农业机械学报

作者：王得伟，王旭峰，尤泳，王天一，惠云婷，王德成

单位：中国农业大学;塔里木大学,塔里木大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：枣园;切根;根土复合体;环刀取样;各向异性;微观结构参数

基金：国家自然科学基金项目（32360073）、国家重点研发计划项目（2022YFD2202102）和塔里木大学-中国农业大学科研联合基金项目（ZNLH202304）

为确定南疆枣园切根抚育作业工艺，测定了枣园土壤含水率、坚实度、孔隙度、容重、粒径分布等物理参数，统计了枣园待切根区的根系聚集深度、土壤含根量等，确定了切根区位置为距树干750mm和切根作业深度应在0～200mm范围内可调的农业技术要求。研究结果表明，根土复合体具有各向异性，取样角θ为0°、45°、90°时，根土复合体抗剪强度T关系为T0°＜T45°＜T90°。为分析根土复合体产生各向异性现象的原因，采用扫描电镜（SEM）获取了根土复合体在不同取样方向上的微观结构图像，通过PCAS软件处理并获取了根土复合体微观结构参数。将根土复合体的宏观图像、微观图像、微观结构参数、抗剪强度参数结合，定性和定量分析了根土复合体产生各向异性的原因及规律，得到微观结构参数与抗剪切强度相关性由强到弱依次为孔隙概率熵、孔隙形态分维数、颗粒形状系数、孔隙形状系数、颗粒概率熵、颗粒形态分维数。根据研究结果提出根土复合体抗剪强度测定时，环刀应垂直于耕作过程产生的实际剪切发生面方向取样。本研究可为枣园切根抚育机具设计和研发提供理论依据，为土壤耕作类部件优化设计、耕作类部件与土壤相互作用关系等研究提供参考。

来源：2024年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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