作物根土复合体力学特性研究现状

摘要：作物根土复合体的复杂结构导致其力学特性不同于单一材料，为优化农机具结构、提升耕整地质量，对根土复合体的力学特性进行研究是非常有必要的。介绍作物根土复合体在农业生产中展现出独特的抗剪特性、抗拉特性、摩擦特性及挤压振动力学特性等。根据玉米、山药、水稻等作物根土复合体的结构特点及物理特性，研究作物根土复合体常用的方法如实验室测试、数值模拟等，并分析其优缺点。掌握当前根土复合体力学特性和相应离散元模型的研究现状。为推动农业机械的改进与推广应用，提出以下建议：首先，多角度分析作物根土复合体的力学特性，以获取更全面准确的数据；其次，加强不同试验方法的交叉融合研究，提高研究效率与准确性；最后，加大专用机具的研发支持力度，推动农业机械化水平的提升。

关键词：作物；根土复合体；力学特性；抗剪强度；离散元模型

中图分类号：S220""""" 文献标识码：A""""" 文章编号：2095‑5553 （2025） 02‑0295‑08

Research status of mechanical properties of crop root‑soil complexes

Che Hailong， Zhou Hua， Zhang Yinping， Song Xinyu， Wang Lijuan， Feng Weiyi

（College of Agricultural Engineering and Food Science， Shandong University of Technology， Zibo， 255000， China）

Abstract： The complex structure of crop root soil composites results in their mechanical properties different from those of single materials. In order to optimize the structure of agricultural machinery and improve the quality of tillage and land preparation， it is necessary to study the mechanical properties of root soil composites. By introducing the unique characteristics of crop root soil composites in agricultural production， such as shear resistance， tensile strength， friction and compression vibration mechanics， and based on the structural and physical characteristics of crop root soil composites such as corn， yam and rice， this paper briefly introduces the commonly used methods for studying crop root soil composites， such as laboratory testing， numerical simulation. Its advantages and disadvantages are analyzed， and the current research status of mechanical properties and corresponding discrete element models of root soil composites is mastered. In order to promote the improvement and promotion of agricultural machinery， this study proposes the following suggestions： Firstly， the mechanical properties of crop root soil composites are analyzed from multiple perspectives to obtain more comprehensive and accurate data. Secondly， the cross fusion research of different experimental methods is strengthened to improve research efficiency and accuracy. Finally， research and development support for specialized machinery and tools is increased to promote the improvement of agricultural mechanization level.

Keywords： crop; root‑soil complex; mechanical properties; shear strength; discrete element model

收稿日期：2023年4月11日""""""" 修回日期：2023年9月12日

∗ 基金项目：山东省自然科学基金青年项目（ZR2022QE150）

第一作者：车海龙，男，1999年生，山东菏泽人，硕士研究生；研究方向为现代农业装备设计及测控。E‑mail： 278929324@qq.com

通讯作者：周华，男，1991年生，山东临沂人，博士，讲师；研究方向为现代农业装备设计及测控。E‑mail： zhouhua688@163.com

0 引言

秸秆还田作为目前国内外重点推行的保护性耕作措施，可有效提升土壤有机质、降低化肥使用量、减少环境污染[1]。地上部分秸秆在秸秆还田机的作用下可以较好地粉碎还田，但由于作物的根茬部分处于地下，与土壤结合形成坚固根土复合体导致破碎难度较大。且残留在田地里的根茬腐烂周期较长，若根茬粉碎不彻底，则会严重影响后茬作物播种质量。由于作物根土复合体结构及力学特性较为复杂，对农机具的研发造成一定困难，所以对作物根系及根土复合体的力学特性进行研究是必要的[2， 3]。

不同作物秸秆及根茬的力学特性差异显著，是影响秸秆还田机械作业质量的重要因素之一[4]。当前，学者们对各种作物秸秆的物理力学特性研究较多，如水稻秸秆、苎麻秸秆等，也有一些学者对作物根土复合体的力学特性进行了研究，如玉米根土复合体、水稻根土复合体等。

由于根茬和土壤间的作用力关系复杂，有时很难通过传统的物理实验分析出作物根土复合体的全部力学特性，所以部分学者提出通过计算机建立仿真模型，对模型进行标定后再利用仿真来进行根土复合体的力学特性研究[5]。

目前，关于作物根系与土壤之间的相互作用，学术界主要存在两种观点：一是把作物根系和土壤看作两种不同性质的材料，先分别研究各自的力学特性，再将两者结合起来，研究接触界面的相互影响和相互作用，重点对根土界面分析；另一种是将作物根系和土壤视为复合材料，根系和土壤的相互作用表现为内力，只影响复合材料的性质，但不直接体现在力学相关计算中[6]。其中第一种思路被大多数学者研究采用。

剪切特性是秸秆力学研究的主要内容，基本可以反映秸秆受力时的变化[7]。但是根土复合体是由形状不规则的根茬及土块形成的复杂结构，若只研究剪切特性则无法反映复合体的真实物理特性，为较为全面地研究根土复合体的力学特性，对拉伸、挤压等特性的研究也十分必要。为充分剖析作物根土复合体的力学特性，本文选取玉米根土复合体、山药根土复合体等具有代表性的作物根土复合体进行讨论分析。

1 作物根土复合体的力学特性

作物的根茬通常由残留在地面上的部分茎秆和地下部分的根系组成，大部分根茬的主体生长在地下，围绕中心主根呈放射状向外延伸，形成一个圆锥结构，在地下的根以侧根为主线，次生根为分支，通过分散、交叉等生长作用，将根周围的土壤进行固结，形成一种纯天然的根系土壤紧密结合的复合体，称之为根土复合体。

