Для решения задач экологизации земледелия необходимо представлять закономерности функционирования природных и создаваемых человеком фитоценозов. Главные отличия этих систем следующие:

1. Первое различие между естественными и искусственными экосистемами состоит в разном направлении отбора. Естественный отбор, отметая неустойчивые, нежизнеспособные формы организмов и их сообществ, ведет организацию есте­ственных экосистем к их фундаментальному свойству — к устойчивости. Агроценозы находятся вне сферы естественного отбора, эти системы создаются и поддерживаются человеком. Искусствен­ный отбор направлен, прежде всего, на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Часто урожайность сорта не свя­зана с его устойчивостью.

2. Естественные экосистемы используют единственный источник энергии — солнце. КПД использования солнечной энергии мал, однако естественные экосистемы устойчиво существуют на этом количестве энергии, трансформируя ее в различных пище­вых цепях. Агроценозы получают наряду с солнечной энергией допол­нительное количество энергии, которое вносит в них человек, контролируя видовой состав растений, их урожайность, обес­печивая защиту культивируемых растений от вредителей и неблагоприятных климатических условий. Доля антропогенной энергии от всей энергии, аккумулированной в урожае, при средних дозах удобрений, без поливов составляет 5—10 %. Энер­гетические вложения практически всегда сопровождаются вещественными, что оказывает влияние на биологический кру­говорот в агроценозах.

3. Разнообразие экологического состава фитоценоза обеспечивает устойчивость продукционного процесса при колебании по­годных условий в различные годы. Угнетение одних растений приводит к повышению продуктивности других вследствие ослабления конкуренции. В результате фитоценоз сохраняет спо­собность к созданию определенного уровня продукции в разные годы. Агроценоз полевых культур — сообщество монодоминантное, более того — односортовое. Действие неблагоприятных факторов одинаково отражается на всех растениях агроценоза. Угнетение роста и развития основной культуры не может быть компенсиро­вано усиленным ростом других видов растений. В результате устойчивость продуктивности агроценоза ниже, чем в естествен­ных экосистемах.

4. Наличие широкого спектра растений с различными фенологическими ритмами позволяет фитоценозу как целостной сис­теме осуществлять продукционный процесс в течение всего вегетационного периода непрерывно, наиболее полно и экономно расходуя ресурсы тепла, влаги и питательных элементов. В агроценозах период вегетации культивируемых растений ко­роче вегетационного сезона. В противоположность естественным фитоценозам, где виды различного биологического ритма дости­гают максимальной биомассы в разное время вегетационного сезона, в агроценозе рост растений одновременен и последова­тельность стадий развития в высокой степени синхронизирована. Таким образом, время взаимодействия фитокомпонента с други­ми компонентами (например, с почвой) намного короче в агро­ценозе, что не может не сказаться на интенсивности обменных процессов в системе в целом.

5. Одно из самых существенных различий между естественны­ми экосистемами и агроценозами заключается в степени ском­пенсированности круговорота внутри экосистемы. Круговороты химических элементов в природных экосистемах близки к скомпенсированности: приход вещества в цикл за определенный пе­риод в среднем приблизительно равен выходу вещества из цикла. Соответственно внутри цикла приход вещества в каждый блок приблизительно равен выходу вещества из него. Антропогенное воздействие нарушает скомпенсированность биологического круговорота. В агроценозах часть вещества изымается из экосистемы безвозвратно, что при­водит к отрицательной декомпенсации геохимических циклов. При массированном внесении удобрений для некоторых элементов наблюдается декомпенсация, когда величина входа элемен­тов питания в растения из почвы оказывается меньше величины поступления элементов питания в почву из разлагающихся рас­тительных остатков и удобрений. В агроценозах с хозяйственно полезной продукцией отчуждается 50—60% органического веще­ства от его количества, аккумулированного в продукции.

6. Природные экосистемы являются системами авторегуляторными, агроценозы — управляемыми человеком. Для того чтобы достигнуть своей цели (обеспечить пищу), человек в агроценозе контролирует или изменяет в значительной степени влияние природных факторов, а также дает преимущества в росте и раз­витии только компонентам, продуцирующим пищу. Главная за­дача в данной связи — найти условия повышения урожайности при минимизации энергетических и вещественных затрат и по­вышении почвенного плодородия. Решение этой задачи состоит в наиболее полном использовании агрофитоценозами природных ресурсов и создании скомпенсированных циклов химических элементов в агроценозах.