為了揭示長(zhǎng)期人為管理與利用過(guò)程對(duì)于土壤質(zhì)量的作用與影響，國(guó)內(nèi)有試驗(yàn)研究了陜西關(guān)中地區(qū)旱地農(nóng)田土壤緊實(shí)度和容重空間變異特征。研究結(jié)果表明：在水平方向上土壤緊實(shí)度和容重具有中等變異強(qiáng)度，土壤緊實(shí)度和容重以村莊為中心向外逐漸增大；在垂直方向上土壤緊實(shí)度和容重同樣存在明顯的變異性。
人為長(zhǎng)期干預(yù)下土壤演化過(guò)程與強(qiáng)度是當(dāng)今土壤科學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域，尤其是在人口劇增，土地生產(chǎn)負(fù)荷日益加重的背景下，研究人為利用與管理?xiàng)l件下土壤質(zhì)量演化特征具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。陜西關(guān)中、晉南和豫西部一帶廣泛分布的塿土就是在漫長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)利用過(guò)程中，以原始褐土為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)施加土糞、堆積覆蓋、培肥熟化等人為直接干預(yù)下演化而形成的，故有“塿者，則人工培土之意”之說(shuō)，成為該區(qū)域農(nóng)業(yè)悠久文明的有力佐證。
土壤容重與緊實(shí)度一樣具有相同的變異規(guī)律，0~10 cm、10~20 cm 和20~30 cm 土層。
土壤容重在水平方向上表現(xiàn)為距離村莊越遠(yuǎn)有逐漸增大趨勢(shì)，在垂直方向上也同樣具有明顯的變異性，3個(gè)土層的平均容重分別為1.19 g·cm-3、1.45 g·cm-3和1.56 g·cm-3。
Васильев和Ревут研究得出，當(dāng)土壤容重在1.05 ~1.2 g·cm-3時(shí)，小麥籽粒和玉米綠色體的產(chǎn)量zui高，當(dāng)小于1.05 g·cm-3和大于1.20 g·cm-3時(shí)，二者產(chǎn)量顯著下降。
依據(jù)產(chǎn)量得出：很疏松的土壤容重為0.9 ~ 1.05 g·cm-3；正常土壤容重為1.05 ~ 1.20 g·cm-3；緊實(shí)土壤容重1.2 ~1.4 g·cm-3；很緊實(shí)土壤容重大于1.4 g·cm-3
由此可見(jiàn)，關(guān)中地區(qū)土壤只有表層0 ~ 10 cm屬于較為正常范圍，而10 ~ 20 和20 ~ 30 cm土層已經(jīng)達(dá)到緊實(shí)和很緊實(shí)狀態(tài)。Douglas 等人的試驗(yàn)已經(jīng)證明，緊實(shí)土壤上使用150 kg·hm-2氮肥與正常土壤上使用50 kg·hm-2氮肥所收獲的黑麥草產(chǎn)量是相同的。因此，不難看出關(guān)中土壤肥料投入量不斷遞增，生產(chǎn)效率卻徘徊不前的主要原因是土壤硬度計(jì)測(cè)出的土壤緊實(shí)度大小所導(dǎo)致的結(jié)果。
盡管前人以豐富翔實(shí)地科學(xué)證據(jù)充分闡明了人為作用下塿土的形成與演化歷史，仍然一些亟待研究的科學(xué)問(wèn)題。由于人為干預(yù)的程度在時(shí)空尺度上有差異，尤其是在現(xiàn)代耕作制度、施肥制度明顯變化，土壤集約化生產(chǎn)水平不斷增加的情況下，對(duì)于關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤物理狀態(tài)演化趨勢(shì)及空間變異特性的研究卻仍鮮有報(bào)道。
農(nóng)田土壤性質(zhì)空間變異性研究也是當(dāng)今土壤學(xué)科發(fā)展的前沿，它對(duì)于建立農(nóng)田土壤質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字土壤、結(jié)合土壤硬度計(jì)等現(xiàn)代化科學(xué)測(cè)量?jī)x器推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有極為重要的科學(xué)價(jià)值。盡管關(guān)于農(nóng)田土壤質(zhì)量空間變異性研究報(bào)道頗豐，均集中在土壤性質(zhì)空間變異性的相關(guān)理論等方面，而揭示導(dǎo)致農(nóng)田土壤空間變異的機(jī)理研究顯得較為貧乏。
分析表明，土壤緊實(shí)化的水平空間變異特征是人為長(zhǎng)期采用就近原則進(jìn)行有機(jī)培肥，對(duì)土壤質(zhì)量產(chǎn)生的作用與影響；而垂直剖面上的差異性則是多年旋耕產(chǎn)生的結(jié)果。所以，加強(qiáng)土壤培肥，改善現(xiàn)行耕作制度顯得極為重要。
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