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薄薄的土层联结成一块巨大的补丁，覆盖着大陆，人类和动物无不依赖它而生存。众所周知，没有了土壤，植物将无法生长，没有了植物，动物将走向灭亡。
但是，以农业为基础的生活离不开土壤。土壤同样依赖生命，土壤的起源离不开生命，土壤与生俱来的特性更是与动植物密不可分。毕竟，土壤在一定程度上由生命创造，很久以前，生命与非生命物质产生了奇妙的碰撞，土壤由此产生。火山喷发，岩流汩汩；河水奔腾，带走顽石；冰霜严寒，土崩石裂，正是在这样的过程中，原始成土物质逐渐累积。随后，生命开始了奇迹般的创造，日复一日，年复一年，这些物质终究形成了土壤。最早覆盖在岩石上的物质叫作地衣，它分泌出酸性物质，加快岩石风化，也为其他生命提供容身之处。地衣碎片、微小昆虫的外壳、海洋动物的碎屑组成了原始的土壤，苔藓就是在这种土壤的缝隙中生长起来。
生命造就了土壤，如今，丰富多样的生命物质也离不开土壤，正因为如此，土壤才不至于变得荒芜而贫瘠。正是因为无数有机体存在和活跃于土壤中，大地才披上了绿色的外衣。
土壤自身处于无休止的循环当中，不断发生变化。岩石风化，有机体腐烂，含有氮和其他气体的雨水从天而降，无不给土壤带来新物质。与此同时，生物因暂时的需求也带走了土壤中的部分物质。微妙而重大的化学变化不断发生，将水和空气中的物质转换为其他形式，为植物所用。所有变化过程都有生命有机体的积极参与。
和其他研究相比，在阴暗的土壤王国中探索庞大的生物更有意思，也更容易被忽略。土壤之间的有机体虽相互制约，可具体如何制约？有机体与地上环境和地下环境又有何联系？我们对这些问题的认识仍然有限。
土壤中最重要的也最微小的有机体大概是肉眼不可见的细菌和丝状真菌了。它们多到只能用天文数字来计算，一茶匙地表土可能含有几十亿个细菌。它们单个体形虽小，但在一英亩肥沃的土壤中，表层土的细菌加起来可能重达一千磅。丝状真菌长如细线，和细菌相比数量可能并不多，可是由于它们更大，同样面积的土地中，丝状真菌可能和细菌一样重。还有一种名为藻类的小小绿色细胞，它们与细菌和丝状真菌共同组成了土壤中极其微小的生命体。
动植物的腐烂主要由细菌、丝状真菌以及藻类导致，它们的残体在这一过程中还原为无机物。没有了这些微生物，大型化学物质的循环运动将无法进行，碳和氮等化学元素更无法通过土壤和空气以及生物组织发生反应。例如，没有了固氮细菌，植物哪怕被氮气包围，仍然无法获得氮素。还有些生物机体产生二氧化碳，形成碳酸，催化岩石分解。土壤中还有些微生物有着氧化和还原的作用，它们能转换铁、锰、硫黄等矿物质，让它们更容易被植物吸收。
此外，还有一种微小的螨类及一种名为跳虫的无翅虫数量惊人。它们体积虽小，作用可不小，植物残枝败叶的分解、森林地表碎屑的土壤化可都得靠它们。这其中，一些微小生物在完成任务中表现出的专业性简直不可思议。例如，一些螨类只靠掉落的枞树针叶生活，它们积聚在树叶里，消化掉松针的内部组织。当它们的任务完成，松针就只剩下一副空壳了。土壤里和森林地面的小昆虫在处理大量落叶植物的枯枝败叶时所展现的本领才真的令人惊异。它们浸软并消化了树叶，再促进分解后的物质融入表层土壤。
土壤中的生命小到细菌，大到哺乳动物。因此，除了大群的艰苦劳动的微小生物，一定也还有更大的生命体存在于土壤中。它们有些是黑暗地下层的永久居民，有的在土壤的地下宫殿中躲避寒冬或是度过生命的某个阶段，还有的在地下世界和地上世界间自由来去。总的说来，它们让土壤充满空气，增强了土壤的透水性，让水能够在植物生长层疏排和渗透。
