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摘 要：根据已有的文献资料，对贵州地区耕地土壤板结概况进行介绍，并从降雨量大且集中、耕作制度不合理、化肥施用不合理、有机肥不足、秸秆还田量少、塑料制品投入多、污水灌溉等方面分析土壤板结形成原因，同时，针对性地在转变耕作方式、科学合理施肥、积极推广作物秸秆还田、适时揭膜、设立污水过滤措施、合理利用土壤调节剂等方面对土壤板结改良途径进行总结，旨在为贵州地区耕地土壤板结改良提供参考与借鉴。
关键词：贵州地区；土壤板结；原因；改良
中图分类号：S156 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.024
Abstract： In this paper， according to the existing literature， the situation of soil hardening in Guizhou cultivated land were introduced， the reasons of soil hardening were analyzed， which included heavy and concentrated rainfall， unreasonable farming system， unreasonable application of chemical fertilizer， insufficient organic fertilizer， less straw returning， more application of plastic products， and sewage irrigation， and also the improvement methods of soil hardening were summarized， which included changing farming methods， scientific and rational fertilization， actively promoting crop straw returning， timely film uncovering， setting up sewage filtration measures， and rational use of soil conditioners， aiming to provide reference for the improvement of soil hardening in Guizhou cultivated land.
Key words： Guizhou； soil hardening； reasons； improvement
土壤像“皮膚”一样覆盖在整个地球陆地表面，保障着生态系统的循环，并维持着多种生命的繁衍[1]，特别是地表耕层土壤，是植物的重要养分来源[2]。近年来，我国土壤退化现象日益严重，其中以农田可耕性下降表现较为典型，耕地越种越硬，地力越来越贫瘠，使农作物的生长严重受阻，进而导致农产品的产量和质量严重下降[3]。板结作为土壤退化的一个典型表现，是众多因素共同作用的结果。耕地土壤的板结很大一部分是人为造成的，由于长期施用氮磷钾化肥、有机肥严重不足，再加上塑料制品过多投入，以及不科学的耕作方式、轮作制度和施肥方式的共同作用，破坏了土壤上层结构，使耕地土壤板结，最终导致土壤的可耕性变得越来越差[4-5]。据报道，土壤板结已经成为影响农业生产的一大问题[6]，解决这个问题首先需要了解土壤板结的形成原因。
本文以贵州地区为例，通过对区域内耕地板结概况及其形成原因进行分析和总结，针对性地提出治理措施，以期为贵州地区耕地板结土壤改良提供参考。
1 贵州地区土壤板结概况
贵州地区处于亚热带湿润季风气候带，冬无严寒，夏无酷暑，年降雨量充沛，相对湿度较大，森林覆盖率大，地形多以山地为主，为典型的喀斯特地貌环境；土壤耕作层较薄，早年间施肥多以农家肥为主，有机质含量丰富。
随着化工行业的迅速发展，农民的耕作观念发生了巨大的改变；化肥被大量施入耕作土壤，加上不科学的耕作方式，导致土壤退化，形成板结。贵州毕节地区坡耕地较多，是贵州地区土壤板结主要发生区域，降雨过后表土层细小的土壤颗粒被带走，使土壤结构遭到破坏，土料分散，干燥后受内聚力作用使土面变硬，耕层土壤发僵，土体粘韧板滑[7]。据统计，目前贵州地区耕地面积为449.99万hm2，其中土壤板结退化区域约占6.01%[7-8]。
2 贵州地区耕地土壤板结的原因
2.1 降雨量大且集中、耕作制度不合理
