按照《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T21010—2017)，沙地是指表層為沙覆蓋、基本無(wú)植被的土地，不包括灘涂中的沙地。在地理學(xué)中，沙漠是指分布在干旱區(qū)(年降水量小于200mm)的表層為沙覆蓋、基本無(wú)植被的土地，而沙地則是指分布在半干旱區(qū)(年降水量為200mm-400mm)，表層為沙覆蓋、基本無(wú)植被或植被稀疏的土地。

沙地土壤具有土粒松散無(wú)結(jié)構(gòu)、肥力貧瘠、保水保肥性能差等特性。主要表現(xiàn)為：沙地土壤顆粒較大，但多為硅鈣、石英、云母類礦物，硬度較高，親水性差;土壤孔隙大，透水透氣性好，但小孔隙少，毛細(xì)管作用弱，保水性差;有機(jī)質(zhì)分解快、積累少，養(yǎng)分易淋失，肥力差;沙地土壤保水保肥能力差、溫度不穩(wěn)定，導(dǎo)致土壤微環(huán)境惡劣，微生物生存環(huán)境差。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，若水分補(bǔ)充不及時(shí)很容易造成干旱。沙土中施肥見(jiàn)效快，作物早生快發(fā)，但無(wú)后勁，往往造成后期缺肥早衰，結(jié)實(shí)率低，籽粒不飽滿，這類土壤既不保肥，也不耐肥;若一次施肥過(guò)多，不但會(huì)造成流失浪費(fèi)，還會(huì)造成作物一時(shí)瘋長(zhǎng)。因此，沙地土壤耕種時(shí)需要改良。

人工土壤沙地改良機(jī)理

使用煤矸石制備的人工土壤進(jìn)行沙地改良，可有效改善沙地土壤結(jié)構(gòu)，增加其肥力，提高土壤的保水保肥性，豐富微生物群落。

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對(duì)土壤水分的影響

水分是限制干旱半干旱地區(qū)作物生長(zhǎng)和生產(chǎn)力的關(guān)鍵影響因子。沙地土壤蓄水保水能力差，土壤蒸發(fā)量大，導(dǎo)致水分大量流失，影響作物生長(zhǎng)。我國(guó)沙地主要分布在西北干旱區(qū)，年降水量小于200mm，但蒸發(fā)量是降水量的幾倍，干燥度為2-4，水資源極為缺乏。

使用人工土壤對(duì)沙地進(jìn)行改良，可提高沙地土壤的保水性，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1)人工土壤中的粘土成分本身具有很好的吸水能力，能夠吸收數(shù)倍于自身的水分，有效截留降雨和灌溉中的水分，還可減少土壤的無(wú)效蒸發(fā)，減少蒸發(fā)速率。

2)人工土壤中的粘粒，可發(fā)揮粘合劑的作用，將沙地中的微團(tuán)粒聚集形成大團(tuán)粒，改善沙地土壤結(jié)構(gòu)，從而提高沙地土壤的蓄水保水能力。

3)人工土壤具有較高的陽(yáng)離子交換量，可提高土壤肥力，對(duì)有機(jī)質(zhì)的形成具有一定的促進(jìn)作用，可提高土壤含水量。

4)人工土壤中的腐殖酸也具有一定的保水能力。

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對(duì)土壤肥力的影響

土壤肥力是衡量土壤能夠提供作物生長(zhǎng)所需的各種養(yǎng)分的能力，對(duì)植物生長(zhǎng)具有重要的意義。沙地土壤的礦物質(zhì)顆粒主要是砂粒，砂粒不像黏粒那樣有黏結(jié)性，沒(méi)有團(tuán)聚體形成，同時(shí)，砂質(zhì)土壤的礦物質(zhì)顆粒主要是石英，植物養(yǎng)分貧瘠。

使用人工土壤對(duì)沙地進(jìn)行改良，可顯著提高土壤肥力：

1)人工土壤中具有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，營(yíng)養(yǎng)元素更全面、更均衡，植物生長(zhǎng)所需從土壤中吸收的15種元素都包含其中，包括C、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni，可有效提升沙地的肥力。

2)人工土壤中具有一定量的腐殖酸，腐殖酸中的羰基和酚羰基具有強(qiáng)吸附能力，可減少氮素的流失，增強(qiáng)磷的固定，提高土壤中氮和磷的有效性。

3)使用人工土壤可有效改善沙地土壤結(jié)構(gòu)，提高沙地保水性能，減少土壤養(yǎng)分隨水分的流失，其次人工土壤中的粘土成分對(duì)養(yǎng)分具有一定的吸附作用，也可減少土壤養(yǎng)分的流失。

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對(duì)土壤微生物的影響

土壤微生物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在有機(jī)質(zhì)分解、元素循環(huán)和養(yǎng)分周轉(zhuǎn)等過(guò)程中扮演著重要的角色。

使用人工土壤對(duì)沙地進(jìn)行改良，可有效增加土壤中的碳源和氮源，提高微生物群落的多樣性。而土壤中的碳源和氮源是限制土壤微生物生長(zhǎng)最主要的因子，其影響著微生物的生長(zhǎng)和繁殖，從而對(duì)微生物群落多樣性產(chǎn)生影響。

1)碳素

凡是可以被微生物用來(lái)構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，統(tǒng)稱為碳源。主要種類有CO2、碳酸鹽、糖、脂肪、醇類、有機(jī)酸等。主要功能為：用來(lái)構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的骨架，并提供生理活動(dòng)所需的能量。

2)氮源

凡是能被微生物用來(lái)構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)統(tǒng)稱為氮源。主要種類有分子態(tài)氮、氨、銨鹽、硝酸鹽等無(wú)機(jī)含氮化合物，尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等有機(jī)化合物。主要功能為：用來(lái)提供細(xì)胞原生質(zhì)和其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)中的氮素。

總結(jié)

人工土壤可以從保水、保肥、優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)微生物生長(zhǎng)等方面改良沙地，得到保水性好、肥力強(qiáng)、土壤結(jié)構(gòu)良好、微生物群落豐富的適宜植物生長(zhǎng)的土壤環(huán)境，從而提高沙化土地的利用率，增加可耕種面積，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。