CT扫描技术研究有机物料还田深度对黑土孔隙结构影响

为了探明有机物料还田深度对土壤孔隙结构的影响,2019年玉米播种前在黑龙江海伦市的黑土上开展了田间定位试验,设置了秸秆浅混还田(0～15 cm)(T1)、秸秆深混还田(0～35 cm)(T2)和秸秆配合有机肥深混还田(0～35 cm)(T3)3个有机物料还田处理,以无秸秆还田常规耕作为对照(CK),4次重复,随机排列。玉米秸秆还田量为10 000 kg/hm~2,有机肥还田量为30 000 kg/hm~2。2019年玉米收获后,采集原状土柱,利用CT扫描技术可视化土壤结构,量化土壤孔隙结构特征。结果表明,虽然有机物料还田仅一个玉米生长季,但是与CK处理相比,T1、T2和T3处理显著降低了0～15 cm土层容重,增加了饱和导水率和田间持水量(P0.05);T2和T3处理显著改善了15～35cm土层的上述3个土壤物理指标。有机物料的施用增加相应土层的孔隙数量、改善了孔隙分布。与CK处理相比,T1、T2和T3处理0～15 cm土层500μm孔隙数量和孔隙度分别显著增加了18.1%～179.9%和69.2%～256%(P0.05);与其他处理相比,T2处理15～35cm土层1000μm孔隙度显著增加了17.4%～196.2%(P0.05)。有机物料还田增加了孔隙结构的复杂性,土壤中出现了交叉孔隙和细长孔隙,提高了孔隙的连通性。与CK处理相比,T1、T2和T3处理显著降低了0～15 cm土层欧拉数,T1处理显著增加了分形维数(P0.05);秸秆或秸秆配施有机肥深混处理显著改善了15～35 cm土层的土壤孔隙结构,与CK相比,显著增加了各向异性、分形维数和成圆率,显著减少了欧拉数(P0.05)。欧拉数和1 000μm孔隙度分别对0～35 cm土层容重和饱和导水率贡献度最大,而各向异性和欧拉数分别对0～15 cm和15～35 cm土层田间持水量贡献度最大,说明有机物料对土壤物理性质的改善作用是通过调控土壤孔结构,改善孔隙分布、增加孔隙的复杂性、连通性来实现的。     

土石混合介质导气率变化特征试验

土壤中碎石的存在改变了土壤结构和孔隙分布,进而影响土壤通气性能。该文通过对碎石单粒径土石混合介质导气率变化特征研究,旨在探讨单粒径土石混合介质导气内在机理,为进一步研究复杂的野外土石混合介质的导气特性提供基础。为了研究土石混合介质中碎石对导气率的影响,该文通过试验研究,分析土壤颗粒小于2mm的样本(砂土、砂壤土、黏壤土)、碎石质量分数(10%、20%、30%、40%、50%)和碎石粒径(2～3、>3～5mm)对土石混合介质导气率的影响。结果表明:在土壤颗粒小于2mm的样本条件下,土壤导气率呈砂土>砂壤土>黏壤土;在相同碎石质量分数的土石混合介质中导气率呈砂壤土>砂土>黏壤土;碎石的存在改善黏壤土的导气性能,使黏壤土碎石混合介质的导气率大于黏壤土的导气率;降低了砂壤土和砂土的导气性能,且砂土的降低幅度远大于砂壤土;在砂壤土中碎石粒径2～3mm的导气率大于>3～5mm的导气率;在砂土中碎石质量分数30%之内,碎石粒径>3～5mm的导气率稍大于2～3mm的导气率,在40%则相反,但两种粒径下混合介质导气率差异不是很明显。     

