基于机器学习的土壤机械压实应用研究

农业机械作业造成的土壤压实已成为制约农业可持续发展的重要因素,过度机械压实使土壤理化性质恶化,甚至成为降低作物产量的主要原因。已有的土壤机械压实研究多是基于简单的数学统计分析,且研究重点为试验方案的设计,无法挖掘数据内部关系,也无法进行土壤机械压实程度的预测。近几年,随着机器学习的不断发展,越来越多的学者开始将其引入农业领域及土壤机械压实的研究。为此,分析了机械压实对土壤理化性质及作物生长的影响,总结了土壤机械压实的表征属性和常用机器学习算法及评价标准,并归纳了近几年基于机器学习的土壤压实的研究成果,给出了相关应用研究的建议。

树种对土壤物理性质的影响——7种亚热带树种同质园试验

【目的】通过了解树种差异对土壤物理性质的影响,为亚热带人工林树种优化及土壤改良提供理论依据。【方法】试验以亚热带同质园7个阔叶树种,即大叶樟(Cinnamomum septentrionale)、桤木(Alnus cremastogyne)、油樟(Cinnamomum longepaniculatum)、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliate)和香椿(Toona sinensis)为研究对象,在立地5 a后(2015-2020年)测定不同树种人工林和邻近撂荒地各土层(0~10、10~20和20~30 cm)土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度的变化规律。【结果】①相较于撂荒地,树种显著影响0~30 cm土壤容重、0~10 cm和20~30 cm土壤坚实度和总孔隙度、20~30 cm土壤抗剪强度;②油樟、大叶樟、天竺桂和香樟4种樟属植物表层土壤容重整体高于其他树种,但土壤总孔隙度则相反;③土壤容重、土壤坚实度和土壤抗剪强度总体随土壤深度的增加而增大,变化范围分别为1.22~1.54 g/cm^(3)、143.9~335 N/cm^(3)和0.49~2.25 kg/cm^(2),土壤总孔隙度则呈现相反的变化趋势,变化范围为47.26%~52.55%;④土层深度显著影响土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度,树种和土壤层次的交互作用显著影响土壤总孔隙度。【结论】树种可能通过改变凋落物输入和根系活动影响土壤理化性质,种植樟属植物可改善土壤物理特性。

稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响

为探究稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响,采用水泥池模拟稻田环境的方法,对比研究了稻蟹共作与水稻单作模式7个土壤理化指标和4个土壤酶活性的差异。结果表明:与稻田单作相比,稻蟹共作对土壤容重、土壤含水率和土壤还原性物质总量均有显著影响(P<0.05);稻蟹组的总有机碳略高于稻田组,但总氮略低于稻田组;稻蟹组与稻田组的Eh存在极显著差异,两组之间差异达20.95%;稻蟹组和稻田组土壤粒径机械组成均为粉粒>粘粒>粗细砂粒,粉粒占比均超过80%,且两组之间存在显著差异(P<0.05);随着土壤深度的增加,稻田组的四种酶活性均呈显著下降趋势;稻蟹组的脲酶、纤维素酶和蔗糖酶活性变化与稻田组一致,呈显著下降趋势,但其酸性磷酸酶没有变化。可见,稻蟹共作系统由于河蟹的引入,降低了土壤容重,提高了土壤含水率,改良了土壤,其水稻根系分布较多的10~15 cm底层土壤显示了较强的土壤酶活性,促进了水稻对稻蟹共作系统中碳、氮等元素的高效利用。因此,稻蟹共作系统既有利于水稻生长,又有利于河蟹养殖,可以作为一种生态种养模式在江苏地区推广应用。

自制鸡粪有机肥及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响

以十年生桃园为实验材料,以施用化学肥料为对照,以一般的农家肥(处理Ⅰ)、和市场上出售的成品有机肥(处理Ⅱ)为对比,研究了自制鸡粪有机肥(处理Ⅲ)及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响。结果显示在N、P、K供给量一致的情况下,自制发酵鸡粪可以明显的改善桃园土壤结构、提高鲜桃品质和质量,其产量分别比CK、处理I提高了8.98%、4.03%,效益分别比CK、处理Ⅰ、处理Ⅲ提高了36.27%、30.72%和21.51%;处理Ⅱ与处理Ⅲ两组的鲜桃果实个大且果面光滑,着色好,含糖量高,商品性好,可以证明自制发酵鸡粪与市场上出售的成品有机肥相比效果无显著性差异,但成本大大降低。

