У сучасних умовах для отримання якісної продукції рослинництва і тваринництва недостатньо застосування технологій, вільних від надмірної хімізації. Необхідні також чисте повітряне середовище, відсутність шкідливих викидів промислових підприємств, автомобільного транспорту та ін.
Рослини засвоюють з ґрунту лише ті поживні речовини, які їм потрібні. Однак за надлишкових концентрацій шкідливі елементи й хімічні сполуки з ґрунту потрапляють у рослини, зерно, корми, а отже, у продукцію тваринництва. Саме тому стічні води підприємств, міст, великих тваринницьких ферм і комплексів слід очищати, а найбільш шкідливі підприємства (зокрема АЕС, хімічні заводи та ін.) – переводити на замкнутий цикл водоспоживання.
Велике значення має оптимальна система азотного живлення рослин. Надмірна концентрація рухомого азоту (понад 6–8 мг/кг ґрунту) може призводити до підвищення вмісту нітратів у рослинах, що погіршує якість урожаю. Слід зазначити, що органічні добрива, які вносять в надмірних кількостях (понад 16–17 т/га сівозміни), як і мінеральні, спричинюють нагромадження нітратів та інших шкідливих сполук у продукції рослинництва [3]. Крім того, надмір гною може бути джерелом забруднення землі важкими металами.
Перед внесенням органічні добрива треба знезаражувати, очищати від насіння бур'янів, визначати їх хімічний склад.
Не можна вносити надмірні дози калійних і особливо фосфорних добрив, оскільки це може призвести до підвищення радіоактивного фону на полях у десятки разів [19]. Так, суперфосфат іноді містить багато важких металів, зокрема урану.
Гній слід знезаражувати термічно, мул і сапропель – тривалим витримуванням у штабелях, компостуванням з негашеним вапном, аміаком рідким синтетичним, аміачною водою тощо.
Норми внесення різних відходів і компостів слід оптимізувати залежно від допустимих концентрацій важких металів у ґрунті (табл. 1).
Їх розраховують за формулою
Д = (ГДК – Ф)·К1·К2·К3,
де Д – допустима норма важкого металу, кг/га; ГДК – гранично допустима концентрація важкого металу в ґрунті, кг/га; Ф – фоновий вміст важкого металу в ґрунті, кг/га; K1, K2, K3 – поправочні коефіцієнти на вміст гумусу, механічний склад, кислотність ґрунту.
Недоцільно вносити свіжий і рідкий гній без його знезараження. На 2 – 3 поля сівозміни треба мати спеціально побудовані польові гноєсховища, в які гній вивозять безпосередньо з ферм. З рідкого гною і сечовини, фекальних відходів, використовуючи торішню солому, в цих гноєсховищах можна готувати високоякісні органічні добрива.
Таблиця 1. Вміст хімічних елементів в орних землях
| Вміст, мг/кг | Вміст, мг/кг | ||||||
| Елемент | фоновий | максимальний у забруднених ґрунтах | гранично допустимий | Елемент | фоновий | максимальний у забруднених ґрунтах | гранично допустимий |
| Миш'як | 0,1–20 | 8000 | 20 | Нікель | 2–50 | 10 000 | 50 |
| Бор | 5–20 | 1000 | 25 | Свинець | 0,1–20 | 4000 | 100 |
| Берилій | 0,1–5 | 2300 | 10 | Селен | 0,01–5 | 1200 | 10 |
| Кадмій | 0,01–1,0 | 200 | 3 | Сурма | 0,01–5 | 1200 | 5 |
| Бром | 1–1 | 600 | 10 | Олово | 1–20 | 800 | 50 |
| Кобальт | 1–1 | 800 | 50 | Талій | 0,01–0,5 | 40 | 1 |
| Хром | 2–50 | 00 0100 | 100 | Титан | 10–5000 | 20 000 | 50 000 |
| Мідь | 1–20 | 22 000 | 100 | Уран | 0,01–1 | 115 | 5 |
| Фтор | 50–200 | 8000 | 200 | Ванадій | 10 – 100 | 1000 | 50 |
| Галій | 0,1–10 | 300 | 10 | Цинк | 3–50 | 20 000 | 300 |
| Ртуть | 0,01–1,0 | 500 | 2 | Цирконій | 1–300 | 6000 | 300 |
| Молібден | 0,2–5,0 | 200 | 5 | ||||
До заходів, які поліпшують екологічну умови на посівах польових культур, належить насамперед раціональна система удобрення, яка значною мірою запобігає потраплянню надлишку поживних речовин добрив, зокрема нітратів, у навколишнє середовище, особливо в ґрунтові води [11].
