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摘要：土地工程作为一门新兴的学科已经暂露头角，土体有机重构的提出无疑为土地工程学科建设充实了研究内容。土体有机重构旨在研究借助自然界的外力如何实现土地生态化，研究阳光、风、水对土体的影响，土体结构如何进行物理改良，进一步加强生物酶、微生物等研究，并推进土体中有益惰性元素的释放与利用。土体有机重构新兴前沿科研问题的提出，为土体工程未来的发展指明方向。
关键词：土地工程；土体有机重构；改良剂；生物菌肥；元素；释放
Abstract：Land engineering as a new discipline has been temporarily outrageous. The proposition of soil body organic reorganization undoubtedly enriches the research content for the construction of land engineering disciplines. Soil body organic reconstruction is designed to study how to realize the ecological ecology of the land by studying the external force of nature，to study the influence of sunlight，wind and water on soil body，how to improve the soil physical structure，to further strengthen the research of biological enzymes and microbes，and promote the release and utilization of beneficial inert elements in soil body. The emerging of frontier scientific research issues with soil body organic reorganization to indicate directions for the future development of soil engineering.
Key words：Land Construction；Soil organic reorganization；Modifier；Biological fertilizer；Element；Releasion
土地工程在研究什么？其实质是土地生态化的一个过程，而生态化又是自然界外力，如阳光、风、水和物体内部的分子间作用力，再通过一些工程手段共同作用的结果。土地工程的核心研究內容又是什么？本文就围绕这个问题展开进行讨论说明。
1土体有机重构的概念
韩霁昌等在对土地工程的研究中，率先提出了土体有机重构的概念，指出土体有机重构是土地工程学科研究的核心部分，是指将一定深度的土体作为研究对象，通过对构成土体的材料、结构和生物营养等方面进行研究，以置换、复配、增减等工程技术手段，对土体结构进行重新构建、对土地质量进行提升、对土体环境做出改良，对退化型、污染型、损毁型、低效型等缺陷土地或未利用土地进行再生或重新构建[1]。土体有机重构概念中的土体是特指地表到第一层潜水层以上所包括的部分，纵向跨度几厘米到数百米不等，依据不同的地形地貌而不同。其研究的对象包括但不限于土体表层疏松层土壤，岩石，建筑用地上的碎石，煤矿生产中的矿渣，地面上的所有的人造物，地表及地下的动植物残体、垃圾等等。
土体有机重构研究的无论是横向还是纵向其范围都十分宽阔，它能将无生命体特征和状态不良的土体转变为具有生命体特征且能够促进生命体生存和繁衍的土体，为土地可持续利用提供科学有效的手段。
2土体有机重构的研究方向
2.1 土体改良剂的研究
使用合适的结构改良剂到土体中，研究其对土体结构和水动力学参数的影响，从而实现土地非化肥性生产力的提高和土地的生态化治理。
结构改良剂具有调节土体肥力状况、改善土体结构及渗透性以及保水保土的能力。聚丙烯酰胺（Poly-acrylamide，简称PAM）作为一种土体结构改良剂，可以稳定或改良土体结构和凝聚径流中的悬浮颗粒，增加降雨入渗、减少径流和土体的侵蚀，从而改善土体水分状况和结构性质，增加植物可利用水含量，提高水分利用效率，减少杀虫剂和肥料的流失，优化土体结构，改善生态环境。
