3月20日，中国科学院地质与地球物理研究所的施其斌副研究员，还有美国华盛顿大学的Marine Denolle等人，把一项突破性的研究成果发表在了《科学》杂志上。土壤是地球的表层，也是农业和生态的基石。研究者把光纤铺进农田里，这东西就像给大地装了个灵敏的“听诊器”，通过它就不用破坏土地，也能捕捉到土壤水分波动的情况。施其斌和团队首次用这种技术记录下了农田土壤分钟级别的结构变化，还给它建立了一个独特的模型，把耕作方式对土壤水分的影响给揭示了出来。 这个技术特别厉害，只要在地里铺一根细细的光缆，就能监听大地发出的背景噪音产生的地震波。因为在不同含水量的土壤里，地震波的传播速度是不一样的。当土壤变干燥或者湿润时，颗粒间的毛细应力会改变结构强度，这就让地震波速度产生剧烈波动。这种变化反映了水分流动对土壤颗粒结构的独特作用。 基于这些发现，研究者提出了“土壤动态毛细应力”模型。他们发现由于土壤孔隙的“瓶颈效应”，即使含水量相同，毛细应力在脱水和吸水过程中的分布也不一样。施其斌把土壤比作多孔介质，指出孔隙结构就像是维持水循环的“毛细血管”。通过新模型加上光纤数据，就像做CT扫描一样还原了土壤深处的孔隙网络特征。 研究显示不同耕作模式对土壤孔隙网络产生了截然不同的影响。频繁翻土的地方降雨后水分淤积在表层蒸散掉了；而免耕或干扰少的地方水分能迅速渗流储存起来。这种交叉学科的研究为科学认识植物与土壤的关系提供了新视角。将来光纤传感跟人工智能结合起来，说不定能给大规模的精细化农业管理提供更多数据支持。（来源：中国科学报冯丽妃）