[發明專利]一種測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置及方法

有效

• 申請號: 201711185952.5
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107796550B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 馬強;黃朝綱;肖衡林;陶高梁;劉永莉;李麗華;陳智;葉建軍;萬娟;裴堯堯
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01N3/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

1.一種測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的方法，其特征在于，所述方法使用了如下裝置：包括種植槽(5)、連接繩(1)、支架(2)、定滑輪(3)以及測力計(4)；所述種植槽(5)整體呈上端開口的箱式結構，所述種植槽(5)的底部設置有紗網(6)；所述定滑輪(3)設置在支架(2)上；所述連接繩(1)纏繞在定滑輪(3)上；所述連接繩(1)的一端與種植槽(5)相連，另一端與測力計(4)相連；

所述紗網(6)是鍍鋅鋼絲紗網，所述紗網(6)的網格孔徑不大于2mm×2mm；

所述測算原位植物根系固土實際截面抗拔力的裝置的測定方法包括以下步驟：

1)準備耕植土；

2)將種植槽(5)放置在土質地面上，向下壓實，使種植槽底部的紗網(6)與土質地面充分接觸，隨后在種植槽(5)內填充步驟1)所準備的耕植土，并在種植槽(5)內種植植株；

3)定期在種植槽(5)內施水以及添加肥料直至種植槽(5)內的植株生根發芽并茁壯成長；所述種植槽(5)內植株的根系部分通過種植槽(5)底部的紗網(6)伸入土質地面中；所述種植槽(5)內植株的莖葉部分從種植槽(5)內的耕植土中破土而出并向外部生長；

4)待種植槽(5)內植株生長至植株成熟時，將種植槽(5)周邊的植物去除，在種植槽(5)周邊架好支架(2)，將連接繩(1)纏繞在支架(2)上的定滑輪(3)上，將連接繩(1)的兩端分別與種植槽(5)以及測力計(4)相連；

5)拉動測力計(4)，通過定滑輪(3)緩慢起吊種植槽(5)，同時時刻觀察測力計(4)的數值，待植株根系開始被拔出土體時記錄此時測力計(4)的數值，直至種植槽(5)內植株的根系完全被拉斷并記錄此時測力計(4)的數值；

6)將植株根系上的泥土全部沖洗干凈，測量種植槽(5)內植株根系的單根周長以及單根被拉出土體的長度；

根據種植槽(5)內植株根系的單根周長計算單根的截面面積總和；

根據單根的截面面積總和以及在步驟5)中當種植槽(5)內植株的根系完全被拉斷時測力計(4)的數值計算根系的拉斷強度；

根據種植槽(5)內植株根系的單根周長、單根被拉出土體的長度以及步驟5)中當種植槽(5)內植株根系開始被拔出土體時測力計(4)的數值計算單根與土壤界面摩擦系數；

所述根系的拉斷強度以及摩擦系數反映原位植物根系固土實際截面抗拔力；

所述步驟6)中的單根是所有穿過設置在種植槽(5)底部的紗網(6)并被拉斷的植物根系；

所述步驟6)中單根的截面面積總和的具體計算方式是：

其中：

C是單根周長；

A是單根截面面積總和；

所述步驟6)中根系的拉斷強度的具體計算方式是：

σ＝F/ΣA

其中：

σ是根系的拉斷強度；

F是種植槽(5)內植株的根系完全被拉斷時測力計(4)的數值；A是單根截面面積總和；

所述步驟6)中摩擦系數的具體計算方式是：

μ＝F/ΣlC

其中：

μ是摩擦系數；

F是種植槽(5)內植株的根系完全被拉斷時測力計(4)的數值；l為單根拉出長度；

C是單根周長。