农田的土壤结构是保证农作物健康生长的重要基础，一旦土壤结构受到外界因素影响，使其自身的物理性能发生转变，就极易对作物的生长效率造成影响，进而影响作物的产量。而在农机工具的使用量逐渐增大的基础上，由于农业机械自身重力对农田土壤结构所造成的压实影响也是不可忽视的。由于外界因素的影响，致使土壤结构物理特性发生变化，会使耕地的质量整体下降。可见，农业机械在促进农业生产效率的同时，也为农业生产带来了一定的制约影响。要想发挥农业机械的真实作用，就必须对土壤压实问题加以改善。
一、机械土壤压实对土壤结构的影响分析
1、对土壤物理性状的影响
农业机具对土壤结构的影响会随着农业机具的应用次数增加而不断累积。总结以往的研究经验，可以发现，农业机具首次进入田地中，对土壤结构所带来的影响最为突出。一般而言，田地在经过一次碾压之后，其自身的坚实度就会有效提升。其中，表层土壤的坚实度增加幅度较大，最高可达85%以上，而深层土壤的坚实度变化幅度则较小，一般在8%左右。在众多农业机具中，拖拉机设备的运行作业对土壤结构的影响作用相对较大，集中表现为耕层土壤的坚实程度可达75%左右。土层的孔隙度也会明显下降。在30cm的土壤被压实之后，土壤结构的孔隙度可降低为40%左右。当农田土壤被严重压实之后，土壤结构的孔隙度会下降至10%。而此时的大孔隙将会明显减少，在孔隙中含有的氧气含量也会逐渐降低，也就意味着农田土壤的整体质量明显下降，对作物的生长带来严重影响。
2、对土壤水分的影响
土壤孔隙度是反映土壤物理性质的重要结构性指标，它的变化会对土壤的水分分配、入渗特征以及蓄水功能产生重要影响。由于压实导致土壤孔隙率降低，土壤持水能力降低，渗透率显著下降，导致水土流失加剧。拖拉机道压实易形成细沟侵蚀，概率达到60%-89%，压实区水分入渗率降低了42%，总入渗量减少了70.5%，在短时较强降雨情况下，地面径流加大。土壤压实还可以直接造成土壤含水量减少，饱和导水率经常用来表征土壤压实度对土壤水的影响。压实度后，随着土壤中的大孔隙减少，土壤饱和导水率下降。也有研究发现，土壤压实后形成了一些不利于土壤水运动的孔隙，同样会造成土壤饱和导水率下降。
3、对机组作业阻力的影响
轴载荷和作业次数的增加会造成严重的土壤压实，土壤被压实后，土壤强度和机械阻力明显增加，燃料消耗随之增加。履带式拖拉机行走装置压痕处土壤阻力增加25%，轮式拖拉机增加40%，载重汽车增加65%。机组在土壤上行走的次数也影响土壤压实程度，轮胎一次压过的土壤比阻由原来未压时的0.385kg/cm2增加到0.715kg/cm2，增加了85.71%，碾压1次即可使土壤的机械阻力达到碾压7次的70%。
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4、对作物生长的影响
土壤被压实后，土壤颗粒排列更加紧密，阻碍了水分渗透，降低了导水率，使作物获得水分和养分更加困难，土壤热容量、乙烯含量会增加，使作物根系生长速率降低，降低作物产量。作物根系密度和土壤穿透阻力密切相关，事实上当土壤压实后穿透阻力大于2MPa时，作物根系生长就会受到影响，压实区作物根系浅层土壤分布较多，深层土壤分布的很少，而非压实区作物根系深层分布均匀，层梯度分布。由于土壤类型和作物生长环境的不同，土壤压实可使大豆产量降低3.8%-13.4%，玉米产量降低9.5%-16.2%，小麦产量4.0%-20.0%，使甜菜减产39%，甜菜含糖率由18.4%降为16.7%。这种由于土壤压实导致的作物减产往往会被归咎于其他原因，农民们很少将土壤压实与作物产量联系在一起。
二、改良措施
1、采用固定道系统
固定道耕作系统指的是，对农机设备的运行轨道进行合理设计，使农机设备的运行，不会对农作物的生长区域造成影响，从而降低农机设备对土壤压实的影响。然而，固定车道的设置会使部分农田用地被占用。由于拖拉机设备的自身结构较大，会占用20%左右的农田用地。而对于这部分的农业生产损失往往可以依靠提升作物产量来进行弥补。固定道系统与保护性耕作系统的联合应用，可使农田中的水分渗透率得到有效保障，降低水土流失。同时，还可起到节约能源的重要作用。固定道系统的有效设立，可以使拖拉机的运行性能得到保障，避免由于机械打滑，对作物生产效率所造成的影响。
2、从机器质量与轮胎
拖拉机机组轴载荷是产生土壤压实的主要原因，如果农业机械应采用强度高、质量轻的材料制造，质量减轻50%，则对土壤的压实作用降低15%-30%。轮胎的类型和充气压力也是产生土壤压实的主要原因之一，许多研究者认为低压轮胎能够明显的降低土壤压实，采用履带拖拉机、大型低压轮胎（如子午线轮胎）可以改善牵引效率、降低接地比压，从而减轻对土壤的压实，宽幅子午线轮胎较金属履带更能减轻土壤压实，但采用橡胶履带效果更好，橡胶履带拖拉机对表层土壤压实较重，但对心土层的压实会轻得多。
3、避免土壤高湿时机耕作业
当耕层土壤含水量接近田间持水量时，拖拉机机组作业对土壤造成的压实最为严重。尽管土壤含水量较低时，机组作业对土壤压实较轻，但此时耕作阻力会增大，油耗上升，经济性较差。因此机组作业应选择在土壤含水量适宜时进行，尽可能的避免在土壤含水量较高时作业，以减轻土壤压实，保证作业质量。
4、采取联合作业土壤的压实作用与拖拉机作业
机组田间通过次数的对数成正比，轻型拖拉机压实2次比压实1次应力增加70.69%，重型拖拉机增加6.7%，采用联合作业机组进行联合作业可减少拖拉机作业次数，有效地减轻土壤压实，保护土壤，使之避免退化。
参考文献：
[1]林振江,崔立勇,王闯,等.农田土壤机械压实的发生、影响及改良[J].农机化研究,2011,33(11):249-252.
[2]周丽芳,石训文,祝剑真,等.上饶市农田土壤改良措施探析[J].江西农业学报,2007,19(11):59-60.
论文作者:刘长生,,
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第2期
论文发表时间:2019/3/18
标签：土壤论文; 压实论文; 作业论文; 作物论文; 拖拉机论文; 孔隙论文; 农田论文; 《中国西部科技》2019年第2期论文;