LA-S原位根系生长监测系统

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根系生长监测系统使用说明书

ECA-GX02植物根系生长监测系统植物根系生长监测系统使用说明书仪器的安装使用在作物播种以前用户需要提前把厂家提供的有机玻璃管埋入需要测量的位置1、仪器组成SD卡主机扫描仪充电器延伸杆1-1、首先取出扫描仪把SD卡插入到相对应的位置；1-2、把扫描仪出线口的航空插头与主机的航空插头连接；1-3、把延伸杆拿出，用连接螺丝连起来，然后与扫描仪接口连接（出厂共提供200CM的延伸杆，每50CM为一段，分别可以测量50CM\100CM\150CM\200CM，用户需要测量那个阶段的就连接相对应数量的杆。

）然后把延伸杆与扫描仪连接，方便往地下送扫描仪用；1-4、打开主机右侧面的电源，这时直接进入到测量的界面：10/10 11:20:40SCAN TIMES0011-5、打开主机后如果时间日期都是当前实时的话可以直接测量，如时间和当前时间有出入的话，我们需要按面膜上的取消键进入到设置时间页面，在按上键来调整；1-6、调整完成后进入到测量界面后先不用着急把扫描仪放入到地下测量，我们需要先手拿扫描仪看着扫描仪上的扫描条，然后按下主机的测量键，看看扫描条是否会亮着白色的灯，然后是的话可以直接放入到地下测量，如果没有亮的话请关闭主机然后重新开启。

放入地下如下：1.-7、全部都准备好后把扫描仪放入到以前准备好的有机玻璃管中，手拉上延杆直接放置到所要测量的位置，然后按确认键等待，这个时候扫描仪启动并转动，当扫描仪扫描完成后主机的显示样品号上会在原来数字的基础上加1，这个时候说明已经测量完成一组，可以直接进行下一组的测量。

1-8、测量全部完成以后拔出SD卡用读卡器直接可以从电脑上读取图片，并用软件可以直接分析。

软件操作说明1、打开益康农软件SD卡会看到两个文件；2、看到这两个文件后先双击安装益康农根系setup(1)；直接点击下一步；选择“我同意该许可协议的条款”后下一步会亮，然后点击下一步；输入贵单位的名称后点击下一步或无其他操作直接点击下一步；点击更改可以把软件安装到您需要的盘符里或无操作直接默认安装C盘，点击下一步；直接点击下一步；直接点击下一步；点击完成，这个时候表示益康农根系分析软件已经安装完毕；3、在桌面上找到益康农根系软件所对应的图标，然后双击这个时候出现上图的对话框，出现的机器码由益康农公司密匙设定来完成，直接点击确定这时候表示益康农公司提供的机器码已经复制。

赛莱默长距离输水管线安全监测及检测智慧化解决方案

66一、应用背景长距离输水管线多应用于跨区域的调水工程、城市水源工程、工业输水工程及农田灌溉等领域，具有距离长、口径大、运行压力高、输水量大等特点。

在实际应用中，受不同管材、管道埋设环境恶劣、安装方式差异、运营管理水平参差不齐等多种因素影响，长输管线安全运行存在如下风险：①水锤问题：带压长输管线在输水过程中，水流急剧变化会引起管道压力随之发生急剧变化，形成超出正常管道运行压力几倍甚至几十倍的水击，这种现象会破坏管道、阀门及其他附属物，长此以往还会增大管线发生故障的风险。

②水量安全：长输管线口径大、压力高，且大多数安装在位置偏远、人烟稀少的地区，一旦管道位移、腐蚀或现场安装不当，则容易出现突发性的爆管或在管道接头处发生不易察觉的小泄漏，导致大量的水资源流失。

③排气阀异常运行：长距离封闭输水管线上安装排气阀是最常见的消除水锤方法之一，但目前由于缺少对排气阀是否选型正确或布置合适、验证排气阀是否为正常有效工作状态的判断，弥合水锤造成的管道安全运行隐患仍未减轻。

④PCCP （预应力钢筒混凝土管）断丝安全：PCCP管因口径大、承压高的独特性广泛应用于很多调水工程中。

PCCP的强度取决于缠绕在管芯上的高强钢丝，有多种原因会导致钢丝损伤或腐蚀，达到一定程度后就会出现断裂，进而发生爆管事故。

二、方案简介赛莱默长输管线的安全监测及检测智慧化解决方案集合了实时监测和定期检测两项功能，基于先进的硬件监测设备，通过4G、NB-IoT无线传输或分布式光缆赛莱默长距离输水管线安全监测及检测智慧化解决方案杜晓蕾，顾遥，王五平等有线传输方式获取监测数据，结合大数据分析、机器学习等人工智能技术，对海量的管线感知数据进行分析；同时，还可将多样化检测技术获取的管线状态信息纳入管线工程分析模型，从而实现对长输管线运营的长期实时安全监控以及定期安全状态评估，辅助用户制定主动的管线维护以及前瞻性的资产管理计划，为长距离输水管线提供全天候、全方位的安全守护。

维萨拉工业测量产品手册说明书

维萨拉工业测量产品手册湿度 | 温度 | 露点 | 二氧化碳 | 沼气 | 油中水分 | 连续监测系统 |溶解气体分析系统 | 过氧化氢 | 压力 | 气象 | 服务支持观测让世界更美好维萨拉的工业测量业务领域产品能够帮助客户了解工艺过程。

我们的产品为客户提供准确可靠的测量数据，帮助客户做出优化工业过程的决策，从而提高过程效率、产品质量、生产力和产量，同时减少能源消耗、浪费和排放。

我们的监测系统还能帮助客户在受监管的环境中运营，以履行监管合规性。

维萨拉工业测量服务于多种类型的运营环境，从半导体工厂和高层建筑，到发电厂和生命科学实验室，对环境条件的可靠监测是实现成功运营的先决条件。

维萨拉的测量产品和系统广泛应用于监测温度、湿度、露点、气压、二氧化碳、汽化过氧化氢、甲烷、油中水、变压器油中溶解气体和液体浓度等参数。

我们的生命周期服务可在测量仪表的整个使用寿命内提供维护。

作为值得信赖的合作伙伴，我们通过在产品和系统生命周期中保证准确的测量数据来支持客户做出可持续的决策。

本产品目录对我们的产品进行整体的介绍，以帮助您选择适合您需求的产品。

如需更多信息，请通过以下方式联系我们：销售热线：400 810 0126电子邮箱：**********************公司网址：扫描二维码，关注维萨拉企业微信3目录Indigo系列变送器Indigo200系列数据处理单元 (7)Indigo300数据处理单元 (9)Indigo510数据处理单元 (12)Indigo520数据处理单元 (15)用于抽检和校准的手持设备Indigo80手持式显示表头 (18)HMP80系列手持式湿度和温度探头 (21)DMP80系列手持式露点和温度探头 (23)HM70手持式湿度和温度仪 (26)HUMICAP® 手持式湿度温度仪表HM40系列 (29)DM70手持式露点仪 (33)MM70适用于现场检测的手持式油中微量水分和温度测试仪 (36)湿度和温度用于测量相对湿度的维萨拉HUMICAP® 传感器 (38)如何为高湿度应用选择合适的湿度仪表 (40)Insight PC机软件 (44)HMP1墙面式温湿度探头 (46)HMP3一般用途湿度和温度探头 (48)HMP4相对湿度和温度探头 (51)HMP5相对湿度和温度探头 (54)HMP7相对湿度和温度探头 (57)HMP8相对湿度和温度探头 (60)HMP9紧凑型湿度和温度探头 (63)TMP1温度探头 (66)适用于苛刻环境中湿度测量的HMT330系列温湿度变送器 (68)HMT370EX系列本安型温湿度变送器 (78)HMT310温湿度变送器 (84)HUMICAP® 温湿度变送器HMT120和HMT130 (87)适用于高性能暖通空调应用的HMW90系列湿度与温度变送器 (90)HMD60系列湿度和温度变送器 (92)HMD110/112和HMW110/112湿度和温度变送器 (96)适用于楼宇自动化高精度室外测量的HMS110系列温湿度变送器 (99)HMDW80系列温湿度变送器 (101)适用于楼宇自动化应用室外测量的HMS80系列温湿度变送器 (105)HMM100湿度模块 (107)适用于OEM应用的HMM105数字湿度模块 (109)HMM170温湿度模块 (111)INTERCAP® 温湿度探头HMP60 (113)4INTERCAP® 温湿度探头HMP63 (115)HUMICAP® 温湿度探头HMP110 (117)HUMICAP® 温湿度探头HMP113 (120)SHM40结构湿度测量套件 (122)HMK15湿度校准仪 (125)DTR500太阳辐射和雨水防护罩 (127)HMT330MIK气象安装套件 (129)适用于动力汽轮机进气测量的HMT300TMK汽轮机安装组件 (131)露点Vaisala DRYCAP® 传感器用于测量干燥过程中的湿度 (133)DMP5露点和温度探头 (135)DMP6露点探头 (138)DMP7露点和温度探头 (140)DMP8露点和温度探头 (142)DMT340系列露点和温度变送器 (145)适用于高温应用的DMT345和DMT346露点变送器 (151)DMT152露点变送器 (155)DMT143露点变送器 (157)DMT143L露点变送器 (160)用于冷冻干燥机的DMT132露点变送器 (162)DM70用DSS70A便携式采样系统和采样室 (164)DPT146露点和气压变送器 (166)DPT145多参数变送器 (168)二氧化碳适用于苛刻环境的维萨拉CARBOCAP® 测量传感器 (171)GMP343二氧化碳探头 (173)适用于CO2恒温箱的GMP231二氧化碳探头 (176)GMP251二氧化碳探头 (178)GMP252二氧化碳探头 (181)GM70手持式二氧化碳测试仪 (184)适用于苛刻通风要求应用的GMW90系列二氧化碳及温湿度变送器 (187)适用于智能控制通风系统 (DCV) 的GMW80系列二氧化碳、湿度和温度一体变送器 (190)按需控制通风系统中的GMD20系列二氧化碳变送器 (193)GMD110管道安装式二氧化碳变送器 (195)沼气MGP261多气体探头 (197)MGP262多气体探头 (199)油中水用于测量油中微水的维萨拉HUMICAP® 传感器 (201)MMP8油中水分探头 (203)MMT330系列油中微量水分与温度变送器 (205)5MMT310系列油中微量水分与温度变送器 (209)MMT162油中微量水分和温度变送器 (211)连续监测系统维萨拉viewLinc企业版服务器版本5.1 (213)AP10 VaiNet无线接入点 (215)用于连续监测系统的RFL100无线数据记录仪 (218)HMP115温湿度探头 (223)TMP115宽范围温度探头 (225)维萨拉温度与相对湿度数据记录仪系列DL2000 (227)维萨拉通用输入数据记录仪系列DL4000 (229)维萨拉多应用温度数据记录仪DL1016/1416 (231)维萨拉热电偶数据记录仪系列DL1700 (233)维萨拉中端温度、湿度及触点通道数据记录仪 (235)维萨拉vNet以太网供电数据记录仪接口 (238)溶解气体分析OPT100 Optimus™ 溶解气体分析(DGA)监测系统 (240)MHT410变压器油中微量水分、氢气和温度分析仪 (244)过氧化氢用于测量汽化过氧化氢、相对饱和度和相对湿度的维萨拉PEROXCAP® 传感器 (246)用于过氧化氢、湿度和温度测量的HPP270系列探头 (249)压力用于测量压力的维萨拉BAROCAP® 传感器 (253)PTU300气压、湿度和温度一体变送器 (255)适用于专业气象、航空与工业用户的PTB330数字式气压计 (260)气压传递标准PTB330TS (262)PTB210数字气压计 (265)PTB110气压计 (267)将风引起误差降低的SPH10/20静压头 (269)气象Vaisala用于工业应用测量的风和气象传感器技术 (271)风测量装置WA15 (273)WINDCAP® 超声波风传感器WMT700系列 (276)气象变送器WXT530系列 (278)服务支持面向仪表全生命周期服务 (280)67功能•数据处理单元 USB-C 端口支持使用通用 USB 电缆连接到维萨拉Insight PC 软件•数字和图形彩色显示屏（针对模拟型号提供可选的不带显示屏的款式）•IP65 外壳•24 V AC/DC 电源输入•Indigo201：3 个模拟输出（mA 或 V）•Indigo202：RS-485，带有Modbus ® RTU•2 个可配置的继电器维萨拉 Indigo200 系列数据处理单元是一种主机设备，它显示来自维萨拉 Indigo 兼容探头的测量值，同时也可通过模拟信号、Modbus RTU 通信或继电器将这些测量值传输到自动化系统。

