首先申明，有些老朋友不一定完全赞同文章中的观点。但是您也要尊重别人，认真地听完别人的论点，不要着急反驳。请您耐心地看完本篇译文。不过其中对我十分有帮助的部分是最后一段。考虑再三，还是保留着最好。
土壤有机质是土壤肥力和健康的关键
玛丽-豪厄尔·R·马滕斯
当农民聚集时，谈话围绕着肥料、杂草控制技术和新作物品种展开。拖拉机型号像蜂蜜铁丝网一样从舌头上滚下来，这是一种微妙的马力。他们断然比较收益率和市场。然而，隐藏在背后，笼罩在神秘和无知之中，住着一个黑暗的陌生人。提到土壤科学，人群很快就会失去兴趣。很少有农民愿意承认他们脚下的土壤是一种神秘而令人生畏的物质，化学是他们曾经急切忘记的东西，而微生物学是他们宁愿不必定义的词。对大多数人来说，土壤是一种必须加以控制的对立物，是一种无生命的材料，需要耕种、施肥、排水、灌溉和以其他方式塑造以满足农民的需要。可持续农民需要将土壤理解为一个活生生的动态系统;他们必须将土壤视为伙伴，而不是对手。
佛蒙特大学土壤科学教授FredMagdoff博士为农业生产力带来了全新的视角。他要求听众重新组织他们关于作物生长和土壤管理的想法和优先事项。Magdoff认为有机质确实是土壤肥力和健康的关键。土壤质量是由健康和活性有机质促成的复杂化学和微生物相互作用的结果。没有多少农民知道他们土壤中有机质的百分比，而将其视为作物生产力的主要因素、对病原体的有效保护以及对维持良好土壤结构绝对必不可少的农民也很少。这不是一个新概念。近100年前发布的一份农业公报指出，有机质损失导致“枯竭”的土壤生产力下降，这一观点近来已被科学家和农民大大忽视。
土壤有机质通常占土壤体积重量的1-6%。几乎不关心增加有机含量的耕作土壤会很快失去大部分这种重要成分，从而大大降低潜在生产力。为了了解有机质在土壤中的重要作用，Magdoff强调我们必须首先正确识别材料。有机物有三种基本形式——活的、死的和死透的：
首先是“活的”有机物，包括活的植物根、微生物、蚯蚓、线虫和其他小动物。土壤可以包含数量惊人的不同种类的生物群落。人们常常认为线虫和微生物是有害的。仅线虫就可能有超过100,000种。这些线虫种类中的大多数都是有益的，有助于从腐烂的有机物中回收营养，作为大型生物的食物，并控制病原微生物的数量。只有相对少量的线虫种类寄生在植物上。蚯蚓在土壤中挖洞，为水分运动和根系生长提供通道，并以更可利用的形式释放养分以供作物生长，因此它们对土壤结构非常宝贵。
其次是“死”有机物。这是活性颗粒有机物、腐烂的茎、根、真菌菌丝、死动物和微生物的碎片。在健康的土壤中，这种成分是一种混合物，来自许多不同的来源。活性有机材料为多种真菌、细菌、植物和其他生物提供营养。
第三，有“死透”的有机物。尽管这个概念看起来很有趣，但重要的是区分活跃分解的有机物，第二组，和分解良好的腐殖质，第三组。腐殖质颗粒非常小而且颜色很深。它们在很长一段时间内相对稳定。腐殖质不是可用植物营养素的主要直接来源，因为它继续非常缓慢地分解。然而，由于腐殖质具有很高的阳离子交换能力，它有助于保持植物根系吸收所必需的养分。
腐殖质对于维持健康的土壤聚集也很重要。分解良好的腐殖质可能占土壤有机质总量的60-80%。
三种形式的土壤有机质对土壤中发生的几乎所有事情以及土壤生长健康植物的能力都有深远的影响。其中一些影响是：