吴俊铭等[9]研究表明，贵州在1958年以前自然生态环境良好，自然灾害较轻；后因各种原因导致陡坡毁林毁草开荒，林草植被遭到严重破坏，由于林草植被的破坏、水土流失和石漠化日益严重，使贵州山地逐渐变成石山秃岭多、土少、林少、水少的情况。森林覆盖率降低，植被严重破坏导致水土流失，从而影响团聚体结构的形成，而大量的集中降雨会加剧土壤结构破坏，这是造成土壤板结的一大原因。
杨子家等[10]研究表明，土粒间的接触面积和分子引力随粒级的分散程度增大而增大，而土壤黏接性越大，其膨胀性、可塑性和黏着性就会越强，从而容易引起土壤板结。贵州地区农田土壤耕层浅，质地黏重，且土壤中毛细管的孔隙较少，通气透水性和增温性较差，尤其在下雨或灌水以后，孔隙容易被堵塞，从而造成土壤表层结皮[11]。因此，要使用科学的耕作方式和耕作器械，以增加土壤的耕作层，减缓土壤板结程度。随着科学技术的发展，农业生产从平整土地、施肥、播种到后期的田间管理均在一定程度上实现了机械化。大型机械频繁地在耕地里反复碾压，长此以往，在物理的作用下形成板结；尤其是在大雨过后，土壤中含水量较大，经过碾压的土壤板结会更加严重[12]。 2.2 化肥的不合理施用
随着化工行业的迅速发展，化肥逐渐代替了大部分或全部有机肥，而长期单一使用化肥又使得土壤有机质含量和容重降低，从而造成土壤板结[13]。
氮肥长期的不科学施用，是导致土壤有机质减少的主要原因。L?等[14]研究表明，在用水稻壳堆制肥料时应该将C/N的值调节到25∶1最优值，土壤的物理和化学性质会随C/N值的增加而增强。N素作为微生物体细胞的合成元素之一，每消耗一份就要提供25份碳素，而碳素是由土壤有机质供给；其次有机质作为土壤微生物活动的物质基础和能量来源，其含量的降低会影响微生物的活性，有机质含量降低的同时土壤中的胶结作用也在降低，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结。
此外，单施磷肥或钾肥也会造成土壤板结，因为土壤中的钙和镁等阳离子会和磷肥中的磷酸根离子形成难溶性磷酸盐，这样的施肥方式既浪费了磷肥又破坏了土壤的团粒结构、导致土壤板结；钾离子具有较强的置换性，能置换出土壤团粒结构的离子，而钾离子由于是一键，不具有键桥作用，故土壤团粒结构的键桥作用被破坏，团粒结构减少，亦可导致土壤板结。
2.3 有机肥严重不足，秸秆还田量减少
随着最近几年大量使用化学肥料，农家肥的施用量大大减少，使土壤有机物含量严重偏低、结构变差，影响微生物活性，从而影响土壤团粒结构的形成，造成土壤的酸碱性过大或过小，导致土壤板结。国家提出了“化肥零增长”口号，要求配施一定量的有机肥[15]。陈煌等[16]在不同复混有机肥对植烟土壤的影响研究中表明，大量化肥的施用造成植烟土壤酸化、板结，氮磷钾等养分的利用率不高，难以供应烤烟生长所需的养分和营养物质，从而造成烟叶品质下降。在没有配施有机肥的情况下大量施用化肥，使土壤肥力透支，最后造成土壤板结化严重、菌种单一等现象，同时亦不能提高作物如烤烟的产量，反而会降低其品质[17]。
2.4 塑料制品投入过多及污水灌溉
塑料制品在目前的农业中经常被用来覆膜，起到抑制杂草生长的作用，对农业生产有很大的促进作用[18]。但是，不科学地使用以及随处乱扔已经造成很大的环境污染问题，地膜和塑料袋等在土壤中是无法被微生物所降解的，因而形成有害的块状物，促进了土壤板结和耕地质量的退化[19]。另外，随着工业的快速发展，以及一些不规范地排放污水，导致部分地下水和灌溉水被工业污染，如长期利用被重金属污染的灌溉水，就会使有毒物质积累过量，引起土壤表面板结[20]。
3 有效治理和改良途径
3.1 转变耕作方式
坚持深耕与旋耕相结合的方式对土壤板结有一定的减缓作用[21]，每隔2～3年用深松机具在深度30～50 cm位置深松一遍，这种耕作措施可以打破犁底层，使土壤耕作层加厚，增强了土壤蓄水能力和保墒能力，深松后更有利于作物扎根，扩大根系的吸水吸肥范围，此外土壤的养分吸收和转化能力也会有所加强[22]。
3.2 科学合理施肥
土壤板结大多与不科学不合理施肥关系密切，如长期施用无机肥而不施有机肥或长期施用单一化肥，或是重氮肥轻磷、钾肥，都会导致土壤的有机质含量下降[5]。王宝档等[23]研究表明，增施有机肥降低了土壤容重，使土壤有机质和阳离子交换量有所提高，从而改良了土壤板结状况，使土壤肥力和作物产量明显提高。王秋杰等[24]研究表明，增施有机肥后，土壤中的氮磷钾以及微量元素锌和钼等有效性增加；同时还能够提供大量的有机质和各种微生物，有机物腐解后形成的有機质胶体能与土壤矿物胶体形成有机无机复合胶体和各种微生物团聚体，改善土壤水、肥、气、热等理化性质，具有很好的培肥土壤效果。
