多石农田除石的必要性分析

马  方，陈中玉

（盐城纺织职业技术学院机电工程系，江苏 盐城 224000）

摘要：目前我国人均耕地面积较少，为实现发展农业生产，提高农民收入的目的，必须提高农田土壤的质量以提高单产量。文章从土壤的物理特性、农机作业环境和作物生长三方面分析农田中石块过多对农业发展的影响情况，论证了多石农田除石的必要性。

关键词：土壤容重；土壤肥力；土壤含水量；农业机械化

中图分类号：     S341.2               文献标识码：A        文章编号：1674-0432(2010)-08-0098-2

我国人均耕地严重减少，而且农业耕地中尚有相当数量的低产田，特别是山区农田，田间存在大量的石块，土壤瘠薄、水土流失严重，影响耕作与产量。

通过田间观察和实验研究得出，大量石块的存在对农田质量的影响主要反映在三个方面：土壤物理特性、农机作业环境和作物生长的影响。

1 大量石块影响了土壤的物理特性

1.1 土壤中石块的存在对土壤容重的影响

土壤中石块的存在对于土壤物理特性的影响中，最明显和最直接的就是对土壤容重的影响．对于含有大量石块的农田土壤，其土壤容重的计算是根据石块在整个土样中的重量百分含量计算的。采用下式：

其中：ρ_T——土壤容重；

ρ_s——石块密度；

ρ_b——土壤中细土（＜2mm）容重；

W——土壤中石块重量百分含量。

石块的容重要高于土壤的容重，因此当石块含量增加时，土壤总的容重必然要增加。而农田土壤中的细土（＜2mm）容重却是随着土壤中石块的增加而降低的。这一方面是因为土壤中大量石块的存在，增加了土壤有机质的含量，使土壤容重反而降低；另一方面由于大量石块的存在并裸露于地表，在一定程度上阻止了土壤地表水的保持，使表层土壤疏松散乱。这对于农田土壤的防风蚀和水蚀大为不利，过轻的土壤更易于随着风力和水力的作用而流失。研究证明降雨入渗量与砾石覆盖之间的关系，不仅与砾石在土壤中的位置有关，而且还与砾石附近的土壤孔隙类型有关。当砾石部分镶嵌于土壤表层而存在结构孔隙（图5）或砾石位于有结构孔隙和质地孔隙的土壤表层（图2和图4）时，土壤入渗量与砾石覆盖度之间为正相关关系；当砾石很好地镶嵌于土壤表层而形成一个较好的结皮层（图1和图3）时，土壤入渗量与砾石覆盖度呈负相关关系。

图1 质地孔隙a              图2 质地孔隙b

图3 结构孔隙a                 图4 结构孔隙b

图5 结构孔隙c

1.2 石块对农田土壤肥力特性的影响

对于含有大量砂粒和石块的山区农田来讲，其土壤养分与风化岩石的母质有密切关系，不同的成土母质，形成不同的土壤质地，某些岩石中含有适量的钙、磷等，而某些岩石却有可能根本不含有钙、磷，而含有大量的钾元素。因此某种土壤中除含某几种元素外，其余大部分营养成分都处于缺乏或半缺乏状态。对于作物成长所需要的养分，只有通过人工施肥的方法来补充。但如果土壤中含有大量的大径石块，土壤中所含的这些所施养分便极易被雨水冲击而形成地表径流，土壤和养分流失速度快。因此逐年有效地捡拾裸露出来的石块，是保持山区农田土壤养分的当务之急。

同时由于岩石中有机质含量单一，且这些有机质进入土壤具有强迫性，使得土壤中被作物生长所需要的有效有机质反而被排挤。因此地表岩石的捡拾十分必要。

1.3 石块对土壤含水量的影响

砾石是指粒径大于等于2mm的矿物颗粒。在石质山区，土壤表层常有大量的砾石存在。土壤中大量砾石的存在，不仅对土壤物理特性如土壤容重、土壤孔隙率及土壤含水量等存在影响，并且也对土壤的入渗特性存在影响。入渗一方面决定了产生地表径流的水量，从而对地表侵蚀产生影响；另一方面，它又影响了土壤含水量，而对作物可利用的有效水产生影响，从而影响作物产量。因此，土壤中砾石的存在将对整个水文循环产生影响。

