Вперше в умовах Лісостепу України у польовій сівозміні встановлено технологічну, економічну, енергетичну й екологічну ефективність систем землеробства трьох рівнів екологізації - промислового, екологічного та біологічного. Доведено можливість розширеного відтворення родючості грунту за екологічної системи землеробства. Обгрунтовано ресурсне наповнення екологічного землеробства для досягнення біокліматичного потенціалу родючості та продуктивності ріллі. Визначено основні параметри агрофізичних, водно-фізичних, агрохімічних, біологічних, фітосанітарних і біотичних властивостей чорнозему типового малогумусного під впливом екологічної системи землеробства та полицево-безполицевого основного обробітку грунту в сівозміні. З'ясовано математичну залежність динаміки запасів вуглецю гумусу в часі у вигляді системи диференціальних рівнянь з урахуванням частки трансформації органічних решток у процесі гумусоутворення. Запропоновано математичну модель у вигляді лінійної залежності для практичного використання під час прогнозування й управління процесами гумусоутворення в орних чорноземах типових. На основі верифікації цієї моделі доведено високу справджуваність прогнозних розрахунків гумусного стану грунту. Удосконалено ідентифікацію рівнів землеробства за індексом екологізації, розрахованим як співвідношення суми діючої речовини мінеральних добрив (кг/га) до норми внесення органічних (т/га). Подальшого розвитку набула концепція підвищення протибур'янової ефективності екологічного землеробства за допомогою системи основного полицево-безполицевого обробітку грунту в сівозміні.

Висвітлено проблему екологічного землеробства. Проведено аналіз існуючих технологій мінімального обробітку грунту. Відокремлено більш подібні до екологічного землеробства на прикладі системи, впровадженої у ПП "Агроекологія". Запропоновано систему понять обробітку грунту для збереження його родючості та вирощування екологічно чистої продукції рослинництва. Висвітлено проблему недостатнього збереження вологи та шляхи руйнування підорної підошви механічним та біологічним чином. Наведено приклад технологічних операцій обробітку грунту, що впроваджені для екологічного та біологічно відновлюваного землеробства.

Розкрито теоретико-методологічні та практичні засади формування органічного землекористування, а також виробництва органічної сировини та продукції сільськогосподарського виробництва. Розроблено соціо-еколого-економічне обгрунтування переходу фермерських господарств від традиційного до органічного виробництва. Обгрунтовано теоретико-методичні основи гармонізації нормативних документів і світового досвіду для розвитку органічного сільськогосподарського виробництва у галузях рослинництва та тваринництва. Проведено прогнозне оцінювання економічної ефективності органічного землекористування в зонах Полісся та Лісостепу. Увагу приділено вимогам міжнародних стандартів щодо сертифікації органічного виробництва й акредитації органів, які проводять сертифікацію.

Проаналізовано шляхи розбудови та покращання експортного потенціалу сільськогосподарської продукції України шляхом застосування логістичних принципів побудови ланцюга постачання якісної продукції органічного землеробства.

Розглянуто поняття пермакультури як системи дизайну, ціль якого полягає в організації простору, на основі екологічно доцільних моделей. Штучно створені пермакультурні системи мають всі ознаки природних екосистем - біологічну різноманітність, стабільність і здатність до відновлення. При цьому пермакультура займається не тільки вирощування продуктів харчування, але і створення будівель, інфраструктури, всіх компонентів навколишнього світу. Розкрито основні принципи пермакультурного дизайну та розглянуто їх використання під час створення екологічного поселення на прикладі ПП "Агроекологія". Подано відомості про ПП "Агроекологія" як сільськогосподарське підприємство, що забезпечує виробництво екологічно чистих і безпечних продуктів харчування. Проаналізовано основні здобутки ПП "Агроекології" як господарства з особливою системою ведення сільськогосподарського виробництва, де впровадження органічної системи землеробства сприяло розв'язанню агрономічних, тваринницьких, економічних і соціальних проблем, що забезпечило стійкий розвиток господарства. Розкрито суть унікальної грунтозахисної системи органічного землеробства з мінімізацією обробітку грунту, не застосовуючи а ні хімічних засобів захисту рослин, а ні мінеральних добрив, що сприяє збереженню і підвищенню родючості грунту і сприяє захисту і відновленню навколишнього середовища. Подано власне визначення поняття "екологічного поселення" як регіонального поселення, що інтегрує в собі екологічний, економічний, соціальний та культурний аспекти сталого розвитку з метою відновлення соціального і природнього середовища і відповідає етнічним особливостям народу, який мешкає на даній території.

Одним зі шляхів інтенсифікації виробництва екологічно чистої продукції в умовах закритого грунту є застосування опромінення рослин штучним світлом. В роботі розглянуто особливості використання джерел штучного освітлення з ефективним спектральним складом випромінювання та зменшеним вмістом ртуті для світлокультури рослин. Досліджено високоінтенсивні натрієві лампи (ДНаТ400), високоінтенсивні джерела зі складом амальгами натрію з добавками цезію (Hg - 20 %, Na - 75 %, Cs - 5 %), калію (Hg - 20 %, Na - 79 %, K - 1 %), рубідію (Hg - 20 %, Na - 79 %, Rb - 1 %). В результаті експериментів визначено, що спектральній склад випромінювання ламп з добавками Cs, K, Rb має меншу інтенсивність випромінювання у порівнянні зі стандартними натрієвими лампами високого тиску (ДНаТ) в області 500 - 600 нм і значно більшу інтенсивність в червоній (600 - 700 нм) та ближній інфрачервоній областях. В експерименті були використано томати двох сортів Гібрид Тарасенко та Де Барао, які було додатково освітлено лампами ДРЛ400, ДНаТ400, високоінтенсивними джерелами світла з наповненнями розрядної трубки (20 ат % Hg, 77 ат. % Na, 3 ат. % Cs20); (20 ат % Hg, 75 ат. % Na, 5 ат. % Cs); (20 ат. % Hg, 73 ат. % Na, 7 ат. % Cs); (20 ат. % Hg, 70 ат. % Na, 10 ат. % Cs). Встановлено відмінності в реакціях рослин томатів сортів Де Барао и Гібрид Тарасенка на накопичення пігментів та їх співвідношення. Сумарний вміст хлорофілу і каротиноїдів у сортах томатів Де Барао і Гібрид Тарасенка за опромінення натрієвою лампою високого тиску з добавками цезію є вищим в 1,4 - 2,5 разу, ніж у разі опромінення ДРЛФ400 і ДНаТ400. За додаткового освітлення високоінтенсивними розрядними лампами з добавками цезію, які мають склад амальгами (20 ат. % Hg, 75 ат. % Na, 5 ат. % Cs), вирощування рослин томатів на перших етапах розвитку є найбільш ефективним.

Розглянуто основні засади органічного виробництва продукції рослинництва та його технічного забезпечення з використанням технічних засобів вітчизняного виробництва та зарубіжних аналогів. Зауважено, що рекомендації розроблено на основі узагальнення результатів досліджень і виробничого досвіду з питань технологій механізованого вирощування продукції рослинництва та використання технічних засобів для їх реалізації. Розкрито можливості оптимізації живлення сільськогосподарських рослин за умов органічного землеробства. Увагу приділено технічному забезпеченню технологій компостування, внесення органічних добрив і хіммеліорантів, питанням застосування сидеральних культур, механізації сівби зернових та інших культур, догляду за посівами, захисту рослин від бур'янів, хвороб і шкідників.