Биологическое (альтернативное) земледелие отличается от других систем земледелия возделыванием сельскохозяйственных культур (в основном овощных и плодово-ягодных) без применения минеральных удобрений, пестицидов и других средств химизации.
В России земледелие альтернативное реально уже около 20 лет с 1990 г, поскольку после распада государства на 1 га пашни вносится минеральных удобрений в среднем в 20-25 раз меньше (16 кг/га), нежели в странах Западной Европы, Японии или Китае. В принципе любое земледелие биологическое, так как основным объектом являются растения.
Под биологизацией земледелия следует понимать широкое вовлечение в качестве источников питания и стимуляторов роста сельскохозяйственных культур различные виды органических удобрений, биопрепараты для защиты растений от вредителей и болезней, а также увеличение доли биологически фиксированного азота. В то же время из всех веществ, которые могут быть использованы для улучшения роста и развития растений наиболее оправдано применение органических удобрений.
При ограниченных ресурсах органических удобрений получить удовлетворительный урожай в нашей стране без применения минеральных возможно лишь в отдельные благоприятные годы на черноземных почвах.
Учитывая химический состав навоза разных животных, можно утверждать, что нет никаких оснований полагать, что при внесении органических удобрений качество продукции будет лучше, нежели при внесении минеральных удобрений. Сильная засоренность посевов при применении органических удобрений и несбалансированность в них элементов питания приводит к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур на 20-35% по сравнению с традиционным применением минеральных удобрений и средств защиты растений (Шпаар Д., 2005).
Ограниченное применение средств химизации земледелия может быть оправданным лишь при выращивании продукции для производства детского и диетического питания.
Мнение о том, что применение навоза, птичьего помета или компостов обеспечивает более высокое качество продукции растениеводства по сравнению с минеральными удобрениями не имеет под собой реальной основы. Учитывая химический состав навоза разных животных и динамику его минерализации, можно утверждать, что нет каких-либо оснований полагать, что при внесении органических удобрений качество продукции будет лучше, нежели при внесении минеральных удобрений. Если сопоставлять качество продукции растениеводства при внесении органических и минеральных удобрений, то в большинстве случаев преимущество остается за последними (Прижуков, 1994).
Свидетельством этому является тот факт, что несмотря на широкую пропаганду биологического земледелия оно не получило широкого распространения в зарубежной практике. В страх Европы площади сельскохозяйственных угодий под альтернативным земледелием составляют лишь на 0,5-1% при неоправданно значительном повышении цен на «биологические» продукты питания.
Несбалансированность элементов питания в органических удобрениях приводит к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур на 20-45% по сравнению с традиционным применением минеральных удобрений и средств защиты растений (Минеев и др., 1993; Шпаар Д., 2005).
С органическими удобрениями возвращается в почву значительная часть отчуждаемых с поля макро — и микроэлементов, позволяет поддерживать сложившееся состояние баланса элементов питания и гумуса. Систематическое их применение улучшают агрохимические и агрофизические свойства почв, как легкого, так и тяжелого гранулометрического состава.
Доля элементов питания, вносимых с органическими удобрениями, зависит от площади пашни вида и поголовья животных. В передовых хозяйствах при высокой обеспеченности навозом, минеральные удобрения вносят с целью компенсации отчуждения элементов питания с товарной продукцией. В странах с высокоразвитым животноводством, где значительная часть сельскохозяйственных угодий занимают луга и пастбища (Бельгия, Голландия и др.) около 70-80% элементов питания возвращаться в почву с органическими и 20-30% вносится с минеральными удобрениями. В Германии, Франции и США с органическими удобрениями возмещается примерно 45-55% элементов питания отчуждаемых растениями, в России — 5-10%.
Важная роль в биологическом земледелии отводится сидератам. Сидеральные (зеленые) удобрения целесообразно использовать на полях, удаленных от животноводческих ферм. В то же время сидерация полей не получила широкого распространения в связи с проблемой семеноводства однолетних люпинов, а многолетние люпины требуют вывода полей из оборота на 3-4 лет. В качестве сидератов используют также озимую рожь, горчицу, рапс и др. культуры. Важно отметить, что низкие урожаи сидеральных культур, при ограниченном применении минеральных удобрений, также сдерживают их посевы.
Академик Д. Н. Прянишников придавал большое значение расширению посевов клевера. В свое время он писал, что только клевер является хорошим предшественником для хлебов, а многолетние злаковые травы — тимофеевка, ежа, райграс и др. являются такими же азотопотребителями, как и хлеба, и поэтому оказываются для последних плохими предшественниками.
При расчете баланса азота в севообороте необходимо учитывать, что на каждую тонну сена клевера в корневых и пожнивных остатках содержится около 10-14 кг азота. Кроме того, хорошо развитая, глубоко проникающая корневая система клевера, улучшает агрофизические свойства всего корнеобитаемого слоя почвы.
Солома, торф и опилки представляют в первую очередь хороший источник органического вещества для улучшения агрофизических свойств почвы. Они богаты клетчаткой и лигнином и бедны азотом, кроме низинного торфа. Из-за дефицита азота и легкодоступных микроорганизмам органических веществ их минерализация протекает довольно медленно с поглощением азота почвы. Поэтому при внесении соломы, опилок и древесной коры почвенные микроорганизмы становятся активными конкурентами растений за азот. В практике сельского хозяйства на каждую тонну запаханной соломы дополнительного вносят 10 кг минерального азота. Поверхностное внесение соломы зерновых или неглубокая заделка ее в верхний слой оказывает мульчирующее действие на почву. При таком способе использования соломы улучшается физическое состояние почвы, снижается испарение, влагоотдача и образование корки на поверхности почвы.