现在农业生产中施肥越来越科学化，大量采用测土配方施肥技术[25]。指导农户合理施肥，宜借助政府的号召力，推进测土配方施肥技术的宣传和普及工作，提高测土配方施肥技术的到位率；政府部门宜选择一批信誉度高、质量好的配方肥企业参与这项工作，建立一个政府推动、企业参与、农户响应的良好态势和安全体系。
3.3 积极推广作物秸秆还田
秸秆还田有不同的途径，我国北方还田方式采用的基本上是焚烧还田，但是这种方式效率并不是很高，对耕地的有机质增加并没有太大的促进作用，反而还会造成环境污染等一系列问题。西南地区通过秸秆翻压和覆盖还田的正确方式能有效地改善土壤的物理性质，促进土壤有机质的积累和养分含量的提高[26-27]，一方面能改善土壤结构，增加有机质含量，另一方面又能增加土壤的透气蓄水能力，是防止板结的重要方法之一[28]。潘剑玲等[29]研究表明，合理有效的秸秆还田技术能给土壤中的微生物提供丰富的碳源，激发土壤微生物活性，促进其对有机物质的分解，从而提升土壤肥力。
3.4 适时揭膜及设立污水过滤措施
针对不同的农作物确定最佳的揭膜时期，做到残膜在田间韧性还较强时揭膜回收，提高残膜回收利用率。烤烟可在采烤完中部叶片后进行揭膜回收，玉米在大喇叭口期进行揭膜回收，小春马铃薯可在块茎膨大期进行揭膜回收，其他农作物、林业苗木根据气候、生长特性适时揭膜回收[30]。
是否可以使用污染水灌溉农田的决定性因素是土壤类型和水文地质条件，一般的原则是在土层渗透系数大、含水层出露和地下水位偏高的地区，要尽量避免使用污水灌溉，在饮用水源区周围，一定要避免任何种类的污水灌溉形式[31]。灌溉时，需要做好土壤污染程度测量，如果发现污染数值超过承受值，就要立即停止灌溉。另外，还要从源头上确保灌溉污水达标，使污水灌溉符合国家的相关排放规定。正确的做法是在污染区设立相应的过滤处理设施，并进行实时监测。
3.5 合理利用土壤调节剂
土壤板结现象究其原因就是土壤的团粒结构受到严重破坏，团粒结构被破坏主要与化肥施用不科学和耕种方式不合理有关[12，24]，比如大量施用生理酸性肥料会造成硅、钙、铁等二价阳离子的流失等。针对这种现象可以施用一些土壤调节剂，能够迅速有效地改善土壤理化性质。土壤调节剂中的阳离子能与土壤胶体快速形成团粒结构，使得土壤的物理性质得以改善，调节板结土壤的固、液、气三相比例，提高土壤的自然活力和自我调节能力，解决土壤的板结问题[32-36]。 参考文献：
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关键词：贵州地区；土壤板结；原因；改良
中图分类号：S156 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.024
Abstract： In this paper， according to the existing literature， the situation of soil hardening in Guizhou cultivated land were introduced， the reasons of soil hardening were analyzed， which included heavy and concentrated rainfall， unreasonable farming system， unreasonable application of chemical fertilizer， insufficient organic fertilizer， less straw returning， more application of plastic products， and sewage irrigation， and also the improvement methods of soil hardening were summarized， which included changing farming methods， scientific and rational fertilization， actively promoting crop straw returning， timely film uncovering， setting up sewage filtration measures， and rational use of soil conditioners， aiming to provide reference for the improvement of soil hardening in Guizhou cultivated land.
