不同根系布置模式对降雨条件下边坡稳定性的影响

由于目前植被护坡时根系布置模式主要依靠工程经验,降雨条件下不同根系布置模式对边坡稳定性的影响尚缺乏系统研究。采用PLAXIS 3D有限元软件研究了不同根系布置模式对降雨条件下边坡稳定性的影响,重点研究了降雨后边坡最大位移、失稳滑动面、失稳时塑性点分布以及最小安全系数的区别。模拟结果表明,根系护坡可以显著减小降雨引起的边坡位移,但不同根系布置模式对边坡位移的控制效果由大到小依次为混合根系、相交根系、竖直根系、水平根系、倾斜根系,其中混合及相交根系布置模式时位移减小率分别达到了90.7%和90.6%。对边坡进行整体安全性分析发现,不同根系布置模式下边坡失稳滑动面范围接近,均位于上坡顶5 m(二分之一坡高)到坡脚处。此外,根系护坡加固了边坡表面土体的抗剪强度,减少了表层土体的塑形点分布,但不同根系布置模式对边坡塑形点分布却无影响。同时,是否采用根系护坡或采用不同根系布置模式对边坡最小安全系数无显著影响。     

镉胁迫对莲根系形态的影响

[目的]研究镉胁迫对6个品种莲根系形态的影响。[方法]采用水培试验,设置3个处理CK(0 mg/kg Cd)、T_1(1 mg/kg Cd)、T_2(5 mg/kg Cd),测定总根长、根表面积、根体积以及不同直径根长分布情况。[结果] 6个莲品种根系对镉的响应具有差异,粉色花和黄色花对镉胁迫比较敏感,总根长、根表面积和根体积都随镉胁迫产生较大的变化;而白色花品种对镉具有较强的耐性,其总根长、根表面积和根体积及不同直径根的分布情况受镉的影响均较小。[结论]6个莲品种对镉的耐性存在较大差异。     

铅胁迫对蔬菜根系形态的影响研究

通过营养液培养试验,铅胁迫对3种蔬菜根系生物量及根系形态影响表现为低浓度下(≤1mg/L)的促进作用,随着处理浓度的提高(﹥2mg/L),根系生物量及根长,根表面积,根体积均随之下降,抑制了根系的生长与发育。     

锰对荞麦根系形态及生理的影响

以养麦高荞3号为材料，在pH值5的条件下设置不同锰水平，研究锰对荞麦根系形态及生理的影响。结果表明，养麦在缺锰T0（对照，蒸馏水）和高锰T4（Mn2^＋为30mg／L）处理下总根长、根投影面积、根表面积、根体积下降；MDA、Pro含量升高；POD、CAT活性降低。在T1（Mn2^＋为O．03mg／L）处理下总根长、根投影面积、根表面积、根体积最大，MDA、Pro含量最低，POD、CAT活性最高。由此认为在酸性条件下比较适合荞麦生长的Mn2^＋浓度为0．03mg／L。     

连作对马铃薯根系形态及吸收能力的影响

研究了不同连作年限对马铃薯根系形态和养分吸收能力的影响。结果表明,连作降低了马铃薯根系活力、活跃吸收面积和总吸收面积,连作3年、4年和5年的根系活力比轮作分别下降了53.71%、66.84%和66.69%,活跃吸收面积分别下降了57.6%、75.7%和75.6%,总吸收面积分别下降了51.4%、67.9%和67.6%;连作明显增加了0～0.5 mm和0.5～1.0 mm直径范围内的总根长、表面积、根体积和根尖数,连作3年、4年和5年在0～0.5 mm直径范围内的总根长和根尖数比轮作分别显著增加了24.9%、35.0%、35.4%和13.4%、21.0%、23.1%;连作1年和2年地块的块茎产量差异不显著,但连作3年后块茎产量较轮作下降了45%以上。由此可见,在当地生态环境和栽培及品种条件下连作的阈值年限可能 为2年,马铃薯根系吸收能力的下降是导致产量下降的主要原因之一,根系生长增加是马铃薯应对连作逆境的主动性适应机制。     

干旱胁迫对茶树根系形态特征的影响

采用盆栽人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下茶树根系形态的适应性变化.结果表明:在干旱胁迫条件下,茶树根系形态发生明显的变化,茶树根长随干旱的持续而不断增加,第20天时达到132.74cm,与对照相比显著增长,增幅为18.6％,根直径逐渐减小,较对照减少0.3mm,一级侧根和二级侧根数增加,根表面积逐渐增大,根体积增大...     