植物生长调节剂与氮肥对盐胁迫下水稻幼苗生理特性的影响

核农学报2024，38（3）：0561~0573Journal of Nuclear Agricultural Sciences植物生长调节剂与氮肥对盐胁迫下水稻幼苗生理特性的影响王亚新1冯乃杰1， 2， 3， *赵黎明1， *郑殿峰1， 2， 3沈雪峰1， 2， 3刘美玲1杜有为1（1广东海洋大学滨海农业学院，广东湛江524088；2国家耐盐碱水稻技术创新中心华南中心，广东湛江524088；3广东海洋大学深圳研究院，广东深圳518108）摘要：为探讨植物生长调节剂（PGRs）和氮肥对水稻（Oryza sativa L.）幼苗生长和耐盐性的影响，以常规水稻品种黄华占为试验材料，在盆栽条件下，设置施氮及盐胁迫处理：N1（0.1 g N/盆）、N2（0.15 g N/盆）、N1S（N1+0.3%NaCl）、N2S（N2+0.3%NaCl），以及调节剂效应处理：N1A［N1+40 mg·L-1 5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）］、N1D［N1+30 mg·L-1乙酸二乙基氨基乙酯（DTA-6）］、N1AS［N1+40 mg·L-1 5-ALA+0.3%NaCl］和N1DS［N1+30 mg·L-1 DTA-6+0.3%NaCl］，于三叶一心期叶喷DTA-6和5-ALA，24 h后按土量进行0.3% NaCl（盐的质量/土的质量，W/W）处理，测定各处理幼苗形态、抗氧化酶活性以及丙二醛、过氧化氢和光合色素含量。

结果表明，与N1相比，N2、N1A和N1D处理均能促进幼苗生长，增加光合色素含量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量并促进还原型谷胱甘肽（GSH）合成。

以N1A处理效果最显著，N1A处理的地上干重、壮苗指数较N1处理增幅分别为15.37%~41.02%和29.17%~69.31%，过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量较N1处理分别显著降低25.90%~51.61%和4.10%~14.45%。

干旱区土壤植被系统恢复的生态水文学研究进展

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物蒸腾 , 以植物有效盖度和叶面积指数为纯量, 对蒸渗池观测结果进行尺度转换。建立了不同植被覆被条件下的蒸散发( ET ) 与同期降水量( P ) 的经验关系: 油蒿( A r tem isi a or dosica ) 植被区 ET = 0 8003 P + 5 8914, R = 0 9035 柠条( Car agana korshinski i ) 区 ET = 0 80P + 10 0, R 2 = 0 953 流沙区 ET = 0 55P + 5 89, R = 0 985 并以叶面积指数和有效盖度为基础, 实现了对植物蒸腾水分利用从叶片水平到群落水平的尺度转换: 单位叶面积的日蒸腾量 ( T l, mm 片 ) 为: Tl = (Ts 积指数 ; A 为占地面积 A ) / C/ ( C
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重 ( 245 a) 。针对土壤水分状况 , 则需要至少 120 a 才能恢复到天然植被的浅层土壤水分状况 , 尽管沙埋后生境经植被建设促进了表层土壤的持水能力, 但 50 a 内仅能恢复到天然植被土壤持水能力的 79% , 而对于一些土壤特性如沙粒和粉粒百分含量和有机碳含量等, 在 50 a 以后的相当长的时间内即使发生最大可能的恢复 , 也不能达到天然植被土壤特性的水平。这一预测结果说明在极端干旱的荒漠地区土壤特性的生态恢复是一个十分漫长的过程, 土壤生境一旦遭到破坏 , 即使人为促进的修复也是十分困难的 , 甚至一些特性的退化是不可逆的[ 6, 26] 。
表 1 土壤生境恢复过程中其理化特性随时间恢复的拟合曲线渐近线值、截距和恢复速率参数 Table 1 Intercepts, rate parameters and asymptote values characteristics of a chronosequence

广州市典型森林土壤有机碳密度及储量生态特征

ｅｔｏｅｅｅｇｅｎｂｏｄｌａｅｒｍｉｖｏｅｔＯＣｄｎｉｎＯＣｒｓｒｅｒ．ｓ．Ｆｒｔｖｒｒｅｒａ —ｅｖｄｐｈｉｔｅｆｒｓ．ＳｅｓｔａｄＳｅｖｓｗｅｅ１９—３１ｋｉｙｅ．ｇ・ｍ～ａｄ２．ｎ２４～２８ｔ・ｈ７．ｍ～ｈｇｅｈｌｅｏｅｂｍｂｏｆｒｓｎｉｈｏｅｔｎ．～５３ｋ・ｍ＿ｎ９１～５．ｉｈｒｔａｔｎｍｓｆｔａｏｏｅｔａｄｌｃｉｒｓ．ａｄ５０ｈｔｆ．ｇａｄ４．０９ｔ・ｈｍｈｇｅａｏｅｏｅｐｒｕａｙｔｓａｄａａｉｒｓ．ＳｅｓｔａｄｒｓｒｅｆｈｕｅｅｅｌｐｕｎｃｃａｆｒｉｈｒｔｎｔｓｆｈｕｅｃｅｌｐｕｎｃｃａｆｅｔｈｈｔｏｓＯＣｄｎｉｎｅｅｓｏｅｐｒｕａｙｔｓａｄａａｉ．ｙｖｔｏ
础性工作。本研究主要探讨不同植被类型土壤有机碳含量和碳密度差异及其与土壤养分元素相关关系，将有助于进一步研究森林生态系统的生态功能，森林的可持续经营和改造对有很好的科学指导意法
广州位于珠江三角洲北缘，经１２５１。３，纬２。东１。７～１４０北２２２￣６。地处南亚热带，６～３５属南亚热带季风海洋性气候，风台影响频繁，热资源优越、充沛，均温度２水雨量年２℃ 、均降雨年平量１２．ｌ，集中在４＿５７Ｉｎ相对７ｎ＿Ｊ，雨量占全年的８．％，９月降２１年

反式-2-己烯醛在植物防御反应中的作用

植物学报 C A7/>7e s e 8tv//ef//? of Bofany 2021, 56 (2): 232-240, doi: 10.11983/CBB20131•专题论坛•反式_2•己烯醛在植物防御反应中的作用王姝瑶+，郝鑫+，曲悦，陈迎迎，沈应柏**北京林业大学，北京100083摘要反式-2-己烯醛是绿色植物释放的一种小分子挥发性物质，在调节植物生长发育和抵抗各种环境胁迫中发挥重要作用。

已有研究表明，反式-2-己烯醛可抑制植物根系生长，具有较高的抑菌和抗虫活性，也可以作为植物间的“信使”来传递防御信号。

该文系统综述了反式-2-己烯醛的生物合成、代谢途径及其在生物胁迫防御反应中的重要作用，提出了研宄中存在的问题及未来的研究方向和建议，以期为深入揭示反式-2-己烯醛的作用机理提供参考。

关键词绿叶挥发物，植物防御反应，反式-2-己烯醛王姝瑶，郝鑫，曲悦，陈迎迎，沈应柏（2021).反式-2-己烯醛在植物防御反应中的作用.植物学报56, 232-240.在复杂多变的生态环境中，植物进化出一系列防御反应机制。

防御反应指植物对昆虫和病原菌侵袭表现出的一系列特异性内部代谢变化和外部结构改变以提高自身生存能力的应变过程，包括外界刺激识别、刺激信号转导、防御基因表达调控、生物活性物的合成积累和防御效应实现等生物过程(张庆花等, 2019)。

植物防御反应由复杂的信号调节网络组成,包括生长素(indole-3-acetic a cid,IA A)、茉莉酸 (jasmonic acid,JA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和绿叶挥发物(green leaf volatiles,GLVs)等防御信号系统。