Key words： Guizhou； soil hardening； reasons； improvement
土壤像“皮膚”一样覆盖在整个地球陆地表面，保障着生态系统的循环，并维持着多种生命的繁衍[1]，特别是地表耕层土壤，是植物的重要养分来源[2]。近年来，我国土壤退化现象日益严重，其中以农田可耕性下降表现较为典型，耕地越种越硬，地力越来越贫瘠，使农作物的生长严重受阻，进而导致农产品的产量和质量严重下降[3]。板结作为土壤退化的一个典型表现，是众多因素共同作用的结果。耕地土壤的板结很大一部分是人为造成的，由于长期施用氮磷钾化肥、有机肥严重不足，再加上塑料制品过多投入，以及不科学的耕作方式、轮作制度和施肥方式的共同作用，破坏了土壤上层结构，使耕地土壤板结，最终导致土壤的可耕性变得越来越差[4-5]。据报道，土壤板结已经成为影响农业生产的一大问题[6]，解决这个问题首先需要了解土壤板结的形成原因。
本文以贵州地区为例，通过对区域内耕地板结概况及其形成原因进行分析和总结，针对性地提出治理措施，以期为贵州地区耕地板结土壤改良提供参考。
1 贵州地区土壤板结概况
贵州地区处于亚热带湿润季风气候带，冬无严寒，夏无酷暑，年降雨量充沛，相对湿度较大，森林覆盖率大，地形多以山地为主，为典型的喀斯特地貌环境；土壤耕作层较薄，早年间施肥多以农家肥为主，有机质含量丰富。
随着化工行业的迅速发展，农民的耕作观念发生了巨大的改变；化肥被大量施入耕作土壤，加上不科学的耕作方式，导致土壤退化，形成板结。贵州毕节地区坡耕地较多，是贵州地区土壤板结主要发生区域，降雨过后表土层细小的土壤颗粒被带走，使土壤结构遭到破坏，土料分散，干燥后受内聚力作用使土面变硬，耕层土壤发僵，土体粘韧板滑[7]。据统计，目前贵州地区耕地面积为449.99万hm2，其中土壤板结退化区域约占6.01%[7-8]。
2 贵州地区耕地土壤板结的原因
2.1 降雨量大且集中、耕作制度不合理
吴俊铭等[9]研究表明，贵州在1958年以前自然生态环境良好，自然灾害较轻；后因各种原因导致陡坡毁林毁草开荒，林草植被遭到严重破坏，由于林草植被的破坏、水土流失和石漠化日益严重，使贵州山地逐渐变成石山秃岭多、土少、林少、水少的情况。森林覆盖率降低，植被严重破坏导致水土流失，从而影响团聚体结构的形成，而大量的集中降雨会加剧土壤结构破坏，这是造成土壤板结的一大原因。
杨子家等[10]研究表明，土粒间的接触面积和分子引力随粒级的分散程度增大而增大，而土壤黏接性越大，其膨胀性、可塑性和黏着性就会越强，从而容易引起土壤板结。贵州地区农田土壤耕层浅，质地黏重，且土壤中毛细管的孔隙较少，通气透水性和增温性较差，尤其在下雨或灌水以后，孔隙容易被堵塞，从而造成土壤表层结皮[11]。因此，要使用科学的耕作方式和耕作器械，以增加土壤的耕作层，减缓土壤板结程度。随着科学技术的发展，农业生产从平整土地、施肥、播种到后期的田间管理均在一定程度上实现了机械化。大型机械频繁地在耕地里反复碾压，长此以往，在物理的作用下形成板结；尤其是在大雨过后，土壤中含水量较大，经过碾压的土壤板结会更加严重[12]。 2.2 化肥的不合理施用
