土壤环境的改变会影响水分在土壤中的运动过程，为分析耕作方式对田间土壤优先流发育变化程度的影响，本研究以广西典型农地甘蔗地为研究对象，通过野外染色示踪试验和室内土柱入渗模拟实验，结合图像形态学分析、色相分割、数值模拟以及统计分析等方法，探究不同耕作方式甘蔗地土壤优先流运动过程及其发育程度，揭示垄耕、免耕和秸秆覆盖甘蔗地对优先流的影响，可为进一步改善蔗田水肥利用效率，实现甘蔗的提质增收提供一定的理论支撑。本研究结果如下： （1）在相同外部供水条件下，垄耕甘蔗地染色形态随土壤深度的增加显著减少，土壤垂直剖面平均染色面积比最小（12.43%），染色形态变异系数平均值为0.83，均大于秸秆覆盖和免耕甘蔗地。秸秆覆盖甘蔗田垂直染色形态图像呈指状和团块状。随着土层深度的增加，免耕甘蔗地染色形态呈现裂隙状分化现象，平均最大入渗深度为27.71cm，分别是垄耕和秸秆覆盖甘蔗地的1.67倍和1.15倍。免耕甘蔗地土壤达到饱和状态的时间最短（T=400min），平均出流量为28.94mL，与垄耕（15.54mL）和秸秆覆盖甘蔗地（19.62mL）均存在显著差异（P＜0.05），其优先流运动更快。 （2）垄耕甘蔗地“速变”程度优先流在土壤10cm深度处占比4.97%，与秸秆覆盖和免耕甘蔗地存在显著差异（P＜0.05）。秸秆覆盖甘蔗地分形维数平均值为0.85，分别是垄耕甘蔗地和免耕甘蔗地的1.15倍和1.27倍。免耕甘蔗地“活跃”程度优先流平均值为55.14%，与秸秆覆盖甘蔗地（30.10%）和垄耕甘蔗地（46.03%）存在显著差异性（P＜0.05）。“速变”、“次活跃”和“活跃”程度优先流分别对垄耕、秸秆覆盖和免耕甘蔗地优先流发育影响最大。 （3）在整个0-50cm土壤空间内，垄耕甘蔗地前期含水量平均值（27.15%）最大。其容重（1.62g·cm-3）分别是秸秆覆盖和免耕甘蔗地的1.13倍和1.02倍。免耕甘蔗地砂粒含量平均值为38.30%，均大于其它2种耕作方式甘蔗地，在土壤20-50cm深度范围内，免耕甘蔗地平均饱和导水率最大（0.002cm·s-1），秸秆覆盖甘蔗地土壤平均有机质（27.47g·kg-1）、总磷（0.39mg·g-1）和全氮（0.29mg·g-1）含量均高于垄耕和免耕甘蔗地。耕作方式影响下的土壤环境化学性质的改变对甘蔗地土壤优先流影响程度最显著。
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