设施土壤优先流特征及其影响因素研究

为揭示设施土壤优先流路的发生、分布规律及驱动因子,通过原位染色示踪试验结合图像解析技术,提取6个优先流特征指标,对设施蔬菜大棚和棚外粮田2种土地利用方式下土壤优先流的分布特征进行了比较,并采用主成分分析方法探索了土壤理化性质和作物根系特性等因子对优先流的影响。结果表明:(1)设施土壤优先流染色面积比、最大染色深度和长度指数均大于棚外粮田土壤,其优先流现象更明显,由此产生的环境风险更不容忽视;(2)优先流主要发生在深层土壤中,且设施蔬菜土壤优先流发生较棚外粮田土壤更为复杂:垂直剖面染色形态变化程度分别经历相对稳定—次活跃—活跃—速变—活跃—速变(棚内)和次活跃—速变(棚外);(3)优先流受土壤孔隙结构、土壤水分状况和根系特性影响较大,棚内土壤优先流驱动因子从表层的由土壤孔隙结构和水分状况共同起决定性作用转向深层由根系特性所控制,棚外土壤则与之相反。研究结果可为设施土壤优先流模拟及其引起的面源污染防控提供理论依据。