Секвестрація і емісія органічного вуглецю ґрунтами Полісся України за сільськогосподарського використання в умовах змін клімату

Abstract

Ґрунти є базовою складовою біосфери, функціонування якої з посиленням антропогенного тиску за сучасного рівня систем землеробства і агротехнологій, потребує розробки заходів з їх раціонального використання, підвищення родючості, а також виконання важливих екологічних функцій, насамперед декарбонізації атмосфери. Особливої значущості роль ґрунтів і ґрунтового покриву набуває у зв’язку із глобальними змінами клімату, обумовленими інтенсивним виділенням парникових газів та підвищенням глобальної температури повітря. Зважаючи на інтенсифікацію виробництва, зростання у світі чисельності населення роль ґрунтово-земельних ресурсів у забезпеченні населення продуктами харчування невпинно зростає. На фоні уповільнення деградаційних процесів в ґрунтах Європейських країн за високих доз мінеральних добрив, повного припинення зниження вмісту поживних елементів та зменшення в них органічної речовини не відбувається. Зважаючи на те, що ґрунти формуються і функціонують в результаті дії чинників ґрунтоутворення та антропогенних навантажень, їхнє використання у якості засобу виробництва продукції рослинництва повинно узгоджуватися з їхньою здатністю витримувати негативний вплив кліматичних змін. Дисертацію присвячено дослідженню процесів емісії та секвестрації діоксиду вуглецю у ґрунтах зони Полісся залежно від рівня антропогенних навантажень, дії біотичних компонент й абіотичних чинників, а також з’ясуванню ролі ґрунтів у регулюванні рівня концентрації СО2 атмосфери під час сільськогосподарського виробництва з метою забезпечення критеріально-базових основ сталого землекористування. Дисертаційну роботу виконано в межах завдань ДР (2013-2020 рр.), завдань НААН (2011-2020 рр.) та НДР 2018-2020 рр. В роботі теоретично узагальнено й обґрунтовано практичні заходи з вирішення проблеми управлінням потоками органічного вуглецю в ґрунтах Полісся України. Розроблено критеріально - базові основи для сучасного етапу сталого землекористування в системі «ґрунт ↔ атмосфера ↔ рослина» для різних типів сільськогосподарських угідь із використанням удосконалених методологічних підходів, що забезпечує мінімізацію непродуктивних втрат діоксиду вуглецю з ґрунтів, зниження рівня деградації, підвищення родючості ґрунтів, їх охорону і продовольчу безпеку держави. Розроблено та удосконалено інструментальні засоби визначення, методології обліку обсягів емісії парникових газів із ґрунту (І), балансу парникових газів в системі «ґрунт ↔ атмосфера ↔ рослина» (ІІ), а також спосіб визначення концентрації, маси та профільного розподілу біогенних газів в ґрунтовому повітрі (ІІІ), які передбачають можливість врахування температури повітря та атмосферного тиску; розроблено класифікацію ґрунтів за часом експозиції визначення маси СО2 в ґрунтовому повітрі, залежно від інтенсивності повітряного обміну: надто утруднений, відносно утруднений, задовільний, помірний, інтенсивний, надто інтенсивний. Встановлено загальну тенденцію підвищення температури повітря в Україні, яка триває останні 200 років, є наслідком глобального потепління та найбільш рельєфно простежується останніми десятиріччями. Характерною ознакою означеного процесу є наявність в окремі часові інтервали температурних флуктуацій у вигляді уповільнення темпів підвищення температури, зокрема в період 1950-1990 рр., порівняно з періодом 1915-2016 рр. (на -0,147 ˚C). Оскільки в Україні триває перманентне підвищення температури повітря, а результати проведених досліджень підтверджують її істотний вплив на характер перебігу емісійно-асиміляційних процесів в теплий та холодний періоди року, характер функціонування ґрунтів у складі агроценозів Полісся також змінюється, що призводить до збільшення обсягів незворотних втрат СО2 та зниження рівня їхньої родючості. Встановлено, що втрати ґрунтами органічної речовини відбувалися одночасно із зниженням основних показників їхньої родючості. На моніторингових ділянках державної мережі запаси органічного вуглецю в дерново-підзолистих ґрунтах різного гранулометричного складу та ступеня гідроморфності за останні 30 років істотно зменшилися. Загальна величина втрат гумусу у розрахунку на 1 га ріллі становить близько 120 кг щороку. Щорічні незворотні емісійні втрати СО2 на дерново-підзолистих ґрунтах за досліджуваний період коливалися в діапазоні від 3,7‒6,9 до 5,5‒10,2 кг/га/рік-1, що в загальній структурі втрат ґрунтами органічного вуглецю у середньому складають від 3,1 до 8,5 % від величини його середньорічних втрат. За результатами 36-річного використання дерново-підзолистого супіщаного ґрунту на лесоподібних відкладах у складі 9-пільної сівозміни