不同耕翻深度对土壤养分及水稻产量的影响

[目的]了解不同耕翻深度对引黄灌区农田土壤蓄水保墒、养分及作物产量的影响,探寻能充分营造水、肥、气等水稻良好生长环境的合理耕翻深度,以期为引黄灌区水稻合理耕层构建及作物高产栽培提供理论参考。[方法]采用完全随机设计,设置3个耕翻深度处理,分别为耕翻22~25 cm、耕翻30~32 cm、耕翻38~42 cm,研究不同耕翻深度对土壤容重、含水率、土壤养分、水稻产量的影响。[结果]在不同耕翻深度下土壤含水率整体表现在耕翻30~32 cm处理下较高;土壤容重在0~10 cm土层下以耕翻22~25 cm处理较低,在20~40 cm土层下以耕翻30~32、38~42 cm处理较低,且耕翻30~32 cm处理显著低于38~42 cm处理;有机质、有效磷和速效钾含量在0~20 cm土层以耕翻30~32 cm处理较高,在20~40 cm土层以耕翻38~42 cm处理较高;水稻产量耕翻30~32 cm处理显著高于耕翻22~25和38~42 cm处理;通过主成分综合评价得到耕翻30~32 cm处理>耕翻38~42 cm>耕翻22~25 cm。[结论]不同耕翻深度可影响耕层土壤结构及土壤养分,进而影响土壤的蓄水保温效应,促进作物生长和产量提高,在该地土壤条件下耕翻30~32 cm处理对土壤的综合改善效果最佳,水稻产量较高。

高寒矿区蛇纹石渣土配制及其改良种植基质的试验——以青海威斯特铜矿为例

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难等问题,研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良,为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例,通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法,对矿区蛇纹石渣土与当地原土进行种植基质配制,并通过改良试验确定种植基质的改良方案。蛇纹石渣土与原土不同比例配制极大影响基质的理化性能。蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,种植基质土壤密度、pH和土壤电导率分别与纯蛇纹石渣土对照(CK)降低2.20%、7.95%和19.88%,土壤毛管孔隙度、田间持水量,以及有效磷、速效钾、全氮和水解性氮的质量分数分别显著增加15.12%、7.02%、75.23%、328.88%、117.65%和32.38%,达到绿化基质基本要求;盆栽种植表明,蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,单种植披碱草和混种6种草籽等牧草的出苗数较对照CK提高10.34%和25%,披碱草株高、地上生物量、地下生物量分别较对照CK提高7.25%、87.00%和246.95%;田间小区种植试验表明,蛇纹石渣土与原土配制比例为6∶4且添加TG改良剂1 kg/m^(2)、KM 3005保水剂12 g/m^(2)和羊板粪3.12 kg/m^(2)时,羊板粪和TG改良剂梯度试验出苗株高和生物量分别较对照提高38.30%和200.43%、21.43%和358.02%,并得到工程示范应用。蛇纹石渣土与原土按照6∶4配制并通过TG改良剂、保水剂和羊板粪改良后,能达到矿区生态修复的植物种植的基质要求,试验结果对促进青海高寒矿区的生态修复具有重要参考。