随着化工行业的迅速发展，化肥逐渐代替了大部分或全部有机肥，而长期单一使用化肥又使得土壤有机质含量和容重降低，从而造成土壤板结[13]。
氮肥长期的不科学施用，是导致土壤有机质减少的主要原因。L?等[14]研究表明，在用水稻壳堆制肥料时应该将C/N的值调节到25∶1最优值，土壤的物理和化学性质会随C/N值的增加而增强。N素作为微生物体细胞的合成元素之一，每消耗一份就要提供25份碳素，而碳素是由土壤有机质供给；其次有机质作为土壤微生物活动的物质基础和能量来源，其含量的降低会影响微生物的活性，有机质含量降低的同时土壤中的胶结作用也在降低，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结。
此外，单施磷肥或钾肥也会造成土壤板结，因为土壤中的钙和镁等阳离子会和磷肥中的磷酸根离子形成难溶性磷酸盐，这样的施肥方式既浪费了磷肥又破坏了土壤的团粒结构、导致土壤板结；钾离子具有较强的置换性，能置换出土壤团粒结构的离子，而钾离子由于是一键，不具有键桥作用，故土壤团粒结构的键桥作用被破坏，团粒结构减少，亦可导致土壤板结。
2.3 有机肥严重不足，秸秆还田量减少
随着最近几年大量使用化学肥料，农家肥的施用量大大减少，使土壤有机物含量严重偏低、结构变差，影响微生物活性，从而影响土壤团粒结构的形成，造成土壤的酸碱性过大或过小，导致土壤板结。国家提出了“化肥零增长”口号，要求配施一定量的有机肥[15]。陈煌等[16]在不同复混有机肥对植烟土壤的影响研究中表明，大量化肥的施用造成植烟土壤酸化、板结，氮磷钾等养分的利用率不高，难以供应烤烟生长所需的养分和营养物质，从而造成烟叶品质下降。在没有配施有机肥的情况下大量施用化肥，使土壤肥力透支，最后造成土壤板结化严重、菌种单一等现象，同时亦不能提高作物如烤烟的产量，反而会降低其品质[17]。
2.4 塑料制品投入过多及污水灌溉
塑料制品在目前的农业中经常被用来覆膜，起到抑制杂草生长的作用，对农业生产有很大的促进作用[18]。但是，不科学地使用以及随处乱扔已经造成很大的环境污染问题，地膜和塑料袋等在土壤中是无法被微生物所降解的，因而形成有害的块状物，促进了土壤板结和耕地质量的退化[19]。另外，随着工业的快速发展，以及一些不规范地排放污水，导致部分地下水和灌溉水被工业污染，如长期利用被重金属污染的灌溉水，就会使有毒物质积累过量，引起土壤表面板结[20]。
3 有效治理和改良途径
3.1 转变耕作方式
坚持深耕与旋耕相结合的方式对土壤板结有一定的减缓作用[21]，每隔2～3年用深松机具在深度30～50 cm位置深松一遍，这种耕作措施可以打破犁底层，使土壤耕作层加厚，增强了土壤蓄水能力和保墒能力，深松后更有利于作物扎根，扩大根系的吸水吸肥范围，此外土壤的养分吸收和转化能力也会有所加强[22]。
3.2 科学合理施肥
