土壤物理性质包括土壤强度、土壤通气性、土壤水分、土壤温度等对作物生长的影响显著。为综合评价适宜作物生长的土壤物理状况，土壤物理学者提出了土壤物理质量（Soil physical quality, SPQ）的概念。土壤物理质量受耕作方式影响深刻，耕作不但改变了土壤结构，而且改变了土壤强度、土壤水分和土壤通气性等。而对于具有强胀缩性的变性土而言，各土壤物理性质间的联系往往更为复杂且具有动态变化的特点。
最近，我室彭新华研究员团队依托安徽省龙亢农场耕作定位试验平台，提出了适宜评价砂姜黑土小麦-玉米复种模式下的土壤物理质量参数。研究发现：
1. Dexter等（2004, Geoderma 120(3-4): 201–214）基于水分特征曲线拐点斜率提出土壤物理质量S指数虽反映了结构性孔隙向质地孔隙的转变，但忽略了脱水过程中土壤颗粒排列等物理性质的变化，与小麦和玉米产量间均未表现出明显关系。
2. da Silva 等（1994, Soil Sci. Soc. Am. J. 58 (6): 1775–1781）综合土壤容重、土壤强度、土壤通气性、土壤水分有效性等参数，提出土壤物理质量的作物生长最小限制水分范围（Least limiting water range，LLWR）指数能够有效反映土壤物理质量与小麦产量间的关系，但LLWR与玉米产量间却无相关性。这主要是由于该区玉米季降雨集中，加之砂姜黑土通气透水能力差，生长季内土壤水分胁迫频率对作物生长的影响大于LLWR量级。
3. 为此，研究团队基于土壤水分动态变化创新地提出水分胁迫时间占比（Water stress percentage, WSP），作为评价该地区玉米生长的土壤物理质量新参数。该参数定义为土壤含水量超过田间持水量（涝渍胁迫时间, Waterlogging stress percentage, WLP），或低于萎蔫系数的时间（干旱胁迫时间, Drought stress percentage, DSP）占整个作物生长季的百分比。玉米产量与WSP，特别是与土壤涝渍胁迫时间占比（WLP）间具有极显著的负相关关系。涝渍胁迫时间（WLP）可以作为评价影响该地区玉米产量的关键物理质量参数。
该研究成果得到国家基金委和国家重点研发计划等项目资助，相关论文发表在Soil and Tillage Research期刊上。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.still.2021.104970
土壤水分胁迫时间占比
Water stress percentage (WSP)
