耕层构造的土壤结构质量-径级数字图像分析

为了探讨以土壤结构体为单元的耕层构造定量方法,该文利用犁耕生成的土壤结构体2D图像计算其质量-径级分布。分别以30°、45°、60°及90°拍摄获取土壤结构体的数字图像,计算土壤结构体各径级区间的几何指标,拟合质量-径级分布模型。结果表明土壤结构体的棱角性和形状指数随径级增大而增加,但矩形度随之减小;以60°拍摄所得的土壤结构体质量-投影面积关系的拟合精度最高,各粒径区间R2均不低于0.89;数字图像筛分与手工测量所得的土壤结构体质量-径级分布无显著差异(P>0.05),表明数字图像筛分是从2D投影面信息获取土壤结构体质量-径级分布的准确方法;相对于Weibull和Rosin-Rammler模型,用Gaudin-Schuhmann模型拟合获得的土壤结构体质量-径级分布效果较优,用该模型拟合数字图像筛分所得的土壤结构体质量-径级分布,R2为0.98;相对于干筛法,数字图像筛分方法的划分的径级区间更精细,所得的模型拟合精度更高。