CT扫描技术研究有机物料还田深度对黑土孔隙结构影响

来源：农业工程学报杂志2021年第14期北京时间：

作者：邱琛,韩晓增,陈旭,陆欣春,严君,冯玉钿,甘佳伟,邹文秀,刘国辉,

摘要：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/hm2，有机肥还田量为30 000 kg/hm2。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>15～35 cm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>500 μm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>15～35 cm土层>1 000 μm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>1 000 μm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。

关键词：秸秆, 土壤, 孔隙, 连通性, CT扫描, 结构可视化, 饱和导水率, 秸秆配施有机肥