周至幅員遼闊，土地資源豐富，是關(guān)中平原著名的農(nóng)業(yè)大縣之一。農(nóng)業(yè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)依靠健康的土壤，土壤性能中有兩個重要的指標(biāo)是土壤的肥力和通氣性。筆者經(jīng)過實(shí)地調(diào)研、對比分析，篩選出了適合周至農(nóng)田土壤通氣性的監(jiān)測技術(shù)，并提出了改善農(nóng)田土壤通氣性及科普宣傳的一系列措施，以期為周至探索農(nóng)民增收致富打開思路、提供借鑒，促進(jìn)周至鄉(xiāng)村振興和綠色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 

1 研究背景

周至是一個農(nóng)業(yè)大縣，現(xiàn)已形成了南部沿山旅游觀光帶、中部獼猴桃經(jīng)濟(jì)帶、北部沿渭河苗木花卉蔬菜帶的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。這些特色產(chǎn)業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益為縣域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展起到了非常重要的作用。為使這些經(jīng)濟(jì)效益逐年提高，一方面要依靠先進(jìn)的種植技術(shù)，另外還要取決于土壤的性能。土壤性能中有兩個重要的指標(biāo)是土壤的肥力和通氣性。農(nóng)民常常關(guān)注前者而極易忽視后者。

土壤通氣性是指土壤空氣與大氣進(jìn)行交換的能力，以及土壤內(nèi)部氣體擴(kuò)散的特性。土壤通氣性能的好壞，直接影響土壤肥力的有效利用，進(jìn)而影響作物生長。

2 通氣性監(jiān)測方法

土壤空氣是影響土壤肥力的主要因素之一，土壤中的生物活動及物理化學(xué)過程大都與土壤空氣密切相關(guān)。從種子發(fā)芽、根系發(fā)育到開花結(jié)果的作物生長發(fā)育過程與土壤空氣狀況直接相關(guān)[1]。土壤空氣主要存在于土壤孔隙中，在土壤孔隙中不斷運(yùn)動，并與大氣間空氣進(jìn)行氣體交換[2]。土壤通氣良好時，加強(qiáng)了好氣性微生物的活動和繁殖，土壤有機(jī)質(zhì)分解較快，礦質(zhì)化明顯增強(qiáng)，土壤有效氧氣將得到充分供應(yīng)，有利于作物對養(yǎng)分的吸收利用。土壤通氣不良時，土壤中各種有利菌類活動受到抑制，不利于作物對養(yǎng)分的吸收，甚至產(chǎn)生有毒氣體，危害作物生長，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量[2]。

土壤導(dǎo)氣率是指單位時間內(nèi)單位面積土體上透過的氣體數(shù)量[1]。它反映了氣體透過土體的能力，是土壤通氣性的綜合影響指標(biāo)。土壤導(dǎo)氣率通常是在研究土體一端施加一定的氣壓，測定通過土體的穩(wěn)定氣體通量，由土壤空氣對流通量方程獲得[3，4，5]。目前國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者提出了不同的土壤導(dǎo)氣率測算方法與模型，且根據(jù)模型供氣裝置不同分為瞬態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法；根據(jù)測量過程中氣體運(yùn)動邊界條件不同，分為一維和三維兩大類型。目前較為成熟的土壤導(dǎo)氣率模型包括瞬態(tài)一維、瞬態(tài)三維、穩(wěn)態(tài)一維和穩(wěn)態(tài)三維4種形式。

瞬態(tài)一維測量裝置是將待測土樣裝入土柱管，記下管內(nèi)土體高度。用鐵架臺固定土柱管，測量時拆下土柱管底部密封物。土柱管及儲氣筒上端用插有兩小節(jié)導(dǎo)氣硬管的橡皮塞密封，土柱管上兩導(dǎo)氣硬管插上導(dǎo)氣軟管后分別連接U形管壓力計(jì)和儲氣筒，測定時應(yīng)時刻保持U形管與地面垂直，裝置如圖1所示。

穩(wěn)態(tài)一維土壤導(dǎo)氣率測量裝置供氣部分為空氣壓縮機(jī)，壓縮機(jī)上連有減壓閥，用于調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸出氣壓，將氣壓控制在合理有效的范圍之內(nèi)。此外，還有調(diào)節(jié)輸出氣體流速的氣體流量計(jì)，使氣體輸出速率保持在合理有效的范圍內(nèi)，方便數(shù)據(jù)記錄，測量裝置如圖2所示。

若拆掉圖1和圖2中的鐵架臺，倒出土柱管中土體，將土柱管垂直插入地面以下一定深度處，即構(gòu)成了瞬態(tài)三維和穩(wěn)態(tài)三維土壤導(dǎo)氣率測量裝置。顯然，瞬態(tài)法測量裝置簡單，造價低廉，操作方便；而穩(wěn)態(tài)法測量裝置相對復(fù)雜，還要頻繁通電給空氣壓縮機(jī)充氣，搬運(yùn)也相對麻煩。關(guān)于這些裝置的操作，可查閱郭慶[6]和李陸生[7]已發(fā)表的碩士畢業(yè)論文，在此不一一贅述。

