Свойство автотрофности зеленых растений, рассмотренное в разделах «Фотосинтез» и «Минеральное питание», свидетельствует о том, что для познания процесса питания и прикладных целей необходимы системный подход и знание процессов ассимиляции и диссимиляции в растительном организме.
Известно, что при фотосинтезе и минеральном питании растений, этих двух взаимосвязанных автотрофных процессах, происходят поглощение и ассимиляция органогенов С, О, Н, N, Р, S и других элементов (металлов и неметаллов) и синтез углеводов, белков, липидов и веществ вторичного происхождения (органические кислоты, гликозиды, фенольные соединения, алкалоиды, каучук и др.), т. е. синтез органических веществ. Установленные закономерности и корреляционные зависимости между световым и углеродным питанием (фотосинтез), транспирацией, дыханием, минеральным питанием и урожайностью составляют основу теории объединения воздушного и минерального питания растений как интегрального процесса. Поэтому для протекания в растениях эффективного продукционного процесса необходимы следующие условия:
- оптимальный уровень обеспеченности растения всеми необходимыми элементами питания;
- оптимальное соотношение элементов минерального питания в почве или в искусственном субстрате в течение вегетации;
- высокий уровень энергетического обеспечения (световое питание);
- оптимальное соотношение фотосинтеза и дыхания;
- сохранение относительного постоянства обводненности листьев — гомеостаз.
Эти составляющие продукционного процесса могут быть выражены уравнением $$\large K = \frac{Wh}{E\upsilon}$$
где К — коэффициент водообеспеченности; W — количество воды, доступной для транспирации; h — скрытая теплота испарения, Дж (2450 Дж на 1 г воды при 20°С); \(E\upsilon\) — лучистая энергия, поглощенная растением, Дж.
При достаточно высоком обеспечении растений минеральным питанием, и особенно азотом, коэффициент будет близким к 1, а КПД фотосинтеза равен 4-5% (А. А. Ничипорович).
Расчет доз удобрений может быть произведен по балансовой схеме по формуле, предложенной И. С. Шатиловым и М. К. Каюмовым: $$\large Д = \frac{100B\, - ПК_п}{К_уС_у}$$
где Д — доза удобрения, кг/га; В — вынос элемента минерального питания с урожаем, кг/га; П — содержание доступной формы питательного вещества в почве, кг/га; Су— содержание питательного вещества в удобрении, %; Kп — коэффициент использования питательного вещества из почвы, %; Ку — коэффициент, использования питательного вещества из удобрения,%.
Теория интегрирования питания растений должна служить основой при разработке и реализации интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.