Запасы органического углерода в почве и его устойчивость к биодеградации зависят от сочетания внешних и внутренних детерминантов, контролирующих не только разложение, но и стабилизацию органического вещества (ОВ). Стабильность ОВ почв оценивали: 1) по удельной скорости минерализации (SpMinR) на примере лесных экосистем, расположенных в различных климатических зонах Евразии (умеренной, средиземноморской и тропической), и 2) по индексу биологической стабильности (IBS), определённому для основных типов почв Европейской части России под естественной растительностью и сельскохозяйственными посевами. Показано, что ключевыми факторами, детерминирующими стабильность ОВ вещества в почвах, являются климат и тип растительности (землепользование). Так, в почвах Евразийской трансекты обнаружена тесная отрицательная связь значений SpMinR с годовым количеством осадков и со среднегодовой температурой воздуха. Выявлено, что в почвах под сельскохозяйственными культурами доля стабильного и биологически консервативного ОВ и значения IBS были существенно выше, чем в почвах естественных ценозов.

В образцах агрочерноземов и агросерых почв выделяли различные по устойчивости пулы углерода в составе почвенного органического вещества. С этой целью использовали комбинацию естественного варьирования изотопного состава углерода при смене С3–С4 растительности с другими методами: биокинетическим, грануло-денсиметрическим и методом химического фракционирования – термического гидролиза с 6 М HCl. Наиболее устойчивые пулы с минимальным содержанием нового углерода идентифицировали с помощью гранулометрического и химического фракционирования. Содержание углерода тонких фракций было примерно равно количеству углерода негидролизуемого остатка. В агрочерноземах и агросерых почвах размер этого пула составил 65 и 48% С орг соответственно. Комбинация биокинетического подхода с гранулометрическим фракционированием или гидролизом 6 М HCl позволила оценить размер среднеустойчивого пула углерода в составе органического вещества со временем обновления от нескольких лет до нескольких десятилетий. Пул органического вещества с такой оборачиваемостью обычно идентифицируют по варьированию обогащения 13 при смене С3–С4 растительности. В агрочерноземе и агросерой почве размер среднеустойчивого пула составил 35 и 46% Сорг соответственно. Для замены изотопной индикации на неизотопный метод определения, который позволит существенно расширить изучение стабильного и среднеустойчивого пулов органического вещества в географическом аспекте, необходимо провести сравнительный анализ результатов гранулометрического и химического фракционирования органического вещества для всех почв России.

В образцах агрочерноземов и агросерых почв выделяли различные по устойчивости пулы углерода в составе почвенного органического вещества. С этой целью использовали комбинацию естественного варьирования изотопного состава углерода при смене С3–С4 растительности с другими методами: биокинетическим, грануло-денсиметрическим и методом химического фракционирования – термического гидролиза с 6 М HCl. Наиболее устойчивые пулы с минимальным содержанием нового углерода идентифицировали с помощью гранулометрического и химического фракционирования. Содержание углерода тонких фракций было примерно равно количеству углерода негидролизуемого остатка. В агрочерноземах и агросерых почвах размер этого пула составил 65 и 48% С орг соответственно. Комбинация биокинетического подхода с гранулометрическим фракционированием или гидролизом 6 М HCl позволила оценить размер среднеустойчивого пула углерода в составе органического вещества со временем обновления от нескольких лет до нескольких десятилетий. Пул органического вещества с такой оборачиваемостью обычно идентифицируют по варьированию обогащения 13 при смене С3–С4 растительности. В агрочерноземе и агросерой почве размер среднеустойчивого пула составил 35 и 46% Сорг соответственно. Для замены изотопной индикации на неизотопный метод определения, который позволит существенно расширить изучение стабильного и среднеустойчивого пулов органического вещества в географическом аспекте, необходимо провести сравнительный анализ результатов гранулометрического и химического фракционирования органического вещества для всех почв России.

Растущее население Земли в обозримом будущем вряд ли откажется от использования традиционных источников энергии, хотя все шире разрабатываются энергосберегающие технологии, расширяются масштабы использования нетрадиоционных, возобновляемых источников энергии. Анализ современного состояния глобального круговорота углерода показал, что парниковый эффект, независимо от серьезных попыток ввести ограничительные меры по уменьшению промышленной эмиссии СО2, будет продолжать нарастать. Надежды на масштабное секвестирование СО2 при переводе разных земельных угодий в лесные экосистемы не оправданы, поскольку при достижении насаждениями климаксового периода дальнейшее накопление углерода в надземной биомассе прекращается и баланс углерода приближается к нулевому значению, а в перестойных лесах и вовсе может иметь отрицательное значение. Уровень насыщения органическим углеродом почв также имеет свои ограничения и определяется почвенно-климатическими особенностями. При обратном переводе лесных и луговых ценозов в агроценозы (распашка) в результате интенсивной минерализации органического вещества почв вновь накопленный С орг через некоторое время опять оказывается в атмосфере. Спелые насаждения очень уязвимы для различного рода внешних воздействий – пожаров, нашествия вредителей и болезней. Не умаляя экологической важности мероприятий по облесению всевозможных территорий, для человечества крайне актуально направить усилия на разработку адаптационных механизмов (мероприятий) к меняющимся условиям окружающей среды и климата (разработать эффективные технологии защиты от экстремальных погодных явлений, быстрой ликвидации лесных пожаров, защиты от наводнений и др.). Для России весьма актуальным является подготовка к возможному отступлению вечной мерзлоты и, соответственно, решение проблем безопасного строительства в районах Крайнего Севера и распространения вечной мерзлоты.

Дан краткий исторический обзор становления агрохимии как академической науки. Обсуждены основные задачи экологической агрохимии. Подчеркнуто, что основная идея экологической агрохимии состоит не только в природоохранном и безопасном применении средств химизации, но и в гармонизации процессов, происходящих в почве и растениях, с разнообразными условиями в ландшафтах и законами экологии. В 90-х гг. прошлого века в условиях кризисного состояния агропромышленного комплекса Российской Федерации, которое продолжается и в настоящее время, востребованность достижений агрохимической науки в агропроизводстве резко снизилась. Дороговизна средств химизации не позволяет наращивать производство продукции сельского хозяйства и, в конечном счете, делает страну зависимой от импорта продовольствия. Наблюдаемое в последнее десятилетие увеличение доли удобряемых угодий обусловлено фактическим сокращением посевных площадей, а не ростом поставок минеральных удобрений в земледелие страны. Ежегодное отрицательное сальдо баланса азота в земледелии России составляет 34-50, фосфора - 9-16, калия - 38-64 кг/га. В течение 2007-2011 гг. дефицит азота, фосфора и калия в почвах производственных посевов увеличился по сравнению с 1992-1996 гг. соответственно в 1.5, 1.8 и 1.7 раза.