碱化盐土掺砂对土壤理化性状和玉米产量影响的研究

为解决内蒙古河套平原黏性碱化盐土土壤黏重,作物难以正常生长、产量低下等问题,对河套平原黏性碱化盐土进行了土壤耕层(0~20 cm)掺砂的土壤改良试验,研究掺砂对土壤理化性状和玉米产量的影响。结果表明:试验区土壤掺砂可以降低土壤容重,改变土壤机械组成和土壤质地,提高了黏性碱化盐土的通气孔隙度,改善土壤的通气透水性,降低土壤全盐量和碱化度,有效改善玉米生长环境,提高了玉米的产量。掺砂20%处理的土壤容重从1.64 g/cm3(CK)降低到1.49 g/cm3,土壤通气孔隙度从8.57%提高到18.17%,达到正常范围,使土壤砂粒、粉粒、粘粒含量比例趋向适中,土壤质地由壤质黏土转变为黏壤土,土壤全盐量下降了13%,碱化度降低了21%,玉米产量提高了301%。综合分析,掺砂20%处理对当地碱化盐土改良效果较为适宜。     

云南典型植烟土壤通气孔隙及其主控因素研究

植烟土壤通气性对于烤烟生长发育和品质提升具有重要意义。了解云南典型植烟区土壤通气性质，研究植烟土壤通气孔隙的物理适宜性，探讨影响植烟土壤孔隙度的关键因子。以云南省玉溪市华宁县青龙镇、宁州镇和楚雄市子午镇的典型植烟区土壤为研究对象，按照耕作层和犁底层分别采集典型植烟区土壤样品，分析土壤基本理化性质，并利用沙箱法测定土壤通气孔隙，对土壤理化性质与通气孔隙进行方差分析和相关分析，通过传递函数建立土壤通气孔隙的预估模型。三个典型植烟区土壤质地均以黏壤土为主，占总样品数的40%左右，壤土次之；土壤容重均值均介于1.3~1.5g?cm-3之间，适宜烟叶生长；土壤有机质含量较高，供氮能力强，可满足烤烟生长养分需求；土壤通气孔隙均值在5.9%~15.1%之间，整个研究区域土壤通气孔隙总体偏低，且不同区域空间差异较大。相关分析结果表明，土壤通气孔隙主要受土壤中粉粒和黏粒含量影响，与粉粒含量呈极显著正相关，而与黏粒含量呈显著负相关，因此可根据粉粒和黏粒含量对土壤通气孔隙进行粗略预测。植烟区应尽可能选择壤土或砂质壤土，以有效维持植烟土壤的通气性，达到提升烟叶品质的目的。     

风化花岗岩坡地土壤剖面大孔隙特性的空间分布

为了揭示侵蚀性风化花岗岩坡地不同部位土壤剖面大孔隙特性的空间分布,在浙江嵊州市水土保持监测站,同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个土壤剖面,进行了原状土柱(70cm)样品采集,用CT分层扫描与Arc GIS10.1图像解译技术,获得了系列数据,并计算了分析指标,研究了3个剖面大孔隙的分布规律和影响因素。结果表明:(1)3个土壤剖面均以大孔隙为主,1~3 mm孔径占比最大,5~7 mm占比最小。大孔隙个数的排序:坡中坡底坡顶。(2)大孔隙度与总孔隙度的差值随深度递减。大孔隙度大于均值的层位分布在0~30 cm之间。(3)成圆率影响大孔隙度与总孔隙度的关系。土壤黏粒和粉粒含量越多,成圆率越大。大孔隙度与土壤粗砂粒呈显著正相关,与黏粒和粉粒为显著负相关。(4)土壤侵蚀强度越大,大孔隙占比越大,孔隙结构性越差,漏水漏肥越严重。     

利用土壤切片的数字图像定量评价土壤孔隙变异度和复杂度

研究结果表明 :利用土壤切片的数字图像 ,以孔隙周长和面积为基础数据 ,可以定量评价小尺度上的孔隙变异度 ,也可以对孔隙复杂度进行研究 ;土壤孔隙在mm尺度上也具有较高的变异度和复杂度 ;粒径 1～ 3mm和粒径 <2cm的重组土壤的孔隙在 2D空间多呈现网络状 ,而原状土壤的孔隙则多呈不规则的枝状或椭圆状 ;不同处理及不同土壤类型之间在孔隙周长、孔隙度以及孔隙变异度和复杂度方面存在不同程度的差异。     

