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如果说我们这些以农业为基础的生命全依赖于土壤而活的话，那么同样，土壤也依赖于生物。因为土壤在某种程度上是由生命创造的，它产生于很久以前生物与非生物的相互作用。生物施展自己的魔法，一点一点地，将无生命的材料变成了土壤。
如同斑驳的补丁一样覆盖大地的这层薄薄的土壤，它的分布决定着我们人类和陆地上其他各种生物的生存。若没有土壤，陆地植物就不能生长；没有了植物，动物就无法生存。
如果说我们这些以农业为基础的生命全依赖于土壤而活的话，那么同样，土壤也依赖于生物。土壤的起源与其所保持的天然特性都与动植物密切相关。因为土壤在某种程度上是由生命创造的，它产生于很久以前生物与非生物的相互作用。当火山喷出炽热的岩浆时，当河水流过光秃秃的岩石并冲刷了最坚硬的花岗岩时，当冰霜严寒凿碎了岩石时，土壤的母质层开始聚集。接着，生物开始施展自己的魔法，一点一点地，将无生命的材料变成了土壤。岩石的第一层覆盖物——地衣，利用它分泌的酸性物质促进了岩石的分解，也为其他生命造就了栖息之地。地衣的碎屑、微小昆虫的外壳、海洋动物的残骸形成了原始的土壤。在土壤的缝隙，苔藓植物开始驻扎其中。
原始生命不仅创造了土壤，还孕育了土壤中丰富多样的生命物质。如果不是这样，土壤将变得贫瘠而毫无生机。正是土壤中无数有机体的存在和活动，才能为地球编织一件绿色的外衣。
土壤处于无始无终的无限循环之中，总是处于不断变化的状态。岩石的分解、有机物质的腐烂、氮和其他气体随雨水落下，新的物质会不断添加到土壤中来。与此同时，有的生物暂时性地借走了一些物质。在这一过程中，微妙而又重要的化学变化时时刻刻都在进行，把来自空气和水的元素转化成有用的物质。在这些变化中，生物体起着活化剂的作用。
研究黑暗的土壤王国中生存的众多生物是件趣事，但这些生物也最容易被人忽视。对于土壤中有机物之间的关系，以及它们同土壤与地上世界的联系，我们都了解得太少了。可能土壤中最基本的生物是一些最小的生物——看不见的细菌和丝状的真菌。关于它们的数据都是些天文数字。一小勺表层土可能含有数以亿计的细菌。尽管体积微小，但在一英尺厚的一英亩肥沃的表层土中，细菌的总重量可达1000磅。长长的、丝状的放线菌在数量上虽然不及细菌，但是由于体积更大，等量土壤中所含放线菌的总重量与细菌相差无几。这些菌类，与被称为藻类的绿色细胞一起，组成了土壤中的微观植物世界。
细菌、真菌以及藻类是腐烂与分解的主要原因，它们把动植物的残骸还原成矿物成分。如果没有这些微小的植物，各种元素参与的庞大循环系统（例如碳、氮在土壤、空气和生物中的运动）就无法进行。譬如，如果没有固氮菌，即使处在氮含量丰富的空气中，植物也会因缺氮而死亡。其他生物可以释放二氧化碳，二氧化碳像碳酸一样起到分解岩石的作用。土壤中的其他微生物也起到氧化和还原的作用，使一些矿物质如铁、锰和硫等变得易于被植物吸收。
土壤中还存在着数量巨大的微小螨类，以及叫作弹尾虫的原始无翅昆虫。尽管体形微小，但它们在分解植物残枝，把森林的地面杂物转化为土壤方面发挥着重要作用。这些微小生物的特性让人难以置信。例如，一些螨类只有在云杉掉落的针叶里才能生存。它们隐藏在树叶里，消化掉树叶的内部组织。它们的任务完成后，树叶只剩下一具空壳。在处理大量落叶方面最令人惊奇的要数土壤和林地中的一些小昆虫了。它们会把叶子浸软，然后再消化，从而加快了分解物与地表土的混合。