水肥耦合对橡胶苗根系形态及活力的影响

在土培条件下进行 3个水分水平和6个施氮水平处理试验,研究了水肥耦合处理对橡胶苗根系形态及根系活力的影响结果表明:橡胶苗的根系形念及其活力均表现出随着生长时间的延长而增加的趋势,在土壤相对含水量相同的情况下则表现出随施氮量增加呈先上升后下降的趋势;根系形态随着土壤相对含水量增加而增加的趋势呈单峰型曲线,在施氮0.25g/kg与0.75 g/kg处理之间达最高值,说明轻度降低土壤水分及增加施氮量能迅速提高根系活跃吸收面积和根系活力、促进根系快速生长,但过度降低土壤水分含量对根系活力有抑制作用.     

丛枝菌根真菌对元宝枫生长及其根系形态的影响

【目的】阐明丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌对元宝枫生长状况及根系形态特性的影响,探讨元宝枫根系形态与其生长发育的关系。【方法】在元宝枫幼苗生长基质中接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）和根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）2种AM真菌,以不接种AM真菌为对照,通过盆栽试验,培养90 d后,测定元宝枫的生长状况、根系活力及根系形态指标,利用单因素方差分析和多重比较方法,分析接菌与不接菌处理之间的差异,采用envfit ()函数、冗余度分析和变差分解分析元宝枫生长状况与其他指标间的关系。【结果】①接种2种AM真菌后,元宝枫株高、地径、茎干质量和根系活力较对照显著提高,根冠比下降。根内根孢囊霉对元宝枫的促生作用比摩西斗管囊霉显著。②与对照相比,接种2种AM真菌后,元宝枫根表面积和根体积显著增大,粗根根长占总根长的比例增加,细根根长占总根长的比例显著降低。根内根孢囊霉对元宝枫根系形态的影响比摩西斗管囊霉显著。③元宝枫生长状况与其根系活力和根系形态密切相关。【结论】接种AM真菌有助于增强元宝枫的根系活力,改善其根系形态,促使其汲取更多养分,进而提高其生物量。     

氮素形态对小白菜根系和硝酸盐含量的影响

为改善蔬菜品质,减少生产中叶菜类硝酸盐累积严重的问题,本试验采用无菌溶液培养技术,在以硝态氮(NO_3~--N)为氮源的基础上,添加不同浓度甘氨酸态氮(Gly-N),对小白菜根系形态、生物量、叶片硝酸盐含量及相关品质变化进行研究。结果发现,小白菜鲜重、根冠比和叶片硝酸盐含量随着添加Gly-N浓度增加而降低(P0.001),同时根系生长也受到明显抑制(P0.05);相反,干物质、叶绿素含量(SPAD)、叶片游离态氨、游离氨基酸、可溶性蛋白质和可溶性糖含量却增加(P0.05)。当NO_3~--N浓度为2和10mmol/L时,添加0.5、2.5、12.5mmol/L Gly-N处理主根长与单一硝态氮相比分别减少38.2%(P0.05)、47.7%(P0.05)、68.2%(P0.05)和33.4%(P0.05)、43.6%(P0.05)、51.2%(P0.05);添加0.5、2.5mmol/L Gly-N处理叶片硝酸盐含量与单一硝态氮相比分别降低56.0%(P0.05)、75.1%(P0.05)和20.9%(P0.05)、51.4%(P0.05);并且硝酸盐含量与根表面积、根体积呈显著正相关(P0.05)。当NO_3~--N浓度为10mmol/L时与2mmol/L处理相比,小白菜根直径、SPAD和叶片可溶性糖含量减少(P0.05);而叶片硝酸盐和可溶性蛋白质含量却增加(P0.05)。这些结果表明,添加GlyN可以明显降低以硝态氮为氮源下小白菜叶片中硝酸盐的累积,并且抑制根系生长,对小白菜品质的改善起到了很好的作用。     

