光合作用的产氧量是很大的，有人估计，按照现在地球上植物的情况，每年可产生氧气1000多亿吨。大气中的氧总量不过200多万亿吨，可以说现在空气中的氧气，平均每隔2000年都要经过植物光合作用循环更新一次。假设一旦空气中的氧全没有了，按照现在的光合作用数量，也只要2000年就能全部恢复现在的水平。从地球演化史来看，2000年是个极短的时间，按现在光合作用的速度，维持大气中现有的氧气是绰绰有余的。
现在空气中的氧气是在增加，还是在减少呢？因为没有长期的资料，还不能断定。近代地球上的植物是比过去某一个时期少了，二氧化碳也少了（大气中约含有0.03％）。但是，由于工业的发展，每年要燃烧掉几十亿吨的煤炭和石油。按此计算，每年进入大气的二氧化碳，相当于它原含量的0.7％；就算它耗用了等量的氧，那么，空气中的氧气每年所减少的量，也只是总氧量的0.01％，只是光合作用每年产氧量的2％，因此，地球上的氧气量一时是不会有什么显著变化的。
各司其责的矿质元素
农作物从土壤吸收大量的营养元素，其中以氮、磷、钾三要素最多，它们在植物生长发育过程中起什么作用呢？
先说氮。氮是农作物叶片中叶绿素的重要组成成分。氮素能使庄稼健壮生长，茎叶繁茂，叶色浓绿，光合作用增强，穗大粒多。农作物缺氮最明显的特征是叶片显现黄绿色，叶绿素的形成受到抑制。幼苗期缺氮，生长迟缓，叶片浅绿。生长中期缺氮，植株瘦弱，下部叶片最先变黄；而且变黄是从叶片的尖端开始，然后沿叶脉伸展成楔形，最后整个叶片变黄，逐渐干枯并呈褐色，穗粒发育不良。
再说磷。磷是植物细胞核中蛋白质的重要组成成分。细胞的增殖和分裂须有磷的参与。
植物根尖和正在生长的幼嫩组织中含磷素较多。磷与碳水化合物和含氮化合物的代谢过程有密切的关系。在氮素充足、磷素缺乏情况下，氮的代谢过程受到阻碍。作物幼苗期缺磷，根系发育弱，生长缓慢，叶色紫红，严重缺磷时叶色变黄。花期缺磷延迟开花，受精不良。结实期磷对养分的运输和转化起重要作用，充足的磷能加快养分的积累，增加粒重。
三说钾。钾促进碳水化合物的合成运转，增强叶片的光合作用，增强抗病、抗旱和抗寒能力。钾能使植株机械组织发达，茎秆坚韧。钾素对氮素的代谢有良好的促进作用；钾素充足有利蛋白质的合成；缺钾时，幼苗生长缓慢，叶片呈黄绿色，叶片尖端及叶缘干枯呈灼伤状。严重缺钾时，生长停滞，节间缩短，植株矮小，籽实发育不良。
现代科学查明，除氮、磷、钾之外，许多微量元素在获取农作物高产中亦起重要作用。
例如锌，它是植物体内多种酶的组成成分；对植物的呼吸、无氧呼吸以及蛋白质合成、生长素形成等生理活动具有催化作用。植物呼吸时，也要吸收氧气放出二氧化碳，锌能促使植物体内的碳酸分解成二氧化碳和水。比较喜锌的作物有小麦、玉米。
锰，它在植物酶系统中是重要的活化剂，光合作用中水的光解是在锰的参与下完成的，二氧化碳的同化和氮素代谢离不开锰。锰对促进种子发芽和幼苗生长以及花粉发芽有重要作用。比较喜锰的作物有棉花和甜菜。
铜，它在植物体内的含量仅万分之一到十万分之一，但它存在于生长发育的最活跃的部分；铜还是植物体内多种酶的组成成分，在光合作用的电子传递中起重要作用。它还是某些氧化酶的成分，参与呼吸作用以及蛋白质和糖类的代谢活动。比较喜铜的作物有大麦和小麦。
钼，是硝酸还原酶的组成成分，参与硝酸的还原。对过氧化氢酶、多酚氧化酶的活性有促进作用。特别是在豆科作物中钼能促进根瘤菌的生长，加强固氮能力。各种豆科作物都喜钼。查明各种微量元素在作物生长发育过程中的作用，就能有目的地为庄稼“调配”食谱。
土壤的颜色
在北京的中山公园里，至今还保存着明朝永乐年间（公元1421年）建立起来的社稷坛，这是明、清帝王们祭祀土地神和五谷神的地方。在坛的正中筑有五色土台，它的东面是青土，南面是红土，西面是白土，北面是黑土，中央是黄土，正中一石柱即“社主石”，以示“普天之下，莫非王土”和江山永固。难道它纯粹是带有封建迷信色彩的图案吗？如果你打开中国土壤图，就会惊奇地发现，五色土的配置，和我国土壤的分布情况大致相同。