其中，绿叶挥发物是植物在遭受昆虫取食、病原菌侵染以及机械损伤等生物和非生物胁迫时释放出的一种六碳小分子挥发物，包含醛类、醇类和酯类化合物。

健康植物释放的GLVs很少，当受到侵害时，立即合成并大量释放GLVs。

盐度对滨海修复种海马齿生长及荧光参数的影响

热带亚热带植物学报2021, 29(3): 269 ~ 275Journal of Tropical and Subtropical Botany盐度对滨海修复种海马齿生长及荧光参数的影响刘炜1, 常佳楠1, 张建琳1, 刘金林1, 秦玉涛2, 钟逸云1, 郜晓峰1, 邢浩1, 夏利花2, 孙彬1, 何培民1*(1. 上海海洋大学海洋生态与环境学院, 上海201306; 2. 国家海洋局东海环境监测中心, 上海200137)摘要：为探究海马齿(Sesuvium portulacastrum)生长的适宜盐度和适宜区域，利用恒温培养箱，模拟人工生态浮床进行水培,对其在不同盐度培养液中的生长情况和荧光参数进行测定。

结果表明，海马齿在0~15‰盐度下生长状况良好，且10‰盐度的海水对其生长具有促进作用，相对生长率和荧光参数在盐度5‰和20‰以上均会受到抑制；盐胁迫会导致海马齿的光能利用率下降，调节性能量耗散上升，电子传递效率下降，从而影响植物光合作用；当盐度达到30‰造成植物死亡。

在温度适宜条件下，海马齿具有良好的生态修复潜力和海水蔬菜开发前景，0~15‰盐度水域可以成为其修复工程的应用区域，10‰盐度能够促进海马齿生长，有利于海水蔬菜的培育。

关键词：海马齿；叶绿素荧光动力学；盐胁迫；生态修复；海水蔬菜doi: 10.11926/jtsb.4297Effect of Salinity on Growth and Fluorescence Parameters of Coastal Restoration Species Sesuvium portulacastrumLIU Wei1, CHANG Jia-nan1, ZHANG Jian-lin1, LIU Jin-lin1, QIN Yu-tao2, ZHONG Yi-yun1, GAO Xiao-feng1, XING Hao1, XIA Li-hua2, SUN Bin1, HE Pei-min1*(1. College of Marine Ecology and Environment, Shanghai Ocean University,Shanghai 201306, China; 2. East China Sea Environmental Monitoring Center, State Oceanic Administration, Shanghai 200137, China)Abstract: To explore the appropriate salinity and appropriate region of Sesuvium portulacastrum growth, the growth and chlorophyll fluorescence parameters were measured simulated artificial ecological floating bed for hydroponics in constant temperature incubator. The results showed that the growth of S. portulacastrum was well at 0-15‰ salinity conditions, and seawater with 10‰ salinity promoted its growth. The relative growth rate and fluorescence parameters were inhibited when the salinity was 5‰ and above 20‰. The light energy utilization and electron transfer efficiency of S. portulacastrum decreased under salt stress, and regulatory energy dissipation increased, thus affecting photosynthesis. When salinity reached 30‰, S. portulacastrum death finally. Therefore, S. portulacastrum had a good potential for ecological restoration and marine vegetables development at the appropriate temperature, the salinity of 0-15‰ water area could be the restoration application area, while 10‰salinity could promote its growth and cultivation of marine vegetables.Key words: Sesuvium portulacastrum;Chlorophyll fluorescence kinetics; Salt stress; Ecological restoration;Marine vegetable收稿日期: 2020–08–20 接受日期: 2020–10–12基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFC1402103)；上海市海洋局科研项目(沪海科2015-2)资助This work was supported by the National Key Research and Development Program (Grant No. 2016YFC1402103); and the Project for Scientific Research of Shanghai Oceanic Administration (Grant No. 2015-2).作者简介: 刘炜(1995~ )，男，硕士研究生，主要研究水域生态修复与植物生理学。

