根土复合体依赖根系含量的力学特性及非线性破坏准则

为研究植物根系对根土复合体力学特性的影响,开展不同根系含量下的根土复合体三轴试验,分析了根土复合体依赖根系变化的力学特性,建立了根土复合体非线性破坏准则。研究结果表明:根系通过提供抗拉能力来提高土体抗剪强度,根主要影响土体黏聚力,对内摩擦角影响较小;当根系含量为0.36%时,黏聚力增加了64.91%;主应力差随应变的增加显著,当轴向变形>2%时,主应力差变化缓慢;试样破坏时表现为剪胀破坏,产生纵向裂缝;随着围压的增大,根土复合体破坏的剪胀效应减弱;初始切线模量随围压及含根量的增大而增大;根土复合体破坏应力比最大值为0.99,最小值为0.63;基于含根量的变化,非线性强度破坏准则反映了根土复合体的破坏特性,破坏包络线在低围压下表现为非线性,高围压下为线性,线性与非线性变化的临界应力与围压的大小有关。

根系含量对边坡稳定影响分析

通过对前人在植物对边坡稳定影响研究成果的基础上,探讨更适宜于工程设计施工的植物护坡增强边坡稳定性的量化方法,进而可以在室内试验的基础上,选择适宜的植物护坡物种。

根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响

为研究植被根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响,通过根系含量与粘聚力增加值关系建立了根系密度与土壤抗剪强度的关系式,推导了根系分布密度的土壤临界切应力,进而推算客土层滑动面范围内的单位体积含根量。最后,选取实例研究植被根系含量对岩质边坡表层抗冲刷性的影响,为边坡选择最适合的绿化草种和单位面积的播种数量提供有效依据。

根系含量对土壤抗剪强度的影响

为了深入研究根系对土壤的"加筋"作用,即充分了解植物根系对边坡土体抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了安山口、八毛地、瓷器山和高岭山头等4处边坡的原状土和无根扰动土的剪应力-剪切位移关系,探讨了不同平均含根量的土体抗剪强度。结果表明:平均含根量为0.945%的安山口、1.154%的八毛地、1.326%的瓷器山及1.173%的高岭山头等4处原状土的黏聚力明显比对应的无根扰动土大,黏聚力增幅分别为5.05%、17.10%、36.93%和33.42%,内摩擦角提高并不明显;随着含根量的增加,土体的黏聚力增大,抗剪强度增大;草灌混合植物根系与草本植物根系相比能更有效地提高土壤的抗剪强度。

根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响

为研究不同根系含量和盐分含量土壤表面干缩裂缝的发育规律,该文提出了一套基于数字图像处理的裂缝几何参数提取方法,分析裂缝形态随含水率的变化规律。结果表明:随着含水率的降低,不同根系含量条件下裂缝面积密度和长度密度的差异显著(P<0.05),裂缝发育稳定时根系含量越大,面积密度越小,长度密度越大。盐分质量分数为2.0%的土壤试样在整个干燥过程中裂缝面积密度明显比其他低盐分含量的试样高。当含水率<27%时,盐分含量对土壤裂缝面积密度的影响差异明显,不同盐分含量的土壤裂缝面积密度和长度密度均差异显著(P<0.05),说明盐分含量越大,稳定时土壤裂缝面积密度越大,长度密度越小。该成果对指导开裂土壤的农田灌溉具有重要的实践意义。

银杏根际丛枝菌根真菌生长与根系黄酮含量的相关性研究

试验通过调查银杏根际丛枝菌根真菌的菌丝体长度、孢子密度及根系菌根侵染率，并测定银杏根系黄酮含量的季节性变化，研究二者的变化规律，分析相关关系。试验结果表明，年周期内银杏根际丛枝菌根真菌菌丝体长度、孢子密度与根系黄酮类化合物含量呈规律性变化：1月～3月根际丛枝菌根真菌菌丝长度有限，孢子密度、根系菌根侵染率与根系黄酮类化合物含量都最低；3月上中旬皆迅速增加，到9月达到全年最高峰；11月后，丛枝菌根真菌菌丝长度、孢子密度及根系菌根侵染率与根系黄酮类化合物含量均有所下降。通过数学模型分析，银杏根际丛枝菌根真菌菌丝长度、孢子密度及根系菌根侵染率与根系黄酮类化合物含量表现显著的正相关。

施磷水平对小麦根系生理及籽粒蛋白质含量的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的调控效应,以强筋小麦品种郑麦9023、中筋小麦品种周麦18号、弱筋小麦品种郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平(0、90、180 kg P2O5.hm-2)对不同筋力型小麦籽粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,施磷在不同程度上增加了小麦次生根数,提高了根系活力,降低了根系可溶性糖含量,但高磷(180 kg P2O5.hm-2)并不利于根系生长。3个小麦品种次生根数在籽粒灌浆期均达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多;根系活力在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023根系活力较弱;根系可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根系可溶性糖含量较高。施磷可增加周麦18号和郑麦9023的籽粒蛋白质含量,但降低郑麦004的籽粒蛋白质含量;在中磷(90 kg P2O5.hm-2)条件下,小麦蛋白质产量最高。综合考虑,在本试验条件下,以中磷处理效应最佳。

