前言
每年往土壤里“倾倒”近万吨化肥和万吨农药的后果终于显现出来了：严重的面源污染导致河流湖泊水体富营养化、土地大面积板结、土壤微生物多样性下降、土壤酸化加速（20多年来90%的农田土壤PH值呈现加速下降的趋势）。
土壤是农业的基础，植物生长五大要素中的养分和水分主要来自于土壤的供应，土壤条件恶化将严重威胁农作物生产。生态有机农业要承担恢复农业生态环境的重任，首当其冲就必须解决好土壤的问题，包括恢复已经被污染的农田。
走访全国多家生态有机农场，感到大多数的农场还缺乏土壤改良的有效方法，有机肥成为生产种植的唯一依靠。土壤理论知识和有效的应用技术的缺乏经常使他们陷入盲从，有的农场年年大量施用高成本的有机肥来保证产量不下降；有的则比照施用化肥的方式改施有机肥，几年下来土壤依然如故，产量就是上不去；有的专门将土壤撂荒几年期望自然恢复；还有一些更是极端，不施肥，不耕作，完全依赖自然。真正了解土壤和采用有效方法的生态有机农场屈指可数。
土壤微生物多样性和土壤生产力
土壤生产力是衡量土壤能够为植物提供养分的主要指标，通常用地力表示。窦森在《土壤有机质》一书中指出，地力的涵义是指土壤微生物分解有机质和矿物质，产生可被植物吸收利用的有机养分和矿质元素的能力。
土壤微生物在形成土壤腐殖质中的作用是被广泛认可的，也是决定性的因素，土壤腐殖质是土壤有机质的主体，不仅是土壤养分的主要来源，而且对土壤物理、化学和生物学性质等都有重要影响。
微生物在生态系统中的最大价值在于其分解功能。绝大多数微生物作为异养生物，它们分解着生物圈内存在的动物、植物和微生物的残体以及各种复杂有机物质，吸收某些分解产物，最终将有机物分解成简单的无机物，如CO2、H20、NH4-、SO4-和PO4-，这些无机物又可以被初级生产者利用，再次参与物质循环。尽管所有生物都参与生物地球化学循环，但微生物在有机物的矿化中起决定性作用，例如地球上90％以上有机物的矿化均是由细菌和真菌完成的。
土壤食物网中的各种生物通过相互协作,在生态系统的物质循环和功能维持等过程中起重要作用。这些作用主要包括:
(1)分解有机质和调节养分循环;
(2)改善土壤理化性状;
(3)传播或控制植物疾病;
(4)清除污染物和维持生态系统健康;
(5)调控植物根际食物网而影响植物的生长;
(6)指示和预警生态系统受损状况;
(7)具有食用、医药等方面的经济价值。
土壤微生物多样性影响土壤生态系统的结构、功能及过程，种群丰富的土壤微生物可能产生数百上千种酶，在分解有机质和矿化反应，以及响应地上植物方面起到十分关键的作用。
提高土壤微生物生物总量不单单是数量上的增加，而是种群数量、种属构成和活性的总体性提高，简言之，就是要提高土壤微生物的多样性。
所以狭义上，可以将土壤生产力归结为土壤微生物生物量和土壤酶活性两个关键要素。（土壤原生和后生动物也是土壤生产力的组成部分，本文暂不予讨论）
理解土壤生产力的主要构成有着重要的理论指导意义，给有机农业的土壤改良指出了治本的方向。
传统观念和新的理念
我们的祖先发现了“地可使肥，又可使棘”的现象，于是“粪田法”便应运而生。时至今日，几乎所有的生态有机农场都延续这种做法。
使用堆肥等方法制作腐熟的有机肥，施用到农田中，可以直接给作物提供养分，属于提高土壤肥力的做法，对于提高土壤地力贡献很小。
古代的人们有了对现象的发现和总结，限于科学认知的局限，不可能了解地力的本质，但是到了21世纪，我们的有机农场为何还是沿用这一古老的做法呢？
原因之一，多年来农业生产重视作物需求营养的数量，片面强调外部补给，忽视了地力才是持久产生这些养分的条件和能力，以至于大多数农业生产者只知肥力不知地力，只知补充不知如何自产。地力强调土壤具有分解有机质和矿化反应而产生养分的能力，而肥力则更多地强调给植物提供养分的数量。
原因之二，认为未经腐熟的畜禽粪便含有有害菌和虫卵，不经腐熟分解可能会引发各种病虫害。
原因之三，是担心未经腐熟的有机质在农田中分解的过程中集中释放大量元素，造成烧苗现象，或使作物徒长。
这些原因不无道理，但是是否成因与作业的方法和技术有关，关键还是在于观念上的更新和采用更科学的办法。
使用生肥在地转化是提高土壤地力的措施之一。
首先，将给农作物提供养分的观念转变为给土壤微生物提供养分，这就意味着不再使用腐熟的有机肥（腐熟的有机肥已经完成了有机质的利用和矿化反应，对于土壤微生物而言，其养分的再利用效率远低于生肥，而且堆肥所产生的菌系属于外来微生物，与土壤土著微生物还存在竞争营养关系，不利于土壤土著微生物种群的繁殖）。