土壤含石量不同的情况下，土壤有效水的入渗时间、达到稳定含水量所需时间及开始产生地表径流的时间都是不同的。因为土壤中大量石块的存在对土壤中表层水的下渗起到了阻碍的作用，所以开始入渗时间随土壤含石量的增加而增加，同时也使土壤达到稳定含水量所需的时间延长，含石量较多的土壤产生地表径流的时间也就相对延长。

1.4 石块对雨水打击侵蚀的影响

有研究表明，雨滴打击是细沟间侵蚀和细沟侵蚀的主要侵蚀力，降雨所具有的动能，尤其是暴雨所具有的动能是地表径流动能的200倍以上，雨滴击溅作用除了使土壤更加分散以外，还能使农田表层土壤的水流动性增加，从而使农田土壤抗水蚀能力大大降低，而农田中位于土壤表层和浅层的石块，由于其特有物理性质，会加剧这种冲击和侵蚀，从而加剧表层土壤和养分的流失。

2 体积较大石块影响农业机械作业

由于耕层土壤中这些石块的存在，给农田的耕作和管理带来很大不便。农田中的石块，尤其是那些直径大的石块，严重妨碍了农机作业。从耕地、整地，到收获、灭茬，农田中的石块都在或多或少地增大着农机作业的阻力，甚至在不同程度地损坏农机具。这些都严重阻碍着农业机械化的发展，使多石地区难于实现农业生产的机械化和专业化。

因此要减少农田中的石块，尤其是直径较大的石块的含量，以方便该地区的农业机械作业，尽快普及农业生产的机械化，加速落后地区的农业机械化发展，加快其经济建设的前进步伐，为该地区的建设添砖加瓦。

3 农田中的石块影响作物的生长

种植作物的第一步即为播种。在进行播种作业时，石块很可能随着回土压在种子上，这样便会造成种子出土困难、甚至不能出土；当种子播在石块之上或者附近时，又会造成根系延展阻力加大，影响种子的发芽和生长。

对于根系作物，当种子贴近半裸于地表的石块时，由于石块是热的良导体，当地表所受阳光极强时，石块吸收热量，整体温度会明显高于土壤，容易达到过热而烫伤甚至烫死种子，致使种子不能出芽。另外，已经发芽的种子，其幼芽在出土时也容易遭遇石块而产生烫伤或烫死现象，即使能克服高温的损伤，长出的幼苗也容易弯曲，而不能健康成长。

石块对于块茎作物的影响较根系作物更为显著。其中，半裸的石块仍会因受热而整体温度过高，以致烫伤或烫死根茎作物；另外，由于石块质地坚硬且致密，位于耕层内的石块还会限制块茎作物的生长，造成块茎作物的发育不良，如未完全发育、形态不规则等。

4 结语

在我国，耕地不仅面积有限，而且大部分为包括高原和山地在内的中低产田。由于石砾的存在，直接影响了农田土壤的养分、水分和作物的生长、农田的耕作，给农田的生产和管理等带来很大不便，因此增加了农业生产的成本，降低了亩产水平，减少了经济效益，难于实现农业生产的机械化和专业化，制约着农村经济的发展。

因此，对于含石量过多的农田，除石是改善农田质量，提高农业作业效率，增加单产量的有效途径。

参考文献

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作者简介：马方（1980-），女；辽宁人，就职于江苏省盐城纺织职业技术学院，助教，硕士，研究方向：农业机械化工程；陈中玉（1981-），男，辽宁人，就职于江苏省盐城纺织职业技术学院，助教，硕士，研究方向：机械设计理论。