Tarım, bir bakıma bitkiyi aracı kullanarak topraktan en yüksek verimi ve ürün kalitesini sağlamak sanatı denebilir. Tarımda toprak sürekli kullanılan bir materyal olduğu için, elde edilecek olan ürünü takiben toprak verimliliğinin devamlılığını da başarabilmek tarımın esas amaçlarından biridir.
Toprağın gerek besin elementleri gerekse organik maddelerce zengin olması verimlilik bakımından önemlidir. Fakat, toprağın fiziksel özellikleri de bitkinin gelişimini desteklemesi açısından toprak üretkenliği önem kazanır. Yani, toprağın üretkenliği için bitkilerin ihtiyaç duyduğu besin elementlerine optimal düzeyde sahip olması yanı sıra, bitki kök gelişmesine mekaniksel direnç göstermemesi ve iyi derecede su ve hava ilişkilerine de sahip olması gerekir.
Bitki gelişimi ve ürün veriminin, gelişim faktörlerinin ortak fonksiyonu olduğu belirlenmiş, bu faktörler arasındaki ilişkiler çeşitli verimlilik kanunları ile açıklanmıştır. Örneğin Liebig tarafından ortaya konulan Minimum Kanunu’na göre, herhangi bir topraktan elde edilebilecek olan ürün miktarı, o toprakta en düşük düzeyde bulunan besin elementi miktarı ile sınırlıdır. Bu kurama göre toprakta bitki besin elementlerinden örneğin azot sınırlı düzeyde ise, gübreleme ile diğer besin elementlerinin miktarı artırılsa da, ürün miktarı noksan olan besin elementi ile sınırlı kalacaktır. Bu tür kurumsal temellere bağlı olarak diğer bir kısım araştırmacılar tarafından da çeşitli verimlilik kanunları ortaya konmuş ve çeşitli modifikasyonlar yapılmıştır.
Toprak Verimliliğinin sürdürülebilirliği açısından yalnız besin maddesi dengesi yeterli değildir. Tamamlayıcı diğer uygulamalar ve önlemler de bu açıdan yönlendirici etkiye sahip olup, iklim ve bitki faktörleri, yanlış amenajman uygulamaları gibi faktörler verimliliği sınırlandırabilir ve hatta toprak bozulması meydana gelebilir. Örneğin toprak verimliliğini arttırmaya yönelik uygulamalar ile entegre zararlı mücadelesi arasında dahi önemli etkileşimler olmakta ve ancak bu etkileşimlerin olumlu yönde olması ile sağlıklı ürün ve sağlıklı ekosistem yapısı ortaya çıkmaktadır.
Toprak verimliliği ancak, tarımsal sistemdeki diğer unsurların da sağlıklı olması ve olumlu etkileşimler sonucu ürün ve tarımsal ekosisteme olumlu yönde yansımaktadır. Sonuç olarak toprak verimliliğinin sürdürülebilirliği, çok sayıda faktörün ortak etkisine ve aralarındaki etkileşime bağlı olup, çok yönlü planlamaların yapılmasını gerekli kılmaktadır. Earles toprakta iyi bir yapı ve verimliliğin sürekliliği için aşağıdaki önerileri sunmaktadır;
Tarımsal alandaki doğal besin elementi döngüsünün arttırılması, kimyasal gübre kullanımının azaltılması, gübreleme programının toprak analiz sonuçlarına göre yapılması. ( Sonuç olarak etkili gübre kullanımı)
Örtü bitkileri ve malçlar kullanılarak ve bitki artıkları tarlada bırakılarak, toprak yüzeyinde bitkisel örtünün korunması ve sürekliliği
Minimum toprak işlemesi ( ya da diğer korumalı toprak sürüm yöntemleri )
Toprağın yalnız fiziksel ve kimyasal bir yapıdan ibaret olmayıp, canlı bir varlık olduğunu da göz önünde bulundurarak, toprak organizmalarının sağlıklı çeşitliliğini koruyucu amenajmanların uygulanması
Bu konuda çeşitli öneriler sunulmaktadır. Örneğin uygun ürün rotasyonu, minimum toprak işleme, örtü bitkileri ve toprak koruma önlemleri, hassas tarım uygulamaları, uygun gübreleme zamanı ve tekniği, çiftlik gübresi ve bitki artıklarının daha etkili kullanımı gibi önlemlerin toprak verimliliğinin sürdürülebilirliğine önemli katkılar sağlayacağı vurgulanmaktadır.
Sonuç olarak, bu kadar karmaşık bir yapıya sahip olan toprakta, bitki gelişimi ve optimal verimi diğer ekolojik koşullar ve insan müdahalesi gibi daha pek çok etken yönlendirmektedir. Sürdürülebilirlik toprak verimliliği ve iyi bir tarım için tüm toprak, bitki, iklim koşulları ve insan faktörünün birbirlerine uyumlu olması gerekir. Bu denge ve düzen ne kadar iyi kurulursa, bitki o kadar iyi gelişmekte, verim o ölçüde artmakta, kazanç o kadar fazla olmaktadır. Bu etkenler arasındaki denge ve düzen, birbirlerinin aleyhine bozulduğu anda, toprak verimliliği ve sonuçta ürün verimi olumsuz yönde etkilenir.