把农田土壤的“呼吸”测出来了!

把农田土壤的“呼吸”测出来了!3月20日,由中国科学院地质与地球物理研究所的施其斌副研究员牵头的研究团队,在《科学》杂志上发表了一个新发现。他们用分布式光纤传感技术(DAS),就像拿着一把光纤做的“听诊器”,把土壤在分钟尺度的变化全给逮住了。这个技术让人们可以看到土壤孔隙和水分的变化图,而且是实时记录的。以前,大家一直想找个好办法来看看耕作对土壤结构有什么影响。现在好了,这个团队利用光纤技术,把大地背景噪声变成了地震波,给我们展示了一个不一样的景象。他们发现,下雨和蒸发的时候,土壤里的地震波传播速度居然会剧烈波动。原来,干燥土壤中的地震波跑得更快,这是因为少量水膜产生的毛细应力让颗粒间变得更牢固。施其斌还提出了一个“土壤动态毛细应力”模型,说土壤孔隙有瓶颈效应,含水量相同时毛细应力分布也不同。他打了个比方:别把土壤当成简单的颗粒堆,它就像一个多孔介质,里面的孔隙结构就是水循环的“毛细血管”。 他还说,用了这个新模型,光纤数据就能像CT扫描一样还原出土壤深处的孔隙网络特征。研究结果显示,不同的耕作模式对土壤孔隙网络有很大差别。比如在经常翻土的地方,短暂的雨水没办法渗下去,还容易蒸发光了;而免耕或者干扰少的土壤呢,水分能迅速渗流和储存下来。这个研究给农业带来了新的思路。