改良砂姜黑土的“科学武器” ：砂姜黑土改良的原理与技术

耕地是粮食生产的命根子。中央文件多次明文指出“加大中低产田改造力度，提升耕地质量”。砂姜黑土是我国典型的中低产田土壤类型之一，主要分布在我国淮北平原的安徽、河南、山东和江苏 4 个省份，面积约 400 万 hm2。砂姜黑土黏粒含量高且富含膨胀性黏土矿物，湿时膨胀黏闭、干时龟裂僵硬，表现出高土壤容重、高土壤强度、高收缩膨胀、高砂姜含量的“四高”特征，导致透水通气性差，严重影响了作物生长。然而，砂姜黑土区域地势平坦，水热条件好，机械化水平高，增产潜力大。因此，改良砂姜黑土，提高耕地质量，对保障我国粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。

▲ 我国砂姜黑土分布图

砂姜黑土作为非刚性土壤，研究难度较大，加上缺少国家级野外台站支撑，研究工作比较薄弱。它似乎是我国农田土壤研究的“处女地”，有许多未知的秘密亟待揭开。彭新华研究员一直关注砂姜黑土的研究进展， 并于 2014 年 9 月下旬与助手张中彬博士一起考察了淮北平原砂姜黑土物理状况和耕作制度，次年与安徽农垦集团龙亢农场签订合作协议，着手建立砂姜黑土改良定位试验基地，启动了彭新华团队开展砂姜黑土的研究。

▲ 安徽省龙亢农场耕作培肥定位试验区(始于 2015 年)

日月如梭，彭新华团队开展砂姜黑土研究至今已有八年，取得了一些阶段性进展，特此总结这些年的研究成果形成本书。本书以我国淮北平原典型砂姜黑土结构性障碍消减与耕地质量提升为目标，以砂姜黑土结构性障碍形成过程与驱动因素研究、消减的原理与关键技术研发为主线，以期比较全面系统地向读者介绍彭新华团队在砂姜黑土改良领域的研究进展。

全书共计 11 章

第 1 章为砂姜黑土概况与障碍因子分析；

第 2 章为砂姜黑土收缩特征及其影响因素；

第 3 章为砂姜黑土土壤强度及其影响因素；

第 4 章为砂姜物理特征及对土壤水力性质的影响；

第 5 章为不同耕作方式对砂姜黑土改良的影响；

第 6章为“旋松一体”耕作对砂姜黑土改良的影响；

第 7 章为不同生物耕作对砂姜黑土改良的影响；

第 8 章为不同培肥措施对砂姜黑土改良的影响；

第 9 章为不同施氮水平下秸秆还田对砂姜黑土改良的影响；

第 10 章为不同结构改良剂对砂姜黑土改良的影响；

第 11 章为砂姜黑土物理质量的评价及应用。

时隔30多年，彭新华研究员带领团队以砂姜黑土结构性障碍因子形成机制、障碍消减原理与耕地质量提升关键技术为主线，系统分析了砂姜黑土收缩与土壤强度特征及驱动因素，阐明了砂姜物理特征对土壤收缩的影响规律，构建了砂姜-细土双介质收缩模型，提出了“生物耕作”新概念和“涝渍时间占比”土壤物理质量新指标，全面阐述了不同耕作方式和培肥措施改良砂姜黑土的原理与技术，为砂姜黑土改良提供了基础理论与技术支撑。

节选自“序”

张佳宝

2022年10月10日

本文摘编自《砂姜黑土改良的原理与技术》一书序和前言，有删减，图片来源于本书，标题为编者所加。

《砂姜黑土改良的原理与技术》

ISBN 978-7-03-074015-1

彭新华 张中彬 郭自春 等 著

责任编辑：周 丹 沈 旭

本书共分为 11 章，基于区域调查、田间定位试验和室内模拟试验，分析了我国淮北平原典型砂姜黑土区影响作物产量的结构性障碍因子，阐明了砂姜黑土收缩特征和土壤强度特性及其影响因素，明晰了砂姜物理特征对土壤水力学性质的影响，剖析了不同耕作、培肥与秸秆还田等方式对砂姜黑土改良的效果及机制，阐明了“生物耕作”改良砂姜黑土的原理，分析了结构改良剂对砂姜黑土改良的影响， 并综合评价了砂姜黑土物理质量。
本书系统地介绍了砂姜黑土改良的原理与技术，可供从事中低产田改良与耕地质量提升等领域的科研人员及一线科技工作者学习参考，也可作为土壤学、农学、生态环境等领域高校师生的补充性参考用书。

（本文编辑：洪弘）

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