天然草地土壤—根系复合体与窄齿类耕作部件作用关系研究

发布时间：2021-01-15 00:55

　　以羊草为建群种的北方干旱半干旱草原,板结性退化现象严重,导致草原生产力低下,阻碍了草原生态服务功能的有效发挥。机械化改良能够较好地实现草原生态恢复,促进草原畜牧业发展;但用于天然退化草地机械化改良的触土部件与草地土壤作用关系理论研究薄弱,专用改良机具及关键部件的研发设计缺少技术支撑。为此,论文进行了窄齿类耕作部件与天然草地（羊草）土壤-根系复合体结构（简称“复合体”）之间作用关系研究。（1）论文通过田间调查与正交试验,研究了草地土壤-根系复合体结构的物理力学特性及其影响因素,发现草地土层中根系在0～10cm的深度范围内密集地横向穿插和纵向生长与周围土壤锚固形成复合体结构,加剧了草地亚表层（0～20 cm）板结。试验结果表明,容重、含水率和含根量对复合体力学特性影响显著（P<0.05）,各影响因素有主次顺序且存在交互作用;含根量增加10 mg/cm3可使复合体无侧限抗压强度增加14%以上,含水率提高可降低复合体的抗剪和抗压强度,高含水率（24.68%）情况下更容易打破复合体结构。（2）论文运用有限元和离散元分析方法,结合土槽试验和田间试验,研究了窄齿类耕作部件作用下的土壤-根系复合... 

【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－５常用的土壤扰动区域和界面参数??

羊草自身的生物学特性成为板结性退化草地土?±秦根系复合体结构形成的主要原因之一。羊??草主要以根系的营养繁殖为主，其发达的根莖和较强的无性更新能力使其具有较强的营养繁殖??力［１６４］。在生长多年后，羊草地下根系盘根错节（图２－１?ｂ和ｃ），?ｇ无有发达的地下横走根系，也??有纵向生长的根系，地下根系与土壤相互交织在一起，形成土赛根系复合体结构（图２－２），其??独特的根系生长方式使其根系占据了一部分土层中的空气和液体空间，在土层中纵向和横向穿??插的根系以及分蘖节点生长的纵向植株，与周围土壤交织在一起，相互锚固，形成了土壤－根系??复合体结构，加剧了土层的板结，使得草地牧草生长的土壤环境恶化，通气透水能力下降，从??而影响草地牧草的产量和质量。??退化草地土层中土壤－根系复合体结构的形成过程示意图如图２－１所示。??１?－?￡??（ｂ）纵向麵ｔ??⑷－繁殖、丨??（Ｃ）横向截面ｋ??图２－?１?土壤－根系复合体结构形成过程示意图??１９??

?第二章草地土壤－根系复合体力学特性及其影响因素研究??草地形成的土壤－根系复合体结构实物图如图２－２所示。??图２－２退化草地土壤－根系复合体结构??从图２－２中可以看出，草地土层中根系形成巨大的根系网络，与土壤交织在一起，横走根??系与竖直方向的根系交错复杂，形成复杂的土赛根系复合体结构。板结性退化草地（羊草）的??土层结构与农田土壤相比有着明显的不同。??从文献分析中，可以看出，土壌与植物根系开多成的土壤－根系复合体结构是根系生物效应、??根系与土壤之间的化学效应和物理机械效应之间综合作用的结果，根系与土壤相互作用形成一??个强度较高、功能性较强的有机结构，因此，对于板结性退化羊草草地土层中盘根错节的根系??与土壤所形成的土赛根系复合体结构，在研究其特性以及耕作部件与复合体之间的作用关系时，??应将根系和土壤作为一个整体来研究，即将土壤－根系复合体结构作为一个雖结构来研究其物??理力学特性


本文编号：2977892