干湿交替条件下稻田土壤裂隙开闭规律

作     者：段赫 刘目兴 易军 朱钊岑 朱强 张海林 DUAN He;LIU Muxing;YI Jun;ZHU Zhaocen;ZHU Qiang;ZHANG Hailin

作者机构：地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学可持续发展研究中心武汉430079 

出 版 物：《水土保持研究》 (Research of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2020年第27卷第2期

页      面：370-376页

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金(41601215,41771261) 湖北省自然科学基金(2016CFA027) 华中师范大学中央高校基本科研业务费(CCNU17TS0001,CCNU19TS005,CCNU18QN002) 

主　　题：土壤裂隙 干湿交替 土壤水分 稻田 江汉平原 

摘      要：为研究江汉平原稻田土壤在干湿交替过程下的裂隙发育规律,利用室内试验和数字图像处理方法对典型稻田耕作层和犁底层土壤裂隙特征进行了定量研究。结果表明:在干燥过程中,土壤裂隙形成初期裂隙长而窄,随着土壤含水量的降低,裂隙面积率和当量宽度逐渐增大;在增湿过程中,随着土壤含水量的增加,裂隙面积率和当量宽度逐渐减小,但裂隙长度密度降幅较小。干湿交替条件下的裂隙形成和闭合过程不可逆,且干燥形成的土壤裂隙并不能通过增湿完全闭合。土壤有机质含量和容重差异影响了耕作层和犁底层裂隙开闭特征。在干燥过程中,耕作层土壤裂隙面积率、长度密度和当量宽度分别为16.1%,0.076 mm/mm^2,2.13 mm,约为犁底层的1.63倍、1.09倍和1.54倍。而增湿结束后,犁底层裂隙闭合程度高于耕作层。耕作层和犁底层的裂隙面积闭合率为39.8%,61.6%,裂隙长度密度降幅为7.9%,20.0%,当量宽度降幅为35.7%,53.6%。为减少裂隙发育造成的稻田水肥渗漏,需合理控制土壤水分含量,特别应避免冬春季节长期干旱造成犁底层裂隙无法闭合的现象。