По мере того как накапливаются факты отрицательного и положительного действия химических элементов на растения, животных и человека, все острее встает вопрос о необходимости более вдумчивого подбора элементов питания с желаемой направленностью их влияния на биологическую и пищевую ценность растительных продуктов. Поскольку растения находятся в начале биогеохимической пищевой цепи, контроль за содержанием химических элементов в растительной продукции, возможность его регулирования, изучение зависимости состояния здоровья человека, животных и растений от биогеохимических условий среды — важнейшие задачи экологической агрохимии сегодня и в перспективе.
В связи с возрастающими масштабами загрязнения почв и, как следствие, продукции растительного и животного происхождения тяжелыми металлами (кадмий, свинец, ртуть, медь, цинк и др.) актуальны исследования по изучению условий поступления их в съедобную часть растений, определение реальных размеров накопления этих элементов. Культурные растения являются источником значительного числа биофильных, а также гигиенически опасных для человека и животных элементов. В связи с этим необходимы сведения о размерах накопления химических элементов, особенно тяжелых металлов, в продукции в зависимости от условий выращивания, вида и сорта растений.
Открытие В. И. Вернадским биогеохимических функций живого вещества дало импульс к широкому исследованию минерального состава растений и животных. Была определена зависимость степени концентрирования организмом того или иного химического элемента от его содержания в окружающей среде и обнаружен ряд территорий, характеризующихся аномально высокими или низкими уровнями данного микроэлемента в природных объектах. В дальнейшем на таких территориях, названных в зависимости от их размера биогеохимическими провинциями, субрегионами и регионами, были выявлены как специфические заболевания растений, животных и человека, так и заболевания другой этиологии.
В России имеются большие площади с недостатком селена, кобальта, йода, фтора, меди, цинка, марганца. Реже и более локально наблюдается естественный избыток микроэлементов. Следует отметить, что в нашей стране редко проводили всесторонние биогеохимические обследования пахотных земель. В то же время сельскохозяйственное землепользование значительно изменяет микроэлементный состав почв, способствует обеднению их некоторыми микроэлементами или их доступными формами, нарушению соотношений микроэлементов.
Антропогенное изменение содержания и доступности растениям микроэлементов в пахотных почвах Нечерноземной зоны можно четко проследить на примере цинка. Содержание цинка в почвах зоны варьирует в пределах 0,3—10,0 мг/кг. При содержании цинка 1 мг/кг почвы бедные. В почвах под лесом обменных форм цинка больше, чем в окультуренных. В. В. Ковальский относит почвы Нечерноземной зоны России к обеспеченным по содержанию цинка. Однако проведенное выборочное обследование пахотных земель этой зоны на содержание обменного цинка выявило значительные его колебания. Оказалось, что большие площади характеризуются дефицитом этого элемента. У растений отмечают розеточность, которая является диагностическим признаком дефицита цинка. Кроме того, из-за резкого изменения в обеспеченности полей цинком появились новые заболевания отдельных культур. Так, в Тверской области (Торжокский район) в последние годы наблюдается заболевание, называемое физиологическим утомлением льна. Обследование пахотных почв выявило значительное их зафосфачивание, вызванное, по-видимому, как применением неоправданно высоких доз фосфорных удобрений при неправильной технологии внесения, так и избыточным известкованием, приведшим к изменению доступности цинка. В таких условиях вероятно снижение содержания доступных форм кобальта и бора — микроэлементов, действующих на урожайность и качество льна. Возможно и уменьшение подвижности марганца. Наряду с этим можно предположить проявление отрицательного действия повышенного содержания в почве кадмия как элемента — антагониста цинку.