据Lentz和Sojka研究结果表明，使用PAM能减少94%的沟灌侵蚀（范围80%～99%），增加15%的入渗（8%～57%），径流水中P、N、生物化学需氧量（BOD）和沉积物损失各减少84%、83%、72%和57%[2，3]。国内学者的试验研究也表明，土体结构改良剂的主要作用是减少径流和增加水分入渗[4，5]。
但是从本质上来讲，土体结构改良剂之所以能起到减少径流增加水分入渗的作用，主要是因为其对土体结构的改善影响到土体水分的运动参数。所以在前人研究的基础上，我们应重点研究土体结构改良剂对土体结构影响的内在机理。
2.2 土体生物肥的研究
土体有机重构提倡少施化肥，少用农药等化学物质去提升土壤质量，也就是说可以通过物理（上面已讲到土体改良剂）或生物的方法进行土体生态化。
微生物菌肥就是其中一种手段。已有研究表明，微生物菌肥有助于盐渍土壤的改良[6]，这种土体改良其实质是改善了土体内部的微生态系统，促进微生物繁殖，提高细菌和放线菌的数目，并提高了优势细菌的多样性，但生物菌肥与无机肥配施，还有待进一步研究。王洋娟等通过对苹果园土地的研究表明，微生物菌肥对苹果树的病虫害防止有一定的作用[7]。有机磷农药由于难降解性，其残留同样会给土体、环境造成污染，其中解磷微生物不但可以作为增溶有效磷的微生物肥料，还可以应用于农田农药残留污染的修复。甚至一些解磷、解钾微生物还可以应用于风化溶岩去改良土体疏松层[8]。 2.3 土体有益元素释放的研究
依靠土体自身的一些条件去完善土体功能的修复，是土体有机重构的一个研究重点。土体有机重构以构建土地生命系统为研究目标，而土地生命系统的构建离不开诸多元素的参与，如何促进一些有益元素高效释放，有研究表明，在黄土高原不同树木品种之间，枯枝落叶会对微量元素的释放产生一定影响[9]。一些研究者对马尾松人工林凋落后氮、磷、钾元素释放进行研究指出适宜的温湿环境更有利于凋谢落叶N、P的释放[10]。另一些研究也指出，土壤动物可以对粗调落物进行物理性分解，还可増大调落物比表面积，同时±壤动物直接排泄的粪便，其养分含量丰富，容易分解，降低调落物C/N比，使调落物养分更容易释放[11]。
3结论
土体有机重构，简单来说就是围绕不适宜生物生长的土层改造而做的工程，例如在沙地的治理中，针对砒沙岩与沙在质地、结构上的互补特性，将两者按照质量或体积进行有机复配，使土体颗粒级配适宜，土体結构良好[12]。又如在盐碱地的治理中，通过元素离子的弥散（扩散）作用来降低耕层的盐分含量[13]。再如在空心村整治还田中，对还田材料的还田土层的考虑也是一种土体有机重构的思想。总之，土体有机重构为用工程手段解决土地问题提供了具体方案，为土地工程化的发展提供科学的保障。
参考文献：
[1]韩霁昌.土地工程基础[M].北京：科学出版社.2017.
[2] Sojka R E，Lentz R D. Time for yet another look at soil conditioners [J]. Soil Sci，1994，158：233-234.
[3]Lentz R D，Sojka R E，Foerster J A. Estimating poly-acrylamide in irrigation water [J]. J of Envir Quality，1996，25：1015-1024.
[4]夏海江，肇普兴. PAM对土壤物理性质影响的试验研究[J].东北水利水电，1999（7）：7-8.
[5]王小彬，蔡典雄.土壤调理剂的PAM的农用研究和应用[J].植物营养与肥料报，2000，6（4）：457-463.
[6]王婧，逄焕成，李玉义，等. 微生物菌肥对盐渍土壤微生物区系和食葵产量的影响[J]. 农业环境科学学报，2012（11）：2186-2191.
[7]王洋娟. 微生物菌肥对苹果树体生长及病害防控的研究[D]. 西北农林科技大学，2014.
[8]张超，李冀新. 微生物降解有机磷农药残留机理及菌种筛选研究进展[J]. 农药科学与管理，2006，27（04）：29-33.
[9]杜良贞. 黄土高原不同树种枯落叶混合分解对微量元素释放的影响[D]. 西北农林科技大学，2012.
[10]刘华. 马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶氮、磷、钾元素释放的影响[D]. 四川农业大学，2016.
[11]杨曾奖，曾杰，徐大平，等.森林巧枝落叶分解及其影响因素阴[J].生态学报，2007，16（2）：649-654.
[12]张露，韩霁昌，罗林涛，等. 砒砂岩与风沙土复配土壤的持水特性研究[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2014，42（2）：207-214.