不同形态锑对水稻生长及根系形态特征的影响研究

通过溶液培养试验(采用埃斯皮诺营养液),研究不同形态锑[Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)]对常规籼稻(丰美占)生长、根系形态以及不同部位Sb含量的影响。结果表明:Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)均对水稻生长有抑制作用,且Sb(Ⅲ)的毒性较Sb(Ⅴ)高。随Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)处理浓度增加,地上部分和根系Sb含量均显著增加,且大量集中在根系。水稻对Sb(Ⅲ)的转运能力较Sb(Ⅴ)强,导致Sb(Ⅲ)处理下水稻地上部分Sb含量高于Sb(Ⅴ)处理,根系Sb含量则相反。Sb(Ⅲ)的加入显著抑制大多数根系形态参数,包括根长、根面积、根体积、根尖数以及根分叉数;而仅20 mg·L~(-1)Sb(Ⅴ)能显著抑制水稻根面积、根直径、根分叉数。上述结果表明:Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)处理下,水稻能通过降低根面积和分叉数降低对Sb的吸收。随着Sb(Ⅲ)处理浓度增加,水稻细根比例从52.1%降低至41.5%,中等根比例从45.2%增加至55.2%,表明Sb(Ⅲ)处理下水稻能通过增加根系粗度来降低对Sb的吸收;而随着Sb(Ⅴ)处理浓度增加,水稻细根比例在52.1%~56.8%之间波动,中等根比例在41.7%~45.2%之间波动。     

降雨条件下刺槐林边坡稳定性分析

基于野外调查和室内试验分析,该文运用非线性有限元法分析了降雨条件下刺槐林边坡的应力应变情况。结果表明:降雨使得土壤含水量增加,基质吸力减小,边坡的抗剪强度降低,使原本稳定的边坡可能发生边坡失稳;土壤含水量增加,边坡坡角处向坡体内的水平位移集中带范围明显增加,边坡顶部的应力水平变化梯度增加,容易在应力水平变化梯度较大的地方形成滑落面,造成滑坡;林木根系将边坡的应力向土层深部传递,弱化根系层应力,减小土体的应力集中;根系吸收坡体内的水分,使得坡体内非饱和区域含水量增加缓慢,对边坡稳定性有利。     

黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究

为研究黄土高原植物根系固土力学机制,通过Wu & Waldron(WWM)模型和Fiber Bundle(FBM)模型, 确定了黄土高原地区主要造林树种油松、刺槐、荆条和丁香4种植物根系对土体抗剪强度的增强作用,并用原位直剪试验对其进行了验证。应用ABAQUS有限元软件构建造林边坡稳定性分析模型,通过数值模拟的方法从边坡尺度上量化4种不同植物根系固土作用。结果表明:通过原位直剪试验的验证,发现评价植物根系对土体抗剪强度增强作用的WWM、FBM模型均存在一定的误差,因而建议进一步完善该理论模型。同时,基于原位直剪试验测定的根系对土体抗剪强度的增强作用,进行边坡稳定性分析,发现4种植物造林边坡稳定性均高于裸坡,边坡安全系数平均提高4.38%,最大等效塑性应变平均减小50.08%,最大水平位移平均减小40.83%,最大竖向位移平均减小14.84%;4种植物措施中,荆条造林措施对浅表层土体的固土效果最佳。研究结论为评价造林边坡的稳定性,揭示根系固土的力学机理提供理论基础和科学依据。      

刺槐林边坡稳定性有限元分析

该文以刺槐林固坡为例,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面单元所联系起来的有机体,运用有限元方法分析了刺槐林木根系边坡的应力和变形特性,探讨了刺槐根系对边坡稳定性的影响。结果表明:无林边坡坡脚向土体内侧存在一个应力和位移的集中带,根系的存在使得有林边坡在坡脚集中带的区域范围减小;根系周围位移等值线变化剧烈,有林边坡最大水平位移发生在边坡根系分布区;斜坡中同一位置处有林边坡的垂直位移明显小于无林边坡的;边坡最大、最小主应力等值线随土层深度的增加而增加,有林边坡最大主应力、最小主应力的最大值小于无林边坡的,说明有林边坡更趋于稳定。     

非饱和土边坡稳定分析中强度折减法与条分法的比较

【目的】对比分析不同基质吸力分布条件下,Bishop条分法和强度折减有限元法计算结果的异同。【方法】在考虑非饱和基质吸力条件下,基于Bishop条分法和强度折减有限元法的计算原理和实现方法,开发了可考虑基质吸力的Bishop条分法和强度折减有限元法的相关程序,并且针对某边坡工程进行了计算分析。【结果】在基质吸力逐步减弱直至丧失的过程中,2种方法均在一定程度上反映了非饱和土边坡安全系数降低的现象,但二者确定的安全系数大小有一定差异,且二者确定的潜在滑动面形状和位置差异较大。【结论】相比而言,在较复杂基质吸力分布条件下,强度折减有限元法适用性较好、计算结果较合理,有较大的发展前景。     

