ENVIRONMENTAL AGROCHEMISTRY OF NITROGEN AND CARBON

Abstract

Дан краткий обзор цикла работ автора, удостоенного премии имени Д.Н. Прянишникова Российской академии наук в 2023 г. Рассмотрены проблемы и перспективы развития агрохимии как междисциплинарной науки и ее нового направления – экологической агрохимии. В экологической агрохимии учет климатической детерминированности действия удобрений на продуктивность культур сочетается с мониторингом распространения агрохимикатов в окружающей среде и мерами по предотвращению экологических нарушений в экосфере. Экологический императив агрохимии в наибольшей мере присущ исследованиям азота и углерода, циклы которых тесно связаны между собой. Оценено влияние применения минеральных и органических удобрений на эвтрофикацию и олиготрофикацию почвы. Сформулированы цели и задачи агрохимии углерода. Подчеркивается, что поддержание природоподобного соотношения между потенциально-минерализуемыми пулами углерода и азота в почве является одним из фундаментальных условий для экологически сбалансированного круговорота азота в агроэкосистемах, улучшения плодородия почвы, повышения эффективности удобрений и предотвращения нарушений в окружающей среде. Обсуждается роль растительных остатков в формировании и обновлении почвенных пулов азота и углерода. Подчеркивается актуальность регулирования потоков биогенных газов (CO2, CH4, N2O) в системе почва – растения агрохимическими способами. Эти и другие материалы были представлены на Минеевских научных чтениях, проводимых кафедрой агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. A brief review of the series of articles by the author, awarded the D.N. Pryanishnikov Prize of the Russian Academy of Sciences in 2023, is given. The challenges and prospects of agrochemistry development as an interdisciplinary science and its new direction, called environmental agrochemistry, are considered. In environmental agrochemistry the accounting of climatic determinism of the fertilizers effects on crop productivity is combined with monitoring the agrochemicals distribution in the environment and developing methods to prevent environmental disruptions in the ecosphere. The ecological imperative of agrochemistry is most inherent in the study of nitrogen and carbon, the cycles of which are closely linked. The effect of the mineral and organic fertilizers use on eutrophication and oligotrophication of soil was evaluated. The goals and objectives of carbon agrochemistry are presented. It is emphasized that maintaining the nature-based relationships between potentially mineralizable pools of carbon and nitrogen in the soil is one of the fundamental conditions for an ecologically balanced nitrogen cycle in agroecosystems, improving soil fertility, increasing the fertilizers use efficiency and preventing environmental disruptions. The role of plant residues in the formation and renewal of the soil nitrogen and carbon pools is discussed. Particularly relevant and important is the regulation of the biogenic gases (CO2, CH4 , N2O) flows in the soil-plant system by agrochemical methods. These and other materials were presented at the Mineev Academic Readings, held by the Department of Agrochemistry and Plant Biochemistry, Faculty of Soil Science, M.V. Lomonosov Moscow State University.