[13]韩霁昌，解建仓，朱记伟，等. 陕西卤泊滩盐碱地综合治理模式的研究[J]. 水利学报，2009，40（3）.
作者简介：
张露（1987 —），女，博士。主要从事土壤物理及其改良研究。
关键词：土地工程；土体有机重构；改良剂；生物菌肥；元素；释放
Abstract：Land engineering as a new discipline has been temporarily outrageous. The proposition of soil body organic reorganization undoubtedly enriches the research content for the construction of land engineering disciplines. Soil body organic reconstruction is designed to study how to realize the ecological ecology of the land by studying the external force of nature，to study the influence of sunlight，wind and water on soil body，how to improve the soil physical structure，to further strengthen the research of biological enzymes and microbes，and promote the release and utilization of beneficial inert elements in soil body. The emerging of frontier scientific research issues with soil body organic reorganization to indicate directions for the future development of soil engineering.
Key words：Land Construction；Soil organic reorganization；Modifier；Biological fertilizer；Element；Releasion
土地工程在研究什么？其实质是土地生态化的一个过程，而生态化又是自然界外力，如阳光、风、水和物体内部的分子间作用力，再通过一些工程手段共同作用的结果。土地工程的核心研究內容又是什么？本文就围绕这个问题展开进行讨论说明。
1土体有机重构的概念
韩霁昌等在对土地工程的研究中，率先提出了土体有机重构的概念，指出土体有机重构是土地工程学科研究的核心部分，是指将一定深度的土体作为研究对象，通过对构成土体的材料、结构和生物营养等方面进行研究，以置换、复配、增减等工程技术手段，对土体结构进行重新构建、对土地质量进行提升、对土体环境做出改良，对退化型、污染型、损毁型、低效型等缺陷土地或未利用土地进行再生或重新构建[1]。土体有机重构概念中的土体是特指地表到第一层潜水层以上所包括的部分，纵向跨度几厘米到数百米不等，依据不同的地形地貌而不同。其研究的对象包括但不限于土体表层疏松层土壤，岩石，建筑用地上的碎石，煤矿生产中的矿渣，地面上的所有的人造物，地表及地下的动植物残体、垃圾等等。
土体有机重构研究的无论是横向还是纵向其范围都十分宽阔，它能将无生命体特征和状态不良的土体转变为具有生命体特征且能够促进生命体生存和繁衍的土体，为土地可持续利用提供科学有效的手段。
2土体有机重构的研究方向
2.1 土体改良剂的研究
使用合适的结构改良剂到土体中，研究其对土体结构和水动力学参数的影响，从而实现土地非化肥性生产力的提高和土地的生态化治理。
结构改良剂具有调节土体肥力状况、改善土体结构及渗透性以及保水保土的能力。聚丙烯酰胺（Poly-acrylamide，简称PAM）作为一种土体结构改良剂，可以稳定或改良土体结构和凝聚径流中的悬浮颗粒，增加降雨入渗、减少径流和土体的侵蚀，从而改善土体水分状况和结构性质，增加植物可利用水含量，提高水分利用效率，减少杀虫剂和肥料的流失，优化土体结构，改善生态环境。
据Lentz和Sojka研究结果表明，使用PAM能减少94%的沟灌侵蚀（范围80%～99%），增加15%的入渗（8%～57%），径流水中P、N、生物化学需氧量（BOD）和沉积物损失各减少84%、83%、72%和57%[2，3]。国内学者的试验研究也表明，土体结构改良剂的主要作用是减少径流和增加水分入渗[4，5]。
