Взаимодействие факторов жизни растений в процессе их роста и развития, необычайно сложное и многообразное, в течение длительного времени является предметом изучения различных наук. В результате накопленных сведений и их анализа был сформулирован ряд законов действия факторов жизни растений на процесс создания урожая. Эти закономерности известны в агрономической науке как законы земледелия.
- Закон автотрофности зелёных растений гласит, что зеленые растения, используя энергию солнечного света и поглощая из воздуха углекислый газ, а из почвы воду и минеральные соединения, синтезируют все необходимые органические вещества в количествах, обеспечивающих полное развитие и высокую урожайность. Для получения запланированного урожая необходимо, чтобы в почве в достаточном количестве и непрерывно имелись вода, все необходимые минеральные питательные вещества в доступной растениям форме.
- Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растений гласит, что все факторы жизни растений абсолютно равнозначны и незаменимы и ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим. Согласно этому закону, для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений – космических и земных, отсутствие любого из них равносильно гибели растений. Недостаток одного из факторов не может быть компенсирован за счёт другого. Например, недостаток воды не может быть восполнен избытком удобрений и наоборот.
- Закон минимума (минимума, оптимума, максимума) гласит, что величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме (лимитирующий фактор). Получение наибольшего урожая осуществимо при оптимальном значении каждого фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен. Например, недостаток воды (лимитирующий фактор) резко снижает эффективность других факторов, и, как следствие, снижение или потерю урожая. Избыток любого фактора, как и недостаток, приводит к тем же результатам.
- Закон совокупного действия факторов жизни растений гласит, что все факторы жизни растений действуют совокупно, то есть взаимодействуют между собой в процессе роста и развития растений. Как отметил В.Р. Вильямс: "Наибольшая эффективность всякого фактора осуществляется только при полной обеспеченности растения всеми другими факторами". Только в этом случае создаются наилучшие условия для получения максимального урожая с высоким качеством продукции.
- Закон возврата гласит, что все вещества, вынесенные из почвы с урожаем, должны быть возвращены в почву. Только при компенсации вынесенных из почвы с урожаем веществ и энергии почва сохраняет своё плодородие. Закон возврата – научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения вещества и энергии.
- Закон плодосмена гласит, что любые агротехнические и мелиоративные мероприятия более эффективны при плодосмене, чем при бессменном посеве. Закон формулирует основной принцип разработки севооборотов и систем земледелия. Эффективность применения севооборотов связана с тем, что при бессменной культуре растений, происходит вынос с урожаем одних и тех же элементов питания, а также с накоплением в почве специфических вредителей, болезней и сорняков, развивающихся на посевах бессменной культуры.
Законы земледелия широко используют в практике земледелия. В разных почвенно-климатических условиях, разной специализации хозяйств, разного уровня интенсификации производства, руководствуясь законами минимума и максимума находят и устраняют факторы, ограничивающие рост урожайности.
Так, интенсивное применение минеральных удобрений, в ряде районов Нечернозёмной зоны обусловило повышенную отзывчивость полевых культур на микроудобрения, а в засушливых районах большую актуальность приобретают регулирование водного режима и кислотно-щелочных свойств почвы. Для большинства почв особую актуальность приобретает обеспечение почвы органическим веществом, а эффективность химизации в решающей степени зависит от состояния всего комплекса агрономических свойств почвы.