1. 引言
土壤板结是由于土层结构破坏、土壤有机质缺乏等原因导致土壤表面坚硬的现象,土壤板结可以指示土壤肥力情况,土壤出现板结后会影响作物生长进而影响作物产量。
2. 土壤板结的原因
2.1. 耕作层浅,土壤质地较黏
实际耕作过程中耕作层过浅,如不足20 cm。此时,容易出现土壤中黏粒含量较高,继而土壤粘着性、膨胀性相应增强,土壤毛细孔径相应变小,尤其是遇上连阴雨天气,土壤毛细孔隙极易被堵塞,导致土壤通气性和透水性较差,造成土壤板结 [1]。
2.2. 机械翻耕镇压
近年来由于现代化农业的普及,耕作过程中常采用机械翻耕镇压等方式实施现代化操作,极易造成土壤中团粒结构的破坏,形成表层土壤结皮甚至土壤板结。尤其是在土壤湿度比较大时,进行翻耕镇压等操作更易形成土壤板结 [2]。
2.3. 有机肥施用不足
近年来,随着速效化肥普及,耕地中施用有机肥严重不足,土壤有机质含量降低,氮、磷、钾肥利用效率不高,理化性质改变,导致土壤偏酸性或碱性,影响土壤微生物群落结构和活性,出现板结现象 [3]。
2.4. 过量施用单一化肥
土地耕作时施用单一化肥,常用的化肥包括尿素、硫酸铵等,长期施用单一化肥,如尿素会影响微生物的数量和活性,因为土壤微生物代谢需要的碳氮比约为25:1,过量的氮肥导致土壤碳氮比失衡,进而影响微生物的新陈代谢。微生物活性降低,会促使土壤有机质含量积累,在土壤中有机质常以腐殖质的形式存在,腐殖质带负电荷,可以吸附土壤中的速效阳离子,如速效磷和速效钾等,进而造成土壤板结的问题 [4]。
2.5. 塑料制品的过量使用
大量塑料地膜使用后不能及时回收再利用或处理,遗留在耕地中,形成有害块状物,破坏土壤结构,且塑料地膜较难分解,导致土壤板结 [5]。
2.6. 灌溉方式不合理
采用不合理的灌溉方式,如大水漫灌等,对土壤的侵蚀作用较强,破坏土壤团粒结构,也会使土壤中的有益微生物菌群处于缺氧状态而无法生存,造成土壤板结现象 [5]。
2.7. 有害物质积累
耕作过程中所使用的灌溉水源的水质未达标,水体中的有毒有害物质过量,如铅、汞、铬等重金属元素。长期利用其灌溉后导致土壤中的有重金属积累,植物根系及其根围的伴生微生物呼吸作用减弱,代谢缓慢,土壤透气蓄水能力降低,引起土壤板结 [5]。
2.8. 暴雨、风沙造成水土流失
某些极端天气条件如暴雨、风沙等会将土壤表层土壤的细小颗粒带走,从而破坏了土壤结构,形成土壤板结。
3. 土壤板结的危害
3.1. 阻碍根系呼吸
土壤板结会导致土壤的透气性减弱,土壤中的氧气含量降低,进而阻碍植物根系的呼吸作用,影响植物代谢和生长过程 [2]。
3.2. 降低根系活力
土壤板结减缓了土壤有机质的分解速率,土壤有机质含量降低,导致植物根系新陈代谢能力减弱,根系活力降低 [3]。
3.3. 导致植物缺素症
土壤板结后改变了土壤的理化性状,土壤中水分供应不足,植物根系的吸收能力降低,导致出现植物缺素症,降低农作物的产量。
4. 土壤板结的治理途径
4.1. 科学耕作,保护耕作层土壤结构
采取农用机械深松整地,可以改善耕作层的土壤结构,增加土壤孔隙,有利于土壤透气和保存水分,提高土壤肥力,从根本上解决土壤板结的问题 [5]。
4.2. 秸秆还田,改善土壤理化性状
将作物秸秆返还到土壤当中,不仅增加了土壤的透水性和透气性,还可以明显改善土壤的理化性状,提高土壤的养分含量,有助于土壤微生物的生长,缓解土壤板结现象 [5]。
4.3. 测土配方施肥
测土配方的核心是调节作物需肥与土壤供肥之间的矛盾,同时针对性地补充农作物所需的营养元素,农作物缺什么元素就补充什么元素,需要多少就补充多少,实现各种土壤养分平衡供应,满足农作物的需要,达到提高肥料利用率和减少施用量效果。测土配方施肥不仅可以调节土壤养分、提高土壤综合肥力,还可以改良土壤结构、改善土壤板结现象。
4.4. 清除地膜残留
地膜使用后及时回收,一方面可以实现地膜的二次利用,减少资源浪费,另一方面地膜长期留存在土壤中,分解过程中产生大量的有毒有害物质,会破坏土壤的组成结构。清除地膜残留可以保持土壤环境清洁,缓解土壤板结问题 [5]。
4.5. 合理施用肥料
合理施用肥料,以施加有机肥为主,可以改善土壤生态环境,利于增加土壤微生物的丰度和活性,改良土壤理化性质,减轻土壤板结程度 [6]。
4.6. 使用土壤调节剂
土壤调节剂是由保水剂及富含有机质、腐殖酸的天然泥炭或其他有机物为主要原料,辅以生物活性成分及营养元素组成,经科学工艺加工而成的产品,有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能。市面上常见的有松土精、微生物菌肥等。使用土壤调节剂,可以有效改善土壤的理化性状,土壤调节剂中的阳离子和土壤胶体之间能够形成土壤团粒结构,改善板结土壤中的三相(固、液、气)比例,提高土壤自愈能力,解决土壤板结问题 [7] [8]。
综上,在耕作过程中根据土壤的不同程度板结情况,选择适宜的治理途径进行土壤板结的改善和治理,并在此前提下科学合理的耕作,施肥以有机肥为主,有机肥和无机肥结合施用,秸秆还田等,逐渐改善土壤的理化性状和土壤微生物生存环境,提高土地利用效率,使农作物增产,农民增收。