是谁挥动彩笔，把神州大地描绘得如此丰富多彩？
谁都知道，土壤是由岩石的风化物（母质）脱胎而来的。而自然界的岩石色彩斑斓：有灰色的石灰岩，白色的云母片岩，紫色的页岩，斑斑点点的花岗岩，灿若云霞的大理石……不同的岩石由不同的矿物组成，不同的矿物又含有不同的成分，成分不同，分解、溶解就有难易。在阳光、温度、水、风和生物等的作用下，逐渐风化形成了今天五颜六色的土壤。
在江南，土壤呈现出红黄相间的色彩。原来，在漫长的成土过程中，由于温度高，雨水多，岩石中的钾、钠、钙、镁等矿物质随雨水淋洗流失，但是铁、铅却和空气中的氧结合成三氧化物。这些三氧化物流动性小，便在土壤中聚积起来。氧化铁脱水后变成红色，也有的进一步和水结合，成为黄色。红壤和黄壤就这样形成了。
我国富饶美丽的东北平原，成土母质复杂，有由多种矿物组成的粘土，又有多种壤质、沙质沉积物，还有的是次生黄土，因为这里气候温暖，雨水充沛，草木植物的遗体不断积累、分解，使大量的有机质积蓄在土壤中，形成了各种草甸土，黑得都可以攥出油来。
在南方的红壤丘陵区，到处可以见到的红土田，脱胎于第四纪红色粘土母质。由于有机质含量的不同，从而派生出三种不同颜色的土壤：红土田、黄土田和乌泥田，有机质含量分别为1.7％、2.0％、2.5％。
土壤的色彩并不是一成不变的，自然的力量和人的活动影响着土壤，引起土壤成分的变化，久而久之，就会使土色改观，土壤肥力也由贫瘠变肥沃，或由肥沃变瘠薄，从而使人们得到应有的报应。因此，面对土壤这样一幅变色的画卷，人们应紧握彩笔，扬土之长，避土之短，因地制宜地进行种植，为使各色土壤给人类做出更大的贡献而努力。
土壤有机质
土壤有机质是土壤中除碳酸盐以外的所有含碳化合物的总称，包括植物的残体，施入的有机肥料，以及经过微生物作用所形成的腐殖质。
土壤有机质有五种类型：①新鲜有机质，尚未被分解的动植物残体，如作物的秸秆和根茬等；②半分解的有机质，有机残体在缺氧条件下，经微生物作用后形成的物质，如泥炭、半腐烂的有机肥料等；③简单的有机化合物，为有机残体经微生物分解所产生的，在土壤中含量不多，如糖类、氨基酸、脂肪酸等；④微生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和一些昆虫等；⑤腐殖质，是有机质经微生物转化后形成的黑色或黑褐色，成分和结构都比较复杂的高分子有机胶体，一般分为可溶于稀碱但不溶于酸的胡敏酸和溶于碱又溶于酸的富里酸，以及既不溶于碱又不溶于酸的胡敏素三个组分。前四种土壤有机质为非腐殖质物质，占土壤有机质总量的30％—50％，腐殖质占土壤有机质总量的%50—70％。
土壤有机质的成分主要是碳、氢、氧，还含有氯、硫、磷、钾、钙、镁、铁以及微量元素，是作物营养元素的来源，也是微生物的食物，一般只占表层干土重的0.5％—3％，个别土壤如黑土有机质含量达10％左右。土壤有机质数量虽然不多，但它对土壤的物理、化学性质有很大影响，对培肥、改良土壤有重要作用。
土壤酶
人身中有一种酶叫胃酶。它是由人的腺细胞分泌的，当我们吃的食物进入到胃中时，胃酶就出来消化这些食物，胃中的胃酶分泌较少，吃进的食物不能得到充分消化的话，也就是我们所说的消化不良，这时要吃一些酵母片来帮助胃酶一起消化这些美味佳肴。人体有酶，土壤中也有酶。
土壤酶和人体中的酶一样，也是一种活性很强的蛋白质类化合物，主要来自于土壤微生物的生命活动，高等植物根系也分泌出少数的酶，土壤中的动植物残体也带入某些酶类。由活的生物体分泌到土壤中的酶叫外酶；生物体死亡，细胞崩溃释放出来的酶叫内酶。至今已知土壤中有40种酶，它们或者被土壤颗粒以及土壤中的其他物质所吸附，或者自由自在地存在于土壤中。土壤中常见的酶有四大类：①氧化还原酶类，包括脱羧酶、接触酶、过氧化物酶和多酚氧化酶等；②转移酶类：包括转氨酶、转甙酶等；③水解酶类：包括的种类最多，主要有磷酸脂酶、多磷酸酶、淀粉酶和尿酶等；④脱羧酶类等。土壤中微生物所引起的生物化学过程，即有机残余物质的分解、腐殖质的合成和某些无机化合物的转化，全是借助于它们所产生的酶来实现的。因此，土壤中酶的活性，可作为判断土壤生物化学过程强度、鉴别土壤类型、评价土壤肥力水平及鉴定农业技术措施的有效程度。
