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土壤緊實對土壤及作物健康的影響
1 對土壤物理性狀的影響
緊實導(dǎo)致土壤顆粒的重新排列，最為直接的影響就是降低了孔隙度，使適于作物生長的土壤三相比結(jié)構(gòu)改變。其中，氣相的變化對緊實最為靈給般情況下水分會優(yōu)先占據(jù)土壤中較小孔隙部分，而空氣則優(yōu)先占據(jù)較大孔隙,壓實的直接后果是使土壇中大孔陂減少。多數(shù)研究表明。充氣孔隙<10%時會對作物生長造成不利影響，通氣孔隙為3% 以下時達到嚴重緊實,作物生長嚴重受限。壓實后,固相和液相在三相中的比例也相立的增加，使土壤趨于厭氧環(huán)境，進面降低了水分滲透率和導(dǎo)水率，減少了空氣的道動。而且隨著壓實程度的增加,土壤的田間持水量和姜舊點含水量增加,土壤的最大有效水含量明顯減少，所以壓實土壤對水分的調(diào)節(jié)能力下降，使其上生長的植物更不容易獲得水分供應(yīng)。
2 對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響
土填緊實主要影響作物對土壤養(yǎng)分的吸收。隨緊實度增加，作物吸收養(yǎng)分的能力下降，
例如，有試驗表明，小麥播種3～6 d后，適度壓實吵壤土根區(qū)N、P、K含量較未壓實的低12%14%；在過度緊實后的土壤中，谷類作物的氮肥吸收比生長在最佳緊實度的土壤中減少了14%；在100、300 和 500kPa的機械作用力下,燕麥吸收氮肥能力依次下降81%70%和61%。
此外,緊實土壤中作物生長消耗的養(yǎng)分比非緊實的作物消耗多，這是因為緊實限制根系生長，降低了養(yǎng)分的獲取能力，增加了養(yǎng)分流失量，加強了反硝化作用。在緊實的土壤上。農(nóng)民往往額外的多施肥維持作物產(chǎn)量，然而結(jié)果卻相反,緊實土壤中養(yǎng)分吸收效率沒有增加，環(huán)境中損失的量卻增加，同時也不利于農(nóng)民收益的增加(
3 對環(huán)境的影響
由于受實后容氣，水分的穆透率以及氣體交換的減少，不利于有益微生物的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致土壤厭氧，反稍化的作用加強。
例如，發(fā)現(xiàn)，潮濕氣候下沙壤土牧草地，一個生長季中(施用40%的氮肥)N肥的反稍化損失50 kg N·hm~。研究表明，草地緊實土壤(大孔隙0.044 m.)的反碩化作用是非緊實土壤(大孔隙 0.119m’·m”)的2～3倍。Bakken等(1987)研究顯示。壓實土壤的N.O釋放比未壓實土壤增加4-5倍。報道.緊實砂壤土上牛糞的氨氣揮發(fā)達到 100%，而非緊實土壤氫氣揮發(fā)僅為32%和40%。
4 對土壤生物的影響
目前研究普遍認為,緊實導(dǎo)致土壤寄居生物減少，微生物活性降低，但也有少量研究結(jié)果相反。研究發(fā)現(xiàn),土壤緊實和 pH 這2個因素中緊實對蚯蚓豐度和數(shù)量的影響更大,機械壓實不但破壞蚯蚓的通道，甚至造成蚯蚓的死亡。研究發(fā)現(xiàn),在濕土上軸負載為101時，鼠類等大型動物從70 只·m~減少到15只，蛇蚓數(shù)量從41條減少到2條。在土壤朝限以外軸負載為61時土壤動物數(shù)量沒有變化。緊實導(dǎo)致大孔隙(超過30 μm)比例下降，也影響線蟲的生存。發(fā)現(xiàn)，緊實降低了土壤微生物活性和生物量，但是一些學(xué)者等認為,緊實和微生物活性的降低沒有關(guān)系。
5 對作物地下部的影響
多數(shù)研究認為，過度緊實陽礙根系正常伸長、影響根系形態(tài)、新陳代謝和其他生理功能。有研究表明，緊實區(qū)的根系分布和非緊實區(qū)*不同，前者根系淺層分布多，后者根系深層分布多發(fā)現(xiàn)，10 cm以下的粘壤土緊實到1.52g·cm時緊實層內(nèi)小麥根長減少了19%～36%,根長密度和機械阻力的相關(guān)性達到93%。關(guān)于馬鈴薯(Boone et al.,1984)、大麥、晚豆和甜菜(Brereton et al..1986)也有類似同樣的研究結(jié)果。此外,緊實還會影響根的導(dǎo)水率、水分和養(yǎng)分的吸收。劉晚藥等(2001)的研究結(jié)果表明，土壤緊實度的增大降低了玉米根系的導(dǎo)水率。關(guān)于緊實影響根系生長的機理也有不少的研究，根系主要是通過激素(主要是ABA、乙烯)來感知土壤機械阻力信號(有研究表明,一般情況下緊實土壤中作物根系釋放的乙烯會明顯增加;ABA濃度與根系受到的土壤機械阻力強度成正比例等的試驗結(jié)果
表明,植物根系在感受到機械阻力時會產(chǎn)生化學(xué)信號ABA、乙樓來同時調(diào)節(jié)根系的生長。
6 對作物地上部的影響
土壤緊實會對作物的出苗、產(chǎn)量以及一些生理指標(biāo)產(chǎn)生明顯的不利影響。關(guān)于產(chǎn)量的影響，指出，容重過高或過低都會導(dǎo)致產(chǎn)量下降。不同作物以及同一作物對不同土壤緊實程度的反應(yīng)也不一致。研究發(fā)現(xiàn)，大豆和小麥比玉米和煙草更易忍受緊實，而且當(dāng)土壤表層被壓縮3 m時土壤緊實非常嚴重,此時玉米產(chǎn)量減少將近 98%通過大量試驗表明，緊實導(dǎo)致不同作 量下降范圍在10% -50%。關(guān)于生理指標(biāo)報道，土壤緊實使作物葉面積下降和氣孔導(dǎo)度降低,加速了后期葉片衰老速度,超氧化物歧化酶活性降低，丙二醛含量增加。研究發(fā)現(xiàn)，隨土壤緊實度增大植株生長發(fā)育遲緩，產(chǎn)量和品質(zhì)下降.水分利用效率下降，果實游離氨基酸、可溶性糖可溶性蛋白質(zhì)含量下降，硝酸鹽含量上升。研究了土壤緊實脅迫下。黃瓜葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率下降，而胞間濃度卻增大，最終導(dǎo)致葉片干物質(zhì)累積量減少，果實發(fā)育提早。
總之，作物的生長應(yīng)該有一個合適的土壤緊實度,土壤緊實不僅對土壤自身的理化性狀有影響，對作物的健康生長也會有直接或間接的影響，且比較復(fù)雜。緊實導(dǎo)致土壤容重、孔隙度、滲透阻力發(fā)生不利的變化，進而對作物生長產(chǎn)生危害，主要表現(xiàn)在對作物根系生長發(fā)育的影響,進而涉及到養(yǎng)分吸收、水分利用、植株的生理特征、分子信號傳導(dǎo)等，最終影響作物的產(chǎn)量。