1.土壤有机质，尤其是活跃分解的有机质，是植物生长的巨大营养来源。随着死去的植物、动物和其他土壤生物的分解，许多曾经构成其结构的矿物离子被释放出来。有机物还会螯合某些元素，例如锌，然后将这些元素保持在稳定的可用形式中，以供植物根部吸收。
一旦矿物离子被释放，有机物的第二个关键作用就开始发挥作用。没有通过对土壤颗粒的电吸引而牢固保持的游离离子通常会通过浸出和侵蚀而被去除。许多必需离子，例如钾和钙，都带有正电荷。腐殖质、积极分解有机物和粘土颗粒通常带有负电荷。阳离子和颗粒之间产生电吸引，将阳离子牢固地固定在植物生根区并可供植物吸收。保持和释放带正电的阳离子的能力被称为“阳离子交换能力”或土壤的CEC。在粘土含量低的土壤中，例如沙子和沙壤土，土壤的大部分CEC是由带负电的有机颗粒引起的。
2.土壤有机质增加了土壤中的生物多样性。在我们的脚下，几乎完全看不见，也知之甚少，土壤中有许多不同类型的生物组成的繁盛复杂的食物网。从最不起眼的细菌到更复杂的蚯蚓，网络的每个成员都发挥着关键作用。多样化的生物种群建立了竞争壁垒，控制了任何一个物种的种群，阻止了该物种的数量大幅增加。这可以对大多数害虫种群的生长提供非常高水平的生物控制。
大多数植物根部的表面都被一层称为菌根的有益真菌定殖。菌根通过大大增加有效根际(生根区)面积，对植物根系水分和矿物质的吸收非常重要。磷的可用性在很大程度上取决于菌根和其他将磷转化为植物根系可以吸收的形式的微生物活动。
菌根层还在根组织周围提供了有效的屏障，病原真菌和细菌通常无法穿透。通过为所有这些生物提供不同类型有机材料的多样化饮食，生物多样性将得到增强，作物生长将得到改善。在有机质含量高的健康土壤中，蚯蚓会很丰富。蠕虫通道和旧根通道将增加水分渗透并促进新根的生长。
3.土壤有机质改善土壤可耕度或结构。在健康的土壤中，矿物质和有机颗粒会形成团块或“聚集体”。这些聚集体以这样的方式结合在一起，为根系生长和水渗透提供了通道。良好的骨料稳定性还可以抵抗压实层和结痂表面的形成。
当受损的土壤变湿时，小的淤泥或粘土颗粒会一起流动，形成不透水和根部的层。当雨水导致表面聚集体分解时，可能会形成结皮，幼苗可能难以出苗，水可能无法渗入土壤，径流的侵蚀可能会掠夺土壤。植物根部的菌根分泌一种叫做glomalin的粘液样物质，它有助于形成聚集体并增加聚集体的稳定性。
4、土壤有机质能刺激植物生根。土壤微生物产生的某些化学物质对植物根部具有激素类型的影响。这些化学物质在化学上与植物激素相似，并且具有相当的生长刺激作用。许多此类材料来源于腐殖酸，腐殖酸是分解产物。替代农业支持者多年来一直提出的这一概念，现在得到了近期科学研究的支持。马里兰大学的研究还表明，增加土壤有机质可以提高作物产量。一项试验表明，土壤有机质每增加1%，玉米的产量增加约80蒲/英亩。
5.土壤有机质稳定土壤的化学成分。富含有机质的土壤具有良好的缓冲性，因此可以抵抗快速的化学变化，尤其是pH值的变化。这既可以是优势，也可以是劣势。高有机质土壤将需要更多的石灰来引起相同的pH值变化，但一旦达到有利的pH值，它的变化速度就会变慢。有机物质还可以以不损害植物的形式隔离有害物质。
在有机质含量也很高的低pH值土壤中，铝的毒性问题要小得多，如果有毒化学物质进入系统，它们将被混合的微生物群更快地分解。
