油菜根系固土拉力的原位测定研究

应用锚杆拉力计和自行没计的剪切箱对不同根系密度的油菜根系固土能力在10 cm深度进行了原位测定.结果表明,当施加载荷达到3.5 kN时,生长有油菜的土壤样方1(根系密度为1.11 kg/m3)位移为38.0mm,生长有油菜的土壤样方2(根系密度为0.57 kg/m3)位移为46.0 mm,而裸土样方位移为49.7 mm.土壤样方内根系密度越大,达到土壤样方与土体分离的特征点所需要施加的载荷就越大.土壤样方1的屈服拉力点为3.5 kN,抗拉极限点为4.0 kN;而土壤样方2的屈服拉力点为3.1 kN,抗拉极限点为3.5 kN.该测定方法可以在水土保持上作为评价不同作物(植物)固土能力的有效参考手段.     

油菜根系固土拉力的原位测定研究*

 应用锚杆拉力计和自行设计的剪切箱对不同根系密度的油菜根系固土能力在10cm深度进行了原位测定。结果表明,当施加载荷达到35kN时,生长有油菜的土壤样方1（根系密度为111kg/m3）位移为380mm,生长有油菜的土壤样方2（根系密度为057kg/m3）位移为460mm,而裸土样方位移为497mm。土壤样方内根系密度越大,达到土壤样方与土体分离的特征点所需要施加的载荷就越大。土壤样方1的屈服拉力点为35kN, 抗拉极限点为40kN;而土壤样方2的屈服拉力点为31kN,抗拉极限点为35kN。该测定方法可以在水土保持上作为评价不同作物（植物）固土能力的有效参考手段。     

香根草根系固土拉力的原位测定

 应用锚杆拉力计和项目组自行设计改进的剪切箱,原位测定了不同深度（10cm,20cm）分蘖期香根草根系固土、单根拉力。结果表明,在给香根草施加载荷初期,根系都会发生弹性形变,荷载与位移都按比例增加,呈现一定的线性关系。当载荷超过根系抗拉极限后,随着拉力的继续增加,根系发生塑性形变,载荷与位移关系逐渐偏离直线,反映出非线性弹性特征,测定的土体样方与土体分离。但与裸土样方相比,在施加同样载荷的情况下,有根样方位移明显要小于无根样方,说明香根草具有一定的固土能力,并且根系入土越深,植物固土能力越强。     

不同生育期小麦根系固土力的原位测定

 农作物在生长过程中其根系对土壤的固持作用可以减轻坡地土壤的水土流失,测定农作物根系对土壤的固持力可以从一个方面评价不同作物的水土保持作用。本研究以云南主要农作物小麦为例,应用锚杆拉力计和自行设计的原位测定剪切箱对不同生育期的小麦根系固土力进行了原位测定。结果表明：处于分蘖期,抽穗期和成熟期的小麦,在施加载荷初期,被测样方都会发生弹性形变,荷载与位移都按比例增加,呈现一定的线性关系。当载荷超过根系抗拉极限后,随着推力的继续增加,样方发生塑性形变和蠕变,载荷与位移关系逐渐偏离直线,反映出非线性弹性特征,测定的土壤样方与土体分离。不同生育期小麦根系固土力大小顺序为：成熟期>抽穗期>分蘖期     

三种产业沼气作物根系固土力的原位测定和模型预测

本研究采用野外剪切试验和室内抗拉试验的方法,对杂交狼尾草、黑麦草和紫花苜蓿这3种沼气作物的根系固土能力进行研究。结果表明:(1)在地下10 cm深处杂交狼尾草、黑麦草、紫花苜蓿根土体的抗剪强度分别是素土的2.05、1.34、1.76倍。20 cm深度处分别是1.94、1.17、1.75倍。在10 cm和20 cm深处根系提高土体抗剪强度值均为杂交狼尾草紫花苜蓿黑麦草,从根系固土能力的角度看,可优先种植杂交狼尾草作为沼气作物。(2)3种产业沼气作物根系抗拉强度与直径存在幂函数负相关关系。3种植物根系抗拉强度的平均值为黑麦草(69.78 MPa)杂交狼尾草(67.57 MPa)紫花苜蓿(56.36 MPa)。(3)WU和WALDRON模型预测的作物根系增大土体抗剪强度值,在地下10 cm深处比实测值大1.49倍到5.48倍,20 cm深处大1.90倍到5.93倍,两种深度紫花苜蓿的模型预测值与实测值最为接近。     

