為了揭示長期人為管理與利用過程對于土壤質(zhì)量的作用與影響，國內(nèi)有試驗研究了陜西關(guān)中地區(qū)旱地農(nóng)田土壤緊實度和容重空間變異特征。研究結(jié)果表明：在水平方向上土壤緊實度和容重具有中等變異強度，土壤緊實度和容重以村莊為中心向外逐漸增大；在垂直方向上土壤緊實度和容重同樣存在明顯的變異性。
人為長期干預(yù)下土壤演化過程與強度是當今土壤科學(xué)關(guān)注的重點領(lǐng)域，尤其是在人口劇增，土地生產(chǎn)負荷日益加重的背景下，研究人為利用與管理條件下土壤質(zhì)量演化特征具有極為重要的現(xiàn)實意義。陜西關(guān)中、晉南和豫西部一帶廣泛分布的塿土就是在漫長的農(nóng)業(yè)利用過程中，以原始褐土為基礎(chǔ)，經(jīng)過施加土糞、堆積覆蓋、培肥熟化等人為直接干預(yù)下演化而形成的，故有“塿者，則人工培土之意”之說，成為該區(qū)域農(nóng)業(yè)悠久文明的有力佐證。
土壤容重與緊實度一樣具有相同的變異規(guī)律，0~10 cm、10~20 cm 和20~30 cm 土層。
土壤容重在水平方向上表現(xiàn)為距離村莊越遠有逐漸增大趨勢，在垂直方向上也同樣具有明顯的變異性，3個土層的平均容重分別為1.19 g·cm-3、1.45 g·cm-3和1.56 g·cm-3。
Васильев和Ревут研究得出，當土壤容重在1.05 ~1.2 g·cm-3時，小麥籽粒和玉米綠色體的產(chǎn)量zui高，當小于1.05 g·cm-3和大于1.20 g·cm-3時，二者產(chǎn)量顯著下降。
依據(jù)產(chǎn)量得出：很疏松的土壤容重為0.9 ~ 1.05 g·cm-3；正常土壤容重為1.05 ~ 1.20 g·cm-3；緊實土壤容重1.2 ~1.4 g·cm-3；很緊實土壤容重大于1.4 g·cm-3
由此可見，關(guān)中地區(qū)土壤只有表層0 ~ 10 cm屬于較為正常范圍，而10 ~ 20 和20 ~ 30 cm土層已經(jīng)達到緊實和很緊實狀態(tài)。Douglas 等人的試驗已經(jīng)證明，緊實土壤上使用150 kg·hm-2氮肥與正常土壤上使用50 kg·hm-2氮肥所收獲的黑麥草產(chǎn)量是相同的。因此，不難看出關(guān)中土壤肥料投入量不斷遞增，生產(chǎn)效率卻徘徊不前的主要原因是土壤硬度計測出的土壤緊實度大小所導(dǎo)致的結(jié)果。
盡管前人以豐富翔實地科學(xué)證據(jù)充分闡明了人為作用下塿土的形成與演化歷史，仍然一些亟待研究的科學(xué)問題。由于人為干預(yù)的程度在時空尺度上有差異，尤其是在現(xiàn)代耕作制度、施肥制度明顯變化，土壤集約化生產(chǎn)水平不斷增加的情況下，對于關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤物理狀態(tài)演化趨勢及空間變異特性的研究卻仍鮮有報道。
農(nóng)田土壤性質(zhì)空間變異性研究也是當今土壤學(xué)科發(fā)展的前沿，它對于建立農(nóng)田土壤質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)字土壤、結(jié)合土壤硬度計等現(xiàn)代化科學(xué)測量儀器推動農(nóng)業(yè)發(fā)展具有極為重要的科學(xué)價值。盡管關(guān)于農(nóng)田土壤質(zhì)量空間變異性研究報道頗豐，均集中在土壤性質(zhì)空間變異性的相關(guān)理論等方面，而揭示導(dǎo)致農(nóng)田土壤空間變異的機理研究顯得較為貧乏。
分析表明，土壤緊實化的水平空間變異特征是人為長期采用就近原則進行有機培肥，對土壤質(zhì)量產(chǎn)生的作用與影響；而垂直剖面上的差異性則是多年旋耕產(chǎn)生的結(jié)果。所以，加強土壤培肥，改善現(xiàn)行耕作制度顯得極為重要。
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