土壤有机质由不同腐解阶段的植物和动物的残留物组成。充足的有机质对土壤有多方面的益处：（1）改善土壤物理状况；（2）增加水分入渗；（3）改善土壤耕性；（4）减少土壤侵蚀损失；（5）向植物生长提供养分。大多数的益处来自于土壤有机质残留物分解时释放的产物。
有机质大约含5%的全氮量，因此它是备用氮库。但有机质中的氮为有机化合物形态，由于土壤有机质的分解很慢，不能立即供植物生长利用。尽管土壤可能含有丰富的有机质，但为保证非豆科作物有足够的速效氮源，氮肥仍是需要的，特别是对那些需氮量高的作物。土壤有机质也含有其它植物必需营养元素。植物和动物残留物含有数量不同的矿质营养，如磷、镁、钙、硫和微量元素，当有机质分解时，这些营养元素便对生长中的植物有效。
有机质分解有助于释放养分，但在分解过程中，氮和硫可能暂时被固定起来。分解有机质的微生物需要氮来合成其机体内的蛋白质。如果被分解有机质的碳/氮比（C/N）高，（即含氮量低），那么这些微生物将会利用土壤有效氮和肥料氮。
所以，当棉花残茬和玉米秸杆或燕麦和小麦篙杆掺入土中时，如果不久将播种作物，就应该增施氮肥，否则，作物可能会暂时缺氮。随着土壤生物的死亡和腐解，被固定在其体内的氮，最终将变成有效氮。采用保护性耕作，而且随着作物产量提高而残茬增多，需要格外加强氮管理，直到达到新的养分平衡。要警惕氮过少引起短缺。同时注意不要过量施氮，将硝酸盐淋溶控制在最低水平。请参阅第10章更详尽的氮管理叙述。
一些土壤含有机质很少。在湿润地区，由于气候温暖和雨量充沛有利于有机物的迅速分解，大多数土壤的有机质含量历来不高。但是研究表明，只要管理适当，这种土壤有机质水平也能提高，取得高产并积累更多残茬。在冷凉的地区，有机质分解较慢，天然有机质含量可能相当高。在施肥充足和管理措施良好的条件下，可以产生更多的作物残茬。在高产玉米地上，籽粒收获后有高达1.3吨/亩的玉米残茬留下来。这些残茬有助于维持或提高土壤有机质水平。它们有助于改善土壤的物理、化学和微生物性质。应定期向土壤施用作物残茬，以维持作物生产水平。因此，重要的一点是保持充足的残茬量进入土壤循环。
