土壤学报

作者：钱泳其，熊鹏，王玥凯，张中彬，郭自春，邵芳荣，彭新华

单位：钱泳其，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,熊鹏，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,王玥凯，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,张中彬，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,郭自春，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,邵芳荣，安徽省农垦集团龙亢农场有限公司, 安徽怀远 233426；,彭新华，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；xhpeng@issas.ac.cn,

关键词：砂姜黑土;深翻;CT扫描技术;孔隙结构;饱和导水率

基金：国家自然科学基金项目（41725004，41930753）和江苏省自然科学基金资助项目（No.BK20201104）资助

砂姜黑土黏闭僵硬问题突出，耕作是改良其结构的重要措施之一。基于安徽龙亢农场砂姜黑土耕作试验基地，采集免耕（No-tillage，NT）、旋耕（Rotary tillage，RT）和深翻（Deep ploughing，DP）处理的原状土柱（高20 cm，直径10 cm），利用X射线CT扫描技术和ImageJ软件等对土壤孔隙结构进行三维重建和可视化处理，定量分析不同耕作方式对土壤孔隙度、孔径大小分布、孔隙形态特征、网络特征以及土壤饱和导水率的影响。结果表明：（1）与免耕相比，旋耕和深翻下土壤的大孔隙度分别增加了192.7%和261.1%（P< 0.05）；与旋耕相比，深翻下土壤大孔隙度增加了23.4%；（2）相较于免耕，旋耕和深翻显著增加了土壤孔隙的水力半径、紧密度、分形维数和全局连通性（P < 0.05），显著降低了各向异性程度和欧拉数（P< 0.05），土壤饱和导水率得到显著提升，且深翻的改良效果总体优于旋耕；（3）相关分析表明土壤饱和导水率与除水力半径外的孔隙结构特征参数均存在显著相关（P < 0.05），其中与连通性最大孔隙度的相关性最高（r=0.833**，P< 0.01）。综上所述，深翻扩大了土壤孔隙的水力半径，改善了连通性，提升了复杂程度，从而构建了相对良好的土壤孔隙形态和网络结构，提高了导水能力，消减砂姜黑土结构性障碍效果显著。

来源：2024年第1期

《土壤学报》期刊编辑部

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