不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响

林业工程学报，２０２３，８（６）：１７０－１７５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０５０１４收稿日期：２０２３－０５－１７㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０７－１５基金项目：国家自然科学基金（５１５７８２９３）㊂作者简介：赵志峰，男，副教授，研究方向为微生物岩土㊁城市地下工程㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｚｆ０９１１＠１６３．ｃｏｍ不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响赵志峰，陈文杰（南京林业大学土木工程学院，南京２１００３７）摘㊀要：利用微生物诱导碳酸钙沉积（ＭＩＣＰ）技术对岩土体进行加固，已成为学术界研究热点㊂根据已有研究，ＭＩＣＰ加固能使土体强度显著提高，但不同文献中对试样在强度测试前的养护处理方法不尽相同㊂为了便于比较加固效果，需要研究养护测试条件对加固强度的影响㊂本研究采用微生物技术对粉土进行注浆处理，通过无侧限抗压强度和碳酸钙含量等评价加固效果，开展了不同养护条件对加固强度的影响试验㊂试验结果表明，养护条件不会影响试样中沉积的碳酸钙数量，但会影响无侧限抗压强度㊂室温条件下试样水分随着养护时间的延长而逐渐下降，而强度逐渐上升，试样含水状态对强度有显著影响㊂低温烘干条件下的加固强度随养护时间的延长而逐渐提高；而高温烘干条件时，养护１ｄ后的强度基本不变㊂相比烘干状态，试样在浸泡条件或干湿循环下的强度明显降低㊂无论试样处于浸泡或干湿循环条件，对试样进行烘干处理均可使强度显著提高㊂对比可知，高温烘干养护后测试得到的强度最高，浸泡养护后测得的强度最低㊂关键词：微生物诱导碳酸钙沉积；加固强度；烘干养护；浸泡养护；干湿循环中图分类号：ＴＵ４７２㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０６－０１７０－０６ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｒｉｎｇｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｏｉｌｍａｓｓＺＨＡＯＺｈｉｆｅｎｇ，ＣＨＥＮＷｅｎｊｉｅ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｏｉｌｍａｓｓｂｙｍｉｃｒｏｂｉａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ＭＩＣＰ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｓｏｉｌｓｔｒｅｎｇｔｈｃａｎｂｅｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙＭＩＣＰｒｅｉｎ⁃ｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｕｒｉｎｇｔｉｍｅｐｒｉｏｒｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｔｅｓｔａｒｅｎｏｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｉｎｄｉｆｆｅｒ⁃ｅｎｔｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ．Ａｓｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎ，ｔｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｏｉｌｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｄｒｙｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｋｅｏｆｃｏｍｐａ⁃ｒｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｏｉｌｓｈｏｕｌｄｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｍａｒｉｎｅｓｉｌｔｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙＭＩＣＰｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｍａｉｎｌｙｔｈｒｏｕｇｈｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｔｅｓｔａｎｄｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｃｏｎｔｅｎｔ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｄｒｙｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏａｋｉｎｇｃｕｒｉｎｇ，ａｎｄｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙ⁃ｃｌｅｓｏｎｔｒｅａｔｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｂｅｆｏｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｔｅｓｔ，ｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｃｕｒｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｄｉｄｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｉｌｓｐｅｃｉｍｅｎ，ｂｕｔａｆ⁃ｆｅｃｔｔｈｅｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｍａｓｓｗａｓｒｅｄｕｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｃｕｒｉｎｇｔｉｍｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｈａｄｍａｒｋｅｄｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇ，ｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｌｏｗｄｕｒｉｎｇｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇａｔｔｈｅｓａｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｍｅｎｔａｌｓｏｂｅｃａｍｅｓｌｏｗｅｒ．Ｆｏｒｔｈｅｃａｓｅｏｆｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｃｕ⁃ｒｉｎｇ，ｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｍａｉｎｔａｉｎｅｄｃｏｎｓｔａｎｔａｆｔｅｒ１ｄ．Ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｎｓｏａｋｉｎｇｃｕｒｉｎｇｏｒｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｉｃｃｕｒｉｎｇｗｅｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｉｎｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇ．Ｒｅｇａｒｄｌｅｓｓｏｆｗｈｅｔｈ⁃ｅｒｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗａｓｕｎｄｅｒｓｏａｋｉｎｇｏｒｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｄｒｙｉｎｇｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｂｕｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇｓｐｅｃｉｍｅｎ．Ｔｈｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｓｏｍｅｌｏｓｔｓｔｒｅｎｇｔｈｃａｕｓｅｄｂｙｓｏａｋｉｎｇｃｏｕｌｄｎｏｔｂｅｒｅｓｔｏｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｒｙｉｎｇ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｂｔａｉｎｅｄａｆｔｅｒｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｔｅｓｔｅｄａｆｔｅｒｓｏａｋｉｎｇｃｕｒｉｎｇｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｏｎｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｃｒｕｃｉａｌｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇＭＩＣＰｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒ⁃ｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｔｉｍｅｓａｖｉｎｇ，ｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇｃａｎｂｅｕｓｅｄ，ｂｕｔｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｂｅａｗａｒｅｔｈａｔｔｈｅｈｉｇｈ㊀第６期赵志峰，等：不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响ｄｒｙｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｏｔｈｅｒｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｉａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇ；ｓｏａｋｉｎｇｃｕｒｉｎｇ；ｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｅ㊀㊀土木工程作为高耗能产业，在建设中使用大量水泥类化学胶结材料，对地球表层的生态造成不利影响㊂将生物技术引入地基处理等领域，为解决传统方法带来的环境问题提供了新的思路㊂利用微生物诱导碳酸钙沉积（ＭＩＣＰ），对土颗粒胶结加固，可起到增加承载力㊁提高强度㊁改善稳定性等作用㊂近年来，通过室内试验研究［１－３］，目前对ＭＩＣＰ中使用的反应材料㊁加固对象㊁加固方法等已有比较深入的理解，也取得了良好的加固效果㊂微生物在整个反应中起着提供脲酶和成核点的作用，待处理土的颗粒组成㊁参与反应的尿素和钙盐浓度㊁加固方法㊁处理次数等都会影响碳酸钙的沉积情况，进而影响加固效果㊂由于涉及的影响因素多，因此不同文献得到的加固效果相差较大㊂ＭＩＣＰ处理后的碳酸钙质量分数从不足１％到２５％，加固后的无侧限抗压强度（ＵＣＳ）从约１００ｋＰａ到１０ＭＰａ以上［４］㊂所以，减少微生物加固的不确定性，增强处理效果的可重复性是亟待解决的问题㊂目前，ＭＩＣＰ研究中多采用无侧限抗压强度来评价加固效果，但对于强度测试前试样应如何养护并未形成一致的操作方法或标准㊂部分文献采用的养护方法见表１，还有不少文献对养护条件和测试前的试样状态并未提及㊂从表１可看出，很多研究在强度测试前对试样进行了烘干或风干处理，去除试样中的水分㊂试样的含水状态会直接影响强度测试结果，饱和试样的强度低于干燥状态下的强度，因此在岩土工程勘察规范等标准中都要求对饱和试件进行强度测试㊂实际环境中的土体并不都表１㊀不同研究中的养护条件Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓ养护条件参考文献６０ħ下烘干４８ｈ［３］（２０ʃ２）ħ下风干１４ｄ［４］５０ħ下烘干４８ｈ［５］（３０ʃ２）ħ下烘干１４ｄ［６］２５ħ下风干８ｄ［７］（３０ʃ２）ħ下饱和２４ｈ［８］１０５ħ下烘干至少２４ｈ［９－１１］（２６ʃ２）ħ下风干２１ｄ［１２］６０ħ下烘干２４ｈ［１３］８０ħ下烘干２４ｈ［１４］６０ħ下烘干至质量不变［１５］２５ħ下烘干５ｄ［１６］先室温养护２４ｈ，然后６０ħ下烘干２ｄ［１７］处于干燥状态，烘干后的强度是否能代表真实的加固效果值得探讨㊂赵茜［１８］将菌液和砂土混合，然后将试样静置在胶结液７ｄ后取出，养护７ｄ后进行ＵＣＳ试验，结果发现，室温风干强度最高（１．３６ＭＰａ），水下浸泡强度最低（１．２１ＭＰａ），湿度对强度影响不大㊂该结论与其他文献不一致，这可能是源于试样采用的是浸泡法加固，且处理后未进行洗盐操作㊂李捷等［１９］对试样以１０５ħ烘干，然后进行不同湿度的ＵＣＳ测试，试验表明，珊瑚砂的加固强度随湿度增大而减小㊂Ｗａｎｉ等［２０］对不同养护时间的试样进行了ＵＣＳ测试，试样强度为５８０６２３ｋＰａ，结果表明，室温养护７ｄ未明显提高强度，而养护１４ｄ的强度与养护７ｄ基本持平㊂由于试样的加固强度不高，且采用连续注入４８ｈ胶结液的方法（未说明是否进行洗盐操作），因此所得结论存在争议㊂以上研究表明，养护条件会改变试样的含水状态，从而对加固强度存在不可忽略影响，养护测试条件的不同也使不同研究结果难以比较，因此，有必要深入研究养护条件对ＭＩＣＰ加固强度的影响㊂图１㊀粉土的级配曲线Ｆｉｇ．