农业机械化对农田土壤质量的影响与改善措施

【摘要】随着农业机械化的推进，生产效率得到了显著提升，但其对土壤质量的影响也日益显现。机械作业导致的土壤压实、结构破坏、水分与养分流失、微生物群落变化等问题，严重影响了土壤健康与农作物的生长。为应对这些挑战，本研究提出了改进机械作业方式、采用土壤改良技术以及加强政策和技术支持等措施。通过优化机械作业、实施精准水肥管理和推广保护性耕作技术，可以有效减少机械化对土壤的不良影响，推动农业可持续发展。

【关键词】农业机械化；土壤质量；土壤压实；水分流失

引言

农业机械化的发展极大提升了农业生产效率，但长期、大规模机械作业对土壤质量造成了一定影响。机械碾压会导致土壤结构破坏、孔隙度降低，影响水分渗透和根系生长。同时，机械扰动可能加剧土壤养分流失，削弱土壤微生物活性，影响土壤肥力与生态平衡。随着农业向规模化、集约化发展，如何在提高机械化作业效率的同时，减少对土壤的不良影响，已成为保障农业可持续发展的关键问题。针对农业机械化背景下的土壤质量变化开展研究，对于提升土壤利用效率、优化农业生产模式具有重要意义。

一、农业机械化对农田土壤质量的影响

（一）土壤压实与结构破坏

农业机械化，尤其是重型机械的频繁使用，导致土壤在不同程度上受到压实。机械轮胎或履带施加的高压使得土壤孔隙度显著下降，降低了土壤的通气性与水分渗透性，从而增加了土壤的容重。这种压实现象限制了作物根系的生长，减少了水分和养分的有效吸收。

此外，机械化作业中的深耕、旋耕等操作可能破坏土壤的自然团粒结构，导致表层土壤松散，而底层则形成坚硬的犁底层，这不仅阻碍了根系向下生长，还影响了土壤水分的垂直渗透。这种土壤结构的破坏降低了土壤的持水能力和抗侵蚀能力，使其更易受到干旱和水涝的影响，进一步威胁到农田的生产力和生态稳定性。

（二）土壤水分与养分流失

机械化作业，尤其是过度耕作，会打破土壤表层的稳定性，增加土壤的扰动，从而加剧水土流失和土壤侵蚀。在这种情况下，水分和养分更容易随着地表径流流失，造成水肥浪费。同时，机械化作业可能导致土壤结构松散，进一步降低土壤的水分保持能力，增强蒸发速率，进而加剧土壤的干燥化，影响作物的正常生长[1]。

农业机械化对肥料的依赖增加，尤其是对化肥的精准施用，但如果施肥方式不当，可能会加速土壤结构的退化，增强肥料的淋溶作用，导致氮、磷等营养元素的流失，最终加剧水体富营养化，影响农业生态环境的可持续性。

（三）土壤生物活性与微生物群落变化

土壤微生物群落在土壤养分循环、土壤结构改善和作物生长促进中发挥着至关重要的作用。然而，农业机械化作业可能改变土壤的物理环境，从而影响微生物的生存条件。例如，土壤的压实会降低氧气的渗透性，抑制好氧微生物的活性；而过度翻耕则可能扰乱微生物群落的稳定性，导致土壤微生物的多样性和功能性下降。

研究表明，机械化耕作可能导致固氮菌、分解有机质的微生物等关键功能性微生物的数量减少，进而影响土壤养分的转化与供应。此外，机械化导致的土壤有机质损失，使得微生物的碳源供给减少，从而进一步降低土壤生物多样性，削弱土壤的自我修复能力。

综上所述，农业机械化对土壤质量的影响主要体现在物理结构的破坏、水分和养分流失加剧，以及微生物群落的变化等方面。在提高机械作业效率的同时，如何有效减缓这些负面影响，成为当前农业可持续发展亟待解决的重要课题。

二、农业机械化背景下的土壤质量改善措施

（一）改进机械化作业方式

改进农业机械作业方式是降低机械化对土壤不利影响的重要途径。首先，应优化机械设备的选型与使用，推广低压宽胎、履带式机械，以减少对土壤的直接压实作用。其次，采用精准农业技术，如GPS导航系统、自动控制深松机等，实现精确作业，减少不必要的土壤扰动和重复碾压。

此外，调整耕作模式，如免耕或少耕技术，可以减少土壤翻动，保护土壤结构，降低水土流失风险。同时，合理安排机械作业时间和路径，减少雨后作业，降低土壤被压实的可能性，避免形成犁底层[2]。

（二）土壤改良技术与实践

针对农业机械化导致的土壤问题，可采用多种土壤改良技术。对于土壤压实问题，可以推广深松耕作，打破犁底层，提高土壤通透性。对于土壤有机质下降问题，可通过秸秆还田、施用有机肥等方式，提高土壤有机质含量，增强土壤团粒结构和持水能力。

同时，合理配置水肥管理措施，采用滴灌、喷灌等精准灌溉技术，减少水肥流失，维持土壤水分平衡。对于微生物群落的变化，可通过生物修复技术，如接种有益微生物、轮作绿肥作物等方式，恢复土壤生态功能。

（三）政策与技术支持

政府和相关机构应加强政策引导，促进机械化与土壤保护的协同发展。一方面，可以通过补贴政策，鼓励农民和企业采购保护性耕作设备，如深松机、免耕播种机等。另一方面，加强技术推广和培训，提高农民对合理机械作业和土壤保护措施的认知水平。

此外，建立土壤质量监测与评价体系，利用遥感、物联网等技术，实时监测土壤状况，为精准管理提供数据支持。同时，鼓励产学研结合，推动农业机械、土壤科学和生态保护技术的协同发展，为农业可持续发展提供科技支撑。

通过改进机械作业方式、优化土壤管理技术，并配合政策和技术支持，可以有效降低农业机械化对土壤质量的不利影响，实现农业高效与土壤可持续利用的双赢目标。

三、结语

农业机械化在提升生产效率、保障粮食安全方面发挥了重要作用，但其对土壤质量的负面影响不容忽视。机械碾压、深耕旋耕等作业方式导致的土壤压实、结构破坏，水分和养分流失，以及微生物群落的变化，已成为制约土壤持续利用和农业生态平衡的关键因素。因此，在农业机械化推进过程中，必须高度重视土壤质量的保护与改善。通过改进机械作业方式、优化耕作模式、采取精准农业技术等手段，可以减少机械化作业对土壤的负面影响。此外，结合土壤改良技术和生物修复措施，提升土壤健康与肥力，也是实现农业可持续发展的重要路径。同时，政府在政策引导、技术支持和监测体系建设方面的作用不可忽视。只有通过科技创新与政策推动的协同作用，才能实现农业机械化与土壤保护的双赢，推动农业生产向更高效、更绿色、更可持续的方向发展。

参考文献

[1]李晓雪.浅析农业机械化对现代农业的影响[J].现代农村科技，2025，（03）：135.

[2]张超.农业机械技术推广的制约因素及优化策略[J].南方农机，2025，56（04）：196-198.

姓名：陈刚性别-男出生年：1993.11  籍贯到市：甘肃省白银市民族：汉族

职称：助理工程师学历： 大学本科 研究方向：企业农机技术服务 单位名称：甘肃亚盛实业（集团）股份有限公司敦煌分公司

单位所在省市：甘肃省敦煌市单位邮编：736204