Общеизвестно, что при возделывании сельскохозяйственных культур используются три источника энергии: естественная энергия солнечного луча; энергия органического вещества почвы (свободная) и антропогенная, связанная со степенью интенсивности использования техники, удобрений, мелиорации и т. д. В условиях интенсификации земледелия дальнейшее повышение почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур сопровождается все большими затратами антропогенной (невозобновляемой) энергии, используемой в виде удобрений, пестицидов, химических мелиорантов, топлива, электроэнергии, средств механизации, зданий и сооружений.
Сущность энергетического анализа в агрохимии и почвоведении сводится к отысканию минимума энергетических затрат, используемых ресурсов на единицу урожая сельскохозяйственных культур и высокую их окупаемость.
Надо иметь в виду, что максимальному урожаю не всегда соответствует минимум удельных затрат ресурсов.
Необходимо отметить, что доля участия плодородия почвы в формировании урожая — величина непостоянная и в значительной мере определяется содержанием питательных веществ в почве. Так, при повышении содержания в дерново-подзолистой почве подвижных форм фосфора и калия от очень низкого до оптимального доля почвенного плодородия в формировании урожайности озимых зерновых культур увеличивается в среднем в 1,8 раза — с 25–27 до 45–50 %. При этом относительный вклад удобрений соответственно уменьшается с 41–40 до 25-24 % (или в 1,4–1,7 раза). Величина относительного вклада азота удобрения в формирование прибавки урожая также определяется содержанием в почве подвижного фосфора. При высоком содержании Р2О5 (197мг/кг, озимая пшеница) его относительный вклад очень велик — 53 %. При повышенном содержании подвижного фосфора (130–158 мг/кг) роль азота удобрений несколько менее значительна. Доля участия калия удобрений более стабильна — в интервале 30–40 % [1].
Проведенный НИИСХ ЦРНЗ (ныне ГНУ «Московский НИИСХ «Немчиновка») анализ энергозатрат на производство различных сортов озимой пшеницы показал, что они возрастают с 22,5 до 37,4 ГДж/га по мере увеличения доз азотных удобрений (от 0 до 120 кг/га). С ростом дозы азота происходит увеличение энергозатрат на производство 1 т зерна (с 4,5 до 6,8 ГДж). Энергозатраты на производство 1 т белка также возрастают от 31 до 41 ГДж [2].