AMF对玉米生长、根系低分子有机酸分泌与Cd累积的影响

为探讨铅锌矿区丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）的生态功能,采用云南会泽铅锌矿区周边镉（Cd）污染的农田土壤,开展根袋盆栽试验,研究接种AMF对玉米生长、矿质营养、根系低分子有机酸分泌和Cd累积的影响。结果表明：接种AMF促进玉米生长,显著提高光合速率、株高和生物量;增加植株对氮、磷、钾的吸收,增幅达14.2~19.1倍;并促进根系分泌酒石酸、苹果酸、草酸和琥珀酸,分泌量增幅为1.1~3.8倍。此外,接种AMF使玉米根际铁锰氧化态Cd含量显著增加22.5%,有机结合态Cd含量显著降低12.8%,但交换态和有效态Cd含量无显著变化。接种AMF使玉米地上部和根系Cd含量显著降低,降幅分别为32.7%和77.9%,但地上部和根系Cd累积量显著增加,分别增加了12.5倍和25.8%。相关性分析发现,玉米地上部Cd累积量与草酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸分泌量和铁锰氧化态Cd含量呈极显著正相关。可见,AMF能促进玉米养分吸收,调节根系低分子有机酸分泌与根际Cd形态,降低植株Cd含量,从而促进植株生长。     

基于离散元法植物根系对黏性土坡稳定性的影响

针对传统有限元方法不能够从细观尺度研究植被固坡作用的问题,采用离散元模型结合强度折减法,研究植被护坡位置对黏土边坡稳定性的影响。模拟结果表明:1)应用离散元模型结合强度折减法得到的无护坡情况下边坡安全系数为1.08,应用有限元模型得到的安全系数为1.09,表明采用离散元模型结合强度折减法分析边坡稳定是可行的;2)植被护坡位置对黏土边坡稳定性具有不同程度的影响:仅在坡面、坡脚或者坡顶种植植被时,植被对边坡的稳定性影响很小;3)当在坡面与坡脚或者坡顶与坡底都种植植被时,植被对边坡的稳定性具有较大影响,且当在坡顶、坡面和坡底全都种植植被时,对边坡稳定性的影响最大,边坡稳定性最高。研究结果为实际工程中植被护坡铺设位置的选择提供了相应的理论依据。     

香草醛溶液的化学稳定性研究

实验表明,香草醛的最大吸收波长在310 nm处.光谱分析测定的最佳工作范围为0.010～0.080 mg/mL.在乙醇及水溶液中,香草醛的最大吸收波长基本相同,均随时间的增长而波长紫移,吸收值下降,但其乙醇溶液比水溶液稳定.     

黄土高原造林边坡应力应变特征及其稳定性分析

该文以刺槐林、油松林固坡为例,运用有限元方法分析刺槐和油松林边坡的应力和变形特性,探讨不同根型树种对边坡稳定性的影响。结果表明:油松能将表层土体的应力通过根系传递到深层,起到弱化浅层土体应力的作用,提高边坡的稳定性。刺槐林边坡坡脚向土体内侧存在一个位移集中带,是边坡不稳定的主要部位;在边坡偏上部出现位移集中带,最大位移也出现在边坡偏上部,是边坡变形滑动时“滑出”的位置。油松林边坡未出现上述两种情况,说明油松林显著提高了边坡的稳定性,油松根系的固土作用及增加边坡稳定性效果要好于刺槐林边坡。      

带根贮藏及贮藏温度对油菜保鲜效果的影响

无根0℃为油菜常规贮藏方式.以“夏绿2号”油菜为试材,研究3种处理(无根0℃、带根0℃和带根5℃)对油菜贮藏效果的影响.结果表明,带根0℃贮藏可明显延缓贮藏期间油菜的失水、黄化和腐烂,对维持油菜叶绿素、Vc以及钙、铁、镁等矿物质元素含量效果显著,油菜贮藏期延长1倍、达到42 d.     

刺槐林造林密度对边坡稳定性的影响

该文通过野外调查和室内试验分析,运用非线性有限元法分析了不同造林密度对刺槐林边坡稳定性的影响。结果表明:刺槐林边坡最大、最小主应力等值线总体上随土体深度的增加而增加,在边坡深层稳定区域位移等值线梯度变化比较均匀,变形主要发生在坡面附近,顺坡和坡顶的浅层边坡不仅具有较大的竖向位移,而且具有较大的水平位移。根系的存在改变了造林边坡应力场的分布,林木根系将表层土体的应力传递到深层,起到弱化浅层土体应力的作用,提高了边坡的稳定性。在边坡顶部和底部适当造林可以减小边坡顶部拉应力区范围和边坡底部剪应力区范围。为了充分发挥根系间土拱的作用,结合研究区气候条件和土壤条件应适当加大造林密度。