蚯蚓当属土壤中最重要的大个儿居民了。早在75年前，查尔斯·达尔文就出版了《蠕虫活动及生活习性与作物肥土形成》。通过这本书，世界第一次了解到，蚯蚓作为一种地质营力，在土壤运输中发挥着基础性的作用——这是一幅生动的图画，蚯蚓从地底翻起肥沃的土壤，逐渐覆盖住地表的岩石，情况最好的地区每年翻动土壤每千亩可达几千吨重。与此同时，草和树叶中含有的大量有机物质（6个月时间每平方米土地就能产生20磅）被拖入土穴，融入土壤。达尔文的计算表明，蚯蚓辛勤工作，一寸一寸加厚土壤层，10年时间就能让土壤层增加一倍。蚯蚓为土壤做的可不止这些，它们的洞穴使土壤充满空气，排水能力加强，植物根系也在它们的帮助下发展壮大。蚯蚓还有助于增强土壤中细菌的氮化能力，令土壤告别缺氧腐烂。蚯蚓消化和分解有机体后产生的排泄物让土壤更加肥沃。
在土壤的王国里，生命体相互交织，构成网络，以某种方式互相联系——生命依赖土壤；反过来，只有生命综合体兴旺发达，土壤才能成为地球上不可或缺的一部分。
这里有一个困扰我们已久却很少引起关注的问题：有毒化学物质进入土壤世界后，土壤中数量庞大、地位重要的居民们会有怎样的遭遇？这些化学物质有的作为“杀菌剂”直接入侵土壤，有的则来自于被污染的雨水，雨滴穿过森林、果园、农田上方的树木枝叶，落在土地上。假如使用广谱杀虫剂只是为了消灭毁坏庄稼的穴居动物幼体，那么又有什么证据表明它不会同时消灭分解有机物的重要“益虫”呢？又或者，真的存在普遍适用的杀菌剂，在杀菌的同时不杀死存活在树根的菌类吗？这些有益菌类共生共存，帮助树木吸取土壤中的养分。
事实上，不论是科学家还是管理人员，一直以来都忽视了土壤生态学这一科研项目。人们从来都假设土壤自身就能抵抗毒物，化学手段防控昆虫正是基于此而进行。土壤世界的自然本质在很大程度上被忽视了。
基于少量现有研究，我们逐渐认识到杀虫剂对土壤的影响。研究的结果不总是一致的，这并不奇怪，毕竟不同的土质差异巨大，这就导致对某种土壤有害的因素可能对另一种土壤完全无害，而轻质沙土的受损程度远在腐质土之上。化学药剂联合使用似乎比单独使用杀伤力更大。研究结果虽各有不同，证明化学药物危害土壤的可靠证据却越来越多，不少科学家为此表示担忧。
有些情况下，生命世界最重要的化学反应也会受到影响。以硝化作用为例，在这一过程中，大气中的氮素为植物所吸收，而2,4-D除草剂会阻碍吸收过程。佛罗里达最近的一项实验中，土壤的硝化作用在施用“林丹”（一种农药）、七氯、“六六六”（六氯苯）仅两周后发生退减；“六六六”和DDT使用后的一年间持续危害着土地。其他实验显示，以上所有药物都阻碍了固氮细菌的形成，导致豆科植物无法发育出必要的根部结瘤。菌类与更高级的植物根系之间奇妙又健康的关系被严重破坏。
自然界为保证长期发展，依赖于生物数量的巧妙平衡，但问题在于，这种平衡关系有时会被破坏。土壤中的部分有机体被杀虫剂消灭后，余下的部分呈爆炸式增长，扰乱摄食关系。土壤新陈代谢很快发生改变，生产力受到影响，原本受到约束的潜在有害机体也可能逃脱自然的掌控，发展为害虫。
还有一件重要的事需要我们牢记，那就是杀虫剂长期盘踞在土壤中，其寄居时长不是用天而是用年来计算。艾氏剂使用4年后仍存在于土壤中，一部分为微量残留，一部分转化为狄氏剂。使用毒杀芬消灭白蚁10年后，沙土中仍含有大量残留。六氯苯至少能在土壤中留存11年；七氯和更毒的衍生化学物质则至少残留9年。氯丹使用12年后，原剂量的15%仍残留在土壤中。
哪怕有节制地使用杀虫剂，多年后土壤中累积的残留物仍多到惊人。鉴于氯化烃药物持久力超强，每一次使用都不过是在从前基础上的叠加。如果反复喷洒杀虫剂，“一英亩地使用一磅DDT是无害的”这种说法就变成了一纸空文。土豆田的土壤每英亩含有15磅DDT，这个数字到了谷物地就变成了19磅。研究还发现，蔓越橘林每英亩土地含34.5磅DDT。苹果林的污染程度似乎最严重，DDT的累积量与年施用量几乎持平。哪怕在一个季节里，由于果园喷洒了4次乃至更多的DDT，其残留量就可能累积至每英亩30到50磅。假如连续喷洒多年，树与树之间的土地每英亩将残留26到60磅DDT，树下土地的残毒更是达到每英亩113磅。
