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土壤含水量与容重对砂姜黑土抗压强度的影响及其传递函数构建

文献类型： 中文期刊

作者： 张红霞;彭新华;张中彬;郭自春;高磊;陈月明;张平

作者机构：

关键词： 砂姜黑土;抗压强度;土壤传递函数;含水量;容重

期刊名称：土壤通报

ISSN： 0564-3945

年卷期： 2025 年 4 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： [目的]砂姜黑土表现出湿时泥泞,干时僵硬的物理性质,探究砂姜黑土的抗压强度对于土壤结构保护和农机作业时间选择具有重要意义.[方法]以砂姜黑土为研究对象,设置5个不同的土壤含水量水平(田间持水量的100％、85％、70％、55％及40％),以及3个土壤容重级别(1.2、1.4和1.6 gcm-3),采用高压固结仪进行单轴压缩试验,分析土壤含水量(θ)和容重(ρ)对抗压强度(σp)的耦合影响.[结果]Van Genuchten方程拟合土壤压实曲线效果良好(R2＞0.99).砂姜黑土耕层土壤的抗压强度范围为15.2～150.6kPa,且受到土壤含水量和容重以及二者交互作用的显著影响(P＜0.05).当土壤含水量≥70％田间持水量且初始容重≤ 1.4 gcm-3时,农机装备的施加压力已经超过土壤抗压强度,压实风险较高.本研究采用MATLAB进行多元回归分析的方法,构建了土壤含水量、湿容重与抗压强度三者的土壤传递函数(σp=aexp(bθ+cρ),R2=0.832,P＜0.01).[结论]土壤含水量与容重是调控砂姜黑土抗压强度的两个关键因素,建议选择土壤含水量较低且容重较大的时期进行农事操作.研究建立的土壤传递函数可以较好地预测砂姜黑土的抗压强度,研究结果可为农机具在田间作业时的压实风险评估及合理作业时机选择提供科学依据。

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