植被根系固土抗剪强度试验研究

通过对培养的黑麦草加固黏土原状土样进行直剪试验,研究了根系含量和含水率对加固土体抗剪性能的影响,并结合研究结果对其作用机理进行分析。试验结果表明:随根系含量增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力逐渐增强,内摩擦角变化较小。这是因为根系的存在加强了土颗粒之间的摩擦,同时在剪切过程中根系发生弹性形变,其内部产生的拉应力通过摩擦力转化为阻碍土体位移的力,增强土体强度。随着含水率的增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力均减小,内摩擦角变化不大。这是由于一方面水的存在使根系的拉拔阻力和土颗粒之间的摩擦阻力减小,另一方面含水率的增加导致基质吸力减小,使土颗粒之间的液桥强度降低,从而降低了土体的抗剪强度。

红壤地区大豆根系的耐酸铝生理特性

红壤地区的酸铝影响是限制植物生长的重要因素，为了研究酸铝作用下大豆根系在短时间下的生理特性变化，以大豆（Glycine max（L）Merrill）（029—289，浙春2号）为实验材料，在水培条件下，用不同的酸铝处理（T1，0mmol·L^-1＋pH3；T2，0mmol·L^-1＋pH4；T3，0mmol·L^-1 ＋pH5；T4，0．5mmol·L^-1 ＋pH5；T5，1mmol·L^-1 ＋pH5；T6，1mmol·L^-1＋pH3），在处理2h、4h、6h、12h、24h下，测定根系生理特性相关指标。结果表明：在酸铝处理2h后，大豆根系生理特性受到影响。随着溶液pH降低，直根和侧根的生长受到抑制，对植物的生长造成阻碍；而在pH不变下，随铝浓度的变化，根系长度和根系活力先增大后减小。在T6下，对大豆根系的抑制作用在各酸铝处理下最明显，根系活力最小，质膜透性最大。比较不同时间下大豆根系生理特性值的大小，质膜透性浙春2号在6h，029—289在4h达到最小；与之相反，根系活力值浙春2号在4h，029—289在6h达到最大值。苏木精染色结果显示：T6下，2h的酸铝胁迫就可检测到铝的存在，不同根段的铝含量大小分别是0～0．3cm，0．6～0．9cm〉0．3--0．6cm。因此，根长、根质量、质膜透性和根系活力均可作为植物根系受酸铝影响的鉴定指标，苏木精染色亦可有效的评价大豆的铝耐性。

微纳米气泡水地下滴灌对紫花苜蓿土壤酶活性与根系脯氨酸的影响

为了探究微纳米气泡水地下滴灌条件下不同溶解氧质量浓度对紫花苜蓿土壤酶活性与根系脯氨酸的影响,采用田间试验方法,在地下滴灌灌溉定额相同的条件下设低(WA-1,1.8 mg·L^-1)、中(WA-2,5.0 mg·L^-1)、高(WA-3,8.2 mg·L^-1)3个微纳米气泡水溶氧量质量浓度水平和不加气常规灌溉处理(CK),研究了不同试验处理下紫花苜蓿根际土壤过氧化氢酶、脲酶活性以及根系特征和游离脯氨酸含量的变化。结果表明:微纳米气泡水地下滴灌能明显增加紫花苜蓿根区土壤过氧化氢酶和脲酶活性;在紫花苜蓿不同的生长期,随着微纳米气泡水溶解氧质量浓度的增加,土壤过氧化氢酶和脲酶活性呈增大的趋势;相同试验处理条件下,土壤过氧化氢酶和脲酶活性随着微纳米气泡水地下滴灌次数的增加呈先升后降的趋势;处理WA-3、WA-2、WA-1的土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性最大分别为20.28、19.19、16.92 ml·g^-1和13.98、13.17、12.07 mg·g^-1·d^-1,分别比处理CK(13.82 ml·g^-1和9.63 mg·g^-1·d^-1)增加46.74%、38.86%、22.43%和45.17%、36.76%和25.34%;微纳米气泡水地下滴灌能降低根系游离脯氨酸含量,处理WA-2根系游离脯氨酸含量最低(51.01μmol·g^-1),相较于处理CK(92μmol·g^-1),减少44.55%。说明微纳米气泡水地下滴灌能够缓解因长时间地下滴灌导致的土壤通透性减弱的现象,提高土壤氧气扩散率,增强土壤酶活性,促进根系的正常生长发育。

