Найважливішою проблемою сільського господарства є збереження родючості ґрунтів і збільшення урожайності сільськогосподарських культур. Ведення землеробства без систематичного науково обґрунтованого застосування вапнякових меліорантів призводить до зниження виробництва продукції рослинництва, погіршення фізико-хімічних властивостей легких ґрунтів, що зумовлює прискорену їх деградацію і зменшення рівня потенціальної й ефективної родючості. Тому зараз потрібно вивчати нові перспективні меліоранти комплексної дії, які сприятимуть одержанню високих врожаїв і підвищенню в ґрунтах запасів доступних поживних речовин не тільки азоту, фосфору, калію, але й кальцію та магнію.

З урожаєм сільськогосподарських культур виноситься велика кількість магнію, яка нерідко перевищує споживання ними фосфору. Роль магнію в ґрунті та живленні рослин загальновідома. Гострий дефіцит магнію у піщаних і супіщаних ґрунтах, навіть може зумовити специфічні захворювання великої рогатої худоби.

На відміну від калію і кальцію значна частка магнію нагромаджується в репродуктивних органах рослин (насінні і плодах), а отже, відчужується з ґрунту з товарною продукцією. Дуже багато магнію виносять з урожаями культури із сильно розвиненим листковим апаратом, такі як соняшник, кукурудза, буряк, (50 — 90 кг/га MgO); багато споживає картопля (до 50 кг/га). Зернові культури виносять менше магнію, але об’єм урожаю часто визначається вмістом його у ґрунті, особливо у культур з коротким вегетаційним періодом.

Із зростанням інтенсифікації землеробства, використанням фізіологічно кислих форм мінеральних добрив, втрати магнію з ґрунту збільшуються. З 1 га дерново-підзолистих і сірих лісових орних ґрунтів щорічно вимивається 25 — 40 кг Mg, що призводить до його дефіциту, суттєвого зниження врожаїв і погіршення якості продукції.

Ліквідувати дефіцит магнію на кислих ґрунтах можна лише шляхом внесення доломітового борошна (яке у своєму складі поряд з кальцієм містить достатню кількість магнію), проте обсяги його виробництва не перевищували 3,8% загальних поставок вапнякових матеріалів навіть у кращі роки.

В Україні розвідане та освоюється родовище сапонітових глин (різновидність бентонітів), у хімічному складі яких уміст магнію коливається в межах 10-12%.

Сапоніти відрізняються високими показниками питомої поверхні набухання, колоїдності, ємності катіонного обміну. До складу обмінного комплексу входять переважно катіони Ca2+ та Mg2+, в меншій кількості K, Na, NH4 та інші.

Найперспективнішими є Ташківське та Варварівське родовища в Хмельницькій області, а їхні запаси становлять близько 40-50 млн тонн.

Таким чином, використання сапонітів як меліоранту, який має у своєму складі 10-12% MgO, може поліпшити реакцію ґрунтового середовища і одночасно підвищити вміст рухомого магнію.

Після проведення багаторічних досліджень було встановлено високу ефективність застосування природного сапоніту, як меліоранта комплексної дії — магнієвмісного добрива, для підвищення родючості легких за гранулометричним складом кислих ґрунтів. Зокрема, протягом 2004-2006 рр. в умовах напівстаціонарного досліду, лабораторія агроґрунтознавства ННЦ» Інститут землеробства УААН» вивчала вплив чистого сапоніту та у комбінаціях його з NPK, крейдою і торфом на показники родючості сірого лісового крупнопилувато-легкосуглинкового ґрунту. Досліджувані сірі лісові ґрунти розташовані в зоні промивного водного режиму і характеризуються низькою родючістю, кислою реакцією ґрунтового розчину, значною низхідною міграцією обмінних основ. Повторність досліду — чотириразова, площа посівної ділянки — 40  м² , облікової — 18  м² . У досліді вирощували гречку (2004–2006 рр.), озиму пшеницю (2005–2006 рр.), ячмінь ярий (2006 р.). Меліоранти вносили під першу культуру, у подальшому вивчали їхню післядію.

Об’єктом дослідження була сапонітова глина з родовища Ташківське Славутського району Хмельницької області. Вона є метаморфізованим туфом, що характеризується максимально високим умістом смектитів, зокрема сапонітів (до 80%), і тому найкраще проявляє цінні сорбційні та катіонообмінні властивості. Хімічний аналіз зразків сапонітового борошна показав, що ємність вбирання його становить 78,6 мекв. на 100 г препарату.