戈壁石土壤葡萄埋藤装置设计与试验

针对含戈壁石土壤机械化葡萄埋藤越冬作业难度大、能耗高、理论研究少等难题,考虑含戈壁石土壤的葡萄埋藤农艺要求,设计了一种可在戈壁石土壤中葡萄埋藤的铰臂式锯齿形刀结构和葡萄埋藤机装置,并根据葡萄埋藤农艺要求,对埋藤装备关键部件进行参数设计和计算。考虑土壤的挖掘、摩擦、移动和抛出等影响因素建立了功耗算法,特点是土壤容重越大所需功耗也越大。通过确定含戈壁石土壤埋藤机所匹配的履带式拖拉机总功率,在戈壁石含率分别为19.73%和32.24%的两种实验区进行了埋藤覆土试验。在这两个实验区,埋藤覆土平均厚度的最大值分别为0.19m和0.21m,最小值分别为0.1m和0.097m,埋藤覆土宽度均为1.2m,满足吐鲁番地区含戈壁石土壤的葡萄埋藤农艺要求,可有效降低葡萄种植成本、减轻劳动强度、提高综合经济效益。

农田土壤压实表征指标及其检测方法研究进展

土壤压实已成为威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。国内外开展了大量关于农田土壤压实的研究,但压实表征指标和检测方法缺少系统分类。本文从土壤压实与作物生长的关系出发,总结了国内外已有的土壤压实表征指标及检测方法。主要结果如下:1)单一指标往往难以量化不同尺度的土壤压实程度,对于田块尺度,宜选择土壤穿透阻力和相对紧实度,同时配合土壤含水量来表征其压实状况;对于区域农田尺度,宜采用先期固结压力来评估潜在压实风险;2)应依据在室内或田间具体情况选择相应的检测方法,室内选择土壤结构检测法或先期固结压力检测法反映土壤压实敏感性,田间选择穿透阻力检测法或地球物理检测法表征土壤压实程度。今后研究建议:1)更加深入研究土壤压实对作物根系形态、地上部光合产物的分配以及其他土壤质量指标的影响,并加强作物对于土壤压实的反馈机制研究;2)结合研究尺度,将土壤物理学指标与土壤力学指标结合起来,构建一套系统评价土壤压实程度的指标体系;3)从方法上削弱土壤空间异质性带来的影响应是今后土壤压实田间检测方法的重要研究方向。

载畜率对冷蒿不同根际距离土壤细菌及其碳氮含量的影响

为了探究荒漠草原不同载畜率下半灌木植物冷蒿(Artemisia frigida)根、茎、叶碳氮含量与其根际、非根际土壤细菌群落结构的关系,利用高通量测序技术分析土壤(根际和非根际)细菌多样性和群落组成,测定根、茎、叶碳氮含量,分析细菌多样性与根茎叶碳氮含量的关系。结果表明:不同载畜率对冷蒿根茎叶的碳氮含量存在显著影响,中度和重度放牧会限制冷蒿的生长发育。不同载畜率下,根际土壤属水平下细菌的相对丰度均高于非根际土壤,根际与非根际土壤细菌Simpson指数、ACE指数均存在显著性差异(P<0.05)。冷蒿根茎叶碳氮含量与土壤中红色杆菌属和亚硝化球菌属的相对丰度存在相关性关系。

基于黏土沙障的复配土壤对土壤水分特征影响对比分析

[目的]研究基于黏土沙障的复配土壤在不同复配质量比下对土壤水分特征的影响,旨在揭示其土壤改良效益,为今后黏土沙障的设计提供最佳复配比。[方法]通过试验设计将各样品划分为空白组、对照组与试验组,并分别对三组样品的土壤容重、水分常数及土壤水分特征曲线进行对比分析。[结果](1)试验组样品土壤容重随复配土壤质量比(即复配比)的增加而减小,相较于空白组,当复配比为5∶1时降低至1.45 g/cm^(3),对照组则降低至1.32 g/cm^(3)。(2)试验组样品的土壤饱和含水率在其复配比超过一定阈值时明显增加,当复配比为2∶1时相较于空白组升高了0.97%,同时,其田间持水率与凋萎系数也相较于空白组整体分别升高1.518%,1.543%,对照组两者上升则均超过10%。(3) Gardner模型对三组样品模拟良好,三者土壤含水率均随土壤水势增加而减小,当土壤水势一定时,试验组复配比的增加有效提高了复配土壤的含水率,在土壤水势为0.01~1.5 MPa间不同质量比复配土壤平均增加了1.32%~1.72%。[结论]基于黏土沙障的复配土壤其复配比的增加能有效提升土壤的持水力与保水性,其有效含水量也明显上升,对土壤改良明显。

