农业机械学报

作者：段正宇，朱成立，车子刚，嵇洪波，王策，陈晓安

单位：河海大学,河海大学,东南大学医学院附属南京同仁医院,东南大学医学院附属南京同仁医院,河海大学,江西省水利科学院,

关键词：秸秆腐解;孔隙结构;三维特征;大孔隙优先流;计算机断层扫描;穿透曲线

基金：国家自然科学基金项目(52109053)、国家科技奖后备培育项目(20212AEI91011)、江西省重点研发计划项目（20203BBGL73226）、江苏省研究生科研与实践创新计划项目（SJCX22_0191）、江苏省自然科学基金项目(BK20200523)、江西省水利科学院开放基金项目(2021SKTR03)和中国博士后科学基金项目(2021M690874)

为揭示秸秆粉碎还田后，不同腐解进程下土壤孔隙演化及其对水分和溶质穿透特征的影响机理，设置不同秸秆还田量（0、5、10、15t/hm2）和还田时间（0、30、60d）处理，采用CT断层扫描技术，视觉量化了土壤孔隙结构特征演变，并基于溶质穿透试验，分析了水分-溶质迁移优先流规律。结果表明，秸秆还田引起土壤孔隙/喉道特征变化，抑制水分-溶质迁移过程，田间持水率和土壤含水率上升，溶质穿透变慢，优先流现象减少，土壤水肥有效持留；随秸秆腐解至60d，孔隙/喉道特征改变，优先流开始发育，但土壤水肥持留能力增强。秸秆还田5、10、15t/hm2初期，和CK组相比大孔隙体积占比分别减少7%、14%、50%，连通孔隙减少11%、39%、66%，表层含水率增加1%、3%、6%。腐解60d后，和0d相比大孔隙体积占比分别增加331%、200%、357%，连通孔隙增加33%、84%、195%，表层含水率增加6%、5%、5%，完全穿透试样所需溶质减少55%、76%、67%。基于Green-Ampt模型和指数衰减模型估算了不同秸秆初始投入量在不同腐解时间下的导水特征，发现饱和导水率在秸秆还田后减小，且随秸秆腐解增大。研究可为控制大孔隙流和无效灌溉提供依据，进一步为秸秆科学还田提供实践指导。

来源：2024年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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