Toprak verimliliği

Fiziksel faktörler

Torağın porozite, geçirgenlik, agregat oluşturma, havalanma, nem, pH, EC (tuzluluk), katyon ve anyon gibi besin elementlerini tutma kapasitesi gibi özelliklerini belirler. Bu özellikler ne kadar iyi ise bitkiler besin elementlerinden o kadar iyi faydalanırlar. Verimlilikte toprak derinliği ve "taban taşı" gibi fiziksel unsurlar verimliliği belirleyen diğer fiziksel faktörlerdendir. Yağmur veya sulama suyunun daha derine inmesine müsait toprak yapısında nemlilik daha uzun süre devam edebilir ve derin kök yapısına sahip bitki ve ağaçların kurak mevsimde ayakta kalmasına yardımcı olur.

Kimyasal faktörler

Bitki besin elementlerinin toprakta, bitki için optimal değerlerde bulunması ifade eder. Bu elementlerin eksikliği bitkilerde beslenme ve gelişim bozukluklarına yol açabileceği gibi, fazlalıkları da bitkiler üzerinde toksik etkiler oluşturur. Besin elementleri bitkiler tarafından fazlaca tüketilen N, P, K, S gibi makro ve Zn, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo gibi mikro elementlerden oluşur. Elementlerin bitkiler tarafından etkili bir şekilde kullanımı, bu elementlerin orantılı bir şekilde toprakta bulunması yanında nem, ısı, bağlayıcı ve tutucu yüzey, kılcal kök gelişimi vb birçok faktörün bir arada bulunması ile mümkün olur.

Biyolojik faktörler

Toprağın biyolojik dengesi, bitkilerin simbiotik yaşamları, parazitozlar, bitki hastalıkları gibi konuları etkiler. Toprak solucanlarının yaşamı, azot fikse eden ve dönüştüren bakteriler, bazı bitki köklerinde simbitok yaşam sürdüren mantar cinsleri (mikoriza) toprak verimliliğinin sürdürülmesi için mutlak gerekililiktir. Doğal çevrinin devamı açısından gerekli olan toprak biyolojik faaliyeti nem, ışık ve ısı gibi çevresel faktörlerin yaşam için optimal şartların temin edildiği ortamlarda en üst düzeye çıkar. Verimliliğin korunması, ortamda ısı, ışık, havalanma, nem gibi özelliklerinin korunmasıyla mümkün olur.

Organik madde

Toprakta organik maddelerin varlığı bitki beslenmesi için gerekli besin desteği açısından son derece gerekli bir unsurdur. Organik madde toprağın verimliliği belirleyen fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin korunmasında ve sürdürülmesinde son derecede önemlidir. Örneğin toprağın CEC değeri, nem, mineral değerleri yanında toprağın biyolojik faaliyetlerinin devamı da organik madde varlığıyla mümkündür. Organik maddenin artması için tarım topraklarında daha fazla bitkisel artık bırakılmalı, bunlar yakılmamalı, parçalanarak toprağa gömülmelidir. Ayrıca organik gübre ve kompost kullanımı önemlidir.

Toprak iyileştirme

İyileştirme çeşitli teknikler ve malzemeler kullanarak çorak, verimsiz veya tarım için kullanışsız toprakların verimli ve kullanılabilir hale getirilmesidir. Bu şekilde mineral, organik madde gibi içerikler yanında, pH, geçirgenlik, tekstür gibi toprak özellikleri de iyileştirilebilir.
Toprak pH'ının kimyasal yollarla düşürülmesi mümkün olmakla birlikte bu çözüm geçicidir ve gerekli olan pH düşürücülerin miktarı ve fiyatı ekonomik olmaktan uzaktır.
Toprağa ilave edilen bitkisel organik atıklar ve organik gübreler toprakta uygun tekstür ve tamponlayıcı maddeler oluşturarak toprağın bitkisel üretim için ideal yapıya kavuşmasını sağlar. Legüm (baklagiller) bitkilerinin toprağı asitlendirdiği de akademik yayınlarda kaydedilen bilgilerdendir.
Son zamanlarda biyolojik kömür'ün çevresel faydaları yanında toprak iyileştirmede kullanılabileceği üzerinde çalışmalar bulunmaktadır.