6.土壤有机质也会使土壤变黑，这有助于在春季早些时候使土壤变暖。
7.土壤有机质在化学元素的自然循环中起着至关重要的作用。有机物可以容纳和储存多余的碳，因此它不会以二氧化碳的形式释放到大气中，这是一种强效的“温室气体”。土壤中的碳含量是地球大气的三倍。有机质含量为1%的田地顶部6英寸将储存更多的碳，这些碳存在于该田地上方的整个大气中。随着大气越来越受到温室气体的污染，在土壤中储存尽可能多的碳在生态上可能变得很重要。
环境中的绝大多数氮以氮气的形式存在，一种植物无法吸收的物质。
只有相对少量的土壤细菌才能为植物提供氮气。土壤中氮的正常循环依赖于能够将氮气转化为植物根系吸收的离子形式的健康微生物种群。大多数其他养分的循环依赖于混合的土壤微生物种群、土壤化学成分和足够高的CEC以保持离子直到植物根部需要。
Magdoff强调，虽然所有这些有益效果都可以通过增加土壤有机质来实现，但不同类型微生物的多样性和不同类型有机质的多样性也至关重要。给土壤喂食各种有机物质可以促进生物多样性。
植物、土壤、杂草、昆虫和其他生物之间的相互作用很复杂，而且在很大程度上还没有被很好地理解。最近关于生态害虫控制的研究显示了一些关于土壤健康和害虫种群影响的非常惊人的结果。乔治亚州蒂夫顿美国农业部农业研究服务站的乔·刘易斯博士证明，当昆虫以某些植物为食时，昆虫唾液会刺激植物产生特定的挥发性化合物。这些化学物质可作为特定类型昆虫捕食者的引诱剂。土壤条件似乎对植物产生的挥发性化学物质的量有深远的影响。如果植物不健康，特别是如果植物在没有最佳氮的情况下生长，则会产生较少的挥发性化合物。俄亥俄州立大学的LarryPhalen博士通过在温室中在有机种植者的土壤和传统种植者的土壤中种植甜玉米进行了实验。大量的欧洲玉米螟蛾被释放到植物上。Phalen能够记录到飞蛾更喜欢在传统土壤中生长的玉米上产卵。虽然目前尚不清楚有机土壤中的哪些成分提供了这种保护作用，但有机质的质量和水平很可能是至关重要的。土壤有机质管理面临两难境地。有机物质必须分解，才能在养分释放、生物刺激和改善土壤结构方面发挥最大效益。然而，有机物也会因分解而流失。
当有机物添加到土壤中时，大约80%最终会通过分解而流失，而大约20%最终会进入稳定的腐殖质部分。正因为如此，如果农民想要将土壤顶部6英寸的稳定腐殖质部分增加1%，他们必须添加大约100,000磅未分解的有机物质。虽然土壤有机质的主要价值在于这种动态性质，但它确实提出了重大挑战。
土壤有机质的管理可以看作是一个银行账户，必须平衡收益和损失以保持相对稳定。有机物质可以通过添加不同类型的植物残体、添加肥料和堆肥以及通过不同的作物轮作来获得。不同类型的土壤有机改良剂对土壤质量、土壤可耕度和土壤微生物种群具有不同的影响。
当土壤生物以有机残留物为食时，有机物质会因侵蚀以及CO2损失而流失。加速分解和各种类型的耕作导致有机质损失。只有当收益大于损失时，土壤有机质才会增加。正因为如此，必须仔细和创造性地管理土壤有机质。
增加土壤有机质最好通过以下做法来实现：
