黑沙蒿根系受损自修复后力学特性的研究

发布时间：2020-10-24 13:47

　　 本文以半干旱矿区常见植物黑沙蒿为研究对象,研究黑沙蒿(Artemisia ordosica Krasch.)直根、侧根分支处及整株根-土复合体承受外营力损伤自修复3个月和5个月后的生物特征和力学特性,结果如下:(1)承受梯度剪力损伤自修复后整株根-土复合体的存活率高于70%,株高、冠幅、地径较施损前均有所增加,地上生物量与根干重显著高于施损前对照。承受梯度拉力、折力损伤自修复后直根及侧根分支处的存活率最高可达67%,根系直径相比施损时有所增长。说明黑沙蒿根系遭受一定程度外营力损伤后能够自修复。(2)整株根-土复合体承受轻度、重度剪力(平均最大抗剪力的30%、70%)损伤自修复3个月后,相比于素土,其抗剪强度增长31.91%、12.32%,残余强度增长35.10%、23.95%,但仍小于平行对照。承受轻、重度剪力损伤自修复后的抗剪强度为平行对照的82.19%、63.83%,残余强度为平行对照的77.58%、66.21%。说明随自修复时段的增加整株根-土复合体的抗剪强度、残余强度不段提高,但自修复5个月后根-土复合体的修复并未完成。(3)对于直根与侧根分支处,承受梯度拉力、折力损伤自修复3个月后的抗拉力、抗拉强度高于施损前对照,其抗折力、抗折强度亦然;承受轻度和重度(平均极限力的30%、70%)损伤,相比平行对照:直根抗拉强度下降了 5.19%、16.00%,侧根分支处下降了 16.01%、37.89%;直根抗折强度下降了 8.86%、20.90%,侧根分支处下降了13.25%、23.90%;修复时长由3个月延长至5个月,直根抗拉、折强度下降率均呈减小趋势。(4)对于黑沙蒿整株根-上复合体,损伤剪力程度越大,自修复后抗剪强度、残余强度越小。对于直根、侧根分支处,损伤拉力程度越大,自修复后抗拉强度越小,抗折强度变化与上述规律相同;侧根分支处与直根相比,其易被轴向拉力、径向折力损伤且不易自修复;径向折力为直根、侧根分支处的易损荷载,径向折力为直根的不易修复荷载,轴向拉力为侧根分支处的不易修复荷载。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S157.43
【部分图文】：

图３极限力测量仪器和自制夹具??Ｆｉｇ．３?Ｕｌｔｉｍａｔｅ?ｆｏｒｃｅ?ｔｅｓｔｉｎｇ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ?ａｎｄ?ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ?ｆｉｘｔｕｒｅ??取试验株??开始前（２０１７年５月），在试验区随机选取２５株黑沙冠幅、地径，取每个指标的平均值作为标准株的选表１黑沙蒿标准株??Ｔａｂ．?１?Ｔｈｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｓｔｒａｉｎｓ?Ａｒｔｅｍｉｓｉａ?ｏｒｄｏｓｉｃａ??＾＾?＾?东叫?南北?（ｍｍ）?＾?（ｃｍ）?朱Ｗ?南６４?７４?１４．９１?１４?７１?５１?６０３８?５０?１６．９０?１５?７２?７５?７３５４?５３?１９．４３?１６?７５?６４?４３６２?５９?１７．８１?１７?７５?６８?９８６３?６８?１７．１５?１８?７５?８２?８７８３?９８?２９．１７?１９?７９?７２?６８

针对直根的抗拉、抗折试验，试验段长度均为６ｃｍ，两端夹持部分分别取２ｃｍ。??针对含侧根分支处根段的２类试验试验段长度同样为６ｃｍ，侧根分支处位于试验段??屮心，沿侧根分支处上级直根根轴线方向量测，侧根分支处前、后各３ｃｍ，见图４。??见图４?（１），直根采用十字交叉法分别测量Ｂ、Ｃ、Ｄ三点，每个点测量两次，??取三点均值作为直根的平均根径；见图４?（２），含侧根分支处根段分别测量Ｂ、Ｃ、??Ｄｌ、Ｄ２四点，Ｂ、Ｄｌ、Ｄ２点测两次，Ｃ点测三次，取四点的平均值作为侧根段的??平均根径。??６ｃｍ?＜????？?６ｃｍ?＜????（?ｉ???甘??＇?１???４?Ｂ?Ｃ?Ｄ?Ｅ?Ａ?Ｅ＼??？２ｃｍ＾?？２ｃｍ?＾??＾２Ｃｍ＾??图４直根及侧根分支处示意图??Ｆｉｇ．４?Ｔｈｅ?ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｇｈｔ?ｒｏｏｔ?ａｎｄ?ｌａｔｅｒａｌ?ｒｏｏｔ?ｂｒａｎｃｈ．??３．４．５直根、侧根分支处极限力的测定与损伤力的确定??植物生长初期（２０１７年５月），选择生长良好的黑沙蒿根系，测量其极限力作??为施加损伤力前的对照。极限抗拉力测定时仪器沿根轴线放置，固定ＡＢ段，给ＤＥ??段施拉力，使试验根处于轴向受拉状态，测定根系极限抗拉力。极限抗折力测定时，??固定ＡＢ、ＤＥ段，直根在Ｃ点施加垂直于根轴线的压力，含侧根分支处根段在Ｃ??点施加垂直于ＢＣＤ平面的压力

?４．７８??３．?５．?２试验仪器??该试验采用自制式原位剪切仪（专利号：ＺＬ２０１６２０１７６５５７．５），如图５所示。??图５自制式原位剪切仪??Ｆｉｇ．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｅｌｆ?ｍａｄｅ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?ｓｈｅａｒ?ｔｅｓｔ?ｄｅｖｉｃｅ??３．?５．?３整株根－土复合体试验苗木培育??在２０１７年３月开始育苗，将Ｂ试验地土样带回温室，使用筛孔为２ｍｍ的钢丝??筛去除土样中石子、植物根系等杂质，将制备好的土样放入塑料花盆（直径１０ｃｍ??Ｘ高１５ｃｍ），每个花盆中种植３粒种子并定期浇水。待其在温室生长２个月后，往??花盆中倒入适量水使根系与土体团聚在一起即可，然后由花盆上沿垂直向下剪开，??将幼苗根－土复合体逐个分开，为减少土体散开和水分的散失使用保鲜膜包裹幼苗根??
【参考文献】

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本文编号：2854546