Research on the effects of intercropping on the branching levels and strength of plant root systems and their role in soil stabilization

【研究目的】间作被认为是一种场景提高土地利用效率，增强林间土壤稳定的一种有效策略，植物根系是表征植物生长状态和固土效能的重要指标，探究植物间作对根系分枝级次以及固土效益的构成和潜在影响机制。/t/n本文选择了马铃薯（<italic>Solanum tuberosum</italic> L.）、芋头（<italic>Colocasia esculenta</italic> (L.)）、草本（包括<italic>Setaria viridis</italic> (L.) Beauv<italic>.</italic>、<italic>Lolium perenne</italic> L.）作为脐橙林的间作物种，分析间作五年后的植物根系特征（包括：根长、抗拉强度和杨氏模量），并与五年、十年、二十年三个生长时间的脐橙林为对比，采用RBMw和Wu模型分别对不同级次的根系固土作用进行分类计算，以此分析根系固土作用的构成及影响因素。/t/n1）脐橙根系分枝级次的比例受间作的影响，其中间作芋头和马铃薯样地降低Order1的根系数量（P&gt; 0.1），未除草样地对根系分枝级次的比例影响较大，Order1的根系降低38.74%，Order2的根系增加35.37%，但仅order2的变化显著；2）种植模式和分支级次对根系抗拉强度的影响显著（P &lt; 0.05），芋头间作和未除草样地提高根系抗拉强度14.62％和14.01％，而马铃薯间作降低11.28％，但结果均不显著（P &gt; 0.1）。根系抗拉强度随着分支级次的减小呈增加趋势；3）植物间作会改变脐橙林根系固土效能，其中芋头间作降低根系固土效能52.8%，而马铃薯间作和未除草样地则提高根系固土效能38.4%和10.5%。对于不同级次，Order2对根系固土效能的贡献率通常最大（50%左右），而Order1根系固土效率则通常最高。/t/n本文发现间作将显著影响植物根系的分布特征，也会对单根力学强度存在一定程度的影响。植物的Order2根是土壤加固的主要贡献者，且其贡献比例会因间作而发生变化。本研究加深了对植物根系固土构成、机制及其影响因素的理解，为未来包括间作在内的林下土壤流失控制策略的机制解析与方法选择提供了重要依据。