红心柚套种牧草对牧草产量、土壤性状的影响

[目的]探寻一种既能改善土壤理化性质、提高土壤养分,又能营造良好的红心柚生长环境的种植模式。[方法]研究红心柚套种光叶紫花苕、车轴草对牧草产量、土壤性状的影响。[结果]光叶紫花苕、车轴草的地下根系主要分布在1~20 cm耕作层,与红心柚果树的根系生长在空间上不重叠;2种牧草的高度均在30 cm左右,不会与果树竞争养分、光照,也不会引发果园郁闭和不通风的情况;果园温度分别降低了0.7℃、0.6℃。[结论]套种牧草后,有效降低了果园温度,减少了土壤水分的蒸发,土壤肥力得以改善,碱解氮、速效磷以及速效钾的含量均有提高,以光叶紫花苕的效果最为显著。

川滇干热河谷区土壤容重空间变异特征--以滇中楚雄地区为例

土壤容重是土壤最重要的物理性质之一,是植被恢复、生态修复和估算土壤有机碳储量的重要参数。滇中楚雄州北部特殊的地理位置和独特的地形地貌特征组合形成了典型的干热河谷气候和非干热河谷气候,为探讨土壤容重变化影响因素提供了极好的自然条件。通过系统实测土壤容重,采用统计学方法拟合容重传递函数,探讨了研究区内土壤容重特征和空间分布规律。结果显示:研究区干热河谷区土壤容重高,果园对土壤容重影响深度最大,燥红土容重最高,容重传递函数中有机碳贡献最大。研究结果可为干热河谷区生态保护修复、土壤碳储量估算提供基础数据和理论支撑。

冀北山地南麓油松蒙古栎混交林土壤物理性质研究

为明确冀北山地南麓油松蒙古栎混交林土壤物理性质,并探究其水土保持能力,选取油松纯林、蒙古栎纯林、油栎混交林为研究对象,对其土壤物理性质进行差异分析。结果表明:土壤容重均值以油松纯林(1.26 g·cm^(-3))>油栎混交林(1.21 g·cm^(-3))>蒙古栎纯林(1.08 g·cm^(-3));土壤总孔隙度均值以油松纯林(42.39%)<油栎混交林(43.32%)<蒙古栎纯林(51.53%);土壤最大持水率与土壤毛管持水率呈现出相同的大小关系为蒙古栎纯林>油栎混交林>油松纯林;土壤孔隙度随土层深度的增加均呈现出递减的态势,而土壤容重对土层深度的增加体现出递增的变化趋势。

鄱阳湖平原县域耕地土壤容重的空间分布特征及其影响因素

土壤容重是重要的土壤理化性质之一,同时对农作物生长具有显著性影响。研究耕层土壤容重空间分布特征及其影响因素可指导耕地改良及高质量农田建设。通过野外采样及实验测试获得了余干县423个土壤样本的土壤容重、耕层质地及成土母质等相关因素的数据,应用GIS软件和地统计学方法分析了土壤容重的空间分布相关特征;同时结合地理探测器,探讨了影响余干县耕层土壤容重空间分布的影响因素。结果表明,余干县耕层土壤容重平均值为1.11 g/cm^(3),变异系数为16.0%。在空间分布方面,耕层土壤容重从西南到东北方向近似呈递减趋势。耕层厚度和成土母质对土壤容重具有显著影响,泥质岩土壤容重较低,而砂质岩容重较高。建议将禾斛岭垦殖场、瑞洪镇、古埠镇、三塘乡、东塘乡、黄金埠镇以及康山乡部分区域设为重点改良区。此研究为进一步了解鄱阳湖平原县域耕地土壤容重空间分布影响因素及耕地土壤改良区域划分提供理论依据。

