运用CT扫描分析改良砂姜黑土犁底层的孔隙特征

砂姜黑土质地黏重,长期旋耕导致犁底层紧实,严重影响土壤孔隙质量。本研究依托豫南砂姜黑土区连续3年的耕作和培肥大田改良试验,对常规旋耕(CK)、深耕(DT)、深耕配施生物炭(DT+B)和深耕配施有机肥(DT+M)4个处理的犁底层进行土壤X射线计算机断层扫描(CT)及其图像重构软件分析、水分入渗等物理指标的测定,研究分析改良后犁底层土壤孔隙特性及水分入渗性能,以有助于深入认识和评价土壤改良效果。结果表明,犁底层土壤总孔隙率和最大孔隙直径表现为DT+B>DT+M>DT>CK;与CK相比,DT+B处理的小直径孔隙(<40μm和40~60μm)数量显著降低36.6%和38.5%,而具有导水和透气功能的大直径孔隙(200~300μm和>300μm)数量显著增加64.3%和69.4%。深耕培肥处理还显著提高犁底层饱和导水率及改善容重、紧实度等物理指标,提高水分入渗能力,以DT+B处理效果最佳。相关分析表明,大孔隙结构与土壤水力学特性之间存在显著的正相关关系。综上表明,深耕配施生物炭有效改善犁底层的土壤孔隙质量及其他物理障碍。本研究结果可为砂姜黑土改良提供技术方法和参考依据。