土壤是作物立地生长的所在，是种子萌芽的地方，是根系往下伸展扎根的空间，是根部呼吸、吸收水分和养分的源头，是支撑茎和叶向地上发展的基础。根本上，土壤的物理和化学性质直接、间接左右作物能不能生长和作物生长状况的好或坏。
农作物种植讲究的基本原则是适地适种，但是再肥沃的土地经过长久耕种也会发生土地生产力衰退的现象。为了恢复和增进土壤生产力就有必要做好土壤管理。从过去长久累积下来的经验可知土壤必须具备合宜的物理性、化学性和生物性才有良好的生产力。
土壤的三性
一、土壤物理性和化学性的诊断1、 土壤物理性的诊断要点
（1）土壤硬度：耕作土壤经过长时间的践踏、农机压实、雨水和浇水冲击，以及有机质消耗减少等的综合作用，其作用累积至某一程度都会造成土壤变硬的现象。土壤硬化结果会导致土壤通气性和透水性变差，以及根的穿透力受阻，结果是根系发育困难而致水分和养分吸收量不足，作物生长完全受限。土壤硬度可用土壤硬度计量测，其数值在15㎜以上即表示应该进行土壤的改善。
（2）有效土层厚度：土壤是作物生长的介质，一般而言，作物根部伸展多深多广就会决定地上作物的高度和广度。因此，必须有足够的土层厚度才能满足作物生长的需求。由于在土壤形成过程和受多年耕作方式的影响，会在土层之中产生不透水的硬盘层。土层最好不要存在这样的硬盘层，以免排水不良或限制根的穿透。耕土层的厚度最好能达50厘米，至少也要有30~40厘米公分厚，好让根系有足够的伸展和活动空间，并且取得大量的空气、水分和养分等资源。
（3）土体固相、液相、气相三相分布：土体在含有水分时可以划分出固体、液体和气体的三种空间。固体部分包含无机的矿物粒子和有机物质所占的空间；液体部分是指土体排掉重力水后包括毛细管水和固体物质表面的吸着水所占的空间；气体部分是指土体充分饱和水分后的重力水所占的空间或是非毛细管孔隙所占之空间。
气相是提供根系、土壤微小动物和土壤微生物进行呼吸作用交换氧气和二氧化碳的必要场所；液相提供水分并且溶解植物矿物营养成分供应根部的吸收需求；固相除了支撑土体立体结构之外，其活性表面积展现了阳离子交换能力和阴离子交换能力的强弱。
土壤的三相分布
理想的耕作土壤的三相体积比，固相占20-35％、液相占45-60％、气相占15-20％。这个比例代表固相、毛细管孔隙和非毛细管孔隙之间的分布均衡度良好。实际上从微细观察可知土壤形成团粒构造是产生良好三相分部的主要原因。土壤团粒构造可由施用有机质和提高盐基饱和度来促成，此部分后面将会提到。
2、 土壤化学性的诊断要点
（1）土壤酸碱度（pH值）：土壤酸碱度一般分布范围介于pH值4~10。作物本身的生理特性对土壤酸碱性强弱的适应性有一定的范围。在考虑作物本身对酸碱性的偏好之外，pH值还会影响到：
- 作物营养要素的有效性。例如磷的有效性在pH6.5~7.5最佳；钙、镁、钼的有效性在pH6.5~8.5最佳；铁、锰、硼、锌、铜的有效性在pH5.0~6.5最佳。
- 作物致毒物质的溶解度。例如铝的溶解度在pH5.0以下的强酸性土壤就显著增加，在pH8.5以上的土壤就容易发生硼对作物的毒害作用。
- 土壤微生物的活性受pH值影响。例如占菌数最多的细菌类大多嗜好中性的环境；菌数次多的放线菌类不适应pH5.0以下的酸性环境，pH5.0~8.0则能活化增殖；菌数第三的真菌，虽然对pH的适应范围很广，但在中性土壤环境的竞争力远比不上细菌，所以在酸性土壤环境的表现就很显著，土壤微生物在土壤中分解粗大有机质，释放出作物营养要素并形成腐植质，对土壤的贡献很大。
土壤酸碱度
总之，pH6.0~7.0是大多数作物最好的土壤酸碱度。
（2）土壤电导度：土地由于引入灌溉水，施用化学肥料和堆肥，经过作物吸收后会残留过剩的肥料和不能吸收的盐类等，经过多年累积的结果，将导致土壤盐分升高而抑制作物生长。化学肥料和堆肥最易使土壤盐分浓度升高。灌溉水所含的矿物盐分，特别是易溶于水的氯化钠则是易使土壤盐分浓度升高的另一个主要原因。
由于土壤水分的蒸发作用导致盐分往土壤表面移动的效应，在干旱季节蒸发作用强盛，使得愈近土壤表面的盐分浓度愈高，更严重时则在土壤表面析出盐的结晶，也就是我们说的盐化严重。土壤盐分的高低，可用土壤溶液的电导度（EC）表示。当土壤的电导读过高时，作物生长缓慢，严重时小苗会枯死。
（3）土壤磷酸吸收系数：磷肥施用到土壤中后会和土壤溶液中的游离铁、铝、锰、钙等离子结合成难溶性磷酸盐，也会被土壤中的铁、铝、石灰等矿物质的表面活性成分吸收而变成难溶性的复杂固体，我们称为土壤的磷酸固定作用。
土壤的磷酸固定作用和土壤的酸性程度以及土壤矿物成分有关，土壤pH值6.0以下铁、铝、铜、锰盐类的溶解度增高，其金属离子的活性也增强，当遇到磷肥的水溶性磷酸根离子时就很快化合成难溶性的磷酸铁、磷酸铝、磷酸锰、磷酸锌、磷酸铜等，而让作物根系吸收不到磷肥。为区分磷酸固定力大小，通常以干土100克能从土壤溶液中吸收多少的磷酸毫克数，来标示磷酸土壤吸收系数。
土壤磷酸吸收系数