但是从本质上来讲，土体结构改良剂之所以能起到减少径流增加水分入渗的作用，主要是因为其对土体结构的改善影响到土体水分的运动参数。所以在前人研究的基础上，我们应重点研究土体结构改良剂对土体结构影响的内在机理。
2.2 土体生物肥的研究
土体有机重构提倡少施化肥，少用农药等化学物质去提升土壤质量，也就是说可以通过物理（上面已讲到土体改良剂）或生物的方法进行土体生态化。
微生物菌肥就是其中一种手段。已有研究表明，微生物菌肥有助于盐渍土壤的改良[6]，这种土体改良其实质是改善了土体内部的微生态系统，促进微生物繁殖，提高细菌和放线菌的数目，并提高了优势细菌的多样性，但生物菌肥与无机肥配施，还有待进一步研究。王洋娟等通过对苹果园土地的研究表明，微生物菌肥对苹果树的病虫害防止有一定的作用[7]。有机磷农药由于难降解性，其残留同样会给土体、环境造成污染，其中解磷微生物不但可以作为增溶有效磷的微生物肥料，还可以应用于农田农药残留污染的修复。甚至一些解磷、解钾微生物还可以应用于风化溶岩去改良土体疏松层[8]。 2.3 土体有益元素释放的研究
依靠土体自身的一些条件去完善土体功能的修复，是土体有机重构的一个研究重点。土体有机重构以构建土地生命系统为研究目标，而土地生命系统的构建离不开诸多元素的参与，如何促进一些有益元素高效释放，有研究表明，在黄土高原不同树木品种之间，枯枝落叶会对微量元素的释放产生一定影响[9]。一些研究者对马尾松人工林凋落后氮、磷、钾元素释放进行研究指出适宜的温湿环境更有利于凋谢落叶N、P的释放[10]。另一些研究也指出，土壤动物可以对粗调落物进行物理性分解，还可増大调落物比表面积，同时±壤动物直接排泄的粪便，其养分含量丰富，容易分解，降低调落物C/N比，使调落物养分更容易释放[11]。
3结论
土体有机重构，简单来说就是围绕不适宜生物生长的土层改造而做的工程，例如在沙地的治理中，针对砒沙岩与沙在质地、结构上的互补特性，将两者按照质量或体积进行有机复配，使土体颗粒级配适宜，土体結构良好[12]。又如在盐碱地的治理中，通过元素离子的弥散（扩散）作用来降低耕层的盐分含量[13]。再如在空心村整治还田中，对还田材料的还田土层的考虑也是一种土体有机重构的思想。总之，土体有机重构为用工程手段解决土地问题提供了具体方案，为土地工程化的发展提供科学的保障。
参考文献：
[1]韩霁昌.土地工程基础[M].北京：科学出版社.2017.
[2] Sojka R E，Lentz R D. Time for yet another look at soil conditioners [J]. Soil Sci，1994，158：233-234.
[3]Lentz R D，Sojka R E，Foerster J A. Estimating poly-acrylamide in irrigation water [J]. J of Envir Quality，1996，25：1015-1024.
[4]夏海江，肇普兴. PAM对土壤物理性质影响的试验研究[J].东北水利水电，1999（7）：7-8.
[5]王小彬，蔡典雄.土壤调理剂的PAM的农用研究和应用[J].植物营养与肥料报，2000，6（4）：457-463.
[6]王婧，逄焕成，李玉义，等. 微生物菌肥对盐渍土壤微生物区系和食葵产量的影响[J]. 农业环境科学学报，2012（11）：2186-2191.
[7]王洋娟. 微生物菌肥对苹果树体生长及病害防控的研究[D]. 西北农林科技大学，2014.
[8]张超，李冀新. 微生物降解有机磷农药残留机理及菌种筛选研究进展[J]. 农药科学与管理，2006，27（04）：29-33.
[9]杜良贞. 黄土高原不同树种枯落叶混合分解对微量元素释放的影响[D]. 西北农林科技大学，2012.
[10]刘华. 马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶氮、磷、钾元素释放的影响[D]. 四川农业大学，2016.
[11]杨曾奖，曾杰，徐大平，等.森林巧枝落叶分解及其影响因素阴[J].生态学报，2007，16（2）：649-654.
[12]张露，韩霁昌，罗林涛，等. 砒砂岩与风沙土复配土壤的持水特性研究[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2014，42（2）：207-214.
[13]韩霁昌，解建仓，朱记伟，等. 陕西卤泊滩盐碱地综合治理模式的研究[J]. 水利学报，2009，40（3）.
作者简介：
张露（1987 —），女，博士。主要从事土壤物理及其改良研究。