丁启朔，董盛盛，李毅念，邱　威，薛金林，何瑞银（南京农业大学工学院， 南京210031）



耕层构造的土壤结构质量-径级数字图像分析

丁启朔，董盛盛，李毅念，邱威，薛金林，何瑞银
（南京农业大学工学院， 南京210031）

摘要：为了探讨以土壤结构体为单元的耕层构造定量方法，该文利用犁耕生成的土壤结构体2D图像计算其质量-径级分布。分别以30°、45°、60°及90°拍摄获取土壤结构体的数字图像，计算土壤结构体各径级区间的几何指标，拟合质量-径级分布模型。结果表明土壤结构体的棱角性和形状指数随径级增大而增加，但矩形度随之减小；以60°拍摄所得的土壤结构体质量-投影面积关系的拟合精度最高，各粒径区间R2均不低于0.89；数字图像筛分与手工测量所得的土壤结构体质量-径级分布无显著差异（P＞0.05），表明数字图像筛分是从2D投影面信息获取土壤结构体质量-径级分布的准确方法；相对于Weibull和Rosin-Rammler模型，用Gaudin-Schuhmann模型拟合获得的土壤结构体质量-径级分布效果较优，用该模型拟合数字图像筛分所得的土壤结构体质量-径级分布，R2为0.98；相对于干筛法，数字图像筛分方法的划分的径级区间更精细，所得的模型拟合精度更高。

关键词：土壤；模型；图像处理；耕层构造；土壤结构体；数字图像；质量-径级分布

丁启朔，董盛盛，李毅念，邱威，薛金林，何瑞银. 耕层构造的土壤结构质量-径级数字图像分析[J]. 农业工程学报，2016，32（2）：134－140.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.02.020http://www.tcsae.org

Ding Qishuo， Dong Chengsheng， Li Yinian， Qiu Wei， Xue Jinlin， He Ruiyin. Digital image processing of mass-size distribution of soil structures in plough layer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2016，32（2）: 134－140. （in Chinese with English abstract）doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.02.020http://www.tcsae.org

0　引　言

合理的耕层构造是土地高产出的重要保障，能够通过调控土壤的水、肥、气、热等环境要素促进农作物生长发育[1-6]。……