农田土壤板结修复方案..docx

农田土壤板结治理方案

2017年7月

第一章概论 (1)

1引言 (1)

第二章土壤板结的危害 (2)

2.1对土壤肥力特性的影响 (3)

2. 1. 1物理性质 (3)

2. 1. 2化学性质 (4)

2. 1.3生物学性质 (5)

2.2对作物生长的影响 (6)

2.3对当地环境与生态条件的影响 (7)

第三章土壤板结的影响因素 (7)

3.1机械压实 (7)

3.2施肥 (8)

3. 3 土壤自身特性 (9)

3. 3. 1含水量及容重 (9)

3. 3.2有机质含量 (10)

3. 3. 3 土壤质地 (10)

3. 3.4 土壤团聚体 (11)

第四章土壤板结的评价指标 (12)

4.1容重和孔隙度 (12)

4.2硬度 (13)

4.3导水与持水性能指标 (13)

4.4透气性指标 (15)

4.5压缩特性指标 (15)

第五章土壤板结的改良方法 (15)

5.1提高土壤有机质含量 (16)

5.2控制农业机械的使用 (17)

5.3机械深松 (17)

5.4作物轮作 (18)

5.5秸秆还田 (18)

第一章概论

1.1引言

土壤板结是指在人为耕作、机械碾压、植物根系穿插和动物穿行等外力作用下，土壤孔隙减小、数量减少乃至结构遭到破坏、硬度增大的现象：它是传统农业和现代农业共同面临的一个重要问题。同时，土壤板结作为土壤退他的一种类型具有特殊性，它不像土壤侵蚀和盐溃化等土壤退化过程在表层有明显的迹象，确定土壤板结是否已经发生需要对其结构进行检测和鉴定。

土壤板结既能够发生于冻融作用这样的自然过程，也可产生于机械碾压等人为过程。农业机械发明和使用之前，土壤板结问题集中存在于犁底层。现代农业技术的应用、特别是机械的过度使用，增大了土壤板结的风险。高频率种植、不恰当的作物轮作以及密集放牧和不合理的土壤管理都会导致土壤板结。例如，土壤有机质含屋降低、在高含水量条件下进行耕翻操作或者放牧都会加大土壤板结的风险。

土壤板结会提高土壤的硬度，适成土壊蓄水、保水和导水的能为下降。土壤板结通过降低水分和养分的储存与供应能为来降低土壤的生产力，最终导致更多的肥料投入，从而使生产成本增加。土壤板结会影响有机质碳氮的循环和矿化过程，使土壤中

二氧化碳的浓度增加、微生物的活性下降。同时，土壤板结还会引起土壤侵蚀，进而适成养分流失和环境污染等一系列问题。

第二章土壤板结的危害

板结给土壤带来的不良影响容重增加、孔隙度降低、孔隙形状改变以及孔隙尺寸的改变。土壤基本物理性质的改变导致土壤持水和导水特性发生变化，土壤孔隙度下降、特别是大孔隙减少，会明显地影响土壤的入渗性能和改变土壤有效水的储存性能。总之，土壤板结能严重影响土壤容重、孔隙度等物理性状，也能影响到有机质矿化、养分供应等土壤化学和养分性质，进而影响作物生长和农田环境质量。

2.1对土壤肥力特性的影响

2.1.1物理性质

板结直接影响到土壤容重：容重是单位体积烘干土的质屋，因此一般来说土壤板结会使土壤容重增加。土壤的最佳容重要依土壤质地等性状来决定。一般说来，容重超过了一定的范围，总会阻止作物根系的生长。而耕作则是调控土壤容重的重要途径之一。同耕作土壤相比，非耕种土壤容重一般较高，然而由于未耕种、非耕作土壤有机质含量较高且生物活性较强，非耕种、非耕作土壤的结构往往比耕作土壤更适合作物根系生长。

在同一土壤上，容重增加必然导致孔隙度降低。首先，粗大的团聚体内部大孔隙减少，小孔隙相应增加。如果土壤容重继续增大，团聚体乃至较小团聚体内部孔隙也会受到影响，结果使土壤总孔隙度明显下降，孔隙分布趋于变得均匀、小孔隙相对增加，孔隙连通性降低。与此同时，土壤耕作机械阻力增加, 渗透性和导水性降低，最终影响

土壤-植物关系并使变物理化学过程改变。研究表明，大部分植物根系适宜生产在有10%以上孔隙充满空气的土壤上。值得注意的是，己经板结了的土壤再次被耕作时更易于发生板结。板结导致土壤结构破坏，而土壤结构破坏会使土壤失去大孔隙、降低总孔隙度。草甸牧场等处的非耕种土壤，由于高有机质含量和较为密集的根系系统，其土壤结构发育良好。这样的土壤即使而临暴雨也不会发生流失，这是因为土壤中的团聚体稳定，入渗能力高的缘故。而且由于有土壤动物活动及根系生长穿插作用存在，在表土层下也有较粗大的孔隙。但是，受到耕作的具有犁底层的农田，其表层土壤结构都较差。在这样的场所，当受到雨水击溅时地而会迅速被淤闭，从而导致入渗速率迅速降低：耕层以下土壤变得异常致密，由土壤动物等穿行所形成的孔隙也较少，少量的己经腐解了的根系淸晰可见。对此要改善土壤结构性和提高土壤生物的活性，需要合理地降低耕作次数并増加有机质的投入。

板结使土壤中的大孔隙减少，水分入渗速率和饱和导水率下降。饱和导水率是土壤被完全饱和时水分通过土壤断而的速度，非饱和导水率则是在土壤未被水分完全饱和时水分在土壤中流动的速度。非饱和导水率的大小对于水分自远处到植物根部的流动是十分重要的。非饱和导水率对土壤板结的反应不一，有时板结土壤对干旱的反应反倒没有非板结土壤那样敏感。另一方面，由于受板结作用使作物根系生长受阻、数量较少，所此总体上在板结土壤作物更容易受到干旱的影响。

2.1.2化学性质

板结改变了土壤的物理性质，例如土壤水分入渗速率和空气扩散速率降低, 会使土壤的化学性质受到影响。土壤板结引起氧气扩散率降低，就土壤局部而言如果其氧气消耗速度比扩散速度快，将会表现出板结适成土壤缺氧状况现象, 另外，板结土壤地表易于积水而发生缺氧过程，会导致土壤氧化还原电位下降, 致使氨氧化铁溶解度升高、铁的存在形式更加复杂，含铁矿物例如纤铁矿在板结土壤中变得肉眼可见，因为其颜色为澄色。受到车轮镇压后的车徹等低处土壤水分入渗速率下降且容易滞水，结果土壤生物化学过程发生改变，直接影响到铁的氧化还原形态及其地球化学过程的研究表明，经过礙压的0-30cm的森林土壤的二价铁浓度较高。由于板结地表积水，在这样的土壤中，15-30%自由铁是以还原态的二价铁形式存在的；发生板结两年以后，土壤中可萃取的铁氧化物数量也会增加。