碳基有机肥对烤烟生长及产质量的影响

本研究以烤烟品种云烟87为试验对象,设置不同碳基有机肥施用量,研究其对烤烟生长及产质量的影响。结果表明:施用碳基有机肥可以提高烟叶产量,改善农艺性状及品质,烤后烟叶均符合优质烟叶指标要求;与常规施肥对照相比,烟叶总产量提升52.3%~96.6%,优质烟叶产量提升44.5%~54.0%,中等质量烟叶产量提升68.7%~144.0%。综合来看,以施用碳基有机肥1500 kg/hm^(2)对烤烟生长及产质量的提升效果最好。

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题,于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验,以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明:与传统旋耕相比,粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度,FL50处理表层土壤(0~20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20~40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40~60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响,FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25~5 mm)提高9.63%;较传统旋耕,粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果,粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量,其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持续利用发展提供理论依据。

贺兰山中段不同海拔青海云杉林非根和根围土壤生态化学计量特征及影响因素

面对全球变化,准确掌握陆地森林生态系统生物地球化学循环过程及其影响因素,有助于维持生态系统多功能性与稳定性,实现增汇并延长碳汇服务,持续增进并改善人民福祉。为了探究贺兰山山地森林生态系统优势建群种青海云杉(Picea crassifolia)林土壤生态化学计量特征对海拔的生态响应及其影响因素,从土壤、林分、地形影响因素的角度出发,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)和方差分解分析(Variance partitioning analysis,VPA)阐明影响其非根和根围土壤生态化学计量特征空间变异的关键因素。结果表明:(1)贺兰山青海云杉林非根和根围土壤C、N养分含量均维持在较高水平,高海拔区域青海云杉生长受土壤P限制高;相较非根土壤,根围土壤虽养分含量较低,但具有较高的养分周转能力,如有机质分解与矿化、固持P的潜力等。(2)随海拔变化,非根和根围土壤养分及其生态化学计量比变化趋势不同,非根土除了全氮(TN)含量外其他养分含量及化学计量比在不同海拔间均差异显著(P<0.05),根围土全磷(TP)、碳磷比(C/P)具有显著性差异(P>0.05)。(3)土壤、林分、地形3组影响因子共同累计解释了非根和根围土壤养分计量特征61.35%、39.64%的变异;海拔、微生物量碳(MBC)和微生物量磷(MBP)是影响青海云杉林非根土壤养分计量垂直分异的主导因子,而归一化植被指数(NDVI)则显著影响其根围土壤养分计量空间特征;土壤因子对非根和根围土壤生态化学计量特征的单独作用分别是林分因子的2倍、3倍。综上所述,贺兰山青海云杉林非根和根围土壤养分及其生态化学计量特征的空间异质性主要受到土壤因子的驱动,林分因子次之,地形因子的作用主要通过对环境因子的再分配改变植被、土壤性质等特征进而影响土壤生态化学计量的空间格局。本研究有助于科学评估山地生态系统土壤养分盈亏状况及其关键的影响因素,以期从生态化学计量角度为林地土壤养分调控与可持续经营管理提供科学依据和理论支持。

白菜健康株与根肿病患病株的土壤微生物群落和功能差异

根肿病严重制约着十字花科蔬菜产业的发展,而土壤微生物多样性与组成的变化不仅与十字花科作物根肿病密切相关,且对土壤健康、农业生产系统的可持续发展和人体健康至关重要。因此,了解十字花科根肿病发生与土壤微生物群落结构的关系十分必要。采用Illumina MiSeq高通量测序技术对白菜健康株和患根肿病病株的根围土壤的细菌16S rDNA和真菌ITS序列进行测序,将结果质控后与相关数据库进行比对;测定了根围土壤理化性质,分析了样本间的微生物群落结构与组成差异,探讨土壤理化、土壤微生物群落和根肿病间的关系;并对样本细菌和真菌功能进行了预测。结果表明:1)健康白菜植株根围土壤细菌群落均匀度及多样性程度均高于患根肿病植株,患根肿病白菜植株根围土壤真菌群落丰富度、均匀性和多样性程度均高于健康白菜植株根围土壤。2)放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)是所测土壤样本中的主要优势细菌门,芽孢杆菌属(Bacillus)、Gaiella、Defluviicoccus、梭状芽孢杆菌属(Clostridium)和类诺卡氏属(Nocardioides)是所测土壤样本中的主要优势细菌属;根围土壤优势真菌类群为子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Olpidiomycota),主要的真菌属为赤霉属(Gibberella)、被孢霉属(Mortierella)、梭孢壳属(Thielavia)和Basipetospora。3)新陈代谢、环境信息处理、细胞过程和有机系统是健康株与患病株根围土壤细菌群落具有显著差异的4类细菌功能;患根肿病植株根围土壤真菌群落中赤霉属、梭孢壳属、丝壳属(Kernia)和镰刀菌属(Fusarium)的功能丰度均大于健康株。4)主坐标分析结果表明健康植株与患根肿病植株根围土壤细菌和真菌群落结构差异明显,冗余分析结果显示,pH、全氮、碱解氮、速效钾和阳离子交换量是根围土壤微生物群落变化的主要影响因素。白菜健康株与根肿病患病株根围土壤中真菌群落的差异比细菌群落大。本文为研究十字花科作物微生物区系提供了新的依据,并为研究有益合成菌群抑制病原菌从而控制根肿病的方法提供了可能性,同时也为缓解土壤退化和重建健康土壤提供了途径。