в умовах стаціонарного польового досліду (Центральне Полісся) величина непродуктивних емісійних втрат СО2 під час вегетації сільськогосподарських культур в середньому склала 3,15 кг/га/год (від 2,1 до 4,2 кг/га/год). Домінантність окремих чинників емісії СО2 з ґрунтів приурочена до конкретних часових інтервалів вегетаційного періоду, зумовлених різним температурним режимом, вмістом вологи, періодом вегетації рослин та іншими складовими. Абсолютні значення середньої за період спостережень величини емісії СО2 з ґрунтів розташували їх за зниженням значень інтенсивності, кг/га/год: торфувато-болотний карбонатний осушений, 14,3 > чорноземно-лучний карбонатний пилувато-легкосуглинковий, 9,8 > ясно-сірий опідзолений глеюватий супіщаний, 8,9 > сірий опідзолений глеюватий легкосуглинковий, 8,8 > темно-сірий опідзолений глейовий легкосуглинковий, 8,2 > дерново-середньопідзолистий глеюватий супіщаний ґрунт, 6,9 > дерново-середньопідзолистий глеюватий легкосуглинковий ґрунт, 6,3. Величини інтенсивності емісії вуглекислого газу ґрунтами Полісся України в холодний період значною мірою залежать від абіотичних чинників – температури та атмосферного тиску. Найбільш масштабні підсилення емісії СО2 з ґрунту внаслідок атмосферного тиску спостерігалося у випадках різкого зниження його значень, яке становило не менше 1мм рт.ст. за 1 годину і в сумі складало ≥ 3 мм.рт. ст. Встановлено, що у 2015-2016 рр. відбулося зміщення часового інтервалу посилення викидів СО2 з дерново-підзолистого глеюватого супіщаного ґрунту під житом озимим внаслідок ефектів «промерзання-відтавання» ґрунтів на більш ранній період: з кінця лютого - початку березня на початок лютого. В умовах агроланшафту Полісся встановлено закономірності перебігу газообміну між ґрунтом та атмосферою, виділено три головні складові: верхню найбільш аеровану частину ґрунтового профілю, суміжну з надґрунтовим шаром атмосферного повітря глибиною до 0,3 м (І), атмосферне повітря нижнього приземного шару до 1м (ІІ) та атмосферне повітря вищих приземних шарів атмосфери > 1 - 5 м (ІІІ). Величина середньої інтенсивності наземної емісії СО2 з дерново-підзолистого глеюватого супіщаного ґрунту в агроценозі жита озимого у фазу повної стиглості (6,8 кг/га/год) є близькою за значенням до маси СО2 у вільному ґрунтовому повітрі (шар 0-40 см) (6,7 кг/га), що засвідчує можливість використання останньої у якості важливого оціночного критерію емісійної активності ґрунтів. Встановлено взаємозв’язок між концентрацією СО2 на висоті 0,35-0,50 м над поверхнею дерново-підзолистих та опідзолених супіщаних ґрунтів, інтенсивністю його емісії протягом вегетаційного періоду сільськогосподарських культур, а також у холодний й теплий періоди року. Емісійна активність ґрунтів Полісся різного гранулометричного складу та ступеня гідроморфності під час вегетації сільськогосподарських культур зумовлена сукупною дією декількох чинників, серед яких визначальними є: гранулометричний склад ґрунту (дрібний пил, 0,005-0,001 мм) (43,7 %); вміст вуглецю органічної речовини ґрунту (24,0 %); вологість ґрунту (0-10 см) (20,0 %); температура ґрунтової поверхні (7,0 %). Коефіцієнти кореляції між значеннями середньої інтенсивності емісії в ґрунтах з умістом, r : дрібного пилу – 0,90; вуглецю органічної речовини ‒ 0,92; лужногідролізуємого азоту ‒ 0,90; температурою поверхні ґрунту ‒ - 0,93; вологістю ґрунту ‒ 0,86. Інтенсивність асиміляції та емісії СО2 на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті диференціювалися залежно від сільськогосподарської культури, способів його механічного обробітку та системи удобрення. В агроценозах картоплі, пшениці ярої та пелюшко-вівсяної суміші у варіантах з безполицевим обробітком ґрунту (дискування на глибину 8 -10 см), порівняно з традиційною оранкою (18-20 см), спостерігалося переважання обсягів асиміляції рослинами СО2 над величинами його емісії ґрунтом. За традиційної системи удобрення інтенсивність емісії СО2 ґрунтом зменшувалася, тоді як на варіанті з органічно-сидеральною системою спостерігалося переважання величин емісії над її асиміляцією рослинами. Дієвим, ефективним та достатньо точним інструментом встановлення параметрів балансу органічної речовини ґрунту в частині визначення обсягів надходжень рослинних решток для її утворення є методи дистанційного зондування землі (ДЗЗ) та величини загальної магнітної сприйнятливості (χ). Останні корелюють з крупним пилом (0,05-0,01 мм) (r = -0,82), rmin = 0,82; вмістом вуглецю органічної речовини ґрунтів Сорг (r = 0,64); NO3- (r = 0,57); Са2+( r = 0,59); сумою обмінних катіонів (0,58); вмістом рухомого фосфору (r = Р2О5) (r = 0,73); та катіонами водної витяжки Mg2+ (r = 0,56), K+ (r = -0,61), (rmin = 0,52). В результаті досліджень встановлено, що в Україні сумарний баланс двох взаємно протилежних процесів (емісії та асиміляції) двоокису вуглецю, спричинений конвертацією земельних угідь за період 1990-2017 рр. формувався на користь декарбонізації атмосфери і склав 68712,17 тис.