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玉米和大豆根系对滇中地区坡耕地红黏土抗剪强度的影响

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水土流失是限制山区坡耕地持续利用的主要问题.为探讨农作物根系固土机理,采用无侧限压缩试验测定了素土、玉米和大豆成熟期根土复合体的抗剪强度和应力应变特性,WinRHIZO(Pro.2019)根系分析系统测定了根系构型特征,分析了根土复合体力学特性与根系特征参数间的关系.结果表明:(1)玉米和大豆根系能显著增强土体抗剪强度(P<0.01),其根土复合体强度相对素土分别提高了117.65％和71.91％;(2)两种农作物根土复合体黏聚力c与根长密度、根表面积密度、根体积密度、根重密度均呈极显著正相关(P<0.01),其中D≤1mm细根对黏聚力增量Δc的贡献大于其他径级根系;(3)根系构型性状中,玉米根分支数高于大豆45.44％且各径级根系分布更均匀,其根土复合体随含根量的增加,在破坏时表现出弱应变硬化特征且裂缝拓展变缓,侧向变形减小.综上农作物根系均能增强土体抗剪强度,但根系结构类型不同则对土体力学特性的影响不同,细根和分支数较多的玉米根系更能有效增强土体强度和约束变形,因此须根系玉米对表层土体的固持能力优于直根系大豆.坡耕地利用中,可以通过合理布局须根系农作物来防治水土流失.
Effects of Maize and Soybean Roots on Topsoil Shear Strength of Red Clay on Sloping Farmland in Central Yunnan

张立芸、段青松、范茂攀、杨亚丽、程伟威、李永梅

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云南农业大学植物保护学院,昆明 650201

云南农业大学机电工程学院,昆明 650201

云南农业大学资源与环境学院,昆明 650201

农作物 根系特征 红黏土 根土复合体 黏聚力 无侧限压缩试验

国家自然科学基金云南省教育厅科研项目

414610592019J0178

2022

10.11766/trxb202012140689

土壤学报
中国土壤学会

土壤学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2
ISSN：0564-3929
年,卷(期)：2022.59(6)
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