南京林业大学学报(自然科学版)

作者：王子杰,郭欢,唐丽霞,吴文丽,廖拉拉

单位：1.贵州大学林学院,贵州 贵阳 550025,2.贵阳市林业局,贵州 贵阳 550001

关键词：拉拔摩擦力,根皮微观特征,轮廓算术平均偏差,分形维数

基金：国家自然科学基金项目(31960332)

【目的】根系表皮的形态特征直接影响根系的抗拉拔特性,决定着根土界面摩擦力的大小,明确根皮形态对拉拔摩擦力的影响,有助于深入理解根系固土机制。【方法】以常见护坡灌木火棘(Pyracantha fortuneana)与紫穗槐(Amorpha fruticosa)为研究对象,用单根拉拔试验测定根土界面的摩擦力;采用分形维数(D)及轮廓算术平均偏差(Ra)刻画根系表皮特征,分析根系表皮特征对拉拔摩擦力的影响。【结果】火棘根系的拉拔摩擦力显著大于紫穗槐,火棘拉拔摩擦力增幅随径级增加而增大,而紫穗槐根系拉拔摩擦力增幅与径级无显著相关性,当径级为(3,4] mm时,拉拔摩擦力增幅最高。微观形态观察可知:火棘根皮轮廓起伏较大,紫穗槐根皮较为平整;形态参数Ra与D能很好地刻画植株的表皮特征,火棘根皮形态为裂隙形,以Ra表征效果最佳,其中Ra与拉拔摩擦力呈极强正相关,Ra越大,拉拔摩擦力越大。紫穗槐根皮为锯齿形,以D表征效果最佳,其中拉拔摩擦力增量与D呈极强正相关,D越大,拉拔摩擦力增量也越大。两植株拉拔过程存在区别,火棘为颗粒嵌入式摩擦,紫穗槐为根土界面接触摩擦,根皮内嵌入的土壤颗粒能在摩擦过程提供更大的摩擦阻力。【结论】本研究揭示了两种植物根表皮特征对根系拉拔摩擦的影响,为进一步了解根系微观特征对固土和摩擦机理作用提供依据。

来源：2025年第3期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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