Використання ґрунтів протягом тривалого періоду під польовими культурами при незбалансованому внесенні добрив неодмінно призводить до гострої нестачі тієї чи іншої поживної речовини.
Тільки при регулюванні колообігу поживних речовин у землеробстві складаються умови для ефективної інтенсифікації сільськогосподарського виробництва.
Родючість ґрунтів і врожайність сільськогосподарських культур зменшуються, якщо господарі землі агровиробники нехтують добривами, ведуть виробництво рослинницької продукції без застосування наукового підходу.
Одним з об’єктивних економічних показників ступеня інтенсифікації і культури землеробства є баланс основних елементів живлення.
З метою економічного аналізу використання добрив і контролю за рівнем родючості ґрунтів широко застосовують розрахунок балансу азоту, фосфору і калію. Для встановлення ступеня збіднення або збагачення ґрунту на елементи живлення у межах окремих територій (ділянка, поле, господарство, район, область, зона), визначають загальний (без врахування коефіцієнта використання поживних речовин добрив культурами) баланс азоту, фосфору і калію. Баланс даних елементів живлення рекомендовано визначати у динаміці або за періодами, які характеризуються балансом у середньому за три — п’ять років. Це пов’язано з тим, що врожай значно залежить також від погодних умов і за даними одного року про характер зміни балансу NРК робити висновки не коректно.
Баланс поживних речовин у землеробстві та під окремими культурами розраховували за методичною схемою Д. М. Прянишникова. Суть визначення балансу поживних речовин полягає у співставленні кількостей їх надходження і винесенням врожаєм. Головне джерело елементів живлення—мінеральні й органічні добрива (гній, торф), а також надходження азоту і калію з атмосферними опадами та трьох елементів живлення — з посівним матеріалом. Статті витрат поживних речовин — винесення врожаєм і побічною продукцією культур, а також втрати азоту за рахунок трансформацій азотних сполук грунту.
Динаміка балансу поживних речовин у землеробстві України протягом 1971—1975 і 1986—1990 рр. свідчить, що на початку цього періоду загальний баланс азоту і калію був дефіцитний — відповідно 4,4 і 12,2 кг/га. За останні роки надходження поживних речовин (за сумою NРК) зросло, але і винос їх з врожаями значно зріс. При цьому, темпи надходження і виносу по зонах різняться між собою.
Колообіг кожної поживної речовини має свої особливості. Так, вирощування сільськогосподарських культур при недостатньому рівні застосування органічних і мінеральних азотних добрив, при відсутності у сівозміні бобових рослин призводить до постійного зменшення кількості азоту, а також гумусу в ґрунті.
За 1971—1975 рр. в Україні дефіцит азоту становив 13,5 кг/га, У 1976—1980 — 10, у 1984—1985 — баланс стає слабопозитивним —1,2 кг/га, у 1986—1990 рр. він знову стає слабодефіцитним— мінус 4 кг/га. За 20 років компенсація азоту по Україні становить 19,5 кг/га, по Поліссю — 13; Лісостепу — 26,7 та по Степу —21,9 кг/га.
Кругообіг фосфору в землеробстві складається дещо по-іншому. Фосфору в ґрунті міститься менше, ніж азоту, і доступність рослинам фосфатів низька як із органічних, так і мінеральних сполук. Темпи біологічної акумуляції фосфору значно відстають від темпів відчуження фосфору з урожаями, тому кругообіг його у землеробстві без внесення добрив призведе до дефіцитного балансу.
Загальний баланс фосфору в 1971 —1975 рр. по Україні був позитивним (3,9 кг/га), у наступні періоди він досяг більших величин (10,1; 15 та 20,6 кг/га). За 20 років компенсація фосфору в Україні досягла дефіциту у 12 кг/га, на Поліссі — 13,2; у Лісостепу—12,4 і найменше у Степу — 11 кг/га.
Кругообіг калію має свої особливості. У ґрунтах його міститься більше, ніж азоту і фосфору, але потреба рослин у калії не завжди може бути задовільнена за рахунок ґрунту зважаючи на слабку рухомість його сполук.
Баланс калію у 1971—1975 рр. був гостродефіцитним (—28 кг/га), у 1986—1990 рр. дефіцит зменшився більш ніж наполовину і становив 12,5 кг/га. У розрізі зон найбільший дефіцит його за 1986—1990 рр. був у Степу (—22,1 кг/га), найменший — на Поліссі (—0,5 кг/га).
Показники ефективного балансу поживних речовин у відносних величинах (%) в основному ідентичні загальному балансу. Але його інтенсивність набагато нижча і но Україні становить 53,5%, на Поліссі — 71,2; у Лісостепу — 53,9, Степу — 51,1%.
Баланс поживних речовин у розрізі сільськогосподарських культур неоднаковий. Інтенсивність балансу NРК по Україні (відношення надходження поживних речовин до виносу, %) по культурах за 1986—1990 рр. помітно відрізняється: найвища — по цукрових буряках — 236,3 %, менша по озимій пшениці — 106,4 %, кукурудзі на зерно — 96,3% і найменша по соняшнику — 52,4%. Інтенсивність балансу NРК по зонах у розрізі культур істотно відрізняється по озимій пшениці на Поліссі—101,4; у Лісостепу — 92,4 і Степу —122,7 %, по кукурудзі — відповідно 100, 85,3, 103,2%; цукрових буряках — 219,5, 241,6, 229,3 %; по соняшнику— 36,6, 41,6, 55,4 %.
Найвища інтенсивність балансу по зернових культурах у Степу, найменша — у Лісостепу. По цукрових буряках навпаки: більш висока вона в Лісостепу (241,6%), найменша на Поліссі (219,5 %), по соняшнику низька в усіх зонах.
Темпи винесення поживних речовин порівняно з темпами надходження знижуються з півночі до півдня, від зони достатнього зволоження на ґрунтах легкого гранулометричного складу (Полісся) до зони недостатнього зволоження на ґрунтах важкого гранулометричного складу (Степ), в якій внаслідок нестачі вологи і високої місткості вбирання ґрунтів значно знижується доступність поживних речовин для рослин і, як наслідок, зменшуються темпи зростання врожаїв культур порівняно з Поліссям та Лісостепом