当然，除这些身体微小、一刻不停的生命外，土壤中还有许多大型生物存在，因为土壤孕育着包括细菌到哺乳动物在内的全部生命。有的永久生活在地下世界；有的冬眠，或者在生命的某一阶段藏于地下；有的则在洞穴与地上世界之间任意穿梭。总之，这些动物的居住能使土壤透气，并促进水在植物生长层的排出与渗透。
在所有较大的土壤生物中，蚯蚓可能是最重要的一种。大约在75年前，查尔斯·达尔文出版了一部著作，《腐殖土的产生与蚯蚓的作用》。在这本书中，他让世人了解到蚯蚓在运输土壤中扮演的角色。地表的岩石逐渐被蚯蚓从下面搬上来的细土所覆盖，在环境最适宜的地方，蚯蚓每年都能搬运数吨土壤。同时，树叶和杂草中含有的大量有机物（6个月的时间内每平方码 ① 树叶和杂草可产生约20磅有机物）被拖入洞穴，混入土中。达尔文的计算表明，蚯蚓辛勤劳作，10年后，土壤的厚度会增加1英寸到1.5英寸。而且，这绝不是它们的唯一贡献。它们的洞穴使土壤保持空气流通和良好的排水性能，并促进植物根系的生长。蚯蚓的存在还可以增强细菌的固氮能力，减少土地退化的可能。有机物经过蚯蚓的消化道时，将被分解。这样，蚯蚓的排泄物会使土壤变得更加肥沃。土壤王国是由互相交织的多种生物构成的，每种生物都以某种方式与其他生物产生联系——生物依赖土壤，也正因为土壤中生物的丰富多样，才使得地球上的土壤变得不可或缺。
蚯蚓
蚯蚓是寡毛纲正蚓科正蚓属的无脊椎动物。达尔文曾在《腐殖土的产生与蚯蚓的作用》中写道：“我们很难找到其他的生灵像它们一样，虽看似卑微，却在世界历史的进程中起到了如此重要的作用”。
可是，这个与我们息息相关的问题一直未受关注：不论是以土壤“杀菌剂”的形式直接灌入，还是雨水穿过树冠、果园以及农田时恰好混入了致命的污染并最终流入土壤，化学毒药进入土壤后，这些数量庞大而且非常重要的生物会受到什么影响呢？使用广谱杀虫剂对付一种破坏庄稼的昆虫幼虫，而不会杀死对于分解有机物十分必要的“益虫”，这样的假设合理吗？或者，使用一种普通杀虫剂不会杀死促进植物根部吸收养分的真菌吗？
事实很明显，这一至关重要的生态学课题在很大程度上被科学家忽视了，防治人员更是对此不屑一顾。对昆虫的化学防治建立在这样的一种假设之上，即土壤可以承受任何毒素的攻击，不会做出反击。土壤王国的本质被完全忽略了。
根据已有的少量研究，关于杀虫剂对土壤影响的画面正徐徐展开。研究结果并不一致，这也不奇怪，因为土壤类型多样，给一种土壤造成破坏，也许对另一种土壤没有任何影响。轻质沙土遭受的破坏比腐殖土更大。化学药物的混合使用要比单独使用危害更明显。尽管结果有所不同，已经有确凿的证据证明危害的存在，足以引起科学家们的忧惧。
在这一条件下，居于生物世界核心的化学转化已经受到影响。将大气中的氮转化成植物需要的形态就是一个例子。除草剂2,4-D会使硝化作用暂时中断。最近佛罗里达州的几次实验表明：林丹、七氯以及六六六（六氯环己烷）会在使用两周后减弱土壤中的硝化作用；农药使用一年后，六六六和DDT的危害仍然存在。在其他实验中，六六六、艾氏剂、林丹、七氯以及DDD都会阻碍固氮菌在豆科植物上形成必要的根瘤 ② 。真菌与高等植物之间奇妙而有益的关系遭到了严重破坏。
氮循环
氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，如大气中的氮经微生物等作用进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的作用下返回大气中，如此反复无限循环。构成陆地生态系统氮循环的主要作用是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
大自然通过精妙的生态平衡形成了长久的运行机制，令人担忧的是，有时这种平衡机制会受到干扰。杀虫剂的使用让一些土壤生物数量减少，而另一些生物的数量会激增，从而破坏捕食关系。这样的变化容易改变土壤的新陈代谢活动，并影响其生产力。这些变化还意味着，之前受到制约的有害生物，会逃脱自然的控制，呈爆发生长之势。
值得注意的一点是，土壤中的杀虫剂可以在土壤中存贮很长时间，不是几个月，而是好几年。艾氏剂使用4年后依然在土壤中存在，一部分为少量残留，更多的已经转化为狄氏剂。使用毒杀芬消除白蚁，10年后在沙质土壤中仍有该药剂残留。六氯化合物可以在土壤中至少存留11年，七氯或一种由它生成的毒性更强的化学物至少可以驻留9年。氯丹使用12年后，对土壤的影响依然存在，其残留量是施用量的15%。
当初看似适量的杀虫剂，在经过几年的时间后，会在土壤中累积到惊人的浓度。由于氯化烃在土壤中存留有持久性，每施用一次，药物都会在前一次基础上继续累积。如果反复喷洒，“一英亩地使用一磅DDT无害”的古老传说就变得毫无意义了。科学家在种植土豆的农田中发现每英亩土地的DDT含量高达15磅，玉米地更是高达19磅。还有研究发现，一片蔓越莓沼泽地中每英亩含34.5磅的DDT。苹果园中土壤的DDT含量则达到了峰值，DDT累积速度的数值几乎与每年使用量的数值持平。在一个季节里喷洒4次及以上DDT的果园中，DDT的残留会增加至30磅到50磅。经过多年反复喷洒后，果树间土壤中DDT的含量每英亩在26磅到60磅，树下土壤里的含量则高达113磅。
蔓越莓
蔓越莓生长在寒冷的北美湿地，在我国常见于大兴安岭地区。蔓越莓果内含有较多空气，使其可以浮在水面上。等到果实成熟后，果农就会将蔓越莓田注满水，然后开着水车巡回打水，等脱落的果实浮出水面，再用栏木圈收集筛选。这就是蔓越莓独特的“水收”法。
土壤永久性污染的另一个典型案例就是砷污染。尽管自20世纪40年代中期以来，施用于烟草植物的有机合成杀虫剂取代了含砷喷剂，但是从1932年到1952年，美国香烟中的砷含量已经增加了300%以上。之后的调查发现，香烟中的砷含量居然增加了600%。砷剂毒理学权威专家亨利·萨特利博士说，虽然有机杀虫剂基本上取代了含砷喷剂，但是烟草植物仍然会吸收毒素，因为种植园的土壤里残留着高含量、不易溶解的毒素——砷酸铅。这种物质会持续释放可溶性砷。萨特利博士说，烟草种植园的土壤正遭受着“几乎永久性的污染”。地中海东部的国家没有使用含砷杀虫剂，所以那里的烟草中没有发现砷含量的增加。
砷是有毒物质，人体接触到低浓度的砷可能导致恶心呕吐、白细胞和红细胞的计数降低、心律异常、血管受损，以及手脚末端有“针刺”感觉；摄入高浓度的砷则可致人死亡。19世纪60年代砷曾经作为绿色染料的主要原料广泛应用于服装及日常生活领域。精美的华服、壁纸反而成了夺人性命的元凶。中国古代女子也有为了美白而涂抹甚至服用砷的例子。
