La sostanza organica è un elemento importante per il mantenimento in buone condizioni della struttura fisica del terreno; essa contiene l'intera riserva di azoto e un'alta percentuale degli altri elementi nutritivi, come il fosforo e lo zolfo. La produttività del suolo dipende in gran parte dal bilancio della sostanza organica presente in esso. Poiché le piante coltivate vengono in gran parte asportate durante il raccolto e non arricchiscono, perciò, il terreno come avverrebbe se fossero lasciate sul posto a decomporsi, per compensare questa perdita si utilizzano diversi metodi. I due principali sono la rotazione delle colture e la fertilizzazione artificiale.

La rotazione delle colture consiste nell'alternare la coltivazione di diversi tipi di piante su un medesimo terreno. Con questo sistema la rotazione non avviene casualmente, bensì in base alla quantità e al tipo di sostanza organica che ogni pianta restituisce al terreno. Poiché le arature frequenti accelerano l'ossidazione della sostanza organica, le rotazioni normalmente includono una o più semine su cotica (di piante che crescono sulla superficie del terreno) che richiedono una lavorazione minima o non la richiedono affatto. Inoltre, la penetrazione in profondità delle radici di alcune leguminose, come l'erba medica, assicura un miglior drenaggio del terreno. In passato i due metodi più utilizzati per accrescere il contenuto di sostanza organica del terreno erano l'aggiunta di letame e di compost. La concimazione del terreno con letame animale è praticata da millenni ed è utile per fornire al suolo vari composti organici, importanti per la crescita delle piante. Il compost consiste normalmente di una mistura di residui vegetali e animali, è spesso trattato con fertilizzanti chimici che ne accrescono l'efficacia e viene utilizzato per fini analoghi all'uso del letame.

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