根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响-ingentaconnect.pdf

第 30 卷 第 20 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.20 2014 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2014 83 根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响 1 1 2 1 1 1 张展羽 ，朱文渊 ，朱 磊 ，王 策 ，盛丽婷 ，陈 于 （1. 河海大学水利水电学院，南京 210098 ； 2. 宁夏大学土木与水利工程学院，银川 750021 ） 摘 要：为研究不同根系含量和盐分含量土壤表面干缩裂缝的发育规律，该文提出了一套基于数字图像处理的裂 缝几何参数提取方法，分析裂缝形态随含水率的变化规律。结果表明：随着含水率的降低，不同根系含量条件下 裂缝面积密度和长度密度的差异显著（P ＜0.05 ），裂缝发育稳定时根系含量越大，面积密度越小，长度密度越大。 盐分质量分数为 2.0% 的土壤试样在整个干燥过程中裂缝面积密度明显比其他低盐分含量的试样高。当含水率＜ 27% 时，盐分含量对土壤裂缝面积密度的影响差异明显，不同盐分含量的土壤裂缝面积密度和长度密度均差异显 著（P ＜0.05 ），说明盐分含量越大，稳定时土壤裂缝面积密度越大，长度密度越小。该成果对指导开裂土壤的农 田灌溉具有重要的实践意义。 关键词：土壤；盐分测量；图像处理；干缩裂缝；根系含量 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.20.011 中图分类号：S154.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2014)-20-0083-07 张展羽，朱文渊，朱 磊，等. 根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响[J].农业工程学报，2014， 30(20)：83－89. Zhang Zhanyu, Zhu Wenyuan, Zhu Lei, et al. Effects of roots and salinity on law of development for farmland soil desiccation crack[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(20): 83 －89. (in Chinese with English abstract) [4] 值主要与蒙脱石含量相关。Anderson 等 研究发现 0 引 言 COLE 值与细黏土含量高度相关。Ross[5]研究发现 农田土壤干缩裂缝的产生破坏了完整的土壤 仅含云母和高岭石时，COLE 值与黏粒含量显著相 结构，成为水分及溶于其中的溶质快速，远距离运 关（R2=0.81 ），而当增加蒙脱石含量时，其线性回 移的主要通道，其结果造成灌溉水和肥料养分浪 归分析的判定系数降为 0.56 ；同时发现，无论是否 费，地下水污染。因此研究土壤干缩裂缝对提高灌 包含蒙脱石，土壤的比表面积均与 COLE 值高度相 溉水利用率，降低农业成本和防治地下水污染等方 关（R2 分别为 0.91 和 0.97 ），说明对于描述土壤的 面具有重要的理论和实践意义。 胀缩潜力时