裴泽莲等

摘要：详细介绍土壤的物质组成及作用，论述构建土壤肥沃耕层对农业生产的重要意义及我国土壤耕层构建模式的发展历程，介绍一种将深翻和秸秆还田结合起来的土壤肥沃耕层构建新模式，为提高土壤耕层的肥力提供参考。

关键词：土壤肥沃耕层；深翻；秸秆还田；肥力；犁底层

中图分类号：S052 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）07-0068-02

1 土壤的主要物质组成

农作物赖以生存的土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等；液体物质主要指土壤水分；气体是指存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成一个矛盾的统一体，互相联系，互相制约，为作物提供必需的生存条件，是土壤肥力的物质基础。

有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地的耕层中，有机质含量仅占土壤干质量的0.5%～2.5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，人们常把含有机质较多的土壤称为“油土”。根据分解程度，土壤有机质分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质3种。腐殖质是指新鲜有机质经微生物分解转化后形成的黑色胶体物质，一般占土壤有机质总量的85%～90%。

腐殖质是作物养分的主要来源，其既含有氮、磷、钾、疏、钙等大量元素，又含有多种微量元素，经微生物分解后释放出来供作物吸收利用。腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强。因其颜色较深，有利于吸收阳光，故可提高土壤温度。

土壤微生物的种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等，其数量也很大，l g土壤中的微生物为几亿到几百亿个。在每667 m2耕层土壤中，微生物的质量有几百到上千公斤。土壤越肥沃，微生物的种类和数量越多。微生物能分解土壤中的残根败叶和有机肥料，并释放出营养元素，供作物利用。

2 构建土壤肥沃耕层的意义

土壤是农业生产的重要物质条件，其中肥沃土壤是保证农业丰产的重要条件。耕层结构的合理性直接关系作物的高产稳产和可持续发展。

长期以来，人们对耕地进行高强度开发和不合理使用，造成土壤存在以下问题：有效耕层变浅，犁底层加厚、坚实；耕层有效土壤数量明显减少；黑土层变薄，有机质含量降低，供肥供水能力减弱。耕层变浅后，土壤存在“浅、实、少”的问题，限制了作物根系的生长发育，降低了农业抵御自然灾害的能力，同时严重影响作物高效吸收水分、养分，使其抗倒伏能力下降，进而制约粮食高产、稳产。

良好的耕层构造应具备以下能力：土壤容重保持、调节能力，协调并使土壤具有适宜的水肥气热条件；能促进耕层中的矿质化作用，加速养分释放，为作物根系提供良好的土壤环境；促进耕层内腐殖化，保存和积累有机质，培肥土壤。

3 土壤构建模式发展历程

耕作措施的发展受生产方式、机械化水平等多种因素制约。不同耕作措施形成的耕层构造不同，影响耕层水、气、热等土壤生态因素。

20世纪50年代至今，耕作措施在作业动力、作业机具、作业方式上发生了巨大变化。50年代初主要采用传统轮作制，耕作机具的动力基本为畜力，耕种方式主要有扣种、穰种、挤种等。50年代中后期，随着大型动力的发展，机翻地、机播地和机械起垄等作业开始兴起，耕作模式有平作，平作后起垄，翻、扣、穰种相结合等。60年代，机翻、机播、苗眼镇压、中耕起垄等新型耕作制度逐渐得到推广应用。70—80年代采用的耕作制度主要是机械化轮翻制，作业模式有机械深耕、轮翻、平播后重镇压、起垄（或原垄）除茬后机播等；80年代中后期，推广应用的耕作制度主要有少耕、留茬少耕、机械化原垄耙茬播耕、条带深松耕、旋耕除茬播种、垄作留茬深松耕、地膜覆盖耕作栽培等；90年代兴起的耕作制度有轮耕法灭茬、垄上播种等。

近年来，受土地分散经营的影响，大型动力及机具在生产上的应用急剧下降，机械化深翻、深松作业的面积越来越少，小四轮灭茬起垄后垄上播种及小型动力浅旋耕后平播等方式占主导地位。小型动力机具的长期使用，导致耕作层浅，加上机械压实使土壤表层容重增加，造成土壤板结、耕地退化、生态环境恶化、土壤失墒严重，进而使土壤肥力下降。根据不同耕层构造的生态效应特点，深入研究满足作物生态需求的耕层构建模式，对重建土壤肥沃耕层具有重要的现实意义。

4 土壤肥沃耕层构建新模式

耕地是恢复和提高土壤肥力的重要措施，是农业生产过程中的一个重要环节。秸秆还田具有促进土壤有机质、氮、磷、钾含量增加，增强土壤水分保蓄能力，改善植株性状，提高作物产量，改善土壤性状等优点。

将秸秆还田和土壤深翻耕技术结合在一起，是一种有效的土壤肥沃耕层构建模式。其将紧实土层变为疏松细碎的耕层，增加土壤孔隙度，有利于接纳和贮存雨水。

深翻耕可以将一定深度的紧实土层变为疏松细碎的耕层，增加土壤孔隙度，提高土壤接纳和贮存雨水的能力，促使土壤中潜在养分转化为有效养分，有利于作物根系伸展发育。翻耕将地表的作物残茬、杂草、肥料翻入土中，能够清洁耕层表面，提高整地和播种质量，且翻埋的肥料可调整养分的垂直分布。此外，将杂草种子、地下根茎、病菌孢子、害虫卵块等埋入深土层，抑制其生长繁育，也是翻耕的独特作用。翻耕在改良牧草地、绿肥地、残茬杂草地、施用有机肥较多地、开垦荒地的使用效果尤佳。秸秆还田能增加土壤养分含量，特别是钾素的含量。同时，秸秆还田能增加土壤有机质含量，改善土壤结构（水分、养分、通气和温度状况），为作物取得高产、稳产、优质打下坚定基础。另外，秸秆还田还具有保墒、调温、抑制杂草生长、减轻盐碱害的作用。

把深翻耕与秸秆还田二项技术结合起来，能构建肥沃土壤耕层，使土壤具有一定的容重保持和调节能力，协调土壤的水、肥、气、热条件。此模式能更好地促进耕层矿质化作用，加速养分释放，为作物根系提供良好的土壤环境，使作物根系“吃饱喝足住好”。同时，其能更好地促进耕层内的腐殖化作用，保存和积累有机质，培肥土壤，为夺取作物高产、稳产、优质打下基础。目前，我国正面临着人口剧增、耕地锐减的巨大压力，构建合理耕层结构、提高土壤肥力是实现作物高产、稳产以及可持续发展的主要途径之一。

参考文献

[1] 韩晓增，邹文秀，王凤仙，等.黑土肥沃耕层构建效应[J].应用生态学报，2009（12）：2996-3002.

[2] 白伟，孙占祥.辽西地区土壤耕层及养分状况调查分析[J].土壤，2011，43（5）：714-719.

[3] 韩晓增，邹文秀，王凤仙，等.构建黑土肥沃耕层对大豆产量影响的研究[J].大豆科技，2009（3）：8-9.

[4] 王立春，马虹，郑金玉.东北春玉米耕地合理耕层构造研究[J].玉米科学，2008，16（4）：13-l7.