т (13,6 кг/га/рік-1). Конвертація різних угідь в лісові землі дала відчутний ефект щодо зв’язування діоксиду вуглецю та очищення атмосфери, відповідно 47851,18 тис.т (177 кг/га/рік-1), а переведення земель до складу пасовищ – в середньому 87,8 кг/га/рік1. З 75,5 % величини загальної зміни обсягу СО2 унаслідок конвертації земельних угідь України 15,3 % пояснюється варіацією зміни площі ріллі, 6,6 % - зміною площ земельних ділянок, трансформованих у пасовища, 6,2 % зміною площ земель, трансформованих у інші землі, 41,1 % - зміною площ земель трансформованих у населені пункти, а 6,2 % пояснюється зміною температури повітря. За умови збереження існуючих темпів підвищення температури повітря, які склалися у період 1990-2015 рр. подальше підвищення температури повітря на 1 % (0,0879 t˚C) та у випадку збереження тенденцій проведення трансформації угідь призведе до підвищення величини емісії СО2 на 34,8 %. Найбільший потенціал зниження концентрації СО2 в атмосфері шляхом оптимізації структури земельних угідь через їх трансформацію зосереджено у відносно контрольованій людиною системі «ліси - водно-болотні угіддя - поселення - рілля». На основі інформації про емісійну активність ґрунтів запропоновано виділяти період з низькою інтенсивністю емісії СО2 як рекреаційний період ґрунтів (РПҐ), в межах якого виділяти його осінню (І) та весняну (ІІ) частини. Моделювання РПҐ та використання отриманої інформації під час виробництва рослинницької продукції, окрім скорочення втрат вуглецю, допомагає встановленню оптимальних термінів проведення основного обробітку ґрунтів, а також забезпечує їх стале функціонування. Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці науково-методологічних основ управління емісійно-асиміляційним потенціалом ґрунтів за сільськогосподарського використання спрямованих на забезпечення зменшення непродуктивних втрат органічного вуглецю ґрунтами Полісся через емісію СО2, збільшення обсягів асиміляції та секвестрації Сорг з урахуванням кліматичних змін та антропогенних чинників. Розроблена схема трирівневого моніторингу емісійно-асиміляційного потенціалу ґрунту включає : I рівень – моніторинг запасів СО2 у ґрунтовому повітрі за профілем ґрунту; ІІ рівень – моніторинг наземної емісії двоокису вуглецю з ґрунту; ІІІ – рівень - емісія та асиміляція СО2 в системі «ґрунт ↔ атмосфера ↔ рослина». Обґрунтовано господарське значення, методологію визначення та тривалість рекреаційного періоду ґрунтів (РПҐ) на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України за сільськогосподарського використання, у межах якого досягається зниження втрат СО2 в результаті емісії до атмосфери. Результати досліджень використано під час розробки першої редакції «Національної цифрової растрової карти вмісту та концентрації вмісту та концентрації ґрунтового органічного вуглецю в ґрунтах України для шару 0-30 см з використанням грід-карти 1х1 км» як складової частини Глобальної карти ґрунтового органічного вуглецю Глобального ґрунтового партнерства й Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (ФАО). Розроблено «Спосіб визначення інтенсивності емісії газів з ґрунту (на прикладі СО2)», рекомендований до використання науково-дослідними установами НААН України та широкому колу науковців, викладачів і студентів Міністерства освіти і науки України (Рішення Вченої ради ННЦ «ІҐА ім. О. Н. Соколовського», протокол № 3 від 8.02.2019 р. та рішення Вченої ради ННІ «Інститут геології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, протокол № 10 від 12.03.2019 р.). Запропонований «Спосіб визначення балансу маси газу в системі «ґрунт ↔ атмосфера ↔ рослина» отримав високу оцінку фахівців Інституту фізіології і генетики Національної академії наук України для дослідження емісійно-асиміляційних процесів біогенних газів в ґрунтах з вегетуючою рослиною як простий та функціональний алгоритм встановлення закономірностей руху емісійно-асиміляційних потоків газів в приземному шарі повітря. Результати досліджень пропонується використати для розрахунку і обліку викидів парникових газів Національним центром обліку викидів парникових газів в Україні, у навчальному процесі ННІ «Інститут Геології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Харківського національного аграрного університету імені В. В. Докучаєва, Житомирського національного агроекологічного університету, а також під час випробування і встановлення ефективності нових мікробіологічних препаратів, розроблених Інститутом сільськогосподарської