Слід вдосконалювати агрохімічні дослідження: створювати нові форми добрив пролонгованої дії з синхронним ефектом; розробляти прийоми їх внесення з урахуванням біогеохімічних циклів N, С, S2О3; підвищувати в формуванні врожаю частку біологічного азоту, розробляти концепцію ґрунтової біотехнології.

Не менш важливим і актуальним завданням є створення малотоксичних регуляторів росту, що мають властивість евакуації метаболітів із листя в господарськокорисні органи (евакуатори), вибірково пригнічувати ріст бур’янів (нове покоління гербіцидів), імітуючи ефект алелопатогенів. Необхідний також пошук генетичних альтернатив агрохімічним прийомам. Безперечно, шкала “хімізація—генетика” рухома, і з досягненнями останньої вона рухатиметься у бік обмеження засобів хімізації та оптимізації селекційно-генетичних розробок. Чи означає це, що агрохімія в майбутньому звільнить місце таким новим наукам, як біотехнологія, генна інженерія, молекулярна генетика. Цього не станеться, якщо вона спрямує свої зусилля на мінімізацію забруднення навколишнього середовища, тісніше пов’яже свої дослідження з біогеохімією, селекцією, оптимізацією таких процесів, як перенесення азоту з атмосфери у ґрунт, якістю сільськогосподарської продукції, створенням добрив нового покоління та ін.

Оскільки сучасна біосфера й екологічне середовище на планеті підтримуються процесами, що відбуваються в геодермі (у зоні загальноземного ґрунтоутворення), роль агрохімії, безперечно, спрямована на розвиток ґрунтотворних процесів за рахунок діяльності рослин і мікроорганізмів. Історичний огляд свідчить, що перші ґрунти з’явилися 300—400 млн. років тому. Коли сушу заповнила лісова і трав’яниста рослинність й Земля набула киснево-азотної атмосфери, почалося їх формування. Життя рослин і ґрунтів невід’ємне, а агрохімія — це та ланка, яка повинна оптимізувати як продукційний, так і ґрунтотворний процеси.

Екологічне виробництво — дещо обернене екологізації, що трактується як пристосування виробничої сфери до певних екологічних вимог. Під ним розуміють передчасне, раніше сплановане і науково обґрунтоване перетворення природних комплексів. Воно передбачає створення нової техніки, добрив та екологічних технологій. Крім того, поряд з інтенсивним технічним освоєнням природи не виключені можливості втручання суспільства в нові простори у Світовому океані, літосфері та космосі. Через це у загальному плані наводять основні напрями оптимізації механічного освоєння природи — гармонізацію технічних агросистем з біосферою, створення екологічного виробництва й освоєння нових просторів та умов у межах і за межами Землі.

Засновником вчення про біосферу був В.І. Вернадський. Він довів, що життя на Землі розвивалось як взаємозв’язана сукупність організмів, які забезпечувала безперервний потік елементів у біогенному обміні речовин. Взаємозв’язок між ними виявляється у біогенній міграції атомів за рахунок енергії сонячного випромінювання. Біосфера — це специфічно організована цілісність усього живого та мінеральних елементів.

Популяції всіх видів, що займають певний простір, становлять біоценоз, який при взаємодії з середовищем існування утворює екосистему, або біогеоценоз. У сільському господарстві формуються агроекосистеми трьох рівнів організації: перший — поле, зайняте культурою; другий — територія сівозміни з набором культур; третій — сільськогосподарський ландшафт —природно-економічний район з вираженою спеціалізацією.

Агроекосистема в рослинництві існує протягом року — від появи сходів до збирання врожаю. Основна мета управління нею — одержання максимальної кількості продукції. Вплив хімізації на продуктивність агроекосистеми обмежений природними умовами. Межа позитивного ефекту використання добрив — це повне забезпечення сільськогосподарських культур елементами живлення з максимальним коефіцієнтом їх використання.

Як зазначає Фокін А.Д., зв’язок між різними структурними одиницями біосфери, біогеоценозів і ґрунтом здійснюється через біогеохімічні кругообіги.

Біохімічний кругообіг може бути таким:

хімічні форми елементів у ґрунті;

надходження доступних форм елементів у рослину;

біологічна міграція, тобто перерозподіл елементів між надземними органами та кореневою системою;

повернення елементів у ґрунт в трансформованій формі;

утилізація і трансформація рослинних решток ґрунтовою біотою у поєднанні з абіогенними процесами трансформації та міграції речовин до початкового стану.

Знання біохімічного кругообігу органічної речовини і хімічних елементів дає змогу регулювати поживний, водний, повітряний режими ґрунту, розробляти та ефективно використовувати різні прийоми, які захищають природні об’єкти від забруднення токсичними речовинами. Зміна кругообігу речовин залежить від багатьох причин. Так, речовини можуть вимиватися водою з верхніх шарів ґрунту в глибинні або підґрунтові води, у вигляді газів надходити в атмосферу, а також втрачатися внаслідок водної та вітрової ерозій.

Зміст агроекології в інтенсивному землеробстві полягає у взаємодії системи ґрунт — рослина — засоби хімізації — вода — тварина — людина. На основі зональних систем землеробства В.Д. Панніков та В.Г. Мінєєв сформулювали основні умови та екологічні принципи підвищення ефективності засобів хімізації й охорони навколишнього середовища:

проведення комплексу заходів, які забезпечують зберігання та розширене відтворення родючості ґрунту;

утримання й підвищення вмісту гумусу як основного регулятора родючості ґрунту, захист ґрунтів від ерозії;

оптимізація структури посівних площ;

управління родючістю та ліквідація втрат хімічних засобів і добрив, використання їх на основі досягнень науки;

освоєння інтегрованих систем захисту рослин;

вирощування інтенсивних сортів культур;

поліпшення якості сільськогосподарських культур;

облік погодних умов для забезпечення високої ефективності засобів хімізаії;

охорона навколишнього середовища від можливого негативного впливу засобів хімізації та інших антропогенних факторів;

довгостроковий прогноз змін вмісту й дії токсикантів у ґрунті та екосистемах.

Життя на планеті може продовжуватися тільки завдяки розумній творчій діяльності людини. Фахівець відповідає перед суспільством за свою ділянку роботи. Він повинен приймати рішення з організації планування робіт, розробляти і впроваджувати технологічні процеси. Кілька років тому це вважалося достатнім. Нині становище суттєво змінилося. До його завдань входить також і охорона природи.

2. Основні закони агроекології

Біогенетичний закон. Організм в індивідуальному розвитку (онтогенез) повторює дев’ять у скороченому й закономірно зміненому вигляді 0 історичний розвиток виду.

Закон внутрішнього врівноваження. Природна системи має внутрішню енергію, речовину, інформацію і динамічні