１㊀Ｇｒａｄｉｎｇｃｕｒｖｅｏｆｓｉｌｔ１㊀试验材料与加固方法１．１㊀待处理土试验用土选择海相粉土㊂根据级配试验结果（图１），粉粒约占７０％，黏粒质量分数低于３％㊂不均匀系数Ｃｕ＝３．１３，曲率系数Ｃｃ＝１．４８，级配不良㊂该粉土的基本物理性质指标为：相对密度ｄｓ＝２．７，含水率ｗ＝２７．１％，干密度ρｄ＝１．４６ｇ／ｃｍ３，孔隙比ｅ＝０．８４，塑限ｗｐ＝１３．９％，液限ｗＬ＝２１．８％，渗透系数ｋ＝６．６ˑ１０－５ｃｍ／ｓ㊂处理前粉土的强度很低，无侧限抗压强度不足１００ｋＰａ，且容易液化㊂１７１林业工程学报第８卷１．２㊀菌㊀液微生物选用ＭＩＣＰ中使用广泛的购买于德国菌种保藏中心（ＤＳＭＺ）的巴氏芽孢杆菌（Ｓｐｏｒｏｓａｒｃｉｎａｐａｓｔｅｕｒｉｉ），并采用ＤＳＭＺ推荐的培养液㊂先将菌种接种至培养液中，然后将盛有菌液的锥形瓶放入振荡培养箱中（温度３０ħ㊁转速１３０ｒ／ｍｉｎ）培养㊂根据试验结果，菌液在２０２８ｈ的时间范围内较为稳定，脲酶活性处于较高水平［２１］，故选用２４２８ｈ阶段内的菌液；将ＯＤ６００调整至１．２左右㊂１．３㊀胶结液胶结液由等比例氯化钙和尿素组成，根据之前的注浆试验结果，胶结液浓度０．７５ｍｏｌ／Ｌ时钙离子利用率较高［２２］，因此本次试验选择该浓度㊂１．４㊀试样制备与处理方法采用注浆的方式进行处理（图２），模具为高１２０ｍｍ㊁内径３０ｍｍ的注射器㊂将粉土烘干后，采用四分法取土，分３次装入模具，然后分层击实使干密度为１．４２ｇ／ｃｍ３，控制土样高度在８０ｍｍ左右㊂试样两端放置开孔橡胶塞，橡胶塞内垫多层土工纱布以防止土颗粒流失㊂注浆步骤：①先向试样中注入１倍孔隙体积（Ｖｖ）的菌液，并使菌液在试样中静置１２ｈ；②接下来向试样注入多轮胶结液，胶结液体积略多于１．０Ｖｖ，每轮胶结液注入的间隔时间为１２ｈ，菌液和胶结液的注入速率控制在１ｍＬ／ｍｉｎ左右；③注入设定轮数的胶结液后，静置２４ｈ后向试样注入过量去离子水冲洗土中盐分和未反应的杂质㊂上述步骤结束，试样加固完成，接下来进行强度测试前的养护㊂图２㊀注浆装置Ｆｉｇ．２㊀Ｇｒｏｕｔｉｎｇｓｅｔｕｐ１．５㊀加固效果测定１）质量损失率㊂试样中的水分会随养护时间发生变化，可能影响强度测试结果㊂测量不同养护时间的试样质量，将质量变化值除以刚拆模时的试样质量，即得到质量损失率㊂２）加固强度㊂通过无侧限抗压强度试验评价加固强度㊂处理结束后将试样取出，两端切削平整并满足长径比２ʒ１的要求，在达到养护时间或测试条件后进行测试㊂３）碳酸钙含量㊂无侧限抗压强度试验后，采用盐酸浸泡法确定反应生成的ＣａＣＯ３质量，然后除以干土质量，得到碳酸钙生成百分比［２１］㊂２㊀试验方案为研究养护条件对ＭＩＣＰ加固强度的影响，进行了不同条件下的试验，试验方案见表２㊂其中，室温养护和烘干养护试验测定试样的质量损失㊁无侧限抗压强度和碳酸钙含量；浸泡养护和干湿循环养护主要测定无侧限抗压强度和碳酸钙含量㊂表２㊀不同养护条件的试验方案Ｔａｂｌｅ２㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｃｈｅｍｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ名称养护条件养护时间／ｄ室温养护（２５ʃ１）ħ风干１，３，５，７，９烘干养护低温烘箱（２５ħ）１，３，５，７，９高温烘箱（１０５ħ）１，３，５，７，９浸泡养护浸泡于水中１，３，５，７，９干湿循环养护先在１０５ħ烘箱中烘干１２ｈ，然后浸泡１２ｈ１，３，５，７，９３㊀室温养护对加固效果的影响为了实现不同的胶结水平，采用胶结液进行了５和１０轮处理，碳酸钙含量和无侧限抗压强度随养护时间的变化如图３所示㊂养护时间对碳酸钙的生成量不会产生影响，胶结液处理５轮后的碳酸钙生成量在７．６％左右；处理１０轮后在１３．５％左右，ＵＣＳ可达３ＭＰａ以上㊂ＵＣＳ随着养护时间的延长会产生明显变化㊂胶结液处理５轮时，养护１ｄ时的强度最低，ＵＣＳ随着养护时间的延长而明显增加，养护超过５ｄ后，强度变化趋于稳定；胶结液处理１０轮的规律比较相似，养护前期强度增长比较明显，超过５ｄ后的强度趋于稳定㊂图３㊀室温养护时间对ＣａＣＯ３生成量和无侧限抗压强度的影响Ｆｉｇ．３㊀ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｔｉｍｅｏｎＣａＣＯ３ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓ２７１㊀第６期赵志峰，等：不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响在室温条件下，试样中的水分不断减少，从而带来质量下降㊂２种胶结液处理轮数时的质量损失率随养护时间的变化见图４㊂胶结液处理５轮时试样中生成的碳酸钙较少，试样总质量相对较小，因此质量损失率高于胶结液处理１０轮的试样㊂２种胶结液处理轮数下，质量损失率的变化规律相似：养护１５ｄ时，质量损失率增加了９％１１％，变化明显；养护超过５ｄ后，试样质量基本不变㊂质量损失率与无侧限抗压强度的变化趋势一致，表明试样的加固强度与其含水状态直接相关㊂图４㊀室温养护下的质量损失率Ｆｉｇ．４㊀Ｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｉｏｓｕｎｄｅｒｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ４㊀烘干养护对加固效果的影响４．１㊀低温烘干养护为同室温养护进行对比，将试样置于２５ħ的烘箱内进行养护㊂低温烘干养护下的碳酸钙生成量与室温养护时接近（图５），这表明碳酸钙生成量主要取决于ＭＩＣＰ反应过程，与养护条件无关；但养护条件对ＵＣＳ存在影响㊂低温烘干时的试样强度随着养护时间延长呈线性增加的趋势，养护超过７ｄ后强度变化幅度减小㊂养护９ｄ后的强度与室温时相近，处理５轮后的ＵＣＳ在９００ｋＰａ左右，处理１０轮后在３ＭＰａ左右㊂图５㊀低温烘干时间对ＣａＣＯ３生成量和无侧限抗压强度的影响Ｆｉｇ．５㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏｗ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｔｉｍｅｏｎＣａＣＯ３ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓ低温烘干条件下的质量损失率见图６，其变化规律与无侧限抗压强度相似，这表明强度受试样含水状态的影响㊂与图４相比，低温养护９ｄ后的质量损失率与室温条件下基本相同，无侧限抗压强度也十分接近（相差不到３０ｋＰａ）㊂相比室温养护，相同温度烘箱养护时水分蒸发相对较慢，因此试样的强度增长也较慢㊂图６㊀低温烘干养护的质量损失率Ｆｉｇ．６㊀Ｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｉｏｓｕｎｄｅｒｌｏｗ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ４．２㊀高温烘干养护为比较不同烘干温度对养护后强度的影响，将烘箱温度提高至１０５ħ，对胶结液处理１０轮的试样进行了ＵＣＳ和碳酸钙生成量测试，结果见图７㊂在１０５ħ下，由于试样水分迅速减少，养护１ｄ与养护９ｄ的强度仅相差２％，养护时间对试样强度的影响可忽略，对试样高温烘干后进行强度测试可不考虑养护时间的影响㊂图７㊀高温烘干时间对ＣａＣＯ３生成量和无侧限抗压强度的影响Ｆｉｇ．７㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｔｉｍｅｏｎＣａＣＯ３ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓ５㊀浸泡和干湿循环养护对加固效果的影响５．１㊀浸泡养护由于孔隙水会降低土抗剪强度，因此土样含水时的强度低于烘干强度，有必要考察试样在饱和状３７１林业工程学报第８卷态下的强度㊂本次研究中，将胶结液处理１０轮的试样在水中浸泡养护，并进行了２种条件的无侧限抗压强度试验：一种是试样浸泡至预定天数后直接进行测试；另一种是试样浸泡至预定天数后取出高温烘干２４ｈ后进行测试㊂将不同条件下的测试结果进行对比㊂相同养护时间下，浸泡试样的强度最低，高温烘干的强度最高；而且随着浸泡天数的增加，试样的强度逐渐下降（图８）㊂养护７ｄ后，浸泡试样的强度约为高温烘干试样强度的４３％㊂将浸泡试样进行烘干处理，强度会明显提高，但低于高温烘干养护的强度，这意味着浸泡引起的强度损失无法通过烘干而全部恢复㊂以上对比充分说明了在评价加固强度时，明确养护条件的重要性；高温烘干测得的高强度并不适用于其他条件㊂图８㊀浸泡与高温烘干的无侧限抗压强度对比Ｆｉｇ．８㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｔｗｅｅｎｓｏａｋｉｎｇａｎｄｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ５．２㊀干湿循环养护为了考虑实际环境中水分变化对强度的影响，开展了干湿循环对强度的影响试验，也分为２种情况：直接进行强度测试和烘干后进行强度测试㊂干湿循环２种情况的试样强度与浸泡养护试样的强度对比见图９㊂相同养护时间下，经历干湿循环的试样强度略高于一直浸泡的试样，这表明浸泡养护试样的强度最低㊂干湿循环次数超过３次后，试样的强度基本不变㊂对干湿循环后的试样进行烘干，能使其强度有明显提高，增幅可达７０％㊂将浸泡后烘干的强度与干湿循环后烘干的强度进行对比（图１０），结果发现浸泡后烘干的强度略低，这说明虽然在强度测试前都对试样进行了烘干处理，但养护过程对测试的结果存在一定影响㊂将不同养护时间和养护条件的ＵＣＳ测试结果进行对比（表３）㊂高温烘干得到的强度最高；浸泡和干湿循环测得的强度相对较低，而且强度随着养护时间的延长而逐渐下降㊂对比可知，浸泡养护获得的强度最低，养护时间超过１ｄ后的强度不足高温烘干的一半，因此，明确养护条件对评价加固强度非常重要㊂图９㊀干湿循环养护对无侧限抗压强度的影响Ｆｉｇ．９㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｒｙ⁃ｗｅｔｃｙｃｌｉｃｃｕｒｉｎｇｏｎｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ图１０㊀不同养护条件下烘干强度的对比Ｆｉｇ．１０㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｒｙｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ表３㊀不同养护条件下的ＵＣＳ对比Ｔａｂｌｅ３㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＵＣＳｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ养护时间／ｄ高温烘干强度／ｋＰａＵＣＳ对比／％室温低温烘干浸泡干湿循环１３０４９７３．７６２．３５０．６５４．９３３０６２９５．７７２．０４６．９５１．５５３０７８９８．８８１．５４３．９５０．３７３１０２９７．６９３．９４２．９５０．２９３１１２９７．２９６．５４２．６４９．０㊀注：室温㊁低温烘干㊁浸泡和干湿循环的数据为相同天数下高温烘干强度的百分比㊂６㊀结㊀论针对ＭＩＣＰ研究中试样养护条件不一致的现状，本研究对粉土进行加固，开展了不同养护条件下的加固效果研究，得到以下结论：１）养护条件对沉积生成的碳酸钙含量没有影响，但会直接影响无侧限抗压试验结果㊂对试样进４７１㊀第６期赵志峰，等：不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响行烘干处理能获得相对较高的强度值㊂２）综合几种养护条件的试验结果，浸泡养护测得的强度最低，浸泡时间对强度有不利影响；无论是浸泡还是干湿循环，在强度测试前将试样烘干均能使强度有明显提升㊂３）从偏保守角度考虑，可对ＭＩＣＰ处理试样进行浸泡养护然后测试强度，养护时间应不低于７ｄ；若从缩短养护时间的角度考虑，可对试样进行高温烘干处理，且获得的强度最高，但烘干获得的高强度并不适用于其他条件㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＭＵＪＡＨＤ，ＳＨＡＨＩＮＭＡ，ＣＨＥＮＧＬＡ．Ｓｔａｔｅ⁃ｏｆ⁃ｔｈｅ⁃ａｒｔｒｅｖｉｅｗｏｆｂｉｏｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｙｍｉｃｒｏｂｉａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ＭＩＣＰ）ｆｏｒｓｏｉｌｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＧｅｏｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌ，２０１７，３４（６）：５２４－５３７．ＤＯＩ：１０．１０８０／０１４９０４５１．２０１６．１２２５８６６．［２］ＴＥＲＺＩＳＤ，ＬＡＬＯＵＩＬ．Ａｄｅｃａｄｅｏｆｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｔｕｒｎｉｎｇｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｂｉｏ⁃ｉｍｐｒｏｖｅｄｓｏｉｌｓ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｇｅｏｍｅ⁃ｃｈａｎｉｃｓｆｏｒＥｎｅｒｇｙａｎｄｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，１９（９）：１００１１６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｇｅｔｅ．２０１９．０３．００１．［３］ＬＩＵＬ，ＬＩＵＨＬ，ＳＴＵＥＤＬＥＩＮＡＷ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｉｏｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｌｃａｒｅｏｕｓｓａｎｄ［Ｊ］．ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，２０１９，５６（１０）：１５０２－１５１３．ＤＯＩ：１０．１１３９／ｃｇｊ－２０１８－０００７．［４］ＭＡＨＡＷＩＳＨＡ，ＢＯＵＡＺＺＡＡ，ＧＡＴＥＳＷＰ．Ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍ⁃ｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏａｒｓｅｓａｎｄｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｉｏｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，１４５（８）：０４０１９０３３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｇｔ．１９４３－５６０６．０００２０６６．［５］ＨＯＡＮＧＴ，ＡＬＬＥＭＡＮＪ，ＣＥＴＩＮＢ，ｅｔａｌ．Ｓａｎｄａｎｄｓｉｌｔｙ⁃ｓａｎｄｓｏｉｌｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｌｅｎｚｙｍｅ⁃ｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａ⁃ｔｉｏｎ（ＢＥＩＣＰ）［Ｊ］．ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，２０１９，５６（６）：８０８－８２２．ＤＯＩ：１０．１１３９／ｃｇｊ－２０１８－０１９１．［６］ＭＡＨＡＷＩＳＨＡ，ＢＯＵＡＺＺＡＡ，ＧＡＴＥＳＷＰ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂｉｏ⁃ｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａ，２０１８，１３（４）：１０１９－１０２５．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１４４０－０１７－０６０４－７．［７］ＡＺＡＤＩＭ，ＧＨＡＹＯＯＭＩＭ，ＳＨＡＭＳＫＩＡＮ，ｅｔａｌ．Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｉｏ⁃ｃｅｍｅｎｔｅｄｓａｎｄ［Ｊ］．ＳｏｉｌｓａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，２０１７，５７（５）：６９８－７０６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓａｎｄｆ．２０１７．０８．００２．［８］ＣＵＩＭＪ，ＺＨＥＮＧＪＪ，ＺＨＡＮＧＲＪ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｅｍｅｎｔａ⁃ｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｂｉｏ⁃ｃｅｍｅｎｔｅｄｓａｎｄ［Ｊ］．ＡｃｔａＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａ，２０１７，１２（５）：９７１－９８６．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１４４０－０１７－０５７４－９．［９］ＣＨＥＮＧＬＡ，ＳＨＡＨＩＮＭＡ，ＭＵＪＡＨＤ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｋｅｙｅｎｖｉ⁃ｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｍｉｃｒｏｂｉａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｆｏｒｓｏｉｌｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，１４３（１）：０４０１６０８３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｇｔ．１９４３－５６０６．０００１５８６．［１０］ＹＵＸＮ，ＲＯＮＧＨ．ＳｅａｗａｔｅｒｂａｓｅｄＭＩＣＰｃｅｍｅｎｔｓｔｗｏ／ｏｎｅ⁃ｐｈａｓｅｃｅｍｅｎｔｅｄｓａｎｄｂｌｏｃｋｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＯｃｅａｎＲｅｓｅａｒｃｈ，２０２２，１１８（１）：１０２９７２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ａｐｏｒ．２０２１．１０２９７２．［１１］ＳＨＡＲＭＡＭ，ＳＡＴＹＡＭＮ，ＲＥＤＤＹＫＲ．Ｒｏｃｋ⁃ｌｉｋｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｂｉｏｃｅｍｅｎｔｅｄｓａｎｄｔｒｅａｔｅｄｕｎｄｅｒｎｏｎ⁃ｓｔｅｒｉｌｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｖａｒｉｏｕｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，１３（３）：７０５－７１６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｒｍｇｅ．２０２０．１１．００６．［１２］ＯＭＯＲＥＧＩＥＡＩ，ＰＡＬＯＭＢＯＥＡ，ＯＮＧＤＥＬ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｃｅ⁃ｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｂｙＳｐｏｒｏｓａｒｃｉｎａｐａｓｔｅｕｒｉｉｓｔｒａｉｎａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌ⁃ｇｒａｄｅｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅａｇｅｎｔｓｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２２８：１１６８２８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．１１６８２８．［１３］ＷＵＣＺ，ＣＨＵＪＡ．Ｂｉｏｇｒｏｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｒｏｎｇｅｒｂｏｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｆｏｒａｇｇｒｅｇａｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，１４６（１１）：０６０２００２１．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｇｔ．１９４３－５６０６．０００２３８６．［１４］ＰＡＮＸＨ，ＣＨＵＪ，ＹＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｂｉｏｇｒｏｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｉｎｅｔｏｃｏａｒｓｅｓａｎｄ［Ｊ］．ＡｃｔａＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａ，２０２０，１５（１）：１－１６．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１４４０－０１９－００８７２－０．［１５］ＸＩＡＯＹ，ＺＨＡＯＣ，ＳＵＮＹ，ｅｔａｌ．ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＭＩＣＰ⁃ｔｒｅａｔｅｄｓａｎｄｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｇｒａｄａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａ，２０２１，１６（５）：１３９１－１４００．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１１４４０－０２０－０１１１６－２．［１６］ＣＡＮＡＫＣＩＨ，ＳＩＤＩＫＷ，ＨＡＬＩＬＫＩ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｏｒ⁃ｇａｎｉｃｓｏｉｌ［Ｊ］．ＳｏｉｌｓａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，２０１５，５５（５）：１２１１－１２２１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｓａｎｄｆ．２０１５．０９．０２０．［１７］ＭＡＧＬ，ＨＥＸＡ，ＪＩＡＮＧＸＡ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｅｎｔｏｎｉｔｅ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄｂｉｏｃｅｍｅｎｔｅｄｃｏａｒｓｅｓａｎｄ［Ｊ］．ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，２０２１，５８（７）：９６９－９８１．ＤＯＩ：１０．１１３９／ｃｇｊ－２０２０－００４５．［１８］赵茜．微生物诱导碳酸钙沉淀（ＭＩＣＰ）固化土壤实验研究［Ｄ］．北京：中国地质大学（北京），２０１４．ＺＨＡＯＱ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏｂｉａｌｉｎｄｕｃｅｄｃａｌｃｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ＭＩＣＰ）［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＵｎｉ⁃ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１４．［１９］李捷，方祥位，申春妮，等．含水率对珊瑚砂微生物固化体力学特性影响研究［Ｊ］．工业建筑，２０１６，４６（１２）：９３－９７．ＤＯＩ：１０．１３２０４／ｊ．ｇｙｊｚ２０１６１２０１９．ＬＩＪ，ＦＡＮＧＸＷ，ＳＨＥＮＣＮ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎ⁃ｔｅｎｔｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｃｅｍｅｎｔｅｄｃｏｒａｌｓａｎｄｃｏｌｕｍｎｓ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１６，４６（１２）：９３－９７．［２０］ＷＡＮＩＫＭＮＳ，ＭＩＲＢＡ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｂｉｏ⁃ｃｅ⁃ｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏ⁃ｃｌｏｇｇｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｂａｃｔｅｒｉａｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｗｅａｋｄｒｅｄｇｅｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，３９（８）：３１７－３３４．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０７０６－０２０－０１４９４－０．［２１］赵志峰，彭邦阳，邵光辉．胶结液参数对微生物加固粉土的影响［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），２０２１，５１（３）：４５６－４６２．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０２１．０３．０１４．ＺＨＡＯＺＦ，ＰＥＮＧＢＹ，ＳＨＡＯＧＨ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｏｌｕ⁃ｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｓｉｌｔｂｙｂｉｏ⁃ｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２１，５１（３）：４５６－４６２．［２２］朱效博，赵志峰．胶结液注入轮数和体积对微生物加固粉土的影响［Ｊ］．防灾减灾工程学报，２０２１，４１（３）：４８５－４９０．ＤＯＩ：１０．１３４０９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｄｐｍｅ．２０１９０４０５６．ＺＨＵＸＢ，ＺＨＡＯＺＦ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｕｍｂｅｒｏｆｒｏｕｎｄｓａｎｄｖｏｌｕｍｅｓｏｆｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｉｌｔｂｙｍｉ⁃ｃｒｏｂｉａｌｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＭｉｔｉｇａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，４１（３）：４８５－４９０．（责任编辑㊀莫弦丰）５７１。