1.使用覆盖作物。覆盖作物减少水土流失，增加生物多样性，增加有机质水平，改善土壤团聚。覆盖作物还不断为菌根真菌和其他微生物提供活的宿主，有效地为下一个作物接种健康的种群。在覆盖作物之后种植的作物显示出更高水平的菌根也就不足为奇了。某些种类的覆盖作物可以专门抑制某些类型的线虫和其他病原体。重要的是寻找适合作物轮作的覆盖作物的生态位。当植物年轻多汁的春季耕种覆盖作物时，生物量将迅速分解。这会迅速将许多养分释放到土壤中。这种加速分解的缺点是很少有材料在土壤中保持稳定的腐殖质。较老的覆盖作物材料的分解会短暂地占用必需的养分，尤其是氮，这可能会导致暂时的养分缺乏。覆盖作物应与其他可以提供更稳定的分解材料的材料和做法一起用于短期土壤有机质改良。
2.添加堆肥和肥料。堆肥是经过分解过程的有机物质。它可能来源于动物或植物的废物。当堆肥被添加到土壤中时，大部分有机物质已经以腐殖质的形式存在。然后可以将高百分比的堆肥掺入土壤有机质的稳定的“非常死”或腐殖质部分，增加土壤养分保持能力并改善土壤可耕度。堆肥成熟程度会影响其抑制病原体的能力。
过于成熟的堆肥会表现出较低的病原体抑制能力，部分原因是它们不能为控制病原体种群所需的竞争性生物提供足够的营养。未堆肥的粪便可以是有机物质和营养物质的宝贵来源，但会在土壤中迅速分解，与新鲜耕作的覆盖作物具有相似的效果。
3.轮作。研究一再表明，仅靠轮作就能提高产量。当一种作物在另一种作物之后而不是在其自身之后种植时，通常至少会增加10%的产量。其他研究表明，连续种植玉米青贮饲料5年而未返还肥料会导致20%的土壤有机质消耗和产量下降。长期不同的作物轮作增加了不同植物残留物的组合，增强了生物多样性，为有益生物创造了更好的栖息地，并减少了侵蚀。
计划轮作时要考虑的重要因素包括将深根多年生植物与浅根一年生植物交替、重饲作物与轻饲作物以及行作物与形成草皮的牧草作物交替。高残留的一年生作物会补充大量的有机物。重要的是要考虑收获后剩余的作物残留量。种植青贮玉米对土壤有机质的影响与种植谷物的玉米截然不同。当青贮饲料被移除时，大部分有机物质和养分被带离田地，如果它们不以肥料的形式返回，这将迅速耗尽土壤。
4.减少耕作。大多数耕作操作会导致有机物损失并破坏聚集体。这会导致压实和侵蚀。通过减少耕作的频率和数量，有机质水平通常会由于生物活性的提高而增加。减少耕作还可以带来更好的水和根系渗透，改善土壤可耕度，减少侵蚀和更高水平的植物养分。有可用于可持续农业条件的减耕系统。在某些条件下，对活的或死的覆盖物使用免耕是成功的。宾夕法尼亚州的农民史蒂夫·格罗夫(SteveGroff)将番茄移植物直接种植在被碾压和切碎的多毛紫云英覆盖物中。死去的覆盖物在本季剩余的时间里提供了良好的杂草和侵蚀控制，同时向土壤中添加了大量的有机物质。
重要的是要注意减少耕作并不适用于所有土壤。凉爽潮湿的土壤通常不适合这种系统。如果有机农民打算依靠耕作和种植来控制主要杂草，减少耕作可能会限制种植选择。使用不同的耕作系统定期轮换可能是个好主意。
在任何情况下，将减少耕作与其他良好管理做法（如覆盖作物和良好的轮作）结合起来都很重要。
土壤有机质的巨大重要性可能很容易被忽视，但生产力的损失却并非如此。传统农业大量使用合成肥料、单一栽培、杀死微生物生命的杀虫剂、很少覆盖作物以及普遍忽视土壤有机质，已经破坏了大量土壤的原始有机质。迄今为止，大量使用外部投入掩盖了这对生产力的影响。最终，这种做法可能会耗尽土壤有机质，超出仅靠化学投入就能维持高产的程度。如果可持续农民希望最大限度地提高产量并保持农场的长期健康，则必须有意识地将提高有机物水平和多样性的方法纳入每年的运营中。
