[科普中国]-过度压实

土壤的过度压实又称为土壤的压板问题。过度的压实会影响土壤的耕作质量，对植物生长不利。犁耕过程在疏松土壤的同时，由于机械的行走对土壤有压实作用。故要注意机械的应用，防止压实问题。1

概念犁耕过程在疏松土壤的同时，由于机械的行走对土壤有压实作用。过度的压实会影响耕作质量，对作物生长不利，这种过度的压实又称为土壤压板问题。实际上，不仅仅是犁耕机械的行走会有压板问题，其它非犁耕农业机械更易造成土壤压板问题．如运输和喷洒机械等。1

土壤压实过程和影响因素当土壤承受较重荷载时，受到压缩，表现为孔度减小，孔径缩小(主要是通气孔隙减少)，土壤的紧实度和容重增大等。

较干燥的土壤上承受荷载时，主要是垂直方向上的正应力(压力)使孔隙减少，容重增大，土壤变得比较紧实。在水分含量较高时(例如在塑性范围内)，除正应力作用外，还要产生切应力(剪力)。在压力和剪力的共同作用下，土壤颗粒趋向极紧密的排列，通气孔隙大量减少，毛管孔隙及无效孔隙急剧增多。土壤的透水一通气性强烈减弱甚至消失，这种现象称为土壤粘闭。

在塑性范围内，拖拉机通过潮湿土壤时，在轮子的挤压下，土壤发生塑流而使轮子下陷，并有压紧土壤的作用。

在拖拉机等荷载的作用下，土壤表层的团聚体可能被压碎。因为土粒和水是相对不可压缩的，土壤的压缩主要是通过土壤的移动和土粒的重新排列实现的。

土粒的重新排列，随水膜的润滑作用而增强，与土壤含水量有密切关系。粘土的压缩试验表明，土壤的压缩性与含水量的增加呈抛物线关系。在水很少的情况下，土粒之间的粘结力和内摩擦力都很强，土壤不易被压缩。随着水分的增多，粘粒周围的水膜增厚，润滑作用增强。在压力的作用下粘粒极易变成紧密的定向排列，土壤容重显著增高。含水量进一步增加时，因土粒之间的距离增加，加上水对压力的支撑作用，土壤容重又趋减低，土壤变得不易压缩了。大量的试验证明，土壤在塑性范围内最易压缩。

影响土壤压缩性的因素除含水量外，还有土壤有机质含量和代换性阳离子种类等。有机物质本身具有一定的弹性，有促进稳定性团聚体形成的作用，所以富含有机质的土壤便不易发生压板。施用结构改良剂，也能减轻土壤压板。代换性阳离子种类影响胶体扩散层的厚度，当扩散层厚度增加时，土粒之间的距离随之增大，土壤可压缩的程度也就提高(即压缩性增大)。

土壤压缩过程既然是孔隙容积减小的过程，压缩程度可用孔隙比或孔度的变化来表示。孔隙比与压力之间的关系是：

式中，e为孔隙比；A是压缩指数；P为压力；C为常数，相当于单位压力下的土壤孔隙比。1

土壤压实的防止造成土壤压板的因素，除机具挤压外，自然的因素(如雨滴的冲击和在重力作用下的土壤自然沉实等)和其它的人为因素(如人、畜践踏等)也有一定作用。这些自然和人为因素是难以完全避免的，但在农业机械化高度发展的地方，机具有挤压作用乃是压板土壤的主要因素，必须注意改进农机具的设计。如发展四轮驱动的拖拉机和增加轮胎的宽度直径和链轨的长、宽等，以增加与土壤的接触面积而减少压强。

在农具方面要注意发展旋转式或振动式农具，它们对土壤的压实作用较小，且有较好的碎土作用。此外，农具的切土部分应力求锋利，以减轻对土壤的压实作用，减少曳引阻力。

首先要避免在土壤过湿时进行田间作业，对一些可沿固定路线进行作业的项目(如运输、喷洒等)，要预先选定路线或规划出固定车道，以减少压板的面积。

提高耕作速度可以减轻土壤压板，但耕作速率增加，曳引阻力增大，增加了能量消耗。因此，在进行田间作业时应当根据具体条件，选择适宜的耕作速度。

尽可能减少作业次数，是减轻土壤压板、降低生产成本的有效措施。减少作业次数的主要途径之一是采用少耕法及免耕法，实行经济合理的耕作。1

防土壤压实的耕作方法土壤耕作类型主要有平翻耕法、深松耕法、少耕法和免耕法。其中，少耕法和免耕法为推荐的减轻土壤压板的耕作方法。

少耕法少耕法是指一次完成多种作业减少耕作次数的耕作方法。耕作次数少，减少机具通过田间次数，避免过度压实土壤与破坏结构，土壤表面粗糙疏松，并有残茬覆盖，可以截留雨雪，减少风蚀，还可以节约能源。

免耕法是由少耕法发展起来的，在前茬作物收获后，不进行任何土壤耕作，在后茬作物播种时，用特别的免耕机在前茬地上一次完成播种行内的更茬、播种、施肥、施药、镇压等作业，以后也不再进行机械中耕。2

拖拉机的耕前准备工作为做好播种工作，充分发挥机器效能，保证适时播种，拖拉机和播种机一样，必须做好准备工作。对于特殊的播种机，应按照说明书中规定的要求，对拖拉机的有关部位进行调节。

在播种以前应完成拖拉机的维修、保养工作。这样可以避免发生故障停车和不必要的耽误。起动拖拉机，检查它有无损坏的部分，加以更换或修理。其它的准备工作包括播种的液压系统、轮距、牵引杆、三点悬挂系统的调整。

其中拖拉机轮距的调整是为了防止土壤压实的重要手段。

在垄播时，要调整拖拉机的轮距，使它行走在垄沟的中心部位。平播作业中，要使拖拉机的轮距与播种机的轮距相错开，以免土地被过度压实。3

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所