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土壤压实对土壤的影响

(2023-10-13 18:59:54)
标签:

土壤压实

土壤健康

分类: 边坡绿化土壤修复

人类的活动会影响土壤的健康。目前,农民、景观设计师、园丁等,已经学会了通过适当的管理来保护土壤健康的方法。


土壤健康管理的目标是尽量减少对土壤健康的威胁,这些威胁会导致土壤退化或土壤健康状况不佳。土壤退化对土壤健康的主要威胁包括:侵蚀、压实、土壤有机质减少、养分消耗或过剩、生物多样性丧失、盐碱化、荒漠化以及污染。


土壤压实对土壤的影响

(A) 显示的是一条长长的小路,学生们走过校园的绿地(与铺设的人行道相比),这里的土壤被压实。(B) 从压实的人行道上拍摄的土壤特写显示,土壤结构不良,几乎没有植物可以生长。(C) 从距离人行道几英尺远的土壤特写可以看到土壤团聚体、颗粒结构和健康草坪植物的根系。穿过草坪可能会节省几分钟时间,但却会伤害土壤。


保持或改善土壤健康的做法:(i) 保护土壤免受威胁,(ii) 支持多样化或常年化种植系统, (iii) 增加土壤碳含量。土地管理者采用六种方法来保持土壤健康,从而防止土壤退化。这些方法可以在田间、花园、庭院或任何管理土壤上实施。它们可以单独实施,也可以结合在一起,会对土壤健康产生积极影响。


                   土壤压实对土壤的影响


土壤健康管理的 6C 实践示意图,解释它们如何增强土壤健康(左侧蓝色部分)以及通过何种机制(右侧绿色部分)。


什么是土壤压实?土壤结构和孔隙是土壤的重要组成部分。当施加的力将土壤颗粒压在一起导致土壤孔隙塌陷时,就会发生压实。随着孔隙的缩小,水和空气的体积也随之缩小,根系生长的空间也随之缩小。土壤板结限制了植物的扎根深度,使植物和土壤中微生物的生存条件变得更加艰难。土壤板结可能发生在土壤表面,也可能发生在耕作深度(通常为 20 厘米),甚至可能发生在土壤更深处,具体取决于所使用的设备类型或管理方法。



为什么减少土壤压实对土壤健康很重要?土壤中的所有生命活动都是在土壤孔隙中进行的。植物和土壤微生物赖以生存的水和气体通过土壤孔隙流动。压实的土壤限制了空隙和孔隙空间、水的流动和气体的扩散。这会导致土壤饱和。如果水无法排出,则可能导致厌氧条件。所有这些情况都会限制根系和微生物的生长。充足的土壤孔隙空间对土壤健康非常重要,因为它能支持生命。


植物根系在压实的土壤中生长更加困难,植物需要更多的能量才能茁壮成长。想想校园绿地中的一条小路,学生们每天都在这里散步。当土壤潮湿时,成千上万的脚步会压缩土壤,造成土壤压实。


如何减少土壤压实?防止土壤被挤压是最好的解决办法!这意味着在土壤潮湿时,避免在田野或公共绿地上进行活动,以减少被踩实的土壤。


土壤压实对土壤的影响

A.左图,在土壤水分充足的情况下种植根茎类作物,可以让它们的根系在板结的土层中钻出通道。A.右图在下一个生长季节,后续作物的根系有更多机会接触到下面未压实的土壤,使更多的根系得以生长,作物也更健康。B.在没有种植过生物钻孔作物的系统中,根系受到压实土层的限制。


土壤一旦被压实,就需要采取措施来恢复失去的孔隙。在自然界中,冰冻/解冻循环可以疏松土壤,帮助减轻土壤压实,这在加拿大大部分地区很常见。在温度较高的地区,或者如果土壤压实发生在土壤深处,通常会使用 "深翻 "耕作机具(如凿形犁)来压裂或打碎板结的土层。使用凿犁进行深层耕作(称为 "底层耕作")成本高昂,因为需要耗费大量燃料和时间。耕作还需要在一年中土壤足够干燥的时候进行,以便使犁盘(压实层)断裂和破碎,而不是在土壤过于潮湿的情况下涂抹和形成新的更深的土壤压实层。希望土壤修复后,能通过更好的管理方法避免土壤压实。


减轻土壤压实的另一种方法是利用植物根系在土壤压实层中形成通道(生物孔隙)。这就是所谓的生物钻孔或生物耕作。植物死亡和腐烂后,如果这些生物孔没有被耕作破坏,第二年生长的植物就会穿过这些生物孔,到达压实层下面的土壤。


胡萝卜和萝卜等大型根茎作物可以穿过压实的土壤,为来年新作物的生长创造适宜的环境。但为什么这些作物可以进行生物钻孔,而大豆和小麦等作物却不行呢?首先,时机十分重要。植物根系必须在一年中土壤湿润的时候生长,这时植物根系更容易穿过耕盘。如果你曾尝试过将木棍插入土壤,就会知道土壤干燥时比土壤潮湿时需要更大的力量。其次,并非所有植物的根系都有同样的能力穿过压实的土层。有些植物比其他植物有更大的根系压力来穿过限制根系的土层。例如,在土壤紧实的条件下,胡萝卜和萝卜等直根植物在 15-50 厘米深处的根系数量是纤维根黑麦覆盖作物的两倍!


为什么减少土壤压实这么困难?想想走过校园绿地的情景,人们应该在人行道上行走,尤其是雨后土壤潮湿的时候。但通常,人们会出于各种原因抄近路。农民、园丁或土地所有者也是如此。其次,农场规模的扩大也是一个原因,因为要覆盖更多的土地往往意味着,为了及时完成田间作业,播种、喷洒或收割等田间活动可能会在过于潮湿的条件下进行。这些都使土壤压实的情况加剧。


来源:再生农业

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