Результати досліджень, дані, отримані в польовому досліді, свідчать, що сапонітове борошно досить ефективний хімічний меліорант навіть у невеликих дозах (1 — 3 т/га). Він активніший порівняно з традиційним вапняковим борошном. Якщо пік активності в ґрунті останнього спостерігається на другий-четвертий рік після внесення, то сапоніт активно діє вже у перший рік, при цьому меліоративна його дія не лише зберігається, але і посилюється на третій рік. Це відбувається завдяки великій активності і швидкості обмінних реакцій сапоніту з ґрунтом.

Так, при підвищенні концентрації іонів водню в ґрунтовому розчині обмінні реакції з глинистими мінералами будуть їх нейтралізовувати, виділяючи в розчин катіони обмінного комплексу сапоніту — магній, кальцій, натрій, калій. Завдяки обмінним реакціям нейтралізується реакція ґрунтового розчину, створюється оптимальне середовище для росту і розвитку рослин. Встановлена висока ефективність застосування як одного сапоніту, так і у композиціях з іншими меліорантами, що забезпечило за три роки досліджень високі прирости врожаю зерна гречки, від 48 до 84%. Слід відмітити, що гречка відноситься до магнієлюбних культур, враховуючи короткий вегетаційний період розвитку цієї культури, можна уявити велику потребу її в магнію. За даними К.П. Магніцького (1967), при врожаї 20 ц зерна і 30 ц соломи, з 1 га гречкою виноситься біля 27 кг MgO, біологічний винос — близько 30 – 35 кг MgO на 1 га. У дослідженнях, на кислих ґрунтах внесення магнієвого добрива на фоні NPK збільшувало врожайність гречки у п’ять разів.

Для підтримання позитивного балансу магнію в ґрунті потрібно щорічно вносити 30 — 40 кг MgO на 1 га. При внесенні сапоніту у дозах 1, 1,5, 3 т/га у ґрунт надходить відповідно 110; 170; 340 кг/га MgO, що адекватно 230; 350; 700 кг/га MgCO3. Це компенсує втрати магнію на вимивання і винос з урожаєм. Як показали досліди при внесенні сапоніту уміст обмінного магнію збільшується вже у перший рік, а також підвищується і на третій рік дії відносно вихідного його стану (на 0,16-0,30 мекв. на 100 г ґрунту).

Отже, поступове вивільнення магнію зі структурних пакетів мінералу, сприятиме тривалому надходженню його в ґрунтове середовище і стабілізації ґрунтової родючості.

Важливо відмітити, що при проведенні фенологічних спостережень на варіантах із застосуванням сапоніту відмічено яскравіший зелений колір, кращу вирівнюваність і густоту стояння сходів. Протягом вегетації рослини, на вказаних варіантах, мали більшу площу листкової поверхні, кількість гілочок і суцвіть, що позитивно вплинуло на формування урожайності зерна гречки. Очевидно, це пов’язано із фізіологічною роллю магнію як елемента, що сприяє збільшенню активності фотосинтезу, активізації вуглеводного, азотного та фосфорного обмінів рослин. Внесення сапоніту у дозі (3 т/га), навіть без додавання мінеральних добрив, забезпечило істотні прирости врожаю зерна гречки. Він був на 55% вище контрольного варіанта. Високий ефект сапоніту на неудобреному ґрунті пов’язаний з його комплексною дією, а також із значним умістом магнію та мікроелементів. Найефективнішим виявився варіант застосування сапоніту у поєднанні з мінеральними добривами,-де спостерігалося посилення сапонітом дії мінеральних добрив, збільшувався коефіцієнт їх використання. Тут отримано врожай зерна 28,0 ц/га, що на 84% вище контролю і на 73%, ніж на варіанті з традиційними мінеральними добривами. У дослідженнях Алієва Ш.А. та ін. (2004) також відмічено сприятливий вплив бентонітів на фосфатний, калійний і азотний режими сірого лісового ґрунту, значне покращення реакції середовища та підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Після внесення повної дози вапнякового і крейдяного борошна, помітно збільшувалося у вбирному комплексі співвідношення між Ca2+ та Mg2+ на користь першого, що в окремих випадках може зменшувати продуктивність деяких культур. Поєднання крейдяного борошна і сапоніту дало змогу разом з карбонатом кальцію внести магній, що міститься у сапонітах, і забезпечило зростання урожайності гречки на 15 — 20% до варіанта із застосуванням повної дози крейди. При застосуванні цих композицій спостерігалося одночасне підвищення кількості обмінного кальцію (на 1,47-2,26 мекв./100 г ґрунту) та магнію (на 0,16-0,27мекв./100 г ґрунту), що змінює не тільки вміст і запас обмінних катіонів, але й співвідношення Ca2+/Mg2+ (до 7,3) сірого лісового ґрунту. На відміну від гречки, яка давала високі прирости урожайності від прямої дії сапоніту, пшениця озима в цьому варіанті слабше реагувала на післядію меліоранта. У той же час вона забезпечила максимальний приріст урожайності зерна (16,2 ц/га) від крейдяного борошна із сапоніном на фоні мінеральних добрив. Відомо, що для оптимального росту і розвитку, пшениця озима вимагає близьку до нейтральної або нейтральну реакцію ґрунтового розчину. Внесення крейдяного борошна із сапонітом, нейтралізуючи кислотність ґрунту і, зокрема, зумовлену фізіологічно кислими мінеральними добривами, створює сприятливу для рослин реакцію середовища, за якої вони краще використовують поживні речовини з внесених добрив, що сприяє їхній вищій продуктивності. Тому ефективність мінеральних добрив на цих варіантах значно зростала.