土壤的水分
春雨，微风，使一望无垠的田野变得一片葱绿，绿油油的棉苗长势喜人。但有时你会发现茁壮的棉苗，被什么东西齐腰啃断，不断地出现断茎、缺苗，有的整行整行被咬掉，受害严重地块的幼苗甚至被一扫而光。接着，其他春作物以及蔬菜的幼苗也跟着遭了殃。那摧毁庄稼幼苗的“坏蛋”是谁呢？它就是地老虎。
“地老虎”的本名叫“地蚕”，因为它样子像会吐丝的家蚕，而活动却在地里。由于它凶得厉害，所以“地老虎”这个绰号逐渐替代了它的真名。我国地老虎有小地蚕、大地蚕及黄地蚕3种，其中以小地蚕危害最大。小地老虎广泛发生于我国沿海各省。在一些地势低洼、潮湿的地区，几乎每年都有严重发生。由于这种地老虎出现早、来势猛而且食性杂，于是，农民在早春播种的春作物嫩苗就首当其冲，成了它们啃食的主要目标。虫害严重的地区，棉花甚至重播两次，仍然被它啃食殆尽，从而出现大量白地（无法种庄稼的田块）。成灾地区，一个人在清晨两个小时内，能捕捉到半桶地老虎幼虫。
地老虎如此猖獗，难道人们对此就毫无办法吗？农业预测的同志经过长期的辛勤努力，已经发现地老虎的生长发育和生存繁殖与土壤水分有很大关系。
例如小地老虎幼虫在不同土壤含水量条件下发育速度和死亡率均有不同。实验表明，当土壤相对含水量为30％时，幼虫死亡为0％，而随着含水量增加，死亡率提高，当相对含水量为90％时，有一半的小地老虎幼虫由于湿度环境不适而死亡。
而温度25℃、相对温度70％，对卵期的大地老虎发育和生存最适宜，温度过高或过低都将使大地老虎发育延迟，湿度降低时死亡率增加。
但在小地老虎卵期若温度适宜，相对温度0％～100％，对其发育和生存基本没有影响。
黄地老虎各虫态在20～30℃时，温度的影响也不显著。
因此，根据土壤水分状况再结合当时的温度，就可预测出土壤中幼虫的数量及下代成虫的发生数量，便于抓住时机集中力量消灭地老虎。
那么，怎样预测土壤水分含量呢？
一、利用遥感技术预测土壤含水量
由于水分的单位体积里所含热量以及对热的传导速率都远远大于空气和土壤，地表和土壤水分状况不同，所含的热量不同，因而辐射光谱也不同，因此在遥感图片上你可以明显区分出土壤或作物植被的干湿界线，然后通过计算机判读并用一定的计算机程序计算，就可预测出土壤含水量。
另外，地老虎的卵产生在土壤中，卵的数量的多少也会影响土壤水分在遥感图片上反映出的颜色，根据颜色的不同可以判断将有多少幼虫发生。
二、土壤水分收支平衡法
土壤的水分从什么地方来，又消耗到何处呢？
那哗哗流入土壤的地上来水，由灌溉或降水而来，我们叫它Q。
从土壤下冒上来的水分叫B。
炽热的阳光照耀着大地，土壤表层的水分不断蒸发到大气中，植物也不断吸收水分促使自己不断生长。这两部分消耗掉的水分用P表示。
土壤中以前含有的水用W表示。
于是，某一阶段某层土壤中的水分含量Y就为：
Y=W+Q+B-P
当地下水位在2米以下时，B值可略而不计，那么上式则可以简化成：Y=W+Q-P。因此，当要从某阶段初预测阶段末的土壤水分值Y时，只要求得Q和P的数值就可以了，W可由仪器直接测得。
某阶段内Q和P值的求取，通常根据实际土壤水分资料按一定方法，点绘成降雨增墒图和晴天墒情递减图来加以确定，墒就是指土壤水分。
三、土壤水分丢失速度的简易推算法
这个方法主要是以求得某段时间内一定的计划土层中的平均每日失墒量为依据的。在测墒时知道了当时的墒情，如果再求出每日的失墒量，就可以推算出经过多少天以后，墒情将要下降到何种水平。
平均每日失墒量的求算：根据过去几年某一固定时段内多次的测墒资料，求其前后测墒的差值，除以间隔日数；即可算得每日失墒量。这种失墒量当资料较多时，可统计出不同条件下的每日失墒量。
当土壤中的水分影响到地蚕的吸水和排水机制时，就使昆虫体内的水分调节失去平衡，从而引起种种反常表现，如发育速度减慢、死亡等。