Состояние почвенного органического вещества (ПОВ) является фактором устойчивости экосистемы и отражает эволюцию биоценоза. Связь ПОВ с поддержанием и воспроизводством почвенного плодородия - предмет длительного исследования в почвоведении и агрохимии. Для оценки количественных и качественных характеристик ПОВ применяются различные способы фракционирования. Долгое время фракции ОВ выделяли по растворимости в щелочных и кислотных средах. В настоящее время химический анализ ОВ, условно отражающий его почвенно-экологические функции, сменяется другими способами фракционирования. Биокинетический метод, основанный на анализе дыхания микроорганизмов, позволяет определить потенциально-минерализуемую часть ПОВ и оценить потенциальную эмиссию и секвестрацию почвенного углерода. Внесение известковых материалов и минеральных удобрений в кислые и бедные элементами питания почвы Нечерноземной зоны оказывает влияние не только на урожайность сельскохозяйственных культур, но и приводит к трансформации микробиологического сообщества и в конечном счете ПОВ. Целью проведенного исследования являлась оценка почвенного плодородия и содержания фракций активного ПОВ с помощью трехфакторного вегетационного опыта, изучаемыми факторами в котором являлись культура, известкование, минеральные удобрения. Опыт проведен на дерново-подзолистой супесчаной почве по трем градациям фактора известкования: фон (кислая почва), действие (известкование кислой почвы при закладке опыта) и последействие (известкованная до 2000 года); и трем градациям фактора минеральных удобрений: N0P0K0 (контроль), N1P1K1 (доза 125 кг д.в./га) и N2P2K2 (доза 250 кг д.в./га). Помимо традиционного вегетационного опыта с выращиванием сельскохозяйственной культуры, заложен опыт имитации чистого пара по аналогичной схеме. Содержание активного пула ПОВ и его фракций определено методом биокинетического фракционирования с длительным инкубированием почвенных образцов. Определение кислотно-основных свойств, содержания элементов минерального питания и содержания органического углерода проведено стандартными агрохимическими методами. Для обработки полученных результатов использованы методы математической статистики и математического моделирования. Для аппроксимации суммарной эмиссии C-CO2 предложена сигмоидная функция, более точно описывающая экспериментальные данные по сравнению с традиционно используемым уравнением кинетики первого порядка.
Результаты исследования указывают на ускорение биологических процессов при известковании дерново-подзолистой супесчаной почвы: сократились запасы аммонийного азота за счёт усиления нитрификации, снизилось содержание минерального азота и подвижного калия с увеличением биомассы ярового ячменя. Действие извести привело к снижению содержания стабильного и увеличению содержания активного пула углерода при неизменном запасе ПОВ. Известкование в последействии привело к увеличению содержания ПОВ и его активного и стабильного пулов. С ростом дозы минеральных удобрений снижение содержания ПОВ произошло исключительно за счет фракций активного углерода. Содержание стабильного углерода значимо не изменилось. Возделывание ярового ячменя привело к увеличению содержания фракций активного углерода и снижению фракции стабильного углерода при постоянстве общего содержания ПОВ. По результатам работы предложен метод расчета, позволяющий привести динамические показатели пулов и фракций органического углерода к одной величине и оценить степень выраженности процесса секвестрации или эмиссии почвенного углерода. Рассмотрены теоретические комбинации изменений содержания ПОВ и его пулов и фракций, что позволило составить процессный ряд по степени закрепления углерода в почве.