мікробіології НААН України. Soils are a basic component of the biosphere, the functioning of which with increasing anthropogenic pressure at the current level of agricultural systems and agricultural technologies, requires the development of measures for their rational use, fertility, and important environmental functions, especially decarbonization of the atmosphere. The role of soils and soil cover is especially important in connection with global climate change due to the intense release of greenhouse gases and rising global air temperatures. Due to the intensification of production, the growth of the world's population, the role of soil and land resources in providing the population with food is constantly growing. Against the background of slowing down the degradation processes in the soils of European countries with high doses of mineral fertilizers, complete cessation of nutrient depletion and reduction of organic matter in them does not occur. Due to the fact that soils are formed and function as a result of soil formation factors and anthropogenic loads, their use as a means plant production must be consistent with their ability to withstand the negative effects of climate change. The dissertation is devoted to the research of processes of emission and sequestration of carbon dioxide in the soils of the Polissia area depending on the level of anthropogenic loads, actions of biotic components and abiotic factors, as well as clarifying the role of soils in regulating the level of atmospheric CO2 concentration during agricultural production in order to provide criteria-based bases for sustainable land use. The dissertation was performed within the tasks of RW (2013-2020), tasks of the NAAS (2011-2020) and SRW of 2018-2020. In the scientific work theoretically generalizes and substantiates practical measures to solve the problem of managing the flow of organic carbon in the soils of Polissia Ukraine. Developed criteria-basic for the modern stage of sustainable land use in the system "soil ↔ atmosphere ↔ plant" for different types of agricultural lands are developed using advanced methodological approaches that minimize unproductive losses of carbon dioxide from soils, reduce degradation, increase soil fertility, their protection and food security. Developed and improved tools for determining, methodology for accounting for greenhouse gas emissions from soil (I), balance of greenhouse gases in the system "soil ↔ atmosphere ↔ plant" (II), and a method for determining the concentration, mass and profile distribution of nutrients in soil air (III), which provide for the possibility of taking into account air temperature and atmospheric pressure; the classification of soils according to the time of exposure to determine the mass of CO2 in soil air has been developed, depending on the intensity of air exchange: too difficult, relatively difficult, satisfactory, moderate, intense, too intense. The general trend of rising air temperature in Ukraine, which lasted for the 200 years, is a consequence of global warming and the most clearly observed in recent decades. A characteristic feature of this process is the presence in certain time intervals of temperature fluctuations in the form of a slowdown in temperature, in particular of the period 1950-1990, compared to the period 1915-2016 (-0.147 0C). As the air temperature in Ukraine continues to rise, and the results of research confirm its significant impact on the nature of emission and assimilation processes in the warm and cold periods of the year, the nature of soil functioning in the Polissia agrocenoses also changes, leading to an increase in irreversible CO2 losses and reducing their fertility. It is established that the losses of organic matter by soils occurred simultaneously with the decrease of the main indicators of their fertility. At the monitoring sites of the state network, the reserves of organic carbon in sod-podzolic soils of different particle size distribution and degree of hydromorphism have significantly decreased over the last 30 years. The total amount of humus losses per 1 ha of arable land is about 120 kg per year. Annual irreversible CO2 emissions on sod-podzolic soils during the study period was ranged from 3,7-36.9 to 5,5‒10,2 kg/ha/year-1, that in the general structure of soils organic carbon loss on the average make from 3,1 to 8,5 % of its average annual losses. According to the results of 36-year use of sod-podzolic sandy soils on forest-like sediments as a part of 9-field crop rotation in the conditions of stationary field experiment (Central Polissia) the value of unproductive CO2 emission losses during vegetation of crops