尽管目前只能从土壤中分离培养不到5%的土壤微生物，但是不外乎细菌、放线菌、酵母菌、真菌和藻类五大类型，对于这些微生物需要的必需营养我们是了解的，只要针对性地施入相应的营养原料，土壤微生物这个大家族自然会充分利用这些营养物质繁殖壮大。我们知道，健康的有机土壤中细菌数量大约是个，酵母菌是个，放线菌是个，真菌是个，藻类是个，其余是原生动物，因此施入土壤的有机营养应当以细菌需求为主。
第二，生肥的来源应当是来自有机养殖产生的畜禽粪便，常规养殖场的畜禽粪便可能带有较多的抗生素和重金属残留。即便如此，单独将生肥直接入地也不是科学的做法。为了避免带入的有害菌和虫卵产生危害，就要保证土壤微生物（细菌为主）有足够的起始数量（相当于微生物扩培的接种量），确保在地转化的过程中，形成有利于土壤细菌的繁殖条件而不利于有害菌（霉菌），使土壤细菌区系成为优势，这样就能够抑制或杀灭带入的有害菌，至于虫卵则在不利于其生存和孵化的环境（含水率70%）以及在微生物侵染和土壤微生物分泌的酶的联合作用下被控制。
第三，在地转化必须配合不同于传统的耕作方式，在地转化的过程根据改良前土壤的初始状态和地理气候情况，需要20-40天的时间完成生化和矿化反应。
大部分的土壤微生物属于化能有机异养型微生物，一般来说，它们始终是处于“饥饿状态”，在改良土壤时施入的快速营养被分解利用后，部分细菌进入对数生长期，受到限制（限氮限碳等）后，会额外产生一些分解酶，进一步分解那些较难分解利用的有机质（例如木质素、纤维素等），新形成的能源有可能被不同细菌所利用，有些细菌能够进一步利用其它菌代谢产生的有机酸/多糖/有机醇作为能源，还有些细菌能适应偏高或偏低的无机盐组分比例，从而在互利互生互抑作用下，此消彼长，达到相对稳定。此后，土壤微生物又会在高阶的数量水平上再次进入“饥饿状态”。至于那些被抑制或限制的细菌，则以厚垣孢子或芽孢的形式保存自己的“有生力量”，有的则干脆进入“休眠”，等待有利的条件来临时，又可以重新爆发生机。
若以为作物提供养分为目标，应使用腐熟的有机肥，若以地力为目标，则有条件地使用生肥。
免耕法与土壤生产力的关系
实施以提高土壤地力的为主的措施，必然要求耕作方式也做出相应的改变。免耕（完全免耕或者浅旋耕）法有利于土壤有机碳和有机氮的积累,免耕土壤中细菌和真菌的生物量均较高，是保持土壤地力的必选方法。
研究对比发现,长期免耕表层土的微生物生物量碳最高,少耕其次,传统耕作最少。在免耕条件下,微生物量比传统耕作增加32%。
免耕土壤养分含量的增加为土壤微生物维持生命活动提供了充足的营养，为土壤微生物提供了良好的滋生环境。而传统耕作条件下，土壤频繁扰动，通气性增加，土壤团聚体易遭破坏，微生物与有机物的接触面增大，从而使外加有机物和土壤原有有机质的矿化分解，相应地土壤微生物量碳也较低。不同耕作处理土壤酶活性也存在着显著差异，免耕土壤微生物量和养分含量的提高，以及免耕合理的水、气、热三相比，促进了土壤酶活性的发挥。垄作免耕的脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶都高，尤其是蔗糖酶，垄作免耕是常规平作的2倍。
传统农业每年深翻深耕的理由之一是破坏土壤中栖息的虫卵生存环境，利用太阳紫外线杀灭有害菌，并且疏松土壤。从土壤微生物的角度看，深翻深耕无异于破坏土壤微生物的层级结构，打乱土壤微生物大家族的相对稳态结构，更何况常年的深耕会形成密实的犁底层。在土壤地力强劲的情况下，土壤的团粒结构和水气固三相都是良好的，土壤原生和后生动物（蚯蚓为代表）会使得土壤更加的疏松，加上前茬作物死亡的根系被分解后形成无数道通往地表的供氧通路，根本无需依靠深翻作业。
至于土壤中虫卵的基数水平，还是要从有机农业的控制虫害的多样性措施着手解决，如果进入土壤中的虫卵基数较高，说明农田生产生态环境出现了问题，对此，笔者将在另外的文章《破解有机农业命门–有机农田虫害的前端控制技术》中予以解释。
（未完待续）
版主：韩农规模化生态循环有机农业模式–特石模式创始人
历时八年，带领团队独自投资完成了有机农业产业化技术体系的研发，拥有八项专利和二十项科研成果，通过北方南方两个自建有机农场的实践，实现了有机农业“两高两低”（高品质、高产出、低投入、低成本）的目标。
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