这样，我们就面临着第二个问题。我们不仅要关心土壤的情况，还要了解植物从受污染的土壤中到底吸收了多少杀虫剂。这很大程度上取决于土壤和作物的类型，以及杀虫剂的特性和杀虫剂。有机物含量高的土壤比其他类型的土壤含有的杀虫剂要少。与其他作物相比，萝卜会吸收更多的杀虫剂。如果使用的农药是林丹的话，萝卜内部的杀虫剂含量会比土壤中的浓度还要高。将来，在种植某种作物之前，我们有必要先分析一下土壤中杀虫剂的含量；否则的话，即使没有喷洒过农药的农作物，也会因为从土壤中吸收了很多杀虫剂而变得不宜出售。
这种污染引发的问题不计其数。至少有一家婴儿食品生产厂家一直不愿使用喷过杀虫剂的水果和蔬菜。制造麻烦的化学品就是六六六，它被植物的根系和块茎吸收，并使植物产生霉味。两年前使用过六六六的农田里生产的甘薯因杀虫剂残留而变得不宜食用。有一年，这家公司在南加州签署了一份甘薯供应合同，却发现大面积的土地都被污染了，公司被迫在市场上直接购买原料，蒙受了巨大的损失。在过去的几年里，很多州种植的各种水果和蔬菜都遭到了丢弃。其中，最令人头疼的是花生。在南部的几个州，花生通常与棉花轮种，种植棉花时会喷洒大量的六六六。因此，此后种植的花生会吸收大量的杀虫剂。实际上，只需很少的六六六就会催生霉臭和怪味。六六六会渗透到花生内部，而且无法消除。若进行处理，不仅无法除掉霉味，有时候还会加重这种味道。生产厂家只有一种方法可以解决这一问题——不使用喷过农药的或在受污染土地里生长的农产品。
花生
花生是如今生活中常见的食品，但花生在中国的种植历史很可能比人们想象的要短很多。历史研究认为，中国引种花生可能是在明崇祯年间。18世纪前，花生在北美被当作牲畜饲料或黑奴食物，直到南北战争爆发，粮食短缺，北美白人才开始食用花生。
有时候，危害只针对农作物本身，只要土壤中含有杀虫剂，这种危害就始终存在。一些杀虫剂会影响比较敏感的植物，妨碍其根系生长或抑制幼苗的发育，这些敏感的植物有大豆、小麦、大麦或者黑麦等。华盛顿州和爱达荷州的啤酒花种植户们的经历就是其中一例难以让人释怀的事件。1955年春天，大面积的啤酒花根部长满了象鼻虫幼虫，于是这里的人们开展了声势浩大的治理工作。人们在农业专家和杀虫剂厂家的建议下，选择了七氯作为控制害虫的药剂。使用七氯不到一年的时间内，喷过药的土地里的藤蔓便枯萎、死掉了，而没有喷过农药的地方却没有发生任何问题，用过农药和未喷洒农药的地方泾渭分明。因此，人们不得不花费巨资使秃山再次披上绿装。但是到了第二年，新长出的幼芽又死掉了。4年后，这片土地上仍有七氯残留，科学家无法预测土壤里的七氯到底将继续驻留多长时间，也提不出任何方法去改善这种状况。直到1959年3月，联邦农业部门才发现七氯并不适合用于为啤酒花去除虫害，并姗姗来迟地撤销了这份决议，但为时已晚，啤酒花的种植者只能通过法庭获得一些赔偿。
杀虫剂仍在使用，农药残留非常顽固，会继续在土壤中积累起来。毫无疑问，我们正在自寻烦恼。这是1960年在雪城大学开会讨论土壤生态学时一群专家达成的共识。他们总结了使用化学品和辐射这两种“威力强大却又为人了解甚少的工具”所带来的危害：人类所采取的一些不当处置可能导致土地生产力的毁灭，最终昆虫会接管整个地球。
① 平方码是英制面积单位，1平方码约等于9平方英尺。
② 根瘤是在植物根系上生长的特殊的瘤，因寄生组织中建成共生的固氮细菌而形成，用来合成植物自身生长所需的含氮化合物（如蛋白质等）。长有根瘤的根系时常受到文玩界的欢迎。