秸秆还田与轮耕对双季稻土壤物理特性及碳氮含量的影响

为探究在双季稻地区周年内采用秸秆还田与轮耕模式对土壤物理特性及碳氮含量的影响,在湖南浏阳设置4个处理:秸秆还田早稻旋耕晚稻翻耕(RTS)、秸秆还田早稻旋耕晚稻免耕(RNS)、秸秆不还田早稻旋耕晚稻翻耕(RT)、秸秆不还田早稻旋耕晚稻免耕(RN)。结果表明,各处理土壤团聚体粒径分布及各粒径团聚体碳氮贡献率以0.25~2 mm为主。晚稻采用免耕处理明显提高土壤容重,而早稻旋耕减轻了上年晚稻免耕对土壤容重的影响。秸秆还田相比秸秆不还田提高了各处理早、晚稻0~20 cm土壤大团聚体(>0.25 mm)质量分数2.49%~12.72%、平均质量直径(MWD)1.23%~12.34%、土壤有机碳(SOC)含量8.46%~36.70%、全氮(TN)含量8.96%~81.25%。晚稻采用不同耕作方式后,>0.25 mm团聚体质量分数明显提高,且晚稻采用免耕较翻耕更能提高10~20 cm土层>0.25 mm团聚体质量分数。与其他处理相比,RNS处理0~20 cm土层大团聚体质量分数与SOC含量分别提高了1.87%~21.67%、5.76%~19.36%。因此,采用秸秆还田早稻旋耕晚稻免耕有利于保持土壤的团聚体稳定性,提高土壤SOC含量。

集约化生产条件下稻田土壤机械压实预测模型构建与验证

传统的土壤压实风险评估方法是基于土壤的先期固结压力理论,以机械的接地压力与土壤先期固结压力间关系作为判断依据,缺少针对集约化稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的土壤结构破坏程度的评价方法和依据。为研究适合中国稻作特色,可以定量预测机械压实危害程度的压实容重预测模型,该研究基于土壤的回弹指数和压缩指数推导出土壤压实容重预测模型,以适用于集约化生产条件下稻田土壤机械压实预测。采用调控原状土含水率的单轴压缩试验法分别构建了土壤初始容重、初始含水率与弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力之间的传递函数,然后基于典型机型的田间原位平板下陷试验验证所建模型的可靠性和实用性。结果表明,基于单轴压缩试验法构建的各传递函数拟合决定系数大于0.95。将各传递函数模型所得的弹性压缩模量、塑性压缩模量和先期固结压力输入土壤压实容重模型预测的压实后的土壤容重与实测值的相对误差小于5%。可见,该研究设计的土壤压实预测模型能够准确量化受机械压实情况下土壤容重的变化量,而土壤传递函数法能为构建和应用区域性农业土壤的压实模型提供便利。研究可为集约化生产条件下稻作“湿耕烂种”等生产场景中由定量机械压实造成的土壤结构破坏程度评价提供可靠方法和依据。