日本では古来より堆肥・下肥を土に投入し、「地力」を育み作物を栽培してきました。では、「地力」とは何でしょうか？作物は土壌から主として無機態の窒素を吸収し成長します。その窒素は、化学肥料に含まれている無機態窒素だけではなく、土壌に含まれている有機物や堆肥から徐々に分解生成する無機態窒素にも由来しています。この土壌から供給される窒素を「地力窒素」と言います。土壌を分析して、地力窒素の発現量を知り、肥料や堆肥の投入量を調整することは、作物栽培に大変重要です。一方、「どのような物質が地力窒素なのか？」という問いに対しては、未だに明確な答えが得られていません。土壌有機物の解明は、安定した作物生産を支えるためにとても大切です。

肥料の持つ有効性を科学的に理解し、栽培に役立てる方法を考えることも重要です。例えば、稲はケイ素（Si）を必要とする作物ですが、ケイ素を籾殻などに溜め込む性質があります。そのため、お米を収穫後、籾殻などを水田に返すことで、翌年以降の稲の成長を助けることができますが、籾殻をそのまま稲に与えるよりも焼いた籾殻を与えた方が稲のケイ素吸収が促進され、収量を増加させることができます。