黄土地区土壤表层结构性能差,稳定性弱,在环境因素周而复始的剧烈变化条件下易破碎,使地表板结密实,成为了制约当地土壤肥力发展的主要障碍性因素。在长期使用无机化肥进行土壤培肥管理条件下,土壤表层板结问题愈显得加严重。土壤的物质组成是影响土壤表层结构状况的重要因素,黄土地区土壤富含碳酸钙,碳酸钙在土层中的移动是造成表层土壤板结的重要原因;高度的集约化生产模式下土壤有机肥的使用量大大减少,化肥的投入量剧增,黄土地区土壤有机质含量普遍贫乏,又加上传统耕作模式的改变,耕层土壤变的更加紧实,严重影响了作物的生长。黄土高原位于干旱半干旱的气候条件下,气候变化剧烈,干湿交替频繁发生,土壤胀缩交替进行,土壤表成结构很难得到进一步发育,土壤结构的稳定性通常很差,在暴雨或大暴雨的条件下,土壤极易遭受侵蚀,表层水土流失是困扰黄土高原旱地农业生产的一大难题。前人对黄土地区土壤结构的研究主要上集中在关于土壤结构特征问题方面,关于土壤结构形成的土壤物质因子和环境因子,对结构的形成与影响的研究截至目前还远远不够,甚至还是空白。因此,深入系统地开展黄土地区土壤表层结构形成因子的研究成为土壤学方面极为迫切的任务。本研究对黄土地区不同农业利用类型的土壤表层结构现状进行了调查研究,企图探讨农业利用与管理方式以及土壤物质组成、环境因素等对土壤结构的作用与影响,同时,在室内模拟研究了表层土壤的松紧度的对土壤内部过程的作用与效应。取得了如下主要研究结果:1.研究区域内土壤有机质含量均比较贫乏,含量范围在2.28～15.34g/kg之间,耕层有机质含量一般在10g/kg以上,底层有机质的含量一般在10g/kg以下,不同采样点的差异不大。CaCO3含量在各地土壤耕层也有一定差异,其变化范围在87.21～127.30g/kg之间,底层CaCO3的含量一般在100g/kg以上。黄土高原土壤表层颗粒组成主要以细沙粒和粉粒为主,此二者是土壤的骨架部分,颗粒组成由北向南逐渐由粗变细,具体表现为细砂粒含量由62.96%下降到8.6%左右,而粘粒含量则由22.14%上升至52.83%左右。土壤有机质贫乏,土壤颗粒组成特征以及碳酸盐含量是表层土壤结构性差,表层易板结的主要内在因素。2.研究区农田和果园土壤板结现象严重,表层板结的厚度,形式与地面植被状况有一定的关系。在地面有植被覆盖条件下,板结层厚,但是一元结构,在表层无覆盖物情况下,板结层属于上实下松的二元结构;表层土壤结皮厚度一般在2～4㎝之间,表层结壳的容重都在1.40g/cm~3以上,且随结皮厚度的增加土壤容重减小,其中翻松休闲地表层较疏松,作物种植地较密实;农田土壤紧实度在耕层范围内远远大于其它利用类型的土壤,在0-20cm深度范围内随深度的增加,土壤紧实度也在增大,在接近20cm深度时有最大值,随后减小,到紧实度为3000KPa左右时保持不变,果园表层土壤板结严重,表层土壤紧实度远远大于其它利用类型的土壤,且整个土壤剖面的紧实度比较均一;菜地土壤整个剖面都很疏松;翻耕休闲地土壤紧实度在耕层范围内很低,在犁底层较高,但低于耕作土壤。3.土壤结构不稳定,表层易板结的主要原因是土壤频繁的胀缩过程,而土壤质地、碳酸钙、有机质含量、团聚体大小及土壤盐基离子都不同程度地影响着土壤膨胀率,土壤最大膨胀率不仅与粘粒含量呈显著正相关关系,而且与物理性粘粒含量或与<0.02mm颗粒含量呈显著相关性,随着小粒径颗粒增加,土壤膨胀率也明显增大,但是,其增幅却随粒径减小而递减,进一步研究发现粘粒对于膨胀性有双重性作用;土壤碳酸钙对于土壤膨胀性有明显的抑制作用;有机质对于黄土地区土壤膨胀性的表观影响不明显,但从去除有机质后的实验可以看出有机质对土壤膨胀性实际上也有着极为明显的抑制作用;随着团聚体的增大,土壤膨胀率减小,<0.25㎜团聚体的膨胀率远远高于团聚体5～3㎜、2～3㎜和1～2㎜;土壤中的盐基离子对土壤膨胀性有着不同的影响,钠盐和铵盐属分散性盐,对土壤膨胀有促进作用,钙盐和铝盐对土壤膨胀性有抑制作用。干湿交替过程显著影响着土壤的膨胀性,随干湿交替强度(温度)的增加土壤膨胀率增大;膨胀率随着干湿交替次数的增加而增大,其中首次干湿交替过程对土壤膨胀影响最为明显。4.频繁地干湿交替作用是影响土壤表层结构和板结状况的环境因素和动力学因素,经过了干湿交替作用,无论经过的次数和强度如何,土壤容重均显著高于起始设计的容重1.30g/cm~3,一般都在1.40g/cm~3以上,甚至高达到1.50g/cm~3,随环境温度的升高,干湿交替强度增加,土样的容重均有不同程度的增加,随干湿交替次数的增加土壤容重有减小的趋势,干湿交替强度对土壤容重的影响较干湿交替次数明显;和相应的未经处理的土样相比,去除碳酸钙或去除有机质的土壤经干湿交替后容重都有一定程度的减小,但去碳酸钙土壤容重变化较明显。5.表层土壤松紧程度对于土壤内部的生物活性影响非常明显,用干土效应证实,表层土壤疏松对于维持土壤内部生物活性极为重要。表层疏松的土壤,土壤生物活性较强,表层紧实的土壤其生物活性在一定时间内很弱。