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用∗姚程;胡小贞;耿荣妹;薛彦君;成小英【摘要】为了研究几种常见水陆交错带植物对底质稳固性的影响，选取太湖贡湖湾水陆交错带内的双穗雀稗（Paspalum distichum）、李氏禾（ Leersia hexandra）、香菇草（ Hydrocotyle vulgaris）、黄花水龙（ Ludwigia peploides）和黄菖蒲（ Iris pseudacorus）5种水生/湿生植物植物，并利用长江下游常见沙壤土和湖滨带新生底质两种土壤，开展了5种植物对底质稳固作用的室内研究.结果表明底质孔隙度减少、细小粒径（＜50μm）增加有利于底质稳固，改善上覆水指标，减少扰动给上覆水所带来的悬浮颗粒物.直径≤1 mm 的须根量、须根长度和须根面积与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系，双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数与增益值之间存在斜率为0.006~1.727的线性正相关关系；黄花水龙、黄菖蒲植物根系参数与增益值之间则存在斜率为-0.091~-0.011的线性负相关关系.黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/ cm3，根表面积密度分别为0.368和0.294 cm2/ cm3，根重密度分别为1.844和0.944 mg/ cm3，两种植物对底质孔隙度的增益值分别为15％和9％，对底质粒径分布的增益值分别为92％和47％；双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/ cm3，根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm2/ cm3，根重密度分别为0.678、2.537和0.160 mg/ cm3，3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6％、36％和1％，3种植物根系参数对底质粒径分布的增益值分别为16％、17％和-13％.5种植物通过根系提高底质的稳定性，减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放，从效能上表现为李氏禾＞双穗雀稗＞黄菖蒲＞黄花水龙＞香菇草.%Small-scale physical experiment in the laboratory has been taken for simulating the effects ofPaspalum distichum, Leer-sia hexandra, Hydrocotyle vulgaris, Ludwigia peploides and Iris pseudacorus on the literal-zone sediment stabilization by collecting sandy soil from lower reaches of Yangtze River and clay from the literal-zone. The results indicated that the reduced degree of poros-ity and increased proportion of specified particle (diameter <50 μm) of sediments could improve the quality of overlying water. The linear regression model of the improvement of sediment stabilization with five kinds of plant (Paspalum distichum, Leersia hexan-dra, Hydrocotyle vulgaris, Ludwigia peploides and Iris pseudacorus and fine root parameters (root length density, root surface area density and root weight density) is put forward. The correlations of root parameters of Leersia hexandra, Paspalum distichum, Hydrocotyle vulgaris with the degree of sediment porosity and with the particle diameter have positively linear correlations with slop arranging from 0.006 to 1.727, respectively, while the negative linear correlation of Iris pseudacorus, Ludwigia peploides with slop arranging from -0.091 to -0.011. Improvements of sediment porosity of Iris pseudacorus and Ludwigia peploides were attained to 15% and 9% , respectively, and improvement of particle diameters to 92% and 47% , respectively. The linear equation was used to calculate the plants' root parameter: 11.495 and 9.475 cm/ cm3 in root length density, 0.368 and 0.294 cm2 / cm3 in root surface ar-ea density, 1.844 and 0.944 mg/ cm3 in root weight density, for root parameters with sediment porosity and with the particle diame-ter, respectively. The sediment porosity improvements of Leersia hexandra, Paspalum distichum and Hydrocotyle vulgaris were at-tained to 6% ,36% and 1% , and distribution of particle diameter improvement to 16% ,17% and -13% , according to linear equa-tion which was calculated with plants' root parameter: 1.057, 7.368 and 0.651 cm/ cm3 in root length density, 0.033, 0.228 and 0.022 cm2 / cm3 in root surface area density, and 0.678, 2.537 and 0.160 mg/ cm3 in root weight density, respectively. Five literal-zone plants are all proved to improve sediment stabilization, which repress eutrophication and sediment resuspension caused by soil erosion on lakeshore. Comparably, the effectiveness from high to low are in descending order from Leersia hexandra, Paspalum dis-tichum, Iris pseudacorus, Ludwigia peploides to Hydrocotyle vulgaris.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2017(029)001【总页数】11页(P105-115)【关键词】植物须根;底质稳固性;底质粒径分布;底质孔隙度;根系参数【作者】姚程;胡小贞;耿荣妹;薛彦君;成小英【作者单位】南京工业大学城市建设学院，南京 210000;中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室，环境基准与风险评估国家重点实验室，北京 100012;中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室，环境基准与风险评估国家重点实验室，北京100012;中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地/国家环境保护湖泊污染控制重点实验室，环境基准与风险评估国家重点实验室，北京 100012;江南大学环境学院，无锡 214000【正文语种】中文水陆交错带是湖泊水生态系统与陆地生态系统之间非常重要的过渡带，具有拦截地表径流、提供生物栖息地、改善湖滨景观等任务[1]. 底质是水陆交错带生境的重要因素，合适、稳定的底质可以为水陆交错带植物生长提供良好的立地条件，不同的植物生长反过来也会对底质尤其是新生底质的理化特征产生较大影响，从而推动底质发生演变[2]. 研究者从植物对土壤修复改善作用出发，指出发达的植物根系不仅仅起到为植物提供水分、养分的功能，还利用自身在土体中穿插、缠绕、固结等作用强化土体的抗侵蚀能力[3]. 吴彦等就对乔木类植物根系对土壤抗侵蚀性的影响做过系统的研究，指出乔木类植物须根量直接影响着土壤的有机质、孔隙度等理化参数，须根量越大越有利于土壤理化性质的改变[4]. 近年来，随着对湖泊生态环境的深入研究，研究者发现水陆交错带植物可以有效减少底质悬浮. 如Horppila等就通过对照实验指出了浅水湖泊中几种浮叶、沉水、挺水群落植物具有抑制底质中磷的释放，增强底质抗悬浮的作用[5]. Charles通过对比南达科他州沙湖(Sand Lake)中开阔水域受风浪影响的底质悬浮情况与挺水植物区域的悬浮情况，发现开阔区比挺水植物区严重得多，证明了挺水植物对增强湖泊底质抗悬浮能力的重要意义[6]. Horppila等还在芬兰南部希登韦西湖(Lake Hiidenvesi)通过野外监测与室内模拟实验进行对比，发现金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、钝叶眼子菜(Potamogeton obtusifolius)等沉水植物可以有效减少底质在水体扰动条件下悬浮颗粒物的释放[7]. 水生植物被证明可以有效克制水陆交错带底质在风浪扰动条件下的悬浮上扬，但目前的研究还主要处于这种作用的发觉阶段，尚未深入到底质内部结构变化，缺少植物与这种变化之间的量化研究. 本文通过室内模拟实验研究几种水陆交错带植物对底质稳固性能的影响，量化植物与底质稳固性之间的关系，为湖滨带水生植物群落构建中植物物种的选取以及栽种密度的确定提供参考.1.1 植物与底质来源实验所用的植物和底质来自于无锡贡湖湾太湖新城贡湖生态修复示范工程区(31°27′19.91″～31°27′25.38″N，120°19′48.04″～120°19′56.39″E)，该示范区原为鱼塘，2013年退渔还湖后经过基底修复改善，于2014年5月经人工植被修复后形成水陆交错带示范区. 示范区内底质主要为外来覆土，属于湖滨带生态修复区域新生底质，其孔隙度为37%，含水率为 24%，粒径分布以100 μm以下的细小颗粒为主. 实验中还采集生态修复示范区外的沙壤底质作为实验对象，其孔隙度为45%，含水率为25%，粒径分布以100 μm以上的中细、中粗颗粒为主.实验中水陆交错带植物均为长江中下游常见种类，于2014年5月人工种植后生长稳定并形成群落. 采集示范区分布面积大、生长良好的5种水生植物作为实验对象，包括双穗雀稗(Paspalum distichum)、李氏禾(Leersia hexandra)、香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、黄花水龙(Ludwigia peploides)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)[8-12].1.2 实验设置实验装置(图1)经塑料养殖箱改造而成，每个养殖箱底均匀铺设20 cm底质. 每种水生植物分别在水陆交错带新生底质和沙壤底质两种底质中进行种植，并设平行样，同时两种底质均保留空白参考组. 共设置5个实验组和1个空白对照组，植物栽种后先少量加水，保持底质润湿，等待24 h观察栽种效果，确保实验植物与底质的紧密结合. 注入纯净水，淹没植物根部至水深10 cm左右. 经过1周的生长适应期后开始实验，每个装置中放置曝气头，曝气量为25 ml/s, 通过FP111便携式流速仪测定装置中上覆水流速为1.9～2.5 m/s，水力梯度为 15 s-1.1.3 数据采集与分析连续曝气扰动1周(7 d)后监测上覆水悬浮颗粒物浓度(SS)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)及总磷(TP)浓度等指标. 实验进行至第2周(14 d)后停止水力扰动，静止6 h后测定上覆水SS、CODMn、TN及TP等指标. 第14 d 静止6 h 后再次进行曝气扰动，持续至实验第20 d，期间隔24 h(15 d)、5 d(20 d)对上覆水SS、CODMn、TN及TP等指标进行测定. 实验结束时(20 d)取出植物，测定其生物量(植物鲜重)，用水清洗植物根部，筛选<1 mm的须根，利用LA-S根系分析仪测定根长密度、根表面积密度与根重密度.利用钼酸盐比色法测定水体TP浓度，碱性过硫酸钾比色法测定水体TN浓度，同时测定水体SS浓度以及CODMn. 底质的测定方法参考《沉积物质量调查评估手册》[13]，采用凯式定氮仪测定底质TN含量，利用高氯酸-硫酸消解法测定底质TP与有效磷含量，利用重铬酸钾消解法测定有机质含量，同时利用容积法测定底质的容重. 本次实验中底质的测定方法参考《沉积物质量调查评估手册》. 利用激光粒度仪测定底质粒径分布情况. 实验数据利用Excel、Origin等软件进行整理，利用SPSS软件进行相关性分析.2.1 扰动对上覆水指标的影响2.1.1 上覆水水质随时间的变化实验期间各实验组与空白对照组的上覆水SS浓度与CODMn、TN、TP浓度有着不同的变化规律(图2). 