大部分土地資源管理與土壤管理有關,土壤結構、土壤酸堿度、土壤有機質含量等,都以各種方式影響作物生長。土壤管理的一個重要原則就是保持土壤適合於作物生長,土壤反應可以用氫離子活性測量,也可以用pH值測量。大部分農作物pH=60~85之間生長較好,豆科作物趨向於PH值較高的土壤反應,穀類作物則不同樣敏感。研究表明,三種主要的肥料養分氮、磷、鉀在pH=60~75之間有較高的效用,微量元素鎂、硫、銅、硼在這個範圍內效用同樣很好,而鋁、鐵、錳的可溶性在低於pH=53的情況下,迅速增加,從而易在作物根部形成一種毒性環境,因此,大部分作物在低於pH值的環境下生長受到抑製。無論用含有碳酸鈣的方解石,還是用含有碳酸鈣和鎂混合物的白雲石,都有調節土壤pH值的作用。
土壤管理的另一個重要方法就是保持性耕作。保持性耕作是一種將30%或更多的作物殘渣存留於土表層的耕作方式,它包括覆蓋耕作、減少耕作、免耕、條耕和壟耕技術。其基本原理是,在保護生態原則的基礎上,保持作物生存環境與自然生存環境的一致,通過降低土壤混亂度,促進更加複雜的腐蝕分解係統的發展,強化土壤係統的穩定和內部養分的有效循環,增加土壤吸濕能力,節約能源,減少農場生產成本等優點。特別是壟耕技術,更具有明顯的防治侵蝕、防除雜草和土壤板結的作用。
土壤生物管理是土壤管理的一個非常重要的方麵,對土壤生物的管理有兩種方法:直接操縱法和間接調控法。直接操縱包括將根瘤菌、菌根接種根莖;引入捕食性、寄生性微生物防治土壤病蟲害;利用選擇性抑製、有目標地降低某些土壤生物數量和活動,如對作物根圍、根係、土表層、種子或幼苗嫁接,或施用“微生物肥料”或“微生物增效劑”。間接調控,主要通過農事活動來影響生物活動的環境因素,如棲息結構、小氣候、土壤生物的“食物”等,促進或抑製土壤生物的活動,從而刺激作物對養分吸收。
近幾年,土地資源管理研究開始注重定量化分析,即對土地資源進行核算研究,這種研究是基於土地資源作為一種固定資產、農業經濟活動應在不妨礙未來選擇的基礎上滿足現時需要的前提下進行的。定性分析卻很少考慮這種危害,也未進行過任何土地折舊補貼的分析,以往的核算方法實際上掩蓋了農場主在收入增加中的財富損失。事實上,在考慮和不考慮土地折舊的情況下,農場主淨收入和農場淨經濟價值,都有一定的差異。表33說明,在考慮土地折舊的核算中,農場的淨收入由原來的每英畝80美元減少到55美元;表34說明,在考慮土地折舊的核算中,由於既計算了土壤折舊,同時還要計算農場外部成本,使農場的淨經濟價值由原來的每英畝45美元減少到19美元,虧損了26美元。
在對土地資源定量化分析中,利用美國農業部提出的侵蝕與生產率影響計算模型(EPIC),通過對潛在的物質循環過程進行模型製作,以模擬土壤侵蝕、植物生長、養分循環過程。該種模型與農場計劃模型相結合,不僅可以計算每一種農作製度的作物銷售額、生產支出費用,政府的不足支付與農場淨收入,而且還能計算土壤侵蝕、農場外部的危害以及土壤折舊費。
二、水資源管理
發達國家用了25年的時間來觀察農業實踐對水資源質量的影響。20世紀60年代、70年代,主要關注來自於沉積物、養分和殺蟲劑對地表水資源汙染;80年代,則關注殺蟲劑和硝酸鹽對地下水資源的汙染。農業耕作對水資源質量的影響,主要是土壤侵蝕引起的沉積,以及同沉積物結合的肥料和殺蟲劑等有害成分的流失。不同耕作方式,引起侵蝕和沉積危害的程度不同。肥料作為作物的養分,氮、磷、鉀缺一不可。但是,肥料中氮的流失最為嚴重,施於土壤中的氮可以以蒸發、脫氮、淋洗等方式流失;磷在土壤中卻相對穩定,易與土壤顆粒緊密結合,因此,磷對水資源的汙染主要是來自土壤本身的流失和侵蝕。
對水資源質量的管理,主要有兩個方麵:①地表水資源的保護管理。土壤表層侵蝕以及由此產生的沉積物移動,是一種土壤、水文、氣候的綜合作用過程,在田間表現為對土壤顆粒的分離作用。這些過程,同降雨時土壤表層的性狀密切相關,同地表作物殘渣量或作物覆蓋程度關係更大。土壤表層種植覆蓋作物有利於減少侵蝕。此外,切斷坡地長度,如修築梯田和分段溝,通過降低流失速率和能量來減少侵蝕和沉積移動,都有助於改善水資源質量。同地表水資源汙染有關的兩種養分元素磷和氮,在土壤中的化學和生物反應完全不同,在土壤和水中的移動也不一樣。管理磷肥,主要是保持植物有效利用磷肥水平在作物生長的有效範圍內,以及將磷肥置於土表層以下1~2厘米土壤中。管理氮肥,主要是在作物根際、作物生長需肥時施用適量氮肥,保證作物有效地攝取氮肥。此外,多用豆科作物替代化肥氮供應,也是一種有效方法。②地下水資源的保護和合理使用,與地表水資源的保護管理同等重要。盡管地下水汙染的影響是局部的,不涉及影響其他地區,但大部分地區地下水是飲用水,它關係到人類健康。對地下水管理最有效的方法是控製地表水汙染源向地下水域滲透。