（4）阳离子交换能力（CEC）：土壤的粘土矿物胶体粒子和腐植质胶体粒子都是带阴电荷，可以吸着带有异性电荷的H＋、NH4＋、K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子，这些被吸着的阳离子和土壤溶液中的游离阳离子之间存在可逆反应关系，也就是可以交换的平衡状态，所以称为交换性阳离子。
不同土壤性质展现出不一样的阳离子交换能量，为方便计量，通常以干土100克能吸着的交换性阳离子总毫克当量（meq）数表示。CEC大小和胶体粒子比表面积大小有正相关关系。CEC大小和土壤供给植物养分的能量有密切关系，CEC较大表示土壤能保住较多的NH4＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋等肥料营养要素，也就有较高的保肥力。
阳离子交换能力
（5）盐基饱和度：土壤阳离子交换能量（CEC）当中NH4＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋离子所占的百分比称为盐基饱和度。二价阳离子比一价阳离子被带阴电荷土壤胶体吸附得更紧密，所以较不容易被土壤溶液的H＋离子交换而遭受淋溶损失，因而较能维持土壤pH值的稳定性，所以盐基饱和度的重点比较Ca2＋和Mg2＋所占的百分比。
土壤（CEC）高且盐基饱和度也高通常较能忍受外来酸性或碱性物质对土壤pH值的干扰，因而较能维持土壤pH值的稳定性，此即土壤缓冲能力的来源。一般的土壤常偏酸性，盐基饱和度相对约在60-80％。理想的耕土pH值要维持6.0-6.5，则盐基饱和度相对要达到80-90％。
（6）土壤有机质含量：土壤有机质含量是土壤生产力的重要指标之一。气候左右土壤有机质含量，在干旱至半干旱地区的土壤其含量通常很低，在湿润至潮湿地区的土壤其含量通常较高，在温带至寒温带地区的土壤其含量较高，在热带至亚热带地区的土壤其含量较低。去除先天因素，人为操作如耕地、施肥也会改变土壤有机质含量，但大多情况是降低土壤有机质含量。
一般耕作土壤有机质含量应该适度维持在2~3％。土壤有机质包括容易分解的部分和难分解的部分，前者如蛋白质、氨基酸、脂肪、纤维素等，后者如黄酸、腐质酸和腐质胶等通称腐植质的物质。容易分解的部分是土壤微生物的食物，间接供给植物营养要素和影响土壤的物理性与化学性。
难分解的部分则直接影响土壤的物理性和化学性。虽然土壤有机质只占土壤总重百分比的2~3％，但是对促进土壤形成团粒构造、降低土壤对磷肥的固定作用、增加土壤阳离子交换能力和盐基饱和度、提升土壤中微量元素的有效性、提供作物生育促进物质等等的贡献度却非常重大。这就是为什么很多农业专家一直提倡要施有机肥的原因所在。
针对土壤物理性和化学性的诊断结果，没有达到诊断目标值的应该进行土壤的改良。那么如何改良呢？现在分别介绍如下：
（1）引进土壤改良原料
下表分别介绍多种土壤改良用途的原料。可以根据土壤的不足之处选择相关的原料进行土壤改良，这些材质目前基本上都很容易都能买到。
土壤改良原料
（2）除去土壤中过剩的盐分
土壤蓄积过剩盐分时，可在作物的休作期间采用下列的方法除盐：
- 把盐分蓄积的表土铲除3~5公分，换入新土。
- 深耕，用挖土机把底土翻覆成表土。
- 进行大水漫灌进行水洗。
- 施用有机肥，让土壤微生物在消化碳水化合物时，将土壤中多余的盐分吸收为菌体的营养分，降低土壤盐分含量。
- 栽培一次到两次耐盐性较高的作物，例如玉米、小麦、番茄、菠菜、苜蓿、甜菜等，将盐分从土壤中吸走。
不过最根本的做法还是要合理施肥。肥料通常都是酸碱离子中和所产生的盐类，酸碱离子当中，有些是作物重要的、吸水量很大的营养元素，有些则是不需要或需要量很少的元素，前者一般以主成分称之，后者一般以副成份称之。有副成分的肥料如硫酸铵、过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾、硝酸钠等。没有副成分的肥料如硝酸铵、磷酸铵、磷酸钾、硝酸钾、硝酸钙、尿素等。
有副成分的肥料施用后，会残存和累积硫酸根、盐酸根等离子，一方面导致土壤酸性化，一方面提高土壤电导度（EC）。没有副作用的肥料即使是连续施用，也不会使土壤pH值和EC大幅变动。
有副成分的肥料连续施用结果容易导致土壤酸性化，而为了矫正土壤酸性化，就要使用石灰质资材去中和土壤中的硫酸根和盐酸根，结果反会造成盐类累积的恶性循环。
（3）调整土壤酸碱度
耕地因为酸雨、雨水淋溶、作物大量吸走盐基性营养要素、不当的施用化学肥料等，导致土壤容易倾向酸性化。大都作物适合生长在pH值5.5-7.0范围的土壤环境，所以土壤偏酸性时即要施用石灰质肥料和碱性硅酸盐肥料调整土壤pH值至合适范围。施用土壤pH值调整材料也可附带增加盐基饱和度和降低磷酸吸收系数。
（4）施用有机肥提高土壤有机质含量
耕地土壤有机质含量若低于2％就要施用有机质肥料等有机物，将其含量提高到3％或稍高于3％。土壤施用有机物对土壤化学性、物理性和养分的供给。
