1、內部原因
一般來說,質地越細的土壤越容易壓實,水和空氣的運動就越慢。粘土和壤土能保持更多的土壤水分,更容易壓實。結果表明,在不施加外力的情況下,高粘比土也能形成致密層。不同質地土抗壓強度排序為砂土;砂質壤土祝辭壤質砂土比;壤土祝辭粘壤土祝辭肥沃的泥土。
此外,氣候等自然因素對土壤的影響也會形成壓實。降雨形成的普通土壤結皮通常發(fā)生在厚度不超過15cm的土壤表面。它可以防止種子發(fā)芽(DeJong Hughes et al. 2001)。除降雨外,在冰凍環(huán)境的高海拔地區(qū),土壤還可以形成密實的土層。
2、外部原因
機械壓實農業(yè)機械是現代農業(yè)土壤壓實的主要原因。農業(yè)機械的過度和不合理使用會對土壤質量產生一定的影響(孫燕等,2006)。機械壓實程度主要受輪胎內壓、軸費和土壤含水率的影響。結果表明:輪胎內壓決定了0 ~ 30cm土層的壓實程度;隨著軸重的增大,即使輪胎內壓不變,芯土層的壓實度也會增大;此外,輪胎內壓和軸載也受含水率的影響顯著,壓實度隨含水率的增加而增大。
長期單耕也會導致土壤壓實。耕作形成的密實度復雜,時空變化也較大。一般來說,耕作和旋耕可使表層土壤疏松,擴散速度加快,但同時也可在耕地以下形成堅硬致密層。而且,隨著耕作年限的增加,核心土層的壓實更加嚴重,壓實層厚度可達30 ~ 60 cm。最新研究發(fā)現,旋耕可顯著導致土壤壓實(焦彩強等,2009)。為了消除壓實,深松被認為是一個更好的方法,但其他人認為深松在短期內有好處,可能會使壓實在長期更嚴重。
土壤含水量是影響壓實過程最重要的因素。當土壤中含有更多的水時,水就會充滿毛孔。土體顆粒間的黏聚力增強。這時,土壤中的水分就像潤滑劑一樣,使土壤顆粒“滑動”在一起而緊密。然而,土壤濕度越低越好。一般來說,適合野外作業(yè)的土壤水分含量為0.95 pl(塑性極限)。此外,不同土層的土壤含水量也受到壓實的威脅。研究表明,7.5 ~ 15 cm土層的土壤含水量接近田間承載力時,土壤壓實最為嚴重。
單施化肥容易導致土壤有機質含量降低,土壤壓實。施用化肥容易對土壤膠體的調節(jié)功能造成嚴重破壞,降低土壤的抗旱能力,防止土壤團聚體的形成,導致土壤硬化。
同一作物經過多年的連續(xù)生長后,單一種植也會導致壓實。首先,由于根系深度一致,土壤的滲透能力減弱。其次,單株種植破壞了根系周圍的離子平衡,影響顆粒結構的形成,造成壓實。