averaged 3,15 kg/ha per hour (from 2,1 to 4,2 kg/ha per hour). The dominance of individual factors of CO2 emission from soils is confined to specific time intervals of the growing season, due to different temperatures, moisture content, growing season of plants and other components. The absolute values of the average for the period of observations the amount of CO2 emissions from soils placed them in descending order of intensity, kg/ha per hour: peat-swamp carbonate drained, 14,3> chernozem-meadow carbonate dusty-loamy, 9,8> light gray podzolic gley sandy, 8,9> gray podzolic gley light loam, 8,8> dark gray podzolic gley light loam, 8,2> sod-medium-podzolic gley sandy soil, 6,9> sod-medium-podzolic gley loamy soil, 6,3. The values of the intensity of carbon dioxide emissions by the soils of Polissia Ukraine in the cold period largely depend on abiotic factors - temperature and atmospheric pressure. The largest increase in CO2 emissions from the soil due to atmospheric pressure was observed in cases of a sharp decrease in its values, which amounted to at least 1 millimeters of mercury in 1 hour and amounted to ≥ 3 millimeters of mercury. It is established that in 2015-2016 there was a shift in the time interval of increasing CO2 emissions from sod-podzolic gley sandy soil under winter rye due to the effects of "freezing-thawing" of soils for an earlier period: from late february - early march to early february. In the conditions of Polissia agro-landscape regularities of gas exchange between soil and atmosphere are established, three main components are allocated: the top most aerated part of a soil profile adjacent to a supersoil layer of atmospheric air up to 0,3 m (I), atmospheric air of the lower surface layer to 1 m (II) and atmospheric air of the upper surface layers of the atmosphere > 1 – 5 m (III). The value of the average intensity of terrestrial CO2 emissions from sod-podzolic gley sandy soils in the agrocenosis of winter rye in the phase of full maturity (6,3 kg/ha per hour) is close in value to the mass of CO2 in free soil air (layer 0-40 cm) (6,7 kg/ha), which indicates the possibility of using the latter as an important evaluation criterion of emission activity of soils. Installed the relationship between the concentration of CO2 at a height of 0,35-0,50 m above the surface of sod-podzolic and podzolic sandy soils, the intensity of its emission during the growing season of crops, as well as in the cold and warm periods of the year. The emission activity of Polissia soils of different particle size distribution and degree of hydromorphism during the vegetation of agricultural crops is due to the combined action of several factors, among which the determinants are: granulometric composition of the soil (fine dust, 0,005-0,001 mm) (43,7 %); carbon content of soil organic matter (24,0 %); soil moisture (0-10 cm) (20,0 %); soil surface temperature (7,0 %). Correlation coefficients (r) between the values of the average emission intensity in soils with the content: fine dust – 0,90; carbon organic matter – 0,92; alkaline hydrolyzable nitrogen – 0,90; soil surface temperature – -0,93; soil moisture – 0,86. The intensity of assimilation and CO2 emissions on sod-medium-podzolic sandy soils were differentiated depending on the crop, methods of its mechanical cultivation and fertilizer system. In agrocenoses of potato, spring wheat and pea-oat mixture in variants with tillageless tillage (disking to a depth of 12-14 cm), compared to traditional plowing (18-20 cm), there was a predominance of CO2 assimilation by plants over the values of its soil emission. Under the traditional fertilizer system, the intensity of CO2 emission by the soil decreased, while in the variant with the organic-sidereal system, the predominance of emission values over its assimilation by plants was observed. An acting, effective and fairly accurate tool for establishing the parameters of the balance of soil organic matter in terms of determining the amount of plant residues for its formation are methods of remote sensing of the earth and the value of the total magnetic susceptibility (χ). The latter correlate with coarse dust (0,05 - 0,01 mm) (r = -0,82), rmin = 0,82; carbon content of soil organic matter Сorg (r = 0,64); NO3- (r = 0,57); Са2+( r = 0,59); the sum of exchange cations (0,58); content mobile phosphorus (r=Р2О5) (r = 0,73); and cations of water extract Mg2+ (r = 0,56), K+ (r = -0,61), (rmin = 0,52). As a result of research it is established that in Ukraine the total balance of two mutually opposite processes (emission and assimilation) of carbon dioxide caused by land conversion for the period 1990-2017 was formed in favor of