлено право приема к защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических и сельскохозяйственных наук. С этого же времени в АФИ начал работу первый диссертационный совет под председательством академика А.Ф.Иоффе. Диссертационные советы в институте активно действовали в 60-е и 70-е годы. В 80-ых и первой половине 90-х годов в АФИ функционировали 2 диссертационных совета: диссертационный совет по защите диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук по специальности 06.01.03 – агрофизика агропочвоведение и агрофизика по техническим, физико-математическим и сельскохозяйственным наукам и диссертационный совет по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 11.00.09 – метеорология климатология, агрометеорология по техническим и физико-математическим наукам.

В 1996-2000гг. в институте работал диссертационный совет по защите диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук по специальности 06.01.14 – агрофизика по техническим, биологическим, сельскохозяйственным наукам.

С начала 2001 года в связи с изменениями порядка подготовки и аттестации научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации в Российской Федерации в институте действует один диссертационный совет Д.006.001.01 по присуждению ученых степеней доктора и кандидата наук – по специальностям 06.01.03 – агропочвоведение, агрофизика по техническим, биологическим и сельскохозяйственным наукам и по специальности 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ по техническим наукам.

Следует особо отметить признанную мировой научной общественностью международную значимость Агрофизического научно-исследовательского института как уникального учреждения физико-агрономической направленности.