长期不同量秸秆炭化还田下水稻土孔隙结构特征

  【目的】  生物炭被认为是一种能够提高土壤固碳能力、改善土壤结构和减缓全球气候变化的土壤改良剂。土壤孔隙结构直接影响土壤中水、气、热的运动，因此，研究长期施用生物炭对土壤孔隙结构特征的影响，以期为秸秆炭化还田提供理论依据。  【方法】  研究基于2013年建立的水稻秸秆炭化还田长期定位试验，选取在等氮磷钾条件下不施用生物炭 (C0)、施用低量生物炭 (1.5 t/hm2，C1.5)、高量生物炭 (3.0 t/hm2，C3.0)的 3个处理。利用X射线CT扫描和图像处理技术，分析了土壤孔隙结构参数，包括土壤孔隙度、土壤孔隙大小分布、孔隙连通性指数 (欧拉特征值)、各向异性、分形维数、最紧实层孔隙度和最紧实层平均孔隙直径等参数。  【结果】  C1.5和C3.0处理均能显著增加土壤有机碳含量和土壤总孔隙度，降低土壤容重，平均增加或降低比例分别为15.5%、10.5%和7.4%。C1.5与C3.0处理之间的总孔隙度没有显著差异，但孔隙大小分布存在差异。C1.5处理显著增加了大孔隙中当量孔径为100～500 μm和 > 500 μm的孔隙度，增幅分别为81.6%和275.3%，而C3.0处理显著降低了大孔隙中当量孔径100～500 μm的孔隙度，降幅为32.9%。C3.0处理当量孔径 < 25 μm的孔隙度显著大于C0处理和C1.5处理，增幅分别为13.8%和16.3%。C1.5处理的欧拉特征值最低，分形维数、最紧实层孔隙度和平均孔隙直径最大。各处理土壤孔隙的各向异性没有显著差异。  【结论】  长期施用水稻秸秆生物炭能够显著增加稻田土壤有机碳含量和总孔隙度，降低土壤容重。施用适量生物炭会增加土壤大孔隙度和土壤孔隙的连通性，但是过量施用生物炭可能会降低土壤大孔隙度和土壤孔隙的通气导水能力。炭化秸秆还田量与孔隙结构之间的定量关系还需深入研究。     

土壤调理剂配施菌剂对连作压砂田土壤养分及西瓜生长、产量的影响

为解决宁夏连作压砂西瓜田土壤养分和植株生长性能、产量下降的问题,本试验在当地常规施肥基础上,以西瓜荣耀品种为试验材料,设置常规施肥(CK)、常规施肥+菌剂(T1)、常规施肥+200 kg·hm^-2 土壤调理剂+菌剂(T2)、常规施肥+300 kg·hm^-2土壤调理剂+菌剂(T3)、常规施肥+400 kg·hm^-2 土壤调理剂+菌剂(T4)5个处理,研究了土壤调理剂配施菌剂对土壤养分及压砂西瓜蔓长、茎粗、根系活力、产量的影响。结果表明,与CK相比,单施菌剂处理可以促进压砂西瓜生长,提高产量,但是对压砂田土壤养分无显著提高作用;而土壤调理剂配施菌剂处理均能显著提高土壤养分,增强根系活力,促进压砂西瓜生长,表明二者配施具有复合作用。其中与CK相比,T3的土壤pH值降低0.21;碱解氮、速效磷、全氮、有机质、速效钾含量分别显著提高29.31%、69.02%、54.72%、53.89%、36.56%;成熟期蔓长、茎粗、根系活力分别显著提高13.52%、23.42%、43.44%;其产量为45 173.70 kg·hm^-2,提高30.56%。Person双变量相关分析表明,土壤养分含量与西瓜生长、产量具有极显著相关性。T3、T4、T2、T1的净收益分别较CK增加6 709.20、5 043.40、4 914.95、1 489.80 元·hm^-2;通过内梅罗指数方法计算得出土壤综合肥力指数从大到小分别为T3、T4、T2、T1、CK。综合比较各处理的产量、经济效益、土壤综合肥力指数,常规施肥+土壤调理剂300 kg·hm^-2+菌剂为最佳处理。本研究结果对当地连作压砂西瓜田土壤肥力的提升、作物产量和经济效益的稳定具有重要的现实意义。     