各实验组SS浓度在扰动持续1周(7 d)后达到最高值，空白对照组SS浓度增幅最大，由70 mg/L上升至350 mg/L. 水力扰动持续两周后停止扰动并静置6 h(14 d(S))，各实验组与空白对照组上覆水SS浓度下降至150 mg/L左右. 静止6 h后(14 d)各实验组恢复水力扰动，SS浓度小幅上升. 随着实验进行(15～20 d)，各实验组中以新生底质作为实验底质的上覆水SS浓度基本维持在120 mg/L,以沙壤土作为实验底质的上覆水SS浓度存在较大差异，空白实验组的上覆水SS浓度则超过了220 mg/L，远远高于实验前扰动条件下的水体SS浓度.如图2所示，各实验组与空白对照组上覆水CODMn、TN、TP浓度在实验期间持续升高，各实验组上覆水CODMn在实验进行前两周(0～14 d)由5 mg/L最高上升至9 mg/L，空白组达到7 mg/L，随后持续扰动1周过程中(14～20 d)各实验组上覆水CODMn下降至6.5 mg/L以下，空白组超过7 mg/L. 各实验组上覆水TN浓度在实验进行前两周(0～14 d)由0.35 mg/L最高上升至0.65 mg/L，空白组由0.50 mg/L 上升至0.65 mg/L，持续扰动1周的过程中(14～20 d)各实验组下降至0.50 mg/L左右. 各实验组上覆水TP浓度在实验进行前1周(0～7 d)由0.01 mg/L最高增加至0.035 mg/L，空白组由0.01 mg/L最高增加至0.055mg/L，随后的实验过程中(7～20 d)各实验组与空白组维持在第1周结束时的水平(8 d).由上述分析可知，随着底质的沉积稳固及由于植物的生长对底质稳固作用加强，扰动情况下上覆水SS浓度是呈降低趋势的. 而上覆水CODMn、TN、TP浓度却呈增加趋势，这是由于扰动情况下，底质中可溶态营养盐持续释放，使上覆水中营养盐表现出“积累”的特征. 两种底质上覆水在扰动条件下受污染的程度不同，新生底质在实验期间上覆水SS浓度要低于沙壤底质，营养盐的释放量也低于沙壤底质，尤其在没有植物稳固作用的空白组更为明显. 可见，植物的生长可以有效减少由于扰动带来的颗粒物悬浮问题，减少底质中营养盐的释放带来的上覆水中营养盐浓度增加的问题.2.1.2 上覆水水质组间差异各实验组和空白组上覆水SS浓度在实验结束时(20 d)存在差异，黄花水龙组(D)在各实验组中最高，达到125 mg/L；黄菖蒲组(E)最低，接近25 mg/L；双穗雀稗组(A)、李氏禾组(B)和香菇草组(C)均达到100 mg/L；空白对照组则远远高于其他实验组，达到200 mg/L. 双穗雀稗组、李氏禾组、香菇草组和黄菖蒲组的新生底质与沙壤底质上覆水SS浓度在实验结束后没有显著差异，黄花水龙组(D)与空白对照组(F)的沙壤底质上覆水SS浓度高于新生底质，分别为225与200 mg/L，140与120 mg/L(图3).各实验组与空白组上覆水CODMn在实验结束时(20 d)存在差异，同时各实验组中沙壤底质与新生底质上覆水之间也有明显区别. 双穗雀稗组、李氏禾组、香菇草组和黄花水龙组新生底质上覆水CODMn下降至5 mg/L，黄菖蒲组新生底质上覆水CODMn超过6 mg/L，空白对照组上覆水CODMn达到7 mg/L. 各实验组沙壤底质上覆水CODMn要高于新生底质，各实验组沙壤底质上覆水CODMn达到6 mg/L，空白对照组沙壤底质上覆水CODMn达到7.5 mg/L(图3).各实验组沙壤底质上覆水TN浓度在实验结束时达到0.45 mg/L，双穗雀稗组、李氏禾组、黄菖蒲组新生底质上覆水TN浓度为0.4 mg/L，香菇草组、黄花水龙组新生底质上覆水TN浓度为0.55 mg/L；空白对照组沙壤底质上覆水TN浓度达到0.8 mg/L，新生底质上覆水TN浓度达到0.6 mg/L(图3).各实验组与空白组上覆水TP浓度差异明显，双穗雀稗组、香菇草组和黄菖蒲组均在0.02 mg/L 以下，李氏禾组在0.025 mg/L左右，黄花水龙组则达到0.04mg/L，空白对照组超过0.05 mg/L，沙壤底质与新生底质上覆水TP浓度没有明显差异(图3).可见在相同扰动条件下，空白对照组各项水质指标值均明显大于实验组，说明不同植物的生长可不同程度地抑制底质颗粒物悬浮和污染物释放. 不同植物对悬浮颗粒物、氮磷营养物的抑制作用差异较大，黄菖蒲显示出较强的抑制作用，其次是双穗雀稗、李氏禾、香菇草，黄花水龙在5种实验植物中抑制作用最弱. 新生底质与沙壤底质相比，其上覆水颗粒悬浮物更低，营养物质更少，在扰动下稳定性较好.2.2 底质稳固性指标的变化分析2.2.1 实验后底质孔隙度组间的差异孔隙度反映底质孔隙状况和松紧程度，实验前新生底质孔隙度为37%，沙壤底质孔隙度为45%，实验后空白对照组新生底质孔隙度升高达到45%，沙壤底质下降至42%(图4). 本实验条件下，随着实验的进行，一方面底质自身沉积作用减小底质孔隙度，另一方面扰动造成对表层底质颗粒结构的冲击和切割，使底质更加松散，增加其空隙度. 沙壤底质对照组孔隙度下降的原因可能是由于沙壤底质颗粒较大，实验的扰动条件不足以对其颗粒结构产生冲击；而新生底质颗粒较小，在实验扰动条件下，颗粒间分散使孔隙度升高. 实验后，各实验组沙壤底质与空白组沙壤底质相比，孔隙度均下降. 说明各沙壤底质实验组由于植物的生长，对沙壤底质颗粒的“聚集”有正向作用，但不同植物对沙壤质颗粒的这种正向作用差异较大[14].实验结束时各实验组沙壤底质的孔隙度均低于初始孔隙度，其中双穗雀稗、李氏禾以及黄菖蒲作用较强，使沙壤底质孔隙度均下降至37%，黄花水龙组沙壤底质孔隙度下降至30%，香菇草组沙壤底质孔隙度则没有明显变化，达到43%. 各实验组新生底质孔隙度均高于实验前，达到40%，但小于空白新生底质组45%，说明各新生底质实验组由于植物的生长，对新生底质颗粒有一定的“聚集”作用，但这种“聚集”作用不足以抵消扰动对颗粒物的“扩散”作用，因此孔隙度仍旧高于实验前.2.2.2 实验后底质粒径分布变化粒径分布是重要的底质指标，研究表明粒径分布情况不仅决定底质的悬浮和抗侵蚀能力，同时也影响着底质组成物质的比例和形态[15-16]. 实验前后各组新生底质小于0.05 mm的粒径比例均达到90% ，大于0.1 mm的粒径比例则大于5%(图5). 实验前长江中下游沙壤底质组大于0.1 mm的粒径比例超过10%，0.05～0.10 mm的粒径比例则不到5%，小于0.05 mm的粒径比例为85%. 双穗雀稗、李氏禾组沙壤底质实验后小于0.05 mm的粒径比例均提高至90%，大于0.1 mm的粒径比例由10%下降至5%. 黄菖蒲组、黄花水龙组、空白对照组大于0.1 mm的粒径比例下降，由10%下降至5%左右. 香菇草组中沙壤底质的粒径分布在实验前后没有发生明显变化，大于0.1 mm的粒径比例仍然较高，超过10%. 空白对照组实验前后粒径分布没有显著差异；实验前后各实验组沙壤底质粒径分布变化总体上小于0.05 mm的比例提高，达到90%， 0.05～0.10 mm、大于0.1 mm的粒径比例下降；各实验组、空白组新生底质实验后粒径分布与实验前相比没有发生显著差异，小于0.05 mm的粒径比例均达到90% ，大于0.1 mm的粒径比例则小于5%.2.3 植物生长对底质稳固性的影响分析2.3.1 植物生物量与根系特征 5种植物在实验过程中长势良好，实验后生物量增加. 黄花水龙是浮叶植物，实验后植物鲜重达到1.2 kg/m2. 李氏禾与双穗雀稗均属于禾本科植物，两者都有着发达的匍匐茎和根壮茎，实验后李氏禾鲜重增加到0.85 kg/m2，双穗雀稗鲜重增加到0.65 kg/m2. 黄菖蒲是湿生/挺水植物，枝叶茂盛，根茎短粗，环境适应性较好，鲜重在实验前后有较快的增长，增加至0.75 kg/m2. 香菇草是一种低矮(株高15 cm)的蔓生挺水/湿生植物，生物量远远小于其他较为高大的挺水/湿生植物，实验后生物量增加至0.52 kg/m2(图6).已有研究认为根长密度、根表面积密度、根重密度是反映根系特征的重要指标，植物根系与土壤理化性质变化息息相关[17]. 须根长度密度可以反映一种植物根部须根的伸展情况，须根表面积密度可以反映植物根部和底质的接触情况，根重密度则直接体现须根的数量. 在选取的5种水生/湿生植物中，黄菖蒲的直径d≤1 mm须根根长密度、根表面积密度较高，而李氏禾根重密度较高，5种水生/湿生植物的根系参数有明显的差异(表1)，但香菇草与黄菖蒲一样有很强的适应性，可以在实验装置中快速扎根稳定.d≤1 mm的须根特征参数之间有密切的联系，根长密度与根表面积密度之间的相关系数达到0.9939，根重密度与二者之间的相关系数也达到了0.4163. 从拟合的函数上看，3个参数之间两两呈正相关(图7)，即说明植物须根量(根重密度)越大其影响作用范围越大，与底质接触越密切.2.3.2 植物生长对底质稳固性的影响分析底质稳固性能与底质的粒径分布、孔隙度以及底质的化学特征有密切联系，而d≤1 mm 的须根对底质的物理、化学特征有着直接的影响[18-19]. 根长密度和根表面积密度与底质孔隙度有着显著的负相关性(表2). 须根紧实底质，减少孔隙度，增强了底质抗扰动性能. 不同粒径级别数量间的相关关系指出了它们之间此消彼长的数量关系，底质粒径分布研究也指出了实验后粒径<50 μm 底质的增加及其他粒径级别的减少. 根长密度、根表面积密度、根重密度与粒径<50 μm的底质数量有显著的正相关关系(P<0.05，表3)，而生物量与底质的孔隙度和粒径分布则没有显著的相关关系(表2). 鲁素芸指出部分水生植物根系通过穿插和分泌糖类、有机酸甚至腐败分解等方式促进底质在水体冲击下的稳定[20]. 植物根系不仅通过分泌活性酶、植物激素来包裹固结底质，其自身生长对底质的穿插压实也让底质的颗粒越来越细密，空隙越来越少[21]. 植物须根在底质中的生长影响着底质的孔隙度和粒径分布，改变了底质抵抗水体扰动的性能. 须根通过分泌有机物质包裹粘连底质细小颗粒，同时须根对底质的穿插挤压也使底质颗粒物质变得更加细小，更易与须根紧密粘连.2.3.3 植物根系对底质稳固性的增益作用底质孔隙度、底质粒径分布是上覆水水质在本次实验条件下变化的内因，这两项底质指标可以衡量底质稳定性能，其改善程度用空白实验组各项参数与各个植物实验组参数的相对差值来反映. 将这种相对差值定义为底质稳定性增益值，分别为孔隙度增益值I1和粒径增益值I2. 结果(表4)表明双穗雀稗、李氏禾、香菇草3种植物d≤1 mm的须根量Rw、须根长度RL、须根面积RS与各增益值之间存在线型正相关关系(斜率为0.006～1.727，黄花水龙和黄菖蒲须根参数与底质粒径分布增益值之间存在线性负相关关系(斜率为-0.091～-0.011). 以李氏禾须根量回归方程I1=0.018RW-0.015和I2=0.025RW+0.103为例，其须根量每增加1 mg/cm3,孔隙度增加1.8%，粒径<50 μm的底质增加2.5%.须根参数与改善值之间的增益值是植物根系对底质增益效果的体现，增益值越大说明根系增益效果越高效，根系生长对底质增益效果的提升越明显. 双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数越大，其生长环境中底质的物理特征就越利于底质的稳定；黄花水龙和黄菖蒲须根参数与底质粒径分布增益值之间存在截距大于0的负线性关系，这表明随着须根生长，根系对底质稳定的促进作用就在减弱. 这两种植物根系在须根还不是很发达的时候，有着不错的增益效果. 如黄花水龙根长密度与粒径分布增益回归方程的截距达到0.933，当黄花水龙生长初期须根长度较小的时候，根长密度每增加1 cm/cm3, 粒径<50 μm的底质就增加90%左右.植物须根的数量和质量也是影响底质稳定性的重要因素，黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/cm3，根表面积密度分别为0.368和0.294cm2/cm3，根重密度为1.844和0.944 mg/cm3,两种植物根系参数对底质孔隙度增益值分别为15%和9%，两种植物根系参数对底质粒径分布增益值分别为92%和47% ; 双穗雀稗、李氏禾和香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/cm3，根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm2/cm3，根重密度为0.678、2.537和0.160 mg/cm3，3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%，3种植物根系参数对底质粒径分布增益值分别为16%、17% 和-13%. 不同植物根系对底质增益系数的差异来自于根系分泌的活性酶、植物激素的种类以及部分根系死亡分解时分解物质的种类性质[22]. 5种水生/湿生植物根系均可以对湖滨底质稳定性有改善作用，增强底质的抗水体扰动能力，控制底质中营养物质的释放，改善上覆水水质；从效能上表现为李氏禾>双穗雀稗>黄菖蒲>黄花水龙>香菇草.1) 植物根系对底质稳定性增益一方面通过直径<1 mm的须根穿插紧实底质，造成底质孔隙度下降；同时须根的生长对底质的穿插挤压造成粒径<50 μm的颗粒增多，这些细小颗粒更易与须根紧密粘连，增强底质的稳固性.2) 直径≤1 mm的须根量Rw、须根长度RL、须根面积RS与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系；双穗雀稗、李氏禾、香菇草的须根量Rw、须根长度RL、须根面积RS与粒径分布、孔隙度增益值之间存在斜率为0.006～1.727的线型正相关关系；黄花水龙和黄菖蒲的须根参数与粒径分布增益值之间存在斜率为-0.091～-0.011的线性负相关关系. 双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数越大，其生长环境中底质的物理特征就越利于底质的稳固；黄菖蒲、黄花水龙则随着根系参数的升高，对底质稳固的增益作用减小.3) 黄菖蒲与黄花水龙具有发达的植物根系，两种植物根系参数对底质孔隙度增益值分别为15%和9%，对底质粒径分布增益值分别为92%和47% ; 双穗雀稗、李氏禾、香菇草根系参数较小，3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%，对底质粒径分布增益值分别为16%、17% 和-13%.综上所述，5种植物通过根系提高底质的稳定性，减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放. 从效能上表现为李氏禾>双穗雀稗>黄菖蒲 >黄花水龙>香菇草.【相关文献】[1] Lu Hongwei, Zeng Guangming, Jin Xiangcan. 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