植物根系固土护坡效应的原位测定

通过对南望山山脚下樟树的4个含根土样和素土样在现场进行原位剪切试验,对比素土样和4个含根土样的强度值、位移值,分析评价植物根系的固土护坡效应。结果表明:1)根系的存在提高了土体的峰值强度和残余强度,且根系提高土体残余强度的程度更高;2)同素土样相比,4个含根土样在强度峰值点对应的位移值更大,在土体被剪破前,含根土体能够承受更大的变形,根系增加了土体的延性;3)含根土体的应变软化段曲线较素土体的更加平缓,根系降低了土体峰值点后抗剪强度的减小幅度,使土体在较大应变处仍能保持较高的强度,提高了土体的延性;4)剪切断面上总根长、根面积比与土体抗剪强度的增量均成正相关。     

植物根系抗拉力学性能研究进展

根系是植物固土的基本单元,根系力学性能研究是植物根系固土研究的基础。植物护坡工程中,植物根系通过发挥抗剪和抗拉作用提高边坡稳定性。根系抗拉能力是增强边坡稳定性最重要的因素之一,根系抗拉力学性能研究具有重要意义。在分析国内外多种植物根系抗拉力学性能研究的基础上,总结了这些植物根系抗拉力学特性的研究现状,分析比较了植物根系抗拉力学性能研究试验的方法和多种影响因素与植物根系抗拉性能的关系,得出如下结论:①目前尚未形成标准的根系抗拉试验,根系抗拉性能试验研究的方法和设备有待科学规范;②根系直径与抗拉力和抗拉强度关系研究已经形成共识,即根系直径越大,抗拉力越大,抗拉强度越小;③根系抗拉强度随根系采伐时间的推移而降低;④根系长度、含水量、加载速率、根系内部化学成分和微观结构等对抗拉力和抗拉强度的影响研究较少,尚未形成统一结论,还需要加强研究。最后,探讨了植物根系抗拉力学性能研究存在的问题和趋势,认为夹具的改进、根系形态解剖结构研究、根系疲劳破坏研究应成为今后研究的重点。     

林木根系固土作用数值分析

林木根系的固土作用是通过影响土体的应力、应变(位移)状态来实现的.该文将根土复合体看作是由土体、根系以及土体与根系之间的接触单元所联系起来的有机体,采用Duncan-ChangE-μ模型和非线性界面单元模型对根系固坡问题进行了应力应变分析,以油松为对象,模拟了油松根系与黄土相互作用的应力场,探索了有限元数值分析方法在根系固土机理研究领域的应用.研究结果表明,根系能使坡面表层的应力传递到土层深层,并弱化一定深度土层土体的应力,尤其是根底边缘附近的浅层土体应力减小的幅度较大,表明根系固土的影响范围局限于土体浅层.采用有限元法计算坡面在无林与有林两种条件下的边坡安全系数分别为1·821和1·984,有油松根系存在的边坡其安全系数比天然边坡计算的安全系数提高了10%,说明根系具有一定的固土作用.     

油松根系直径对根鄄土界面摩擦性能的影响

植物根系与土壤界面的摩擦特性对于斜坡的稳定性是一个重要因素。为研究林木根系直径变化对植物根系 固土性能的影响,通过对油松单根施加拔出载荷进行室内直接拉拔实验,分析了油松根系直径变化对根-土界面摩 擦性能的影响。实验表明,根系鄄土壤最大摩擦力与根系直径存在明显的线性正相关关系,通过建立单根简化模型 对根土间的摩擦情况进行分析,证明与实验结论一致;同时,实验与模型分析得出根土摩擦力与根系的埋置深度也 存在线性正相关关系;另外,对影响根系初始拔出载荷的因子进行分析,表明其大小也与根系直径和根系埋置深度 呈正相关关系。研究了根系直径生长变化对根-土复合体稳定性的影响机理,对建立边坡稳定模型具有重要参考 价值。      

