[发明专利]根土复合体摩擦试验的样品前处理方法

说明书

技术领域

本发明属于树木根系测量的领域，具体涉及一种根系样品的处理方法。

背景技术

植被在自然界中具有重要的生态、社会、经济三大经济价值，调节小气候，植物固碳，保持水土、保护生物多样性等各项功能。尤其从水土保持角度出发，针对水土流失的新形式，植被措施在防止水土流失所起的作用越来越受到重视。在一些坡地上，采取植被固坡措施，已在各种工程开发中常见，植物固坡主要是靠着发达的根系锚固土壤，交错纵横的根系构成了强大的网络，分布于坡面岩土体中，林木根系既往纵向生长，也往横向生长，起到了锚固土壤、加筋的作用，提高了土壤摩擦性能，有利于稳定坡面，需要掌握植物根系固着土壤的能力的各项参数。不同的植物根系固着土壤的特性存在较大的差别，根土复合体的摩擦性能不一。在野外直接测定根系与土壤之间的摩擦性能存在较大的困难，因而，室内试验成为了了解植物根土摩擦能力的主要手段，

现有测量技术中，取样地点通常选自野外或森林，测定根土复合体的摩擦性能的前期处理时间较长，而且土壤样品的风干再模拟野外实地土壤，根系的清洗，剪切等过程处理不当，造成了检测结果失真的问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种根土复合体摩擦试验的样品前处理方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种根土复合体摩擦试验的样品前处理方法，包括步骤：

S1、在林地，用半挖法，将挖出的根系，按不同的根直径简单的分级，密封以保持根系含水量，并将根周围的土壤装袋；

S2、野外取样时，同时用环刀法，取回原状土以便测定土壤干密度；用铝盒取土样以便测定土壤含水量。各个指标重复4-6次。

S3、将取回的根系保存在4℃中，将装袋的土壤平铺风干，同时将带有土壤的环刀、铝盒内土壤测定土壤干密度、土壤含水量；

S4、挑去根系、石块，将风干的土壤过2mm土壤筛备用。

S5、过筛的风干土壤，平铺，依据野外土壤含水量，计算所需的水量；

S6、将计算的加水量装土喷雾设备（见图2），然后，往平铺的过筛风干土喷洒，并充分搅拌均匀。然后，将土壤装入干燥塑料桶中密封，桶口涂上凡士林密封。静置6-8小时备用。

S7、将野外采集的根系，测定根的直径，使用游标卡尺测量根系上、中、下三个部位直径取平均值；按照不同的直径分类，在水龙头下，用软毛刷，刷洗根表面的土壤；然后，将洗净的根系剪断备用。

S8、将S6制备的土样装入长为20cm、宽为20cm、高20cm的立方形样器（见图3）中，装入的土量依据立方形样器体积以及土壤干密度计算所得。例如：干密度为1.0g/cm³，那么装入的土量为1.0g/cm³×8000cm³=8000g。

S9、布设根系于第3层土壤装入之前，根据实验的不同设计，布设于立方形样器中，而后依次装入第4、第5层土壤。

S10、将S9制备好的试样，置于北京林业大学植被力学实验室自主研发的根系拉拔试验机进行试验，同时按实验要求设定不同的参数，测定根土复合体摩擦力的大小。

其中，野外取样时，用环刀法，取回原状土以便测定土壤干密度；同时，用铝盒取土样以便测定土壤含水量。各个指标重复5次。

其中，野外取样时，挖出的根系为50-60cm长，装在塑料袋中密封，保存温度为4℃。

其中，所述S7剪断根系的长度依据埋深而定，所述埋深为5-15cm，剪断根系的长度为20-30cm

例如：埋深5cm，那么夹头夹持的根系长度为10cm，设定的夹头与控件之间长度为5cm，则需要根系长度为5cm+10cm+5cm=20cm，依次类推：埋深为8cm的根系长需要为23cm，埋深为10cm的根系长则为25cm,埋深为12cm的根系长则为27cm,埋深为15cm的根系长则为30cm，处理好的根系以备用。

其中，所述S9用击实器分5层将土壤击实；其中，下一层土壤装入前，要对下一层的锤击面进行凿毛，以达到土壤较好的结合。

其中，所述S9中根系的布置方法包括布置在立方形样器中布设1根～3根根系，根系与水平的夹角为30-90°。

其中，所述S10根系拉拔试验采用的实验装置包括长为20cm、宽为20cm、高20cm的六面立方形容器，顶面可活动，顶面上有放置根系的长方形缝隙。

本发明的有益效果在于：