近期，资环所在Soil & Tillage Research（中科院1区Top期刊，IF2023=6.50）在线发表了题为“Description and modeling of the impacts of rigid calcareous concretions and shrinkage on the water retention curve of a Vertisol”的研究论文，揭示了砂姜对砂姜黑土水分特征曲线的影响机制，为预测含刚性粗粒介质膨胀土的持水特性提出了新模型。

砂姜黑土（系统分类多为变性土）是黄淮海平原重要的农业耕作土壤，其典型的特征是富含砂姜及具有高收缩膨胀能力。多孔的粗颗粒砂姜存在于柔性的土壤介质中，使得土壤水分特征曲线的研究工作变得更加复杂。

本研究利用室内模拟试验，采用土柱模拟和显微CT技术，研究了砂姜物理特征（粒级和含量）和土壤收缩对砂姜-细土混合土壤水分特征曲线的影响。结果表明，砂姜的存在降低了土壤收缩能力及持水量，且降低程度随砂姜含量的增加而增大，但粒级间无显著差异。若在测定土壤水分特征曲线过程中忽略土壤体积变化，则会导致土壤持水能力的低估。对于土壤水分特征曲线参数拟合来说，进气吸力值比水分释放参数更易受土壤体积变化的影响。基于此结果，研发了量化砂姜-细土混合土壤水分特征曲线的新模型，该模型更好地耦合了砂姜体积含量与土壤收缩对土壤持水能力的影响，且预测性能良好。

该研究由资环所与中国科学院南京土壤研究所共同完成，资环所陈月明博士为第一作者，中国科学院南京土壤研究所彭新华研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金(41930753;41725004)、国家重点研发计划项目(2023YD1900201)、中国科学院青年创新促进会项目(2021311)等项目的共同资助。（撰稿：陈月明      审核：谭德水）

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198724000400