土壤内的毒物的确可能永久残留，砷就是典例。40年代中期以来，人造合成杀虫剂大面积取代砷，用于烟草植物，但是美国卷烟中的砷含量在1932—1952年间仍然增长了3倍多。最近的研究显示，砷含量已经增加了6倍。砷毒物学专家H.S.塞特利博士表示，虽然有机杀虫剂已大面积取代砷杀虫剂，烟草植物中仍然不断出现砷残留物。目前，以砷酸盐为主的不可溶解毒物彻底浸染了种植烟草的土壤，并将续释放出可溶态的砷。据赛特利博士所说，烟草种植地的毒物正“不断叠加并可能造成永久性中毒”。地中海东部的国家同样种植烟草，但未曾使用过含砷的杀虫剂，植物中的砷含量并未如此增加。
这样一来，我们就面临着第二个问题。我们不能仅仅关注土壤的情况，而应当思考受污染的土壤中究竟有多少杀虫剂被植物体所吸收。这一点在很大程度上取决于土壤和植物的种类、杀虫剂的特性及浓度。和其他类型的土壤相比，有机化程度较高的土壤释放出的毒素较少。和其他作物相比，萝卜吸收的杀虫剂更多。如果施用的化学药剂恰好是林丹杀虫剂，萝卜所吸收的药物浓度甚至超过土壤。将来，种植某些粮食作物之前，可能有必要检测土壤中的杀虫剂含量。否则，哪怕是没有喷洒过药物的作物中也可能含有大量杀虫剂，这些成分来自于土壤，而作物将面临无法上市的危险。
这样的污染带来了数不清的问题，就连儿童食品的生产厂商也不愿意购买喷洒过杀虫剂的蔬菜和水果。最令人头疼的是“六六六”，植物的根茎吸收后，闻起来和吃起来都有一种腐败味。加州生长的甜薯两年前曾使用过“六六六”，现在仍然残留有杀虫剂而无法上市。有一年，某家公司在南卡罗莱纳州签订合同，收购该州全部的甜薯，随后人们发现该州大部分土地遭受污染，这家公司不得不在市场上另外收购大量甜薯，造成了重大经济损失。几年时间里，各州不少水果蔬菜都因为同样的问题不得不被抛弃。问题最为顽固的是花生。南部各州花生和棉花轮流种植，棉花种植期间人们大面积使用“六六六”，导致之后生长的花生也吸收了大量杀虫剂。事实上，小小一滴“六六六”就会散发出明显的腐烂味道。化学物质渗透入花生果实后无法除去。对果实进行加工处理，霉味不仅没消散，反而变得更强。对于生产商来说，去除“六六六”残留唯一的方法只有销毁所有施用过化学药剂的产品，或生长在受污染土地上的产品。
有时候，植物本身会受到威胁——只要土壤里有杀虫剂污染，威胁就存在。大豆、小麦、大麦、裸麦等较为敏感的植物受到杀虫剂的影响后，根系发育受阻，种子难以发芽。华盛顿和爱达荷州酒花栽培者就遇到过这样的事。1955年春季，不少酒花栽培者承包了一个大项目，防控草莓根部的象鼻虫，当时已经有很多幼虫占据了草莓根部。在农业专家和杀虫剂生产商的建议下，他们选择用七氯防控虫害。施用七氯一年间，园地里的葡萄树全部枯死。未施用药物的园地幸免于难，灾难刚好在两块土地的交界处戛然而止。人们花重金在山坡上重新种植作物，然而来年，人们发现新长出的植物根系仍难逃一死。4年后，土壤里仍含有七氯，而科学家也无法预测土壤中的毒物将继续残留多久，更无法想出办法改善当前的状况。直到1959年3月，联邦农业局才发现自己站错了队，当时不应当批准对酿酒作物施用七氯，这不是处理土地的正确方法。随后，该部门收回了原先的表态，然而为时已晚。与此同时，酒花栽培者只好诉诸法庭，以求获得些许补偿。
杀虫剂仍在继续使用，顽固的残毒在土壤中堆积。毫无疑问，我们面临困境。1960年，恩卡尔斯大学的土壤生态学研讨会上，与会专家就此达成共识。他们认为，使用“如此有效而鲜为人知的工具”，即化学药品和放射性药物所带来的危害是巨大的。“人类小小的错误可能毁灭土壤生产力，而昆虫们可能仍安然无恙。”