Ячмінь ярий вирощувався у період найбільшої ефективності дії меліорантів (3-й рік) на кислотність ґрунту, що забезпечило отримання високих врожаїв (від 31,9 до 46,0 ц/га). Ячмінь належить до культур з відносно коротким вегетаційним періодом. Вони досить вибагливі до наявності доступних форм елементів живлення. Забезпечення ячменю ярого макро- та мікроелементами в період інтенсивного росту забезпечує отримання високих врожаїв зерна. Післядія сапоніту у дозі 3 т/га за ефективністю була рівнозначна повній дозі крейди за гідролітичною кислотністю, урожайність на цих варіантах становила 31,9 і 32,4 ц/га відповідно. Висока ефективність післядії меліоранта отримана і на фоні мінеральних добрив. Приріст урожайності ячменю ярого від меліоранта на цьому варіанті становив 49%.Значні прирости отримані і від сумісної дії традиційних меліорантів (крейда, вапно) та мінеральних добрив, урожайність підвищилась на 70% порівняно з контрольним варіантом. Проте, найефективнішою була післядія сумісного внесення крейдяного борошна (0,75 Нг), сапоніту (1,0 т/га) і мінеральних добрив, яка забезпечила підвищення продуктивності до 85% відносно контролю.

Розрахунки економічної ефективності показали, що найвищий умовночистий прибуток Х грн./га забезпечила післядія крейдяного борошна (0,75 Нг) у поєднанні із сапоніном (1,0 т/га) на фоні мінеральних добрив.

Ця композиція комплексного меліоранта виявилась найдоцільнішою з точки зору економічної ефективності. Поєднання крейдяно-сапонітових сумішей у інших дозах забезпечило достатньо значимий чистий прибуток на рівні 221 грн/га, станом на 2003 рік. При цьому ефективність крейдяно-сапонітових сумішей в останній рік досліджень була стійкою, що вказує на більш тривалий їхній вплив на родючість ґрунту. При внесенні одного сапоніту (3т/га), умовно чистий прибуток становив 173 грн./га (2003р.). Потрібно відмітити, що фактична рентабельність меліорації легких за гранулометричним складом ґрунтів при використанні сапоніту буде ще вищою, тому що його позитивна дія на властивості ґрунту і врожайність буде ще тривалішою.

За результатами проведених досліджень та експериментів були зроблені висновки про те, що застосування природного сапоніту (у комбінаціях з крейдою і торфом) як магнієвмісного меліоранта комплексної дії сприяє покращенню показників родючості ґрунту, а саме нейтралізації ґрунтової кислотності, збільшенню вмісту обмінних кальцію і магнію, покращенню співвідношення Ca2+: Mg2+ та підвищенню ефективної родючості, що забезпечило високі прирости врожаю зерна гречки, від 48 до 84%, пшениці озимої – 24-71%, ячменю ярого – 28-85%. При цьому, з точки зору економічної ефективності найдоцільнішою виявилась композиція комплексного меліоранта,-де поєднували різні дози крейдяного борошна (0,5-0,75 Нг) із сапонітовим (1-1,5 т/га) на фоні мінеральних добрив, умовно чистий прибуток становив 221-307 грн./га, станом на 2003 рік.