Негативним екологічним фактором є безсистемний полив на зрошуваних землях, особливо надмірними поливними нормами (понад 300 – 400 м3/га). Наслідком є ерозія ґрунту, змивання і вимивання добрив у його нижні горизонти, звідки підземним стоком вони потрапляють у водойми; збіднення верхнього шару ґрунту на кальцій, зміна співвідношення катіонів у вбирному комплексі і, як наслідок, – погіршення вбирної здатності ґрунту та ін.
При меліоративно невпорядкованому землекористуванні особливо великої шкоди завдає ерозія. У боротьбі з ерозією, як дуже негативним агроекологічним фактором, велике значення має ґрунтозахисна система землеробства.
Негативні наслідки інтенсифікації землеробства сприяли розвитку за кордоном на початку 60-х років так званого альтернативного землеробства, яке називають також біологічним, біодинамічним або органічним. На думку зарубіжних вчених, альтернативне землеробство – це не система, а концепція, новий підхід до землеробства, група методів, етика ставлення до землі. Його суть полягає у повному або частковому відмовленні від синтетичних добрив, пестицидів, регуляторів росту і кормових добавок: Комплекс агротехнічних заходів ґрунтується на суворому дотриманні сівозмін, введенні до їх складу бобових культур, збереженні рослинних решток, застосуванні гною, компостів і сидератів, проведенні механічних культивацій, захисту рослин біологічними методами. Метою альтернативного землеробства є одержання продукції, що не містить залишків хімікатів, збереження ґрунтової родючості – і, в кінцевому рахунку, охорона навколишнього середовища [7]. Рух за альтернативне землеробство розвивається в промислово розвинених країнах, де з найбільшою силою проявилися негативні наслідки інтенсифікації землеробства.
Альтернативне землеробство закордонні спеціалісти не вважають кроком назад у розвитку землеробства, бо фермери, що дотримуються цих методів, використовують високоякісне насіння найкращих сортів і сучасні машини та обладнання, знаряддя, проводять ґрунтоохоронні заходи, Переробка органічних відходів здійснюється сучасними методами. Знання життєвих циклів бур’янів, збудників хвороб і шкідників дає можливість розробляти оптимальні сівозміни.
Прихильники альтернативного землеробства визнають, що традиційне землеробство характеризується більш високими показниками, але, по-перше, вони досягаються зниженням родючості ґрунту і забрудненням навколишнього середовища залишками добрив і пестицидів і, по-друге, в традиційному землеробстві, на їх думку, не надається достатнього значення такому важливому показнику, як біологічна якість продукції, яку треба оцінювати не тільки за привабливим зовнішнім виглядом, смаком і розміром, а й за здатністю підтримувати здоров’я людини.
В альтернативному землеробстві велику увагу приділяють боротьбі з ущільненням ґрунту. Для цього застосовують тільки легку сільськогосподарську техніку. Не допускається застосування хімічних засобів захисту рослин. Для боротьби з бур’янами, хворобами і шкідниками використовують тільки агротехнічні та біологічні методи.
Для альтернативних господарств, в яких утримуються тварини, замість застосування складних кормових сумішей, що містять багаточисельні синтетичні кормові добавки, характерне повернення до натуральних кормів.
Нині існує декілька систем альтернативного землеробства. Найбільш старою з них вважають біодинамічну. В 30-і роки її вже застосовували окремі фермери в Австрії та в інших країнах Західної Європи [1, 19].
Виникнення решти систем, як і розвиток біодинамічної, належать до початку шестидесятих років, тобто до періоду, коли почали проводити широкомасштабну хімізацію сільського господарства. Таким чином, досвід альтернативного землеробства не налічує ще й 30 років, тому рано давати оцінку результатам функціонування таких систем. Різниця між наявними системами не завжди має чітку межу, вони часто мають термінологічний характер.
Органічна система. Нині її широко застосовують у США. Найбільш характерні властивості органічного землеробства в тому, що продукти харчування необхідно вирощувати, зберігати і переробляти без застосування синтетичних добрив, пестицидів або регуляторів росту. Якщо на полі вирощують багаторічні культури, то хімічні засоби не слід застосовувати протягом 12 місяців до появи бутонів, а при одно- і дворічних культурах – протягом 12 місяців до їх сівби (садіння). Дозволяється застосування мікроорганізмів, мікробіологічних продуктів і матеріалів, що складаються з речовин рослинного, тваринного або мінерального походження. До збирання врожаю можна застосувати бордоську рідину, мікроелементи, попіл, вапняк, гіпс, рибну емульсію, мило. Європейське і американське біологічне землеробство дає можливість також застосовувати гній, компости, кісткове борошно, «сирі» породи: доломіт, глауконітовий пісок, польовий шпат, базальтовий пил, крейду, вапно. Для боротьби із шкідниками використовують піретрум, часник, тютюновий пил [12].