水土相連

怎麼樣的土壤才可算得上是「肥沃」？肥沃與否，是相對耕種而言，視乎它支持農作物生長的能力。除了不應藏有妨礙植物生長的有害物質外，主要是在於其內在狀況和質素：有沒有足夠的潤濕度？能不能夠提供植物必須的營養？
具體上，肥沃土壤的狀況和質素包括下述各點。具足夠的深度，可以充分促進根部生長。在起碼最上面（表面）容納根部的那一層中，有良好結構，透水透氣，同時具保留水份和空氣的能力。能發揮高效的內部排水功能。處於適當的酸鹼性水平。整體上藏有足夠的化學養份、礦物質，以及「土壤有機質」（Soil organic matter）。內中生態環境良好，有一系列支援植物生長的微生物。
顧名思義，「土壤有機質」是泥土中那些屬「有機物體」的成份，由（處於不同解體階段的）動植物碎屑和微生物組成。這些物體之間複雜的交往，有利於保持土壤中良好的物理和化學品質，亦有助提供地球上整體的所謂「生態系統服務」（Ecosystem service）。
土壤有機質之間的互動，提供一些化學物質「陽離子交換」的平台，主要者例如氮、磷、鉀和硫；也帶來土壤內這些物體的適量儲備，過程中帶來微量土壤養份的緩慢釋放，進而提高其肥沃度。
不過，無論如何，令土壤肥沃最基本的因素是水。我們將地球上缺乏水的地方稱之為「荒漠」（Desert）。這個字一般譯作「沙漠」。其實沙漠只屬「荒漠」的一種。後者指所有降水量非常低，或水的蒸發量大於降水量，於是令生物存在和活動稀少的地區。順便一提。大氣中水蒸氣本來能產生的作用之一是，白天阻擋太陽直接輻射到地面，防止地的表面過熱；夜間則形成一個保溫層，從而保持地面氣溫穩定。荒漠中由於缺乏降水，在乾燥的空氣中，難以（甚至無法）有雲層的形成。因此在白天，大部分太陽輻射熱能可以直接到達，而日落之後，熱量很快被傳送到外空，造成巨大溫差。這也間接減低了地上生物的生長機能。
所以，若要土壤保持肥沃以供耕作，灌溉是不可或缺的。當然，天然雨水在這方面提供了不少幫助。但雨水往往酸性，可以令土壤中積累不需要的無機鹽，並消耗其中肥沃的成份。再者，雨水的流動以至導致的排水，會帶來土壤表面的侵蝕，與此同時，其中的細泥與大量雨水接觸，可以形成膠體，令表層土壤流失。

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