漢諾威萊布尼茨大學（Leibniz University）: 使用 ZwickRoell 研究與測量植物根端生長的力值
個案探討
- 客戶： 漢諾威萊布尼茨大學地球科學研究所，土壤科學系土壤生物物理研究組
- 地點：德國漢諾威
- 產業： 研究機構及學術機構
- 主題： 土壤中的抗穿透性取決於根部分泌物和土壤濕度
漢諾威萊布尼茨大學地球科學研究所
漢諾威萊布尼茨大學地球科學研究所 (IESW) 成立於 2024 年，這個重要的跨學科機構將先前多個研究所融為一體，包括土壤科學、地植物學、地質學、礦物學、自然地理學與景觀生態學。 此番重整的目的在於強化不同專業領域之間的合作，促進對人與自然之間複雜互動關係的研究。
IESW 聚焦於研究全球變遷所帶來的影響，特別是氣候變遷、生物多樣性喪失、資源永續利用等相關議題。 該研究所採取綜合方法，融合科學與社會觀點，為迫切的環境問題制定解決方案。 此外，IESW 正推動聯合地理校園，促進學生與研究人員之間的交流，並強化跨學科教學。 該研究所透過創新的研究計畫與實務導向的學程，為有志於應對當代挑戰的科學家提供發展平台。
ZwickRoell 解決方案
使用不銹鋼針頭進行的壓縮測試
將針頭以定義的速度壓入準備好的土壤試樣中，模擬根部的生長過程。將特製的不銹鋼尖端（基於植物根部的幾何形狀）以定義的速度壓入具有不同粘膠和水分含量組合的均質土壤樣本中。 研究人員使用的是 ZwickRoell AllroundLine (Z100) 材料試驗機。 根據測得的力值，計算出根部生長所需的抗穿透性與能量，並量化黏膠與含水量的影響。 由於可能的測試速度範圍寬，可以初步測試來選出最佳變數，從而在優化測量時間下獲得真實結果。 測得的力值成為計算與分析研究因子的基礎。
「透過 ZwickRoell 試驗機，我們發現當根部處於最具挑戰性的環境中時，植物的黏膠對根部生長特別有幫助。特別是在乾燥及粘的土壤中。 簡言之：我們模擬了植物根部在土壤中的生長，並測量由此產生的力值。」
漢諾威萊布尼茨大學土壤科學研究所博士生 MSc Ulla Rosskopf
測試結果
土壤濕度至關重要
黏膠對根部生長所需力量的影響取決於當時的土壤濕度。 在細顆粒土壤（粘土）中，黏膠在乾燥條件下會降低根部生長所需的能量，而在潮濕土壤中則會略微增加這一能量。 在粗顆粒土壤（沙）中，這些效應較不顯著。
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