华北土石山区森林土壤中石砾分布特征对土壤大孔隙及导水性质的影响

为了探究土壤中石砾对大孔隙形成的作用及对饱和导水率的影响,研究京郊密云水库水源涵养林内土壤石砾分布特征、大孔隙分布特征以及与饱和导水率之间的关系。结果表明:(1)林区0—30cm土壤层内石砾体积含量范围为7.10%~22.05%,质量含量范围为10.76%~38.20%,且石砾多集中分布于5~10mm粒径范围内;石砾含量随坡向呈现阳坡阴坡半阴半阳坡的规律;(2)石砾含量与当量孔径1.5mm的孔隙密度呈现极显著相关关系(p0.01),粒径5mm的石砾体积含量与大孔隙密度具有显著相关性(p0.05),说明砾石主要影响较大孔隙,特别是粒径5mm的石砾对大孔隙的形成影响较大;(3)当量孔径1.5mm的孔隙数量仅占总孔隙数量的1.41%,但对导水速率的贡献率为54.44%;饱和导水率与其呈线性关系。     

氨化秸秆还田对土壤孔隙结构的影响

【目的】土壤孔隙性质是土壤结构性的反映,直接影响着土壤的肥力和水分有效性。定量研究氨化秸秆还田对土壤不同大小等级孔隙数量和孔隙分布的影响,可以为土壤培肥提供科学依据。【方法】采用室内试验方法,设置氨化秸秆加入量为土壤总质量的 0(CK)、 0.384%(S1)、 0.575%(S2)、 0.767%(S3)4个处理,室内培养。在培养0、60、120和180 d,取样测定土壤水分特征曲线(SWRC)数据,利用双指数土壤水分特征曲线模型(DE模型,Double-exponential water retention equation),分析氨化秸秆对土壤剩余孔隙、基质孔隙和结构孔隙的影响; 基于DE模型的微分函数,探究不同氨化秸秆处理对土壤孔隙分布的影响。【结果】不同处理的土壤水分特征曲线SWRC实测值和DE模型模拟值之间的均方根误差介于0.0036和0.0041 cm3/cm3之间,R2介于0.998和0.999之间,土壤含水量模拟值和实测值非常接近1 ∶1,表明DE模型可以准确反映添加氨化秸秆后土壤含水量随吸力的变化规律,较准确地估算土壤不同大小等级孔隙数量变化。培养120 d内,氨化秸秆对土壤剩余孔隙、基质孔隙和结构孔隙影响不显著; 培养180 d时,各处理土壤结构孔隙度表现出随着氨化秸秆添加量的增加而增加的趋势; 此时S3对土壤剩余孔隙影响不显著,显著减小了土壤的基质孔隙度(P0.05),极显著地增加了土壤的结构孔隙度(P 0.01)。在孔隙分布中,氨化秸秆促进了土壤已有孔隙向较大孔隙的发育,显著增加了土壤结构孔隙分布数量; 随着氨化秸秆添加量的增加,土壤结构孔隙的分布数量越大,且峰值出现的越早。氨化秸秆增加了土壤中有机质含量; 土壤结构孔隙和总孔隙均与有机质含量呈显著的正相关关系(P 0.05); 有机质可以黏结团聚土壤的矿物颗粒,有效地促进了土壤结构孔隙的发育; 氨化秸秆对土壤孔隙的影响随着时间的进行越来越明显。【结论】氨化秸秆增加了土壤中有机质含量,促进了土壤孔隙结构的发育,增加了土壤的结构孔隙度和总孔隙度,这对改良和培肥土壤、改善土壤耕性具有重要意义。     

