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广西地处喀斯特区,其复杂脆弱的岩溶地质环境加上近年来的极端恶劣天气使得广西地区农业干旱频发。通过对广西喀斯特地区秸秆覆盖和秸秆不覆盖条件下土壤基本性质、水分运移通道几何结构特征和原状土柱离子入渗试验综合分析研究,对了解广西喀斯特地区典型农地土壤水分运移通道和水肥高效利用具有重要意义。本研究以广西南宁里建科研基地秸秆覆盖和秸秆不覆盖条件下6块甘蔗试验样地土壤为研究对象,利用PVC管取得甘蔗试验样地原状土柱,进行土壤理化性质、土柱CT扫描切片和室内土柱离子入渗试验相结合,对秸秆覆盖和秸秆不覆盖条件下的水分运移通道特征进行综合研究分析,本研究主要结果如下:(1)甘蔗试验样地在秸秆覆盖后整个土壤剖面的土壤物理性质上表现为容重变大,土壤含水量提高;在土壤化学性质上表现为土壤有机质和土壤全氮含量减少,土壤中有机质和全氮减少可能与土壤中作物根系增多有关,土壤根系越多需要吸收的土壤养分也就越多。在整个土壤剖面上作物根系上表现为随土壤深度的增加,土壤根长密度和根重密度均逐渐减小,其中秸秆覆盖条件下土壤中的作物根长密度要大于秸秆不覆盖条件下,而土壤根重密度除了表层0-10 cm外,秸秆覆盖和秸秆不覆盖条件下整体上呈现较小差异。(2)基于CT扫描切片成像和土壤水分运移通道三维重建技术可知,在整个土壤剖面秸秆覆盖和秸秆不覆盖条件下甘蔗试验样地土壤水分运移通道几何结构特征存在着较大差异。在秸秆覆盖条件下土壤中的孔隙数目增多,土壤孔隙度增大,进而导致土壤孔隙面密度变大。同时在秸秆覆盖条件下甘蔗试验样地土壤的比表面积平均值为1.647 mm,连通性平均值为0.713,都大于秸秆不覆盖条件下甘蔗试验样地的1.439 mm和0.611。但是秸秆覆盖条件下的土壤水力半径平均值为0.663 mm小于秸秆不覆盖条件下的0.703 mm。通过三维可视化能够更加直观的反映出土壤中水分运移通道的几何特征以及连通性的差异。(3)基于土柱离子入渗试验,由土壤中离子入渗特征曲线可知,在秸秆覆盖条件下甘蔗试验样地土壤中氯离子、电导率、电阻率和总溶解固体(TDS)等指标出流溶度最大值、稳定值以及整个入渗过程中的平均溶度值均大于秸秆不覆盖条件下且出流用时更短。在去离子入渗过程中,各个指标溶度下降过程中趋势线斜率绝对值都要大于秸秆不覆盖条件下。研究结果表明秸秆覆盖可通过改善水分运移通道进而影响土壤中的溶质运移。综上所述,结合土壤水分运移通道的几何结构和土壤中溶质运移特征曲线可知,在广西甘蔗种植中秸秆覆盖措施可以增大土壤孔隙的连通性,改善土壤结构,加速土壤中溶质运移,促进土壤养分吸收。