除此之外，國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者還研發(fā)了大量測量土壤導(dǎo)氣率儀器的電子設(shè)備，這些設(shè)備大多相對比較昂貴?？紤]到周至縣特殊的地形、農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)條件以及儀器操作的便捷性，筆者建議周至農(nóng)田土壤通氣性監(jiān)測采用瞬態(tài)法進(jìn)行。

3 土壤通氣性改善措施

通常，不合理的耕作方式可能會導(dǎo)致土壤板結(jié)，過量的降水或灌水會導(dǎo)致土壤處于飽和狀態(tài)，這些都會使土壤通氣性變差。目前大多數(shù)學(xué)者只是對土壤導(dǎo)氣率的模型和影響因素做過相關(guān)的研究，而對于改善土壤導(dǎo)氣率方法的研究相對匱乏。筆者根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)出以下措施：

(1）增施有機(jī)肥。土壤中的微生物分解有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)，形成腐殖質(zhì)，從而促進(jìn)土壤中形成更多的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使土壤疏松，防止板結(jié)，提高土壤通氣性。

(2）秸稈還田。農(nóng)作物秸稈是重要的有機(jī)肥源，粉碎的秸稈可提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量；還可增加土壤孔隙度，協(xié)調(diào)土壤中的水肥氣熱，為土壤微生物活動提供有利條件，從而有利于有機(jī)質(zhì)軟化、分解，改善土壤理化環(huán)境，提高土壤通氣性。

(3）通氣與深耕。借助在作物根區(qū)預(yù)埋的管道或者直接通過地下滴灌管道，將空氣輸送到作物根系周圍，這些氣體溢出土壤的過程中就能增加土壤的通氣性。經(jīng)常松土，深度超過30cm，改善耕層構(gòu)造，從而防止土壤板結(jié)。

(4）測土配方施肥。依據(jù)土壤化驗(yàn)結(jié)果配方施肥，做到土壤中缺什么補(bǔ)什么，這樣就可以避免盲目大量施肥，不會使土壤板結(jié)。

(5）控制灌水量。平時澆水一定要注意灌水量不宜過大，切忌大水漫灌，最好使用滴灌和噴灌。遇到暴雨時，要及時排水。

(6）清除農(nóng)田殘膜。地膜和塑料袋使用后若大量殘留在土壤中，會形成有毒物質(zhì)并破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，嚴(yán)重影響土壤的通氣性。

(7）適當(dāng)使用土壤改良劑。用于改善土壤通氣性的土壤改良劑有松土精、聚丙烯酰胺（PAM）、石灰和石膏等。這些改良劑施入土壤，使土壤結(jié)構(gòu)松散，能夠增加了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤的通氣性。

(8）施用蚯蚓糞。蚯蚓糞中富含大量有機(jī)物質(zhì)，能改善土壤理化環(huán)境，提高土壤通氣性。

結(jié)合周至縣的實(shí)際情況建議使用增施有機(jī)肥、秸稈還田、適度深耕、測土配方施肥及施用蚯蚓糞等方法改良土壤。

4 科普宣傳

科普，顧名思義就是科學(xué)普及。它指的是利用不同媒介，以公眾易于接受的形式宣傳自然、社會和科學(xué)知識的一種教育覆蓋[8]。在周至地區(qū)要進(jìn)行土壤通氣性科普宣傳，可以從以下幾個方面著手：

(1）加強(qiáng)新媒體內(nèi)容制作。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術(shù)的飛速發(fā)展，新媒體技術(shù)的傳播方式多樣、傳播內(nèi)容豐富，可以將文字、圖片、視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等社會流行元素結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)傳播模式一對多向多對多的轉(zhuǎn)變[9]。目前，微博、微信、手機(jī)APP、抖音、快手等一系列社會化媒體正在周至農(nóng)民中飛速普及；可以將土壤通氣性方面的知識在這些媒體平臺進(jìn)行傳播。

(2）豐富宣傳作品的樣式。科普宣傳作品可以是圖書、畫冊、科普展板、折頁、活頁教材，也可以更多地采用微視頻、微電影、動漫、AR、VR等。內(nèi)容上多側(cè)重于土壤物理化學(xué)、土壤通氣性及最新行業(yè)成果等內(nèi)容。

(3）加強(qiáng)基層人員的培訓(xùn)。對周至地區(qū)的縣級、鎮(zhèn)級農(nóng)業(yè)部門、及職業(yè)農(nóng)民、村干部、鄉(xiāng)土專家及農(nóng)業(yè)創(chuàng)客等進(jìn)行農(nóng)田土壤通氣性科普培訓(xùn)。使他們真正成為適應(yīng)新時代農(nóng)村發(fā)展有文化、懂技能、善經(jīng)營、會管理、能致富的鄉(xiāng)村人才。以傳幫帶的形式幫助越來越多的農(nóng)民了解和掌握土壤通氣性，使他們真正成為新時代的新農(nóng)民。

5 結(jié)語

周至特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益為縣域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展起到了非常重要的作用。為使這些經(jīng)濟(jì)效益逐年提高，一方面要依靠先進(jìn)的種植技術(shù)，另外還要取決于土壤的性能。只有將土壤通氣性等一系列研究成果應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中指導(dǎo)實(shí)踐，建立周至農(nóng)田土壤通氣性監(jiān)測評價體系及科普宣傳，才能提升周至農(nóng)民科學(xué)文化素質(zhì)，提高特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收。

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