CT扫描技术研究有机物料还田深度对黑土孔隙结构影响

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10000 kg/hm2,有机肥还田量为30000 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(P15～35 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>500μm孔隙数量和孔隙度分别显著增加了18.1％～179.9％和69.2％～256％(P15～35 cm土层>1000μm孔隙度显著增加了17.4％～196.2％(P15～35 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(P1000μm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.