重型农业机械破坏土壤

土壤压实降低了土地生产粮食的长期能力。照片中研究人员在采集土壤样品以进行分析。（照片来自挪威科研理事会）

　　《科学日报》2011年5月5日消息：重型农业机械给土壤带来比科研人员此前所认为的更多的永久性破坏，可能导致作物产量降低以及来自农田的污染增加。

　　给土壤造成的结果被称之为土壤压实，是重型机械在农田里行驶的负面影响。土壤压实的特征为土壤容重增加、土壤中的空气体积减少及排水能力降低。

　　北欧合作

　　在一个北欧合作项目中，来自挪威、瑞典、丹麦及芬兰的研究人员希望更多地了解土壤的承重能力及土壤压实的环境影响。挪威科研理事会的粮食项目资助了这个研究在挪威的部分。

　　首批测定在瑞典及芬兰的试验小区里进行，对试验小区里的土壤进行了采集及分析。分析方法中还包括了CT扫描，这个技术通常用于诊断人类疾病，但它也可用于对土壤结构建立图像。

　　粮食减少，污染增加

　　初步的结果让研究人员吃惊。

　　“通常认为25-40厘米深度的结构破坏可以在10年后得到恢复。然而，我们的发现表明即使14年后土壤的孔隙系统及容重仍然明显受影响。这可能意味着压实导致永久的改变，”生命科学大学（UMB）教授Trond B?rresen推断说。

　　B?rresen教授说，土壤压实降低土地生产粮食的长期能力。土壤结构的退化导致更多的土壤侵蚀及养分和杀虫剂的损失。

　　气候变化及重型机械的影响

　　教授说，气候变化导致土壤更易被压实。

　　“在湿润的土壤上行驶重型机械增加了破坏表层及下层土壤的危险。如果气候发生变化，春季及秋季有更多的降雨，我们将很快看到比今天更多的由于土壤压实造成的损害，”他说。

　　农田还受到过去10年里重量及体积都大大增加的机械的影响。

　　“欧洲很多农用机械的轴载荷大大超出能造成永久压实破坏的压力，有些重达60吨。还没有什么迹象表明这种趋势会停止，”B?rresen教授说。

　　进入空气和水体的氮

　　表层土壤（0-25厘米）的压实会造成作物减产5-15%。如果压实后的土壤能得到正确的管理，这种问题是暂时的。然而，如果离土表50厘米以下的土层受到压紧的话，下一季的作物会继续减产，或者在最坏的情况下，会永久减产。

　　土壤结构退化会降低氮施用的效果。在压实的土壤中生长的植物只能吸收60-65%的氮，剩余的很容易淋溶出去最后可能进入河流和水道。

　　而且压实土壤中的氮更容易进入大气因为硝酸盐转化为温室气体一氧化二氮。UMB的研究人员被指定主要负责对这个问题进行研究。

　　目前看来深层土壤似乎对这种损失的贡献相对小。

　　“这并不是完全没有预料到。离土表30-40厘米的土层中的细菌没有足够的能量来把硝酸盐转化为一氧化二氮。我们最近开始对原状土样进行测定，这将可能产生其它结果，” B?rresen教授解释说。

　　到目前为止，这些土壤研究人员已经对压实的长期影响进行了研究。现在，他们已经在瑞典及丹麦的两个新的试验小区开始了对即时影响的研究。

　　需要规范

　　B?rresen教授认为应该建立规范来保护土壤的生产力。

　　“对最大轴载荷的限制即将推出。我们必须考虑是否对农田也推出类似的限制，”他说。欧盟正在为这个领域研发可行的型号。

　　挪威的很多地区危险较小因为它们的农田为尤其耐压的冰碛土，而其它一些地区的土嚷则容易受压。

　　“有充分的理由来谨慎对待及尽快采取必要的措施，因为土壤一旦被压实则需要很长的时间来修复，”B?rresen教授总结说。