黑沙蒿根系抗拉特性及其与化学成分的关联性

摘要

[目的]探讨根系抗拉特性与主要化学成分含量的关联性,以期充实根系固土力学特性研究以及提供矿区生态恢复和植物保护的理论支持。[方法]以神东矿区广泛分布的多年生灌木黑沙蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,利用TY8000伺服式强力机,研究1~4 mm径级直根段、含侧根分支处根段抗拉材料的力学特性并测定各径级的纤维素、半纤维素和木质素,研究根系材料力学及其与化学成分的关联性。[结果]①随着根系直径增加,黑沙蒿直根段、含侧根分支处根段抗拉力增加,而抗拉强度和杨氏模量减小,且抗拉力、抗拉强度和杨氏模量都与根系直径呈幂函数关系。②直根段、含侧根分支处根段化学成分含量差异显著(p木质素(28.42%,25.30%)>纤维素(15.50%,15.35%)。③随着根系直径增加,直根段纤维素含量减小,半纤维素和木质素含量增加,而含侧根分支处根段纤维素含量减小,半纤维素和木质素含量无变化。④直根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关(p<0.01),与半纤维素、木质素极显著负相关(p<0.01)。含侧根分支处根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关(p<0.01),与半纤维素、木质素无相关性。[结论]黑沙蒿根系抗拉特性与化学成分表现出一定的相关性,且纤维素是影响灌木根系材料力学特性的主要化学组分。