[摘 要] 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外土壤壓實(shí)研究的基礎(chǔ)上，將農(nóng)田土壓實(shí)對(duì)植物根系生長(zhǎng)影響分為3個(gè)方面：土壤應(yīng)力改變，土壤孔隙度變化，土壤局部沉陷對(duì)植物根系生長(zhǎng)影響?？偨Y(jié)目前農(nóng)農(nóng)田土壓實(shí)問(wèn)題的研究方法，提出以往農(nóng)田土壓實(shí)問(wèn)題中的研究不足，并給出進(jìn)一步研究的建議。

[關(guān)鍵詞] 土壤壓實(shí)；根系；應(yīng)力；孔隙度

[中圖分類(lèi)號(hào)] S152；S220 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）06-72-1

近年來(lái)，隨著機(jī)械化耕作的大規(guī)模普及，農(nóng)業(yè)機(jī)械在提高工作效率的同時(shí)對(duì)土壤造成了破壞，特別是重型農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用。土壤的過(guò)度壓實(shí)帶來(lái)的后果是土壤的滲水性能變差，農(nóng)作物的產(chǎn)量也會(huì)受到影響。而土壤壓實(shí)表現(xiàn)在耕作層土壤及耕作下層土壤，相對(duì)較深的下層土壤（犁底層、心土層、生土層）雖然壓實(shí)程度較耕作層土壤小，但是也會(huì)改變深層土壤的力學(xué)性質(zhì)，從而影響植物根系的生長(zhǎng)環(huán)境[1]。

1 土壤壓實(shí)對(duì)植物根系生長(zhǎng)的影響

土壤壓實(shí)對(duì)植物根系生長(zhǎng)的影響是多種因素造成的，但從根本上來(lái)說(shuō)是農(nóng)田土物理性狀的改變，因此從土力學(xué)角度對(duì)土壤壓實(shí)進(jìn)行分析更為準(zhǔn)確。

1.1 土壤應(yīng)力對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

土壤應(yīng)力按照作用時(shí)間長(zhǎng)短不同，可以分為兩類(lèi)。一是短期應(yīng)力刺激信號(hào)。應(yīng)力刺激信號(hào)在植物學(xué)中多以機(jī)械刺激的形式存在。低強(qiáng)度的機(jī)械刺激可促進(jìn)植物細(xì)胞質(zhì)的分裂與生長(zhǎng)，但高強(qiáng)度的機(jī)械刺激則影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。二是長(zhǎng)期環(huán)境應(yīng)力影響。從土壤應(yīng)力對(duì)植物根系的長(zhǎng)期環(huán)境效應(yīng)來(lái)看，植物根系在生長(zhǎng)發(fā)育中必然要克服阻力，土壤應(yīng)力分布對(duì)根系生長(zhǎng)具有一定的影響。土壤應(yīng)力狀態(tài)對(duì)植物根系分布有影響，在一定空間內(nèi)土壤應(yīng)力變大，根的長(zhǎng)度、側(cè)根數(shù)量都會(huì)變小，但根的直徑會(huì)變大。

1.2 農(nóng)田土壤孔隙分布對(duì)植物的影響

土壤孔隙度與土壤密度、土壤含水量存在緊密的聯(lián)系。當(dāng)土壤孔隙度減小時(shí)，其密度會(huì)增大，這會(huì)影響到植物根系的生長(zhǎng)。土壤孔隙度在其數(shù)量、大小、分布、連通性上與土壤的保水透氣性能有著密切的聯(lián)系。土壤壓實(shí)使得土壤孔隙度下降，根系伸長(zhǎng)時(shí)遇到的機(jī)械阻力增大，一方面表現(xiàn)為根系向下生長(zhǎng)受到抑制而被迫密集地向水平方向生長(zhǎng)，另一方面的表現(xiàn)是根系長(zhǎng)度上變短、周徑變小，同樣不利于植物根系的生理活動(dòng)。

1.3 土壤局部沉陷對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

農(nóng)機(jī)在作業(yè)過(guò)程中極易形成“車(chē)轍”效應(yīng)，即為了最大程度地減小壓實(shí)面積，農(nóng)機(jī)作業(yè)往往沿著原有的車(chē)輪印記前行，而形成車(chē)轍后，會(huì)造成局部土壤凹陷與固結(jié)，滲透性下降阻斷了兩側(cè)土壤的正常物質(zhì)流動(dòng)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致灌溉水局部聚集、徑流，土壤入滲率下降，并造成局部積水，使得農(nóng)田用水不能得到合理利用。

1.4 壓實(shí)帶來(lái)的其他影響

土壤壓實(shí)使得土壤容重增大，這還會(huì)影響根毛區(qū)對(duì)土中養(yǎng)分的吸收。從微觀角度看，隨著壓實(shí)過(guò)程中水的排出，土壤中水分相對(duì)含量減少，使這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在土壤中不能得到有效的流通，難以被根系吸收。Richard Wolkowski等[2]研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物的根部在生長(zhǎng)時(shí)遇到緊實(shí)度較高的土壤，往往無(wú)法正常向下伸長(zhǎng)，而不得不橫向“盤(pán)狀”伸長(zhǎng)，造成這種根部生長(zhǎng)不良現(xiàn)象的原因是，根部從下層壓實(shí)度高的土壤中汲取的水分和養(yǎng)分非常有限。

2 問(wèn)題及建議

之前科研工作者分別從土壤應(yīng)力變化、土壤孔隙度變化、土壤局部沉陷等角度對(duì)農(nóng)田土壓實(shí)對(duì)植物根系的生長(zhǎng)影響進(jìn)行了研究，并取得了一定成果。但是，土體作為一種連續(xù)介質(zhì)，在受到壓實(shí)的過(guò)程中，土壤各種物理性質(zhì)的變化之間并不是相互獨(dú)立的，而是存在著一定相關(guān)關(guān)系。找到壓實(shí)中土壤不同物理性質(zhì)之間變化的關(guān)系，不同土壤物理性質(zhì)因素對(duì)根系生長(zhǎng)產(chǎn)生影響的程度，有助于更為全面地了解土壤壓實(shí)對(duì)植物根系的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]高盼，王秋菊，高中超，等.心土層對(duì)作物生育影響及其改良效果的研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014（24）：23-26.

[2]J Reinert Dalvan，P Wolkowski Richard，L Birl，et al. Compaction effects on least limiting water range and plant growth[A]//17th WCSS，2002.