土壤学报

作者：丁天宇，郭自春，花可可，张红霞，彭新华

单位：丁天宇，土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135;中国科学院大学, 北京 100049；,郭自春，土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135；zcguo@issas.ac.cn,花可可，安徽省农业科学院土壤肥料研究所, 合肥 230031；,张红霞，土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135；,彭新华，北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所), 北京 100081；,

关键词：砂姜黑土;覆盖作物;生物孔隙;土柱;团聚体;X射线CT扫描

基金：国家重点研发计划项目(2023YFD1900201)、国家自然科学基金项目(42007007)和江苏省碳达峰碳中和专项科技创新基金项目 (BE2023398)共同资助

为全面揭示土壤生物孔隙分布特征，本研究采用高分辨率X射线CT技术，从三个尺度（直径10 cm、高20 cm的大土柱，直径5 cm、高5 cm的小土柱，以及3～5 mm的团聚体）探究不同轮作模式对砂姜黑土0～20 cm土层生物孔隙结构特征的影响，并对比分析不同尺度下生物孔隙结构特征差异。结果表明：与小麦-玉米轮作相比，小麦-羊角豆轮作显著提高了三个尺度下的生物孔隙度，增幅分别为237%、243%和119%（P<0.05）；小麦-决明子轮作分别提升了111%、217%和114%（P<0.05）。大土柱尺度下生物孔隙平均直径（1444～3374 μm）和最大直径（4792～8854 μm）均显著高于其他尺度，能够完整捕获粗大生物孔隙并揭示其垂直分布特征，但无法有效识别细生物孔隙（<60 μm）；小土柱尺度适用于中细生物孔隙（30～60 μm）识别，常用于评估土壤的水气传输特性；团聚体尺度则能检测极细生物孔隙（6～30 μm），且其生物孔隙比例较高（21.6%～34.4%）。综上，覆盖作物轮作在三个尺度下均能够有效改善砂姜黑土生物孔隙结构，建议未来研究中联用多尺度CT观测手段，以更全面揭示生物孔隙的空间分布与演变规律。

来源：2026年第3期

《土壤学报》期刊编辑部

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