模拟搅浆对水稻土结构和有机氮矿化的影响

搅浆(Puddling)是传统水稻种植过程中的重要环节,搅浆会改变土壤结构,进而影响氮转化过程。通过室内模拟试验,设置不搅动(CK)、低强度搅动(LIS)和高强度搅动(HIS)三个处理,研究搅浆引起的土壤结构变化,及其对土壤有机氮矿化的影响。首先利用湿筛法测定不同处理团聚体分布及稳定性,采用CT扫描和图像分析方法研究不同处理土壤孔隙结构,并通过室内培养法测定土壤有机氮矿化量,进一步分析土壤结构与有机氮矿化之间的关系。结果显示,与CK相比,LIS和HIS两处理中大于1 mm的水稳性团聚体含量和平均重量直径(MWD)均显著降低,LIS和HIS处理间无显著差异。CK、LIS和HIS的土壤孔隙度分别为3.3%、3.2%和3.3%,各处理间无显著差异;但三个处理的土壤孔隙形态有明显差异,CK大孔隙分布较多且连通性好,LIS和HIS处理孔隙多为球状孔隙,连通性较差。矿化培养第一周,LIS和HIS处理矿化量均快速增加,高于CK处理;但是培养2周后CK矿化氮高于搅动处理,培养试验结束时(4周)CK累积矿化氮量(N28)和氮矿化潜势(N0)显著高于LIS和HIS处理,说明搅拌降低了有机氮的累积矿化量。相关分析表明,土壤有机氮矿化与粒径大于0.25 mm的团聚体含量和当量直径为30～100μm的孔隙数量具有显著正相关关系,其内在机制尚待进一步研究。     

植烟土壤物理特性及碳库对不同粒径生物质炭的动态响应

为探究不同粒径生物炭对土壤物理化学特性以及土壤碳库的影响,在盆栽条件下,设置5个生物炭粒径施用水平:CK(不施生物炭)、T1(500～2 000μm)、T2(250～500μm)、T3(20～250μm)、T4(20μm)。结果表明:(1)不同粒径生物炭均能显著降低土壤容重,以T4降幅最大(4.13%)。(2)不同粒径生物炭均能显著提高田间持水量(WHC),提高幅度表现为T4T3T2T1,但施生物炭处理间差异不显著。(3)施生物炭均能显著提升水稳性团聚体平均重量直径,以T4处理最高,但T4、T3、T2处理间差异不显著。(4)施用生物炭处理的土壤全碳、水溶性有机碳、易氧化态碳均显著高于CK,常规粒径生物炭在烤烟生育初期较不施生物炭显著增加了土壤微生物量碳(MBC)含量,后期则降低土壤MBC含量。小粒径生物炭较常规粒径生物炭T1在烤烟移栽45d后显著降低了土壤微生物量碳含量。(5)生物炭粒径越小,对土壤碳库管理指数的提升效果越好,T4对土壤碳库管理指数提升显著。综上所述,生物炭粒径越小对土壤容重、田间持水量及团粒结构的改良效果越优,同时,小粒径生物炭施用下土壤有机碳活性和碳库管理指数均优于常规粒径生物炭,更有利于提升地力和改善土壤质量。     

