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土壤是作物賴以生長的基地，一個高肥力的土壤必須具有良好的團粒結構，為作物調控適宜的水、肥、氣、熱，為作物轉化、保存并持續提供所需營養元素。這主要依靠土壤中生活的、每克土以億計的微生物的作用，而微生物生活主要靠有機質維持。自然生態系統中，植物是生產者，動物為消費者，微生物為分解者。地球表面有限的營養元素就靠微生物這個分解者，才能進行循環使用。這個分解作用，主要在土壤和水體中進行。所以最合理的措施是盡可能將動、植物廢棄物投入土壤中，促進微生物大量繁殖。微生物將有機質分解，釋放出營養元素，供植物生長利用；同時，也合成它們自身的細胞，將營養元素在細胞中保存而不被流失。微生物死后，營養元素又可被礦化給植物利用。它們不斷地生生死死，擔負起為植物轉化營養、保存營養和長時間提供營養的作用。另一方面，微生物也不斷將有機物轉化為腐殖質。腐殖質與微生物分泌的大分子物質一起，使土壤礦質顆粒凝聚成團粒結構，營造適宜于植物保水、保肥、調溫、通氣的生長環境。所以土壤腐殖質的含量常用作衡量土壤肥力的指標。這也是中國農民幾千年實踐積累的經驗。
20世紀初葉，歐洲和美洲均因人口增長而可開采的氮肥資源(智利硝石)用磬而焦慮。美國的農業局長來東亞，特別是在中國考查后，寫了《四千年的農民》一書(F. H. King著，1911)，驚嘆中國的傳統農業是“種養結合，精工細作，地力常新”的“無廢棄物農業”。的確，當時的中國只靠有機肥種地就養活了4億多人口。今天，面對人口持續增長，需更多糧食，并要保護好生態環境，就必須在重新重視有機肥的基礎上，適施化肥，實行有機無機結合施用。有機肥無機肥必須按適宜的碳氮比例(C/N約為25/1)混合。如比例過大，土壤中的微生物將與作物爭奪氮素營養。土壤中有機質含量高時，即使化學氮肥使用量大一些，也會被微生物作為生物量保存下來，避免其大量流失，造成面源污染。過去強調有機肥(秸桿加牲畜糞)必須先長期漚制，達到碳氮比為25/1時施用，而現在可加入化學氮肥調節碳氮比。因此只需短時間堆制，經過高溫發酵，殺滅病菌、蟲卵后即可施入土壤。
世界上已經廣泛采用的秸桿加化肥免耕覆蓋也是個有效措施。我們曾在一塊玉米、小麥一年兩熟地上，比較研究過秸桿免耕覆蓋和翻耕的效果。結果表明：秸桿覆蓋免耕地地表水入滲率、土壤持水和供水能力均較高；氣溫最高的7月份土壤溫度可保持在30攝氏度以下，適宜玉米生長，但春季升溫較慢，不利于小麥拔節；表土層(0~15cm)微生物生物量免耕地中高50%以上，有機質、全氮、全磷含量均高于翻耕地，特別是堿解氮、有效磷及磷酸酶等酶活較高；而硝態氮含量卻明顯低于翻耕地，可減少氮素流失。同時，土壤有機質含量逐年增高，土壤孔隙度增大，結構改善。這表明秸桿覆蓋表土，形成天然生態分解亞系統，主要功能在于微生物分解、固結和釋放養分，并能緩沖外力對土壤的沖擊，使養分再循環能力提高。
北大荒墾區自上個世紀90年代起，秸稈還田面積達到種植面積的46.7%，迄今已經使得有機質含量恢復到開墾初期的較高水平(4-7%)。而且，除速效鉀外，其它土壤養分含量均有提高。2006年秸稈還田達到1300萬畝，相當于投入肥料氮5.2萬噸、磷2.4萬噸、鉀9萬噸。所以，有機肥的使用是減少化肥依賴、培肥土壤的一條有效途徑。如能將種、養業產生的廢棄物變成有機肥料，既可養地、又可減少污染，是實現綠色農業的重要措施，這也符合自然界元素生物小循環的規律。目前在秸桿免耕覆蓋中存在的某些問題，需在我國農業現代化進程中進一步研究解決。土壤是不可再生的寶貴資源，不僅要注意保量，也要保質，即保持其肥力水平。
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