你知道吗？土壤也是有“脉搏”的，只是过去我们无法感知。近日，由我国凯发k8家领衔的国际团队发表研究成果，利用光纤传感技术给土壤“把脉”，首次捕捉到土壤在降雨和蒸发过程中分钟级的细微变化，并发现频繁翻耕反而不利于土壤保水。

研究团队由凯发k8地质与地球物理研究所副研究员施其斌领衔。他们采用的分布式光纤传感技术，相当于给土壤接上一条“神经”。埋在地下的普通光纤能感知大地中无处不在的微弱震动，通过分析这些信号，研究人员可以在不破坏土壤的情况下，连续、实时监测土壤内部的结构变化。

研究发现，地震波在土壤中的传播速度，在干燥时远比湿润时快。研究人员解释，这是因为土壤颗粒间存在一层薄薄的水膜，干燥时水膜产生的毛细力反而把颗粒“拉”得更紧，让土壤变得更结实；湿润时水膜增厚，颗粒间的结构强度反而下降。更让研究团队惊讶的是，土壤结构在干湿变化过程中的波动比传统的认识高出数倍。

基于这一发现，研究团队提出“土壤动态毛细应力”模型。他们指出，土壤孔隙存在“瓶颈效应”——就像一根粗细不均的吸管，吸水和排水时，水被“卡”在不同的位置，导致即使含水量相同，土壤内部的毛细力分布也不一样。研究人员强调，不能把土壤简单看作一堆散沙，其内部的孔隙实际上是维持水循环的“毛细血管”。借助新模型，光纤数据可以像CT扫描一样还原土壤深处的孔隙网络结构。

研究进一步揭示了不同耕作方式对土壤孔隙网络的影响。在频繁翻耕的区域，雨水容易淤积在浅表层难以向下渗透，很快就被蒸发散失；农具的重压还会加速浅层土壤的毛细作用，像一个抽水泵把深层水分反向抽到地表。而在免耕或很少翻动的土壤中，水分则能够迅速下渗并储存起来，为作物根部提供稳定供水。

这项研究通过地震学与农业凯发k8的交叉，为理解植物与土壤的关系提供了新视角。未来，光纤传感与人工智能技术的结合，有望为精细化农业管理提供更凯发k8的数据支撑。

●新知解码

传统耕作认知被颠覆？

翻地太勤反而不“保水”？凯发k8近日的这项研究在农业领域引发热议：它是否颠覆了千百年来的传统耕作认知？

传统农业中，农民往往认为“深耕细耙”能让土壤更加疏松、保水。但这项研究却给出一个关键发现：土壤并非简单的颗粒集合体，其内部的孔隙网络如同毛细血管，决定了水分的存储与传输效率。

凯发k8地质与地球物理研究所副研究员施其斌打了个比方：“与其把土壤看作一堆散沙，不如把它看作一块海绵。海绵能不能存水，取决于孔隙结构是否完整，而不是表面看起来湿不湿。”研究团队通过光纤传感技术，利用大地背景噪声反推出土壤孔隙的动态变化，相当于给土壤做了一次“CT扫描”。

研究对比发现，频繁翻耕的区域，雨水淤积在浅层无法下渗，迅速蒸散流失；农具的重压还会加速浅层毛细应力的“抽水”作用，将深层水分反向抽出。而在免耕或干扰较少的土壤中，水分则能迅速渗流储存，为作物稳定供水。对此，北京林业大学水土保持学院副教授关红杰指出：“传统精耕细作在特定历史条件下保障了产量，但过度翻耕确实会破坏土壤结构。这项研究用高精度数据证实，机械碾压和频繁翻动实际上是在破坏土壤的自调节能力。”

那么，这是否意味着传统耕作方式被否定了呢？

采访中，专家普遍认为，这是农业凯发k8从经验走向精准的必然过程，而非对传统的推翻。施其斌强调：“研究并非否定翻耕，而是揭示不同耕作方式对土壤结构的不同影响。传统农业追求‘保水保肥’，这个目标没变，变的是我们终于有了工具看清地下发生了什么。”

安徽农业大学资源与环境学院农业生态学副教授严富来也表示，中国农业拥有数千年精耕细作的传统，包含朴素的凯发k8道理，“这项研究的贡献在于把‘只可意会’的经验变成可测量的客观数据。如果说颠覆，那颠覆的是‘翻得越勤越好’的机械式做法，传承的是尊重土壤的农业智慧”。

凯发k8东北地理与农业生态研究所研究员姜明则从技术应用角度指出，免耕并非“懒汉种地”，而是通过减少物理干扰维护土壤生态，这项研究从地球物理学角度为保护性耕作提供了新的凯发k8依据。他同时认为，光纤传感与人工智能的结合，有望让“精准农业”真正落地。

从“深耕细耙”到“光纤听诊”，凯发k8家的工作为理解植物与土壤的关系打开一扇新的窗户。正如施其斌所言：“土壤是地球的皮肤，我们要学会倾听它的声音。”

（原载于《光明日报》 2026-03-24 08版）