不同措施改良反酸田及水稻产量效果

【目的】针对反酸田土壤酸性强、有效磷含量极低、活性铝铁毒性重及结构性差等特征,研究不同措施改良反酸田土壤理化性质,提高水稻产量的效果,为施用合理的改良剂消减各种障碍因素、提高土壤肥力、恢复土壤生产力提供理论依据。【方法】通过三年田间定位试验,设置不施肥(CK1)、专用肥(NPK,CK2)、NK+钙镁磷肥、NK+磷矿粉、专用肥+石灰、专用肥+粉煤灰、专用肥+生物有机肥7个处理,研究不同改良措施对华南稻区反酸田水稻产量、土壤酸度、养分状况、团聚体及腐殖质组分的影响。【结果】连续3年添加改良剂钙镁磷肥、磷矿粉、石灰、粉煤灰和生物有机肥的处理早、晚稻平均产量较CK1处理均显著增加,其增幅分别为38.78%~75.00%和38.31%~56.75%;与CK2处理相比,添加改良剂的处理三季早稻和两季晚稻平均产量均有所增加,其增幅分别为9.15%~26.10%和5.71%~13.33%,且添加石灰、粉煤灰和生物有机肥的处理水稻增产率大于钙镁磷肥和磷矿粉处理。添加改良剂的处理土壤p H、有效磷和速效钾含量较CK1和CK2处理均有所增加,而交换性H+、交换性Al3+、有效硫含量则显著降低。与CK1和CK2处理相比,各添加改良剂处理5 mm粒级水稳性团聚体占团聚体比例均显著提高,而2~1 mm、1~0.5 mm以及0.5~0.25 mm粒级团聚体所占比例均有所下降。添加粉煤灰和生物有机肥处理有利于提高0.25 mm水稳性团聚体数量及稳定性,其团聚体破坏率分别降低至14.11%和16.99%。与CK1处理相比,添加石灰处理土壤有机碳含量略有下降,而其他施肥处理均有增加;各施肥处理土壤胡敏酸碳和胡敏素碳含量较CK1处理均有增加,而富里酸碳含量均呈下降趋势。与CK2处理相比,连续3年添加钙镁磷肥和生物有机肥的处理显著提高了土壤总有机碳含量,添加粉煤灰和生物有机肥处理显著提高了土壤水溶性碳和胡敏酸碳含量。施肥处理HA/FA比值较CK1处理均有所提高,其增幅为16.44%~47.69%;与CK2处理相比,添加粉煤灰、生物有机肥处理其值增幅最大,分别提高26.83%和24.53%。【结论】添加粉煤灰或生物有机肥处理对反酸田土壤的改良效果最佳。     

土壤结构改良剂对皖南旱地红壤水分特征的影响

[目的]研究土壤结构改良剂对皖南旱地红壤孔隙、容重及水分特征的影响,为皖南旱地红壤改良、提高土壤持水保水与抗旱保墒性能提供依据。[方法]采用硅藻土(通气性Si改良剂)、泡沫沙类改良剂(T20)和无机矿石类改良剂(G20)等3种土壤结构改良剂,设置1%,2%,5%与10%的4个添加比例,进行土壤物理性状与水分特征测试。[结果]硅藻土与T20均可显著降低土壤容重,而G20在添加5%与10%时才显著降低;硅藻土处理土壤毛管孔隙度由52.1%增加到91.3%,优于T20和G20;硅藻土与T20的吸湿系数与凋萎湿度随用量呈先增加而后下降,而G20则随添加量增加而增加;土壤的饱和持水量与田间持水量均随土壤结构改良剂添加量的增加而增加,以硅藻土增加最多,T20次之,G20最少。随改良剂用量增加,土壤有效水及难效水均呈增加趋势,其中,硅藻土处理的难效水增加量显著高于T20与G20处理。[结论]改良皖南旱地土壤水分需要根据改良剂材料的种类与用量来进行合理施加,必要时可以组合搭配使用,从而达到最优效果。     

秸秆还田量对土壤团聚体有机碳和玉米产量的影响

为明确秸秆深还田对土壤团聚体及有机碳和作物产量的影响,在辽宁省半干旱地区进行了6年秸秆深还田小区定位试验,秸秆施用量分别为0(CK)、6 000 kg/hm~2(T1)、12 000 kg/hm~2(T2)、18 000 kg/hm~2(T3)、24 000 kg/hm~2(T4),将秸秆还入20～40cm土壤亚表层,利用干筛、湿筛得到不同粒级土壤团聚体。结果表明:秸秆添加与CK比可降低土壤0～20 cm和20～40 cm土层土壤容重;土壤机械性团聚体主要集中在0.25 mm粒级,而水稳性团聚体主要集中在0.25mm粒级,与CK处理比秸秆的添加增加了土壤机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和土壤水稳性团聚体MWD,随秸秆还田量增加,MWD值增大;秸秆深还田使各粒级团聚体有机碳均高于CK,对20～40 cm土层土壤团聚体碳含量的影响大于0～20 cm土层;秸秆深还田可增加玉米产量,随秸秆还田时间延长,不同秸秆还田量对玉米产量增加存在差异,2016年玉米产量测定结果各处理与CK比,T1增产4.66%、T2增产6.71%,T3增产5.37%、T4增产8.82%。秸秆深还田,能够提升土壤团聚体的稳定性,有利于增加土壤团聚体碳含量,对土壤质量和玉米产量的提高具有促进作用。     