土壤板结大多与不科学不合理施肥关系密切，如长期施用无机肥而不施有机肥或长期施用单一化肥，或是重氮肥轻磷、钾肥，都会导致土壤的有机质含量下降[5]。王宝档等[23]研究表明，增施有机肥降低了土壤容重，使土壤有机质和阳离子交换量有所提高，从而改良了土壤板结状况，使土壤肥力和作物产量明显提高。王秋杰等[24]研究表明，增施有机肥后，土壤中的氮磷钾以及微量元素锌和钼等有效性增加；同时还能够提供大量的有机质和各种微生物，有机物腐解后形成的有機质胶体能与土壤矿物胶体形成有机无机复合胶体和各种微生物团聚体，改善土壤水、肥、气、热等理化性质，具有很好的培肥土壤效果。
现在农业生产中施肥越来越科学化，大量采用测土配方施肥技术[25]。指导农户合理施肥，宜借助政府的号召力，推进测土配方施肥技术的宣传和普及工作，提高测土配方施肥技术的到位率；政府部门宜选择一批信誉度高、质量好的配方肥企业参与这项工作，建立一个政府推动、企业参与、农户响应的良好态势和安全体系。
3.3 积极推广作物秸秆还田
秸秆还田有不同的途径，我国北方还田方式采用的基本上是焚烧还田，但是这种方式效率并不是很高，对耕地的有机质增加并没有太大的促进作用，反而还会造成环境污染等一系列问题。西南地区通过秸秆翻压和覆盖还田的正确方式能有效地改善土壤的物理性质，促进土壤有机质的积累和养分含量的提高[26-27]，一方面能改善土壤结构，增加有机质含量，另一方面又能增加土壤的透气蓄水能力，是防止板结的重要方法之一[28]。潘剑玲等[29]研究表明，合理有效的秸秆还田技术能给土壤中的微生物提供丰富的碳源，激发土壤微生物活性，促进其对有机物质的分解，从而提升土壤肥力。
3.4 适时揭膜及设立污水过滤措施
针对不同的农作物确定最佳的揭膜时期，做到残膜在田间韧性还较强时揭膜回收，提高残膜回收利用率。烤烟可在采烤完中部叶片后进行揭膜回收，玉米在大喇叭口期进行揭膜回收，小春马铃薯可在块茎膨大期进行揭膜回收，其他农作物、林业苗木根据气候、生长特性适时揭膜回收[30]。
是否可以使用污染水灌溉农田的决定性因素是土壤类型和水文地质条件，一般的原则是在土层渗透系数大、含水层出露和地下水位偏高的地区，要尽量避免使用污水灌溉，在饮用水源区周围，一定要避免任何种类的污水灌溉形式[31]。灌溉时，需要做好土壤污染程度测量，如果发现污染数值超过承受值，就要立即停止灌溉。另外，还要从源头上确保灌溉污水达标，使污水灌溉符合国家的相关排放规定。正确的做法是在污染区设立相应的过滤处理设施，并进行实时监测。
3.5 合理利用土壤调节剂
土壤板结现象究其原因就是土壤的团粒结构受到严重破坏，团粒结构被破坏主要与化肥施用不科学和耕种方式不合理有关[12，24]，比如大量施用生理酸性肥料会造成硅、钙、铁等二价阳离子的流失等。针对这种现象可以施用一些土壤调节剂，能够迅速有效地改善土壤理化性质。土壤调节剂中的阳离子能与土壤胶体快速形成团粒结构，使得土壤的物理性质得以改善，调节板结土壤的固、液、气三相比例，提高土壤的自然活力和自我调节能力，解决土壤的板结问题[32-36]。 参考文献：
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