土壤保水能力是衡量土壤健康狀況、指導農業精準灌溉、推動生態修復以及預防地質災害的重要指標。過去，評估土壤保水性主要依賴烘干法、張力計和離心法等傳統技術。這些方法雖能提供基礎數據，但存在耗時長、破壞樣品結構、難以區分不同形態水分（如束縛水、毛細水和自由水）等局限。隨著土壤水文研究的深入，科研界迫切需要一種能夠快速、無損且原位監測土壤水分動態的技術。在此背景下，低場核磁共振技術憑借其獨特優勢，逐漸成為土壤物理學及相關領域的研究熱點。

低場核磁共振技術的核心原理基于氫原子核的自旋特性。土壤中的水分富含氫原子，其原子核在磁場中如同微小磁針。當土壤樣品被置于低場核磁共振設備的恒定磁場中時，氫原子核會沿磁場方向排列。此時，施加特定頻率的射頻脈沖，氫核吸收能量后偏離原方向；脈沖停止后，氫核逐漸釋放能量并恢復初始狀態，這一過程稱為“弛豫”。儀器通過檢測弛豫信號（即弛豫時間T2）獲取信息：弛豫時間越短，表明水分被土壤顆粒束縛越緊密（如強束縛水）；反之，自由水的弛豫時間較長。通過分析弛豫時間分布譜，可無損、定量地區分土壤中不同形態水分的含量與比例。

與傳統方法相比，低場核磁共振技術具有顯著優勢。首先，它無需干燥或破壞土樣，可對同一樣品進行連續動態測量，既提高了實驗效率，又保留了土壤原始結構信息。其次，該技術能非侵入式量化不同束縛狀態的水分，突破了傳統方法僅能測定總含水量的局限。它還可通過成像技術直觀展示水分在土壤孔隙中的空間分布，并實時監測水分遷移、凍融循環和植被吸水等動態過程。更值得一提的是，弛豫時間分布與土壤孔隙結構、比表面積和黏土礦物含量等性質密切相關，一次測量即可同步獲取多種物理信息。

在土壤保水能力評價中，低場核磁共振技術發揮著關鍵作用。例如，通過關聯不同吸力（基質勢）下的核磁共振信號，可高精度構建土壤水分特征曲線，明確各吸力段可移動水與不可移動水的具體含量，深化對土壤持水與釋水機制的理解。該技術還能通過設定弛豫時間閾值，直接量化對植物有效的毛細管水和難以利用的束縛水，為精準灌溉和抗旱品種選育提供科學依據。弛豫時間分布可反演土壤孔隙尺寸分布，通過分析不同孔隙中水分的保持與運動，評估土壤結構（如團聚體穩定性和孔隙連通性）對保水能力的影響。

在土壤改良與管理領域，該技術同樣表現出色。例如，在施加生物炭、有機肥或實施耕作措施后，利用低場核磁共振技術動態跟蹤土壤不同形態水分的變化，可科學評價改良措施對提升土壤保水抗旱能力的效果。某研究團隊通過長期監測發現，施加生物炭后，土壤中自由水比例顯著增加，而強束縛水比例下降，表明改良措施有效改善了土壤孔隙結構，增強了保水能力。這一發現為優化土壤改良方案提供了重要參考。

低場核磁共振技術以其無損、精準、動態的特點，正在重塑土壤保水能力評價的研究范式。它不僅彌補了傳統方法的不足，更通過揭示土壤水分微觀形態與宏觀性質的聯系，為水資源高效利用、生態環境保護和農業可持續發展提供了強有力的技術支撐。隨著該技術的普及與創新，其在土壤科學及相關領域的應用潛力將進一步釋放。