不同生育时期油莎豆饲草离子特性和根系养分对不同种植模式的响应

为探究不同种植模式对油莎豆(Cyperus esculentus)饲草离子特性和根系养分含量的影响,采用大田试验进行油莎豆连作与油莎豆―冬小麦轮作,分别在生长前期(S1)、生长中期(S2)和成熟期(S3)测定分析饲草离子特性、根系养分含量和土壤理化性质的变化。结果表明,连作/轮作和不同生育时期对油莎豆根系全磷和全钾含量影响均显著;连作/轮作和不同生育时期的交互作用均对油莎豆饲草离子特性(Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、K^(+)、Na^(+)和Mg^(2+))影响显著,对根系全磷、全钾、全氮和粗蛋白含量影响均不显著。在连作/轮作模式下,油莎豆根系的全氮、全磷、全钾和粗蛋白含量随生育时期呈下降趋势。连作模式显著增加了饲草的Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、K^(+)和Na^(+)含量。轮作模式显著降低了饲草的离子含量(如K+、Na+),而且并未提高油莎豆根系养分含量。因此,连作有利于改善土壤的盐碱化,适合在新疆区域盐碱化土壤大规模推广种植。

高速公路边坡植草护坡的根固效应试验研究

针对目前国内植草护坡这一高速公路边坡防护措施,分析了植草护坡的加固机制,对根系护坡的锚固效应进行了试验研究。基于室内直剪试验结果,分析了根系含量对土体抗剪强度指标c、φ的影响,建立了植草护坡的根系锚固效应公式,可为边坡绿化的设计和施工提供一定的借鉴意义。

Effect of Deep Loosening on Soil Structure and Maize Root Activity

[Objective] This study was conducted to explore the effects of deep loos- ening on soil structure and the activity of maize root system, to provide a theoreti- cal basis for the efficient and rational use of water resources. [Method] Three differ- ent loosening treatments for maize in ridges were performed in field trials as fol- lows： conventional ridge tillage, loosening the cm in spring （deep loosening in spring）, and depth of 30 cm in autumn （deep loosening in soils between rows to a depth of 30 oosening the soils between rows to a autumn）. Then the soil properties and the development of root system were measured to evaluate the effects of different loosening methods. [Result] Soil compactness was significantly reduced after deep loosening in spring, There were significant differences in soil compactness in 0-20 cm depth and soil bulk density in 0-40 cm depth between deep loosening in spring and deep loosening in autumn, deep loosening in spring and conventional ridge tillage. The soil water holding capacity was also significantly different between the two deep loosening treatments and conventional ridge tillage. Moreover, the root ac- tive absorption area of maize of deep loosening in spring was higher than that of conventionai ridge tillage. [Conclusion] Deep loosening can reduce soil compactness, bulk density, and improve soil water holding capacity, soil water content and the root activity of maize. Deep loosening in spring is better in soil improvement be- cause spring is closer to the growth period of crops than autumn. So, deep loosen- ing is conducive to the improvement of soil compactness and structure.

不同硅酸钠浓度对甜瓜幼苗枯萎病的影响

采用盆栽试验,以“龙甜一号”甜瓜品种为研究对象,通过蘸根法取得发病植株,施用不同浓度的硅酸钠溶液,研究甜瓜根系活力、根系MDA含量、根系总酚含量和根系木质素含量的变化。结果表明,施入适当浓度的硅酸钠处理,能显著改善接种后的甜瓜根系活力,但施硅浓度过大,根系活力反而受到抑制。根系木质素和总酚含量在接种后第10天,CK显著低于其他3个处理;接种后第30天,处理②(1.7 mmol/L Na 2SiO 3)高于其他处理,木质素含量达显著水平。根系MDA含量在施入硅酸盐处理后,处理②在各个时期均显著低于其他处理。综上所述,施入适量的硅酸钠可以提高甜瓜幼苗枯萎病抗病性。

Response of Lettuce to the Coupling Electrical Conductivity and Circulation Rate of the Nutrient Solution in Hydroponics

The coupling effect of nutrient solution EC （electrical conductivity） levels and CR （circulation rate） on the morphology and quality, in hydroponically grown lettuce was assessed. Lettuce was grown at 5 treatments fi＇om High EC ＆ Low CR to Low EC ＆ High CR. The environmental parameters were controlled in a 20 m^2 plant factory during the hydroponic cultivation with the following values： irradiated by blue and red light-emitting diode lighting with PPFD （photosynthetic photon flux density） value of 150 mol·m^-2·s^-1 for 16 hours per day; Temperature was maintained at 22.0 ℃ during the photoperiod and 16.0 ℃ in dark cycle. The results demonstrate that growing lettuce can be adopted using nutrient solution with lower EC levels and higher CR. The results also indicate that the effect of bi-directional coupled EC and CR resulted in expansion of root length but reducing the root biomass. Nitrate content was significantly reduced.