ในวิทยาศาสตร์ดินการเกษตรและการทำสวน ชั้นดิน แข็งหรือชั้นดินแข็งคือชั้นดิน ที่มี ความ หนาแน่น สูง มักพบอยู่ใต้ชั้นดิน บนสุด ^{[ 1 ]}ชั้นดินแข็งมีหลายประเภท โดยมีลักษณะทั่วไปร่วมกันคือเป็นชั้นดินที่แยกตัวออกมาและไม่สามารถซึมผ่านน้ำ ได้มากนัก ชั้นดิน แข็งบางชนิดเกิดจากการสะสมตัวของสารในดินที่หลอมรวมและยึดอนุภาคดินเข้าด้วยกัน สารสะสมตัวเหล่านี้อาจมีตั้งแต่ซิลิกาที่ละลายไปจนถึงเมทริกซ์ที่เกิดจากเหล็กออกไซด์และแคลเซียมคาร์บอเนตบางชนิดเกิดจากฝีมือมนุษย์ เช่น ชั้นดินแข็งที่เกิดจากการอัดแน่นจากการไถ ซ้ำๆ โดย เฉพาะอย่างยิ่งด้วยไถแบบแผ่นพลิกดินหรือจากการจราจรที่หนาแน่นหรือมลภาวะ

โครงสร้างของดินมีผลอย่างมากต่อแนวโน้มการเกิดชั้นดินแข็ง หนึ่งในสภาวะดินทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการเกิดชั้นดินแข็งคือค่า pH ของดิน ดิน ที่เป็นกรดมักได้รับผลกระทบมากที่สุด เนื่องจากเกลือแร่บางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กและแคลเซียม มีแนวโน้มที่จะสร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่แข็งตัวกับอนุภาคดินภายใต้สภาวะที่เป็น กรด

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือขนาดอนุภาคของดิน อนุภาค ดินเหนียวเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่สุดที่พบได้ทั่วไปในดิน เนื่องจากโครงสร้างของอนุภาคดินเหนียว ช่องว่างระหว่างอนุภาคดินเหนียวแต่ละอนุภาคจึงมีขนาดเล็กและจำกัดการไหลผ่านของน้ำ ทำให้การซึมผ่านลดลง^{[ 2 ]}และส่งผลให้การระบายน้ำลดลง ดินที่มีปริมาณดินเหนียวสูงยังอัดแน่นได้ง่ายและได้รับผลกระทบจากการปล่อยน้ำเสียจากมนุษย์ อนุภาคดินเหนียวมีประจุไฟฟ้าสถิตลบที่รุนแรงและจะจับกับไอออนที่มีประจุบวกที่ละลายอยู่ในเมทริกซ์ดิน-น้ำได้ง่าย เกลือทั่วไป เช่น ไอออน โซเดียมที่อยู่ในน้ำเสียสามารถทำหน้าที่นี้ได้และนำไปสู่การเกิดชั้นดินแข็งเฉพาะที่ในดินบางประเภท นี่เป็นสาเหตุทั่วไปของ ความล้มเหลว ของระบบบำบัดน้ำเสียเนื่องจากการป้องกันการระบายน้ำที่เหมาะสมในพื้นที่

ชั้นดินแข็งอาจเป็นปัญหาในการทำฟาร์มและการทำสวนโดยขัดขวางการระบายน้ำและจำกัดการเจริญเติบโตของรากพืช ในสถานการณ์เช่นนี้ ชั้นดินแข็งสามารถสลายได้ด้วยวิธีการทางกล เช่น การขุดหรือการไถ^{[ 3 ]}หรือโดยการใช้สารปรับปรุงดินส้อมพรวนเป็นเครื่องมือ แบบใช้มือ ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับงานนี้อาจใช้ส้อมขุดหรือ จอบก็ได้ ไถสิ่วทำงานคล้ายกันโดยใช้รถแทรกเตอร์ช่วย

การใช้สารปรับปรุงดินยังสามารถช่วยเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดินและส่งเสริมการละลายของชั้นดินแข็งได้ มีการสังเกตว่าการเพิ่มปริมาณอินทรียวัตถุในดินโดยการใส่ปุ๋ยคอกปุ๋ยหมักหรือพีทมอส ลงไป สามารถช่วยปรับปรุงการระบายน้ำในพื้นที่และส่งเสริมการเพิ่มจำนวนของไส้เดือนดินซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะช่วยสลายชั้นดินแข็งที่ค่อนข้างบางได้

ชั้นดินแข็งที่ยากต่อการปรับปรุงอาจแก้ไขได้ดียิ่งขึ้นโดยการปรับค่า pH ของดินด้วยปูนขาวหากดินเป็นกรด และเติมยิปซัม ลง ไป การผสมผสานนี้จะช่วยคลายอนุภาคดินเหนียวที่ยึดติดกันเป็นชั้นดินแข็งจากการกระทำของเกลือแข็ง เช่นเหล็กแคลเซียมคาร์บอเนตและโซเดียมโดยส่งเสริมการเคลื่อนที่ของอนุภาคเหล่านั้นผ่านค่า pH ที่สูงขึ้น ในขณะเดียวกันก็เป็นแหล่งแร่ธาตุแลกเปลี่ยนที่เหมาะสม (ยิปซัม) วิธีการนี้ได้ผลเพราะเกลือยิปซัมแม้จะไม่ "อ่อน" แต่ก็ยังสามารถซึมผ่านน้ำได้และมีโครงสร้างที่ใหญ่กว่าและโปร่งกว่า ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จะไม่ก่อให้เกิดเมทริกซ์ที่แข็งเท่ากับที่ถูกแทนที่ อย่างไรก็ตาม ต่างจากการใช้กลไก การทำลายชั้นดินแข็งโดยใช้สารปรับปรุงดินอาจต้องใช้เวลาหลายปี และถึงกระนั้นก็ไม่ได้รับประกันความสำเร็จเสมอไป ผลลัพธ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขอบเขตและ/หรือความยากในการแก้ไขของชั้นดินแข็งนั้น

• คาลิเช่
• เคลย์แพน
• ดูริครัสต์
• ดูริปัน
• ฟราจิแพน
• สวนใต้ดินฟอเรสติเอเร