粘性土重塑方法分析与破碎性能比较

对揉搓法与非标准普氏击制样方法进行对比,结果表明后者为土壤破碎机理研究提供了更多可控的土壤状态,同时土样的力学行为更为稳定,因此便于定量研究粘性土的密度、含水率、击实功、比冲击破碎能之间的关系。试验结果表明密度不能准确反映粘性土的粒间结合强度,而比冲击破碎能可以反映土粒间的结合紧密程度,这表明传统的以密度或者相对紧实度为参照的土壤耕作比阻预测方法需要改进。将非标准普氏击与冲击破碎测试相结合的试验结果表明,土样的比冲击破碎能随击实时土壤含水率的增大呈指数增长趋势,土壤破碎体的分形维数随含水率呈对数下降的规律。

基于破碎行为的土壤切削实验与仿真研究

构建了微型土条切削实验台,由于充分缩小刀具和土条的尺寸,而具有制样的快捷性、操作的可重复性及切后土壤破碎体统计分析的方便性,是土壤破碎适合的实验测试手段。土壤破碎仿真则以离散单元法为主的土壤切削失效、经由Image-Pro Plus实现的微裂纹生长、在Matlab中进行土壤破碎体的尺度统计3个步骤实现。使用目前提供的计算参数仿真,得到的平均土块径与含水率10%条件的切削实验结果一致,而仿真所得的土壤破碎体分形维数则与25%条件的切削实验结果一致。

高时空分辨率及高通量的稻茬麦苗期表型指标动态特征研究

稻麦轮作系统周年土壤干湿交替决定着稻茬麦种植特有的生态特征,需要专门的耕种技术设计。为了用更高的时空分辨率表型方法描述稻茬麦的生长动态,使用扫描仪与图像处理软件Image Pro-Plus对自然平展态的冬小麦苗期表型指标进行测量,分析冬小麦苗期表型指标动态变化特征。结果发现,在更加精细的时空观测尺度上,基于单株及器官水平的表型指标定量有利于区分不同耕作处理引起的稻茬麦植株表型的细微变化及动态。免耕与旋耕2种耕作处理对部分茎叶指标在稻茬麦部分生理期内引起显著性差异,但这些差异在年度间的表现并不稳定。使用平均变化率指标描述>84d后的茎叶指标发现,总叶长与单株叶面积的数值最大,总根长次之,而耕作处理对总根长平均变化率的影响显著,两个年度的动态图都反映出免耕处理的小麦在播后60d左右平均叶倾角突然下降。因此,运用软硬件结合的精细时空尺度大田作物表型技术能够鉴别田间复杂环境因子对稻茬麦苗期茎叶指标动态的影响。