普洱茶种植对滇南红壤大孔隙的影响

为探讨滇南典型红壤下普洱茶种植对土壤大孔隙的影响,以灌草地和茶地为研究对象,采用染色示踪法观察土壤剖面,运用Photoshop CS 5、Image pro Plus 6.0软件进行图像处理,利用土壤水分穿透曲线和Poiseulle方程研究了该地区的大孔隙特征。结果表明:茶地在耕作层大面积染色中,染色深度可达土层40 cm深度,灌草地于土层2.8 cm深度开始出现大孔隙流,灌草地比茶地更易发生大孔隙流;样地大孔隙主要集中在当量孔径0.4～2.5mm,其中茶地和灌草地当量孔径0.4～1.0 mm大孔隙密度分别占95.2%和95.5%,当量孔径1 mm的大孔隙密度较低,且灌草地大于茶地;大孔隙密度分布为10～20 cm土层最高,随着土层深度增加依次递减,整体上土壤大孔隙密度关系为灌草地茶地;土壤大孔隙不同当量孔径密度和染色面积比与土壤饱和导水率呈现显著性相关关系,当量孔径1mm的大孔隙仅占4.61%,但控制了饱和导水率90.8%的变异。茶地相较于灌草地土壤结构遭到破坏,水分向下运移速率慢,渗透量减小,致使水土流失加重。     

植物残体对土壤结构性状的影响

试验研究了有机肥、亚锭造纸制浆黑液(SWUA)和化肥对砂壤质水稻土结构的影响。结果表明,施用有机肥的水稻土孔隙度、水稳性团聚体和持水能力等性状显著忧于黑液处理和化肥处理;秸秆直接还田最有利于土壤结构改善;土壤毛管孔隙范围内水分最活跃孔径为0．05～O．10mm,其孔径孔隙度与土壤持水能力呈明显线性关系。     

团聚体大小分布对孔隙结构和土壤有机碳矿化的影响

土壤团聚体在外部和内部因素影响下发生团聚和破碎过程,形成不同大小分布的团聚体。团聚体大小分布的变化会改变土壤孔隙结构,影响各种土壤物理、化学和生物学过程,进而影响土壤有机碳(SOC)的周转。选择三种长期施用不同量有机肥的红壤(不施肥,CK;施低量有机肥,LM;施高量有机肥,HM),过不同大小孔径筛(5 mm,S₅;2 mm,S₂;0.5 mm,S_0.5)改变团聚体的大小分布,然后填装土柱(直径2.9 cm、高度4 cm),填装容重为1.3 g·cm^-3。利用X射线显微CT(Computed Tomography)成像技术分析土壤的孔隙结构,采用室内培养法测定土壤有机碳矿化量。结果表明,团聚体大小对孔隙结构有极显著的影响。相较于S₅和S₂处理,S_0.5处理土壤的大孔隙度(>16μm)降低了83.0%～93.9%,孔隙连通性降低了95%以上。而S₅和S₂处理的大孔隙度和孔隙连通性只在HM土...     

不同耕作方式对砂姜黑土孔隙结构特征的影响

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。本文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，定量分析了不同耕作方式对土壤的孔隙度、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。     

利用染色示踪和图像处理技术对土壤大孔隙进行定量研究

以太湖地区水稻土为例介绍了染色示踪和图像处理技术在土壤大孔隙定量化研究中的应用.剖面染色的区域是孔隙存在的地方,孔隙的孔径越大,充斥的染料溶液就越多,所染的颜色就越深.据此利用地理信息系统软件ArcGIS和遥感图像处理软件ERDAS对土壤剖面图像进行处理并进行颜色分级.从分级结果中提取代表土壤大孔隙的部分,计算大孔隙的含量.所得结果与土壤各层次的孔隙度、黏粒含量、饱和导水率变化趋势有很好的一致性.并且本文还对染色示踪法土壤孔隙定量的影响因素进行讨论.