Реальна модель інтенсифікації агроекосистем вказує на істотне збільшенням ефективності використання сонячної енергії. Даний показник збільшився від 0,3% (початок 50-х років) до 0,5 (середина 60-х років), 0,6 (середина 70-х років) і до 0,7% у середині 80-х років. Загальне збільшення становило 150%. Проте такий розвиток галузі досягався за рахунок виключно негативного балансу відтворення родючості грунту і саме ці аспекти повинні стати визначальними при розробці подальших оптимізаційних заходів. Аналіз вітчизняного землеробства свідчить, що традиційні для регіону фактори відновлення родючості надзвичайно обмежені. Так, за рахунок створюваної біомаси агроекосистем (врожайності сільськогосподарських культур) відновлюється від 20 до 30% щорічно мінералізованої енергії ґрунту, у той час як за рахунок органічних добрив - лише 0,5-1,5%. За умов регіону найважливішим фактором щодо підтримання бездефіцитного балансу енергетичного потенціалу ґрунту є врожайність, яка за сучасного технологічного стану землеробства для більшості культур є недосяжною навіть у теоретичному плані. Відтворюється від 18% (при вирощуванні кукурудзи на силос) до 62% (при вирощуванні озимої пшениці) ґрунтової енергії, що витрачається щорічно. Якщо ж брати до уваги середні показники врожайності, то ступінь реалізації екологічно необхідної продуктивності посівів становить частіше не більше 10-30%.
Негативний баланс відтворення енергії ґрунту традиційно мав місце протягом усієї другої половини XX століття і дорівнював від 13,8 до 15,1 тис. МДж на 1 га ріллі, що в 3-4 рази перевищувало обсяги новоствореної енергії. Відновлюється лише від 21 до 32% ґрунтової енергії, що витрачається щорічно у процесі землеробства. З чотирьох одиниць енергії ґрунту, що витрачається, три одиниці витрачаються назавжди. Для виробництва однієї одиниці енергії у вигляді основної продукції потрібно в середньому 1,3-1,4 одиниці антропотехногенної енергії, а також від 1,2 до 1,5 одиниць енергії ґрунту. Такі співвідношення свідчать про глибоку екологічну й енергетичну кризу землеробства в Західно-Казахстанській області як одну з основних причин глибокої сучасної аграрної кризи. Більш того, її правомірно віднести до основних глобальних світових протиріч сучасного землеробства.
Такі еколого-енергетичні проблеми в аналогічній мірі характерні для практично всіх традиційних типів сівозмін. Найбільш важливими факторами при цьому є пошук оптимального співвідношення посівів зернових культур, чорних парів і багаторічних трав. Результати досліджень показали, що надмірна концентрація чорних парів стала принципово помилковим напрямом розвитку регіонального землеробства. За всієї необхідності культури чорних парів за умов області, їх питома вага повинна бути меншою принаймні в 1,5-2 рази. Встановлена еколого-економічна доцільність концентрації посівів зернових у зернопарових сівозмінах на рівні 75%. Подальше збільшення даного показника не супроводжувалось зростанням виходу зерна й істотно погіршувало екологічні показники. Неефективним є збільшення питомої ваги чорних парів у сівозмінах більше 10%. Основні економічні й екологічні показники були значно вище в зернопаротрав'яних сівозмінах. У даному випадку спостерігалося збільшення рентабельності в 1,3-1,5 раза, зменшення витрат на одиницю площі - на 26-28%, підвищення продуктивності - на 24-28%, а ефективності технологій - більш ніж у 1,7 раза. Втрати родючості зменшувалися на 20-27%, а ефективність використання сонячної енергії збільшувалася на 25-33%. На одиницю основної продукції в зернопарових сівозмінах необхідно витратити 1,1 одиниці техногенної енергії і 1,5-1,7 одиниць енергії грунту, при чому 80% з числа останньої не відновлюється. У сівозмінах же з питомою вагою зернових культур 40%, багаторічних трав - 50%, парів - 10% виробництво одиниці продукції вимагає лише 0,5 одиниць техногенної енергії і менше одиниці енергії грунту.
Головним економічним завданням землеробства регіону є збільшення продуктивності й ефективності технологій як безальтернативний напрям інтенсивного розвитку за умови досягнення стабілізації балансу родючості. Останнє можливо досягти за рахунок трьох таких факторів:
- підвищення врожайності. Сучасні агротехнології дають можливість підвищити продуктивність землеробства в 2,2-2,5 раза, що дозволить збільшити вплив фактора врожайності до 65% від необхідного для досягнення позитивного енергетичного балансу родючості;
- підвищення культури землеробства. Перспективним є скорочення площі чорних парів, збільшення посівних площ багаторічних трав, що дозволить компенсувати до 15% втрат енергії ґрунту; впровадження ґрунтозахисних технологій, збільшення площ сидеральних посівів, зменшення ерозії грунту, що забезпечить відтворення до 5% задіяної щорічно енергії грунту;
- використання нетрадиційних джерел біологічної енергії - побічної продукції рослинництва, насамперед соломи, яка нині для відтворення родючості практично не використовується. Це може забезпечити надходження до 7-9%, а в перспективі і до 12% енергії в загальному балансі відтворення енергії грунту.