土壤是物质循环的核心
1.生命之源与太阳能
地球的表面覆盖着岩石风化后成熟的土壤(土壤圈)，而包括我们人类在内的各种动物、植物、微生物等生物(生命)，皆生活在此(生命圈)。这些生物都是由有机物组成的，而每一种生物都利用着大气、水和太阳能。
能够直接将太阳能用在有机物生产上的，只有拥有叶绿素的绿色植物和部分微生物。不具有叶绿素的其他生物，必须食用由植物制造的太阳能产物，也就是糖类、碳水化合物、蛋白质和油脂等，或者是食用摄取上述食物的动物，才能生活下去。
2.以土壤为基础的生态系统循环
覆盖于大地之上的植物，能从土壤和水中吸收养分，并利用太阳能生产有机物(光合作用)，逐渐成长。植物的落叶和遗体，则会被土壤圈所分解。
动物摄取植物作为营养源，藉此成长，而动物的排泄物和遗体，也会被土壤圈分解，成为植物的养分来源。这就是所谓的“土壤净化作用”。
在土壤圈里，有许多小动物与微生物都是有机物的“分解者”，各自拥有不同的任务;土壤除了提供场地给这些分解者之外，同时也扮演着仓库的角色，储藏土壤生物制造出的植物所需元素(肥料)。
从以前到现在，从现在到未来，陆地上的生物都利用土壤圈的分解功能与作物生产功能，从不间断地进行一连串的循环，打造出生态系统。
3.强大的太阳能
将有机物分解生成肥料成分提供给植物的土壤圈，是物质循环的中枢，孕育着生态系统;而这些物质变化所需要的能源，则是由太阳能转化而来的。
太阳能非常强大，据说地球每年所获得的太阳能是5.4x1024J(焦耳)，即使是使用太阳能最多的植物，也只使用了不到0.4%，但这个量仍比全世界消耗的能量高出七倍，相当可观。
我们每人每年通过食物摄取的能量，大约相当于一张床的面积(1.6平方米)一年内所接受的太阳能量;通过这样的换算，相信各位便能理解太阳能有多么庞大。我们应该将这庞大的太阳能更妥善地应用在生活中，同时也必须有效运用最懂得利用太阳能的植物。
4.林地的有机物供给与分解
如上所述，地球上的生物皆仰赖太阳能，而接下来我们要站在农业的立场，来讨论有机物的供给与分解。
如果我们用自然林地来讨论自然界的动态，那么植物便是靠着吸收雨水、河川所供给的养分以及土壤中的矿物质，并且藉由太阳能来成长。这些植物的落叶或外来的小动物遗体在土壤中被分解后，便形成矿物质;这些矿物质一部分会被植物吸收，一部分则会成为有机物(腐殖质)累积下来。
在自然林地，有机物的供给量通常高于分解量，因此土壤中的有机物会逐渐蓄积，使土壤日渐肥沃，足以孕育高大的树木。
5农耕地的有机物供给与分解
相对于自然林地，在栽培作物的农耕地，人类不允许杂草等妨碍作物生长的植物生存，而大部分的生产物都会当作农产品收获走，只有极少部分(残渣)会还原至土壤中。此外，一般的农耕地都会整地翻土，让土壤变得松软后，再进行栽培，但整地这种扰乱土壤的方式，等于是将大型有机物以物理方式分解，提供土壤氧气，让土壤微生物更加活性化，促进有机物的分解。
因此，在农耕地上，有机物的分解远远高于供给，因此土壤会逐渐变得贫瘠。为了改善这种现象，我们必须使用堆肥等有机物。
土壤中循环的物质元素，主要是碳、氮，以及其它元素。后面我们将分别介绍这些元素在土壤中的循环过程。