decarbonization of the atmosphere and amounted to 68712,17 thousand tons (13,6 kg/ha/year-1). The conversion of various lands into forest lands had a significant effect on the binding of carbon dioxide and the purification of the atmosphere, respectively 47851,18 thousand tons (177 kg/ha/year-1), and the transfer of land to pastures - an average of 87,8 kg/ha/year-1. Of the 75,5 % of the total change in CO2 due to the conversion of land in Ukraine, 15,3 % is due to variations in the area of arable land, 6,6 % – by changing the area of land transformed into pastures, 6,2 % – change in the area of land transformed into other lands, 41,1 % – by changing the area of land transformed into settlements, and 6,2 % due to changes in air temperature. Provided that the existing rate of increase in air temperature, which developed in the period 1990-2015, further increase in air temperature by 1 % (0,0879 ˚C) and in the case of continuing trends in the transformation of lands will increase the amount of CO2 emissions by 34,8 %. The greatest potential for reducing the concentration of CO2 in the atmosphere by optimizing the structure of land through their transformation is concentrated in a relatively human-controlled system "forests - wetlands - settlements - arable land." Based on the information on the emission activity of soils, it is proposed to allocate the period with low intensity of CO2 emissions as a recreational period of soils (RPS), within which to allocate its autumn (I) and spring (II) parts. Modeling of RPS and the use of information obtained during crop production, in addition to reducing carbon losses, helps to establish the optimal timing of the main tillage, as well as ensures their sustainable operation. The practical significance of the obtained results is the development of scientific and methodological bases for managing the emission and assimilation potential of soils for agricultural use aimed at ensuring the reduction of unproductive losses of organic carbon by the soils of Polissia through CO2 emissions, increased assimilation and sequestration of Corg, taking into account climate change and anthropogenic factors. The developed scheme of three-level monitoring of emission and assimilation potential of soils includes: Level I – monitoring of CO2 reserves in the soil air by soil profile; Level II – monitoring of terrestrial carbon dioxide emissions from soil; Level ІІІ – CO2 emission and assimilation in the system “soil ↔ atmosphere ↔ plant”. The practical significance, methodology of determination and duration of the recreational period of soils (RPS) on sod-podzolic soils of Polisssa Ukraine for agricultural use are substantiated, within which reduction of CO2 losses as a result of emission to the atmosphere is achieved. The research results were used during the development of the first edition of the "National digital raster map of content and concentration of content and concentration of soil organic carbon in the soils of Ukraine for a layer of 0-30 cm using a grid-map 1x1 km" as part of the Global Soil Map of the Global Soil Partnership and the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Developed "Method for determining the intensity of gas emissions from soil (on the example of CO2)", recommended for use by research institutions of NAAS of Ukraine and a wide range of scientists, teachers and students of the Ministry of Education and Science of Ukraine (Decision of the Academic Council of the NSC "ISSA named after O. N. Sokolovsky", minutes № 3 dated 8.02.2019 and the decision of the Academic Council of the SEI "Institute of Geology" of the Taras Shevchenko National University of Kyiv, minutes № 10 dated 12.03.2019). The proposed method of determining the balance of gas mass in the system "soil ↔ atmosphere ↔ plant" was highly praised by experts of the Institute of Physiology and Genetics of the National Academy of Sciences of Ukraine for the study of emission and assimilation processes of biogenic gases in soils with vegetative plant as a simple and functional algorithm -assimilation flows of gases in the surface layer of air. The research results are proposed to be used for the calculation and accounting of greenhouse gas emissions by the National Center for Greenhouse Gas Emissions Accounting in Ukraine, in the learning process the SEI "Institute of Geology" of the Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kharkiv National Agrarian University named after V. V. Dokuchaev, Zhytomyr National Agroecological University, as well as during testing and establishing the effectiveness of new microbiological drugs developed by the Institute of Agricultural Microbiology of NAAS of Ukraine.