Сопряжённая оценка тесноты взаимосвязей циклов углерода и азота в различных климатических условиях с динамикой температуры, содержания влаги и кислорода, доступных соединений азота и углерода, микробиологической и ферментативной активности, главным образом, в самой верхней части профиля почв. 

• Рациональное использование традиционных и новых агротехнологий для снижения минерализации органического вещества в почвах и повышения секвестрации углерода в почвах. 
• Углубление знаний о фундаментальных механизмах секвестрации углерода в почвах в результате взаимодействий неспецифических органических соединений (углеводы, лигнин, липиды, фенолы, аминокислоты) и специфических органических соединений (гумусовые кислоты) с первичными и вторичными глинистыми минералами в генетических профилях почв с целью оценки значимости этих механизмов в сохранении устойчивости или в восстановлении баланса цикла углерода.
• Изучение количества и минералогического состава илистой фракции почв, гидроокиси железа при различных окислительно-восстановительных, гидрофизических, теплофизических, биохимических и микробиологических условиях.
• Анализ влияния свойств почв на микробиологические процессы формирования закиси азота (N2O), её внутрипочвенные и прямые потоки из почв в различных системах землепользования.
• Количественная оценка: во-первых, условий формирования доминантных процессов нитрификации и денитрификации в профилях почв, различающихся по генезису и качеству; во-вторых, преимущественных путей транспорта N2O в профилях почв; в-третьих, вклада внутрипрофильного транспорта N2O в её прямые выбросы из почв; в-четвёртых, значимости вышеупомянутых управляемых процессов в сохранении устойчивости или в восстановлении баланса цикла азота.