木薯间作玉米共生期间的作物生长及根系互作

【目的】探究不同间作模式对木薯和玉米共生期间的农艺性状、根系分布、土壤理化性状和根系养分含量的影响,为优化木薯间作玉米高产高效栽培技术提供理论依据。【方法】以华南9号食用木薯和特早熟糯玉808鲜食玉米为试验材料,设等行距、宽窄行单作木薯及木薯等行距间作1行玉米、宽窄行间作2行玉米共4个处理,对比分析二者共生期间的农艺性状、三维立体根系分布以及不同土层的土壤理化性状和根系养分含量。【结果】宽窄行的木薯和玉米地上部长势均优于等行距。宽窄行间作比等行距增产玉米21.1%。单株的玉米、木薯根系均以植株为中心水平对称,由里向外呈由密至疏分布;单株玉米根系呈上密下疏、上窄下宽分布,68.7%~77.3%根重、46.2%~49.4%根长、52.7%~59.3%根表面积聚集在玉米行两侧各宽10 cm、深10 cm土带内;单株木薯根系呈上密下疏、上宽下窄分布,细根的50.8%~61.4%根长、47.7%~57.2%根表面积聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、深10 cm土带内,而粗根的35.7%~42.0%根长、39.3%~48.8%根表面积和35.9%~46.3%总根重聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、种茎中线两侧各宽30 cm、深10 cm土块内。土壤碱解氮、速效磷钾及作物根系磷钾含量基本呈表层（0~10 cm） > 中层（10~20 cm） > 深层（20~30 cm）的分布规律,而作物根系氮含量则表现相反规律;土壤和木薯、玉米根系的氮磷钾含量基本呈间作 > 单作,其中,宽窄行间作玉米的绝大部分养分指标为最高。【结论】玉米和木薯根系虽穿插生长,但其密集生长带（块）互不重叠,为弱竞争关系,以宽窄行为优,且宽窄行木薯间作玉米有利于提高两者的根系养分、土壤养分含量和玉米产量,故生产中推荐宽窄行木薯间作玉米模式。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响?

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

苣卖菜芽根在土壤耕层中分布的研究

对苣卖菜芽根在土壤耕层中的分布以及土壤耕作对其的影响进行了调查分析，发现首荬莱芽根在小麦田和玉米田９０％以上分布于０～１０ｃｍ耕层内，而大豆田苣荬莱芽根分布相对较深，８０％左右分布于０～１０ｃｍ耕层．土壤耕作次数增多，芽根变短，但对根量分布的影响小麦田和大豆田表现不同，小麦田只翻地处理，０～１０ｃｍ土层内根量显著减少，进一步耙地虽有回升，但也不及原茬，而大豆田翻地之后０～１０ｃｍ耕层根量超过原茬，而进一步把地后又降低至原茬之下．     

桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征分析

深刻认识桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征对优化桉树营林措施具有重要意义。本研究以桉树人工幼龄林为研究对象,分析冬季和夏季桉树人工幼龄林根区和非根区0～20 cm和20～40 cm深度土壤理化性质、C∶N∶P化学计量比和细菌数量,探讨桉树人工幼龄林根区和非根区土壤理化属性和细菌丰度特征。结果表明,非根区土壤可溶性有机碳(DOC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著大于根区土壤,非根区0～20 cm土壤可溶性有机氮(DON)和全磷(TP)含量显著大于根区土壤。夏季根区、非根区土壤含水量、DON、SOC和非根区DOC含量显著大于冬季;夏季桉树根区和非根区0～20 cm土壤TN、TP、土壤全钾含量显著低于冬季。参照全国土壤分级标准,冬季根区土壤SOC和夏季根区土壤TN含量为四级较缺乏水平。与全球森林土壤C∶N∶P平均值相比,桉树幼龄林根区土壤C∶N夏季高、冬季低,且根区土壤N∶P和C∶P均低于平均水平,推断桉树人工幼龄林冬季根区土壤存在C限制,夏季根区土壤存在N限制。桉树非根区0～20 cm土壤细菌丰度显著大于根区0～20 cm和非根区20～40 cm土壤。夏季土壤细菌丰度较冬季显著...     

