土壤物理性質（包括土壤強度、土壤通氣性、土壤水分、土壤溫度等）對作物生長的影響顯著，為綜合評價適宜作物生長的土壤物理狀況，土壤物理學者提出“土壤物理質量（Soil physical quality, SPQ）”的概念。土壤物理質量受耕作方式深刻影響，對于具有強脹縮性的變性土而言，各土壤物理性質間的聯系更為復雜且具有動態變化的特點。
近期，中國科學院南京土壤研究所研究員彭新華團隊依托安徽省龍亢農場耕作定位試驗平臺，提出了適宜評價砂姜黑土小麥-玉米復種模式下的土壤物理質量參數。研究發現：（1）Dexter等（2004, Geoderma 120(3-4): 201–214）基于水分特征曲線拐點斜率提出的土壤物理質量S指數雖反映了結構性孔隙向質地孔隙的轉變，但忽略了脫水過程中土壤顆粒排列等物理性質的變化，與小麥和玉米產量間均未表現出明顯關系。（2）da Silva等（1994, Soil Sci. Soc. Am. J. 58 (6): 1775–1781）綜合土壤容重、土壤強度、土壤通氣性、土壤水分有效性等參數，提出土壤物理質量的作物生長最小限制水分范圍（Least limiting water range，LLWR）指數能夠有效反映土壤物理質量與小麥產量間的關系，但LLWR與玉米產量間無相關性。這主要是由于該區玉米季降雨集中，砂姜黑土通氣透水能力差，生長季內土壤水分脅迫頻率對作物生長的影響大于LLWR量級。（3）為此，研究團隊基于土壤水分動態變化，創新性地提出水分脅迫時間占比（Water stress percentage, WSP）作為評價該地區玉米生長的土壤物理質量新參數。該參數定義為土壤含水量超過田間持水量（澇漬脅迫時間, Waterlogging stress percentage, WLP），或低于萎蔫系數的時間（干旱脅迫時間, Drought stress percentage, DSP）占整個作物生長季的百分比。玉米產量與WSP，特別是與土壤澇漬脅迫時間占比（WLP）間具有極顯著的負相關關系。澇漬脅迫時間（WLP）可以作為評價影響該地區玉米產量的關鍵物理質量參數。
相關研究成果發表在Soil and Tillage Research上，研究工作得到國家自然科學基金委員會和國家重點研發計劃等的資助。
土壤水分脅迫時間占比Water stress percentage(WSP)