培土厚度对玉米根系特性的影响

为探明培土厚度对玉米根系特性的影响,在田间试验条件下,设不培土、培土5 cm、培土10 cm、培土15 cm和培土20 cm 5个处理,测定了各处理气生根数、气生根干重、气生根层数以及地下根干重4个指标。试验结果表明,培土10 cm单株气生根数最多、气生根干重最重。培土厚度与气生根数和气生根干重呈负相关,与气生根层数达到极显著负相关,与地下根干重呈极显著正相关,气生根层数与地下根干重呈极显著负相关。     

太谷县玉米田植物寄生线虫种类及垂直分布

对山西省太谷县玉米田植物寄生线虫种类及分布进行了初步的调查研究。结果表明,从126份土壤样品中共鉴定出4个属5个种的植物寄生线虫,分别为米卡垫刃线虫(Miculenchus sp),马舒德矮化线虫(Tmashhoodi),燕麦真滑刃线虫(A avenae),普通丝尾线虫(F vulgaris)和裂片真滑刃线虫(Aphelenchus spar-sus),其中,马舒德矮化线虫和普通丝尾线虫为山西省新记录种。这些线虫在0～50 cm土层内均有分布,但不同种类的线虫在土壤中的垂直分布有不同的趋向性。裂片真滑刃线虫在10～20 cm土层中最多;马舒德矮化线虫主要聚集于0～10 cm的表层土壤中;米卡垫刃线虫在各土层中分布较均匀,40～50 cm土层中稍多;普通丝尾线虫主要分布于0～20 cm土层中;燕麦真滑刃线虫在30～40 cm土层中分布最多。总的来说,玉米根际线虫主要集中于10～20 cm土层中,占0～50 cm土层线虫总数的22.9%。     

沙棘林退化对林木根系和土壤抗冲性的影响

近年来,辽宁建平县亚洲最大的人工沙棘Hippophae rhamnoides林呈现大面积死亡的现象。通过标准样地法调查沙棘的死亡程度,测定与对比不同沙棘死亡率下林地的根系密度和土壤抗冲性,研究沙棘林退化对水土流失的影响。结果表明:0~30 cm范围内,直径d<1 mm的根系密度随深度增大急剧减小,72%~80%根量分布在0~20cm土层;0~30 cm范围内,随着沙棘死亡率的提高,d<1 mm根密度显著降低(P<0.05);随着深度增大,抗冲性也逐步降低,沙棘的死亡率对土壤抗冲性的影响亦达到显著水平(P<0.05),这主要是由根系密度的相应变化引起的;经曲线拟合,土壤抗冲性与d<1 mm根密度的关系可用幂函数表示。目前该区主要应通过采取有效措施降低沙棘林退化的生态影响。     

松针覆盖土壤的水分动态及其HYDRUS模拟

为准确还原松针覆盖条件下的土壤水分动态变化规律,设置0.29、0.58、0.87 g/cm2共3个不同的松针覆盖水平(分别记为F1、F2、F3)和不覆盖松针处理(F0)进行一维土柱垂直入渗试验,以van Genuchten模型为基础,针对松针覆盖层的特性设置相应的水力特征参数,并使用HYDRUS–1D对土柱入渗和蒸发过程进行模拟。结果表明：与F0相比,松针覆盖处理F1、F2、F3的土壤蒸发量随松针覆盖层厚度增加而逐渐减少,松针覆盖处理能明显降低土壤蒸发量;松针覆盖土壤会优先蒸发松针覆盖层内部的水分,F3在0~300 min时段内始终保持着3种覆盖处理中最高的时段蒸发量和累计蒸发量,且时段蒸发量呈现出随时间逐渐减小的趋势;4种处理的土壤含水量空间分布主要在5 cm以上的浅层土壤中表现出较大的区别,试验截止时,F1、F2、F3在该深度下的地表土壤含水量较F0提升比例分别为67.3%、94.9%、110.2%;7.5~17.5 cm深度下,F1、F2、F3的土壤含水量相比F0的均有提升,但相互之间差距不明显;4种处理在20 cm以下的深层土壤含水量虽然较为接近,但湿润锋深度随覆盖量增长呈现逐渐增加的趋势;HYDRUS–1D模型的模拟值同实测值间的均方根误差低于0.025,相关系数高于0.6,拟合程度较好。