1.1 抗剪特性

影响作物根土复合体抗剪强度的因素有很多，主要有含根量、根系分布形态和层次等，然而根土复合体的抗剪强度并不随着根含量和根径的增加而一直增加，而且不同的作物有不同的最佳根含量和根径范围[8]。除此之外，根土复合体中的含水率对根土复合体力学特性的影响也比较明显，无论在有根还是无根的情况下，土壤中的含水率越大，其内摩擦角的值就越小；在同一含水率时，根土复合体在根系数量较多情况下的内摩擦角值大于根系较少情况下的内摩擦角值[9]。

1.1.1 根系含量对根土复合体强度的影响

根系的存在可以显著提高土壤的抗剪强度，根土复合体的抗剪强度随着含根量的增加而增大，但当根系达到一定数量时，根土复合体的抗剪强度增加并不是特别明显，因此存在最佳含根量区域[10]。当土壤中根系含量超过最佳根含量时，根土复合体的抗剪强度会出现一定程度的减小，衰减率与正应力有关，正应力越大，衰减率越小，另外，粗根在相对深层土壤中的锚定效果比在浅层的加筋效果要好[11]。

根土复合体中，植物根系为土壤提供额外的抗剪切能力，抵抗土体变形，增强土体的抗剪切强度，作物根系对土壤的抗剪切强度有明显的增强效果，但这种增强效果是有限的[12]。当根系含量较少、土壤含水量较低且根土复合体受到低水平剪切应力时，根土复合体基本处于弹性工作阶段，剪应力均由土体颗粒承担，随着剪切应力增加，剪切位移逐渐增大，剪切面形成，土壤颗粒之间发生错动，加入的根系开始进入工作状态，剪应力由土壤承担部分逐渐减小，而根系承担部分逐渐增大，土壤逐渐退出工作，根系将产生较大的变形，加之土壤含水量低，将会在上盒内根系右侧和下盒内根系左侧产生脱空现象。最终，随着剪切应力增加，根系被剪断或者折断，根系承担应力不再增加[13]。

1.1.2 根系分布形态对于抗剪强度的影响

不同作物根系分布形态不尽相同。根系形态越复杂，根系能够调动更大范围的土体抵抗剪切变形，根土相互作用越明显[14]。在根系的层次结构中，各级根系联合发挥作用，一级根起锚固作用，二级根和三级根起加筋作用。根系使得剪切面附近土体的塑性区逐渐从剪切体边缘部分向根系周围集中，在根系及周边土体产生应力集中共同承担主要荷载，从而提高根土复合体的抗剪强度[15]。

陈终达等[16]研究发现，根系在土壤中的存在能有效提高土壤的抗剪强度，但根系在土壤中分布方式的不同，对土壤抗剪强度的增强程度也不同。对于同一种植物根土复合体，在根系数量和根系直径不变的条件下，垂直加斜交等量布根时，根土复合体的抗剪强度最高；垂直加水平等量布根时，其抗剪强度最低；其他布根方式时，其抗剪强度介于上述两种布根方式之间。除此之外，根系直径的大小对根土复合体抗剪强度的影响也较大，在相同根系数量和布根方式的条件下，随着根系直径的增大，根土复合体的抗剪强度及内摩擦角先增大后减小，当根系直径达到某一值时，根土复合体的抗剪强度达到最大值[17]。

1.2 抗拉特性

根土复合体的抗拉特性主要指复合体中根系的抗拉力学特性，根系的抗拉力学特性是研究根系结构、强度以及根土复合体力学特性的重要依据。因此有必要对根系的拉伸特性深入研究和进行相关试验，这将为农业机械的设计研究提供重要的理论依据。根系受拉力示意图如图1所示。

余燚等[18]对单根植物根系拉伸试验做出研究，结果发现，随着根系直径增大，其抗拉力增大，抗拉强度降低。但是根系的抗拉强度不仅与作物直径的大小有关，还与作物的品种有关，相同直径不同品种的根系抗拉强度不同，同一品种直径越大抗拉强度越小[19]。

对于抗拉特性，还有其他学者做出了相关研究。张春涛等[20]通过对单根做出拉伸试验研究，结果表明，根系直径与抗拉力呈显著正相关的幂函数关系，与抗拉强度、弹性模量呈显著负相关的幂函数关系，与极限延伸率呈显著正相关的线性函数关系。单根的抗拉特性还与根系中化学成分的含量有关，根系抗拉特性随着纤维素含量的增加而增强，随着半纤维素和木质素含量的增加而减弱。吕春娟等[21]通过对华北地区常见的植被研究，也得出抗拉力随直径增大呈幂函数增大；抗拉强度随直径减小呈幂函数和逆函数减小的结论，但对于不同的植物，显著影响根系抗拉力、抗拉强度的化学成分不同。因此，根系中某一化学成分含量的变化并不能完全解释根系力学性能和直径的尺寸关系，或许根系中的其他内在因素如根系的显微结构等也对其有重要影响。

除此之外，张超波等[22]研究发现高密度区比低密度区的抗拉力小，撒播区比条播区的抗拉力小，高坡度区比低坡度区抗拉力小，远离冲蚀沟区比冲蚀沟区附近抗拉力小，且差异显著。

1.3 摩擦特性

对于根土摩擦特性的研究，张云伟等[23]通过建立摩擦型根土粘合键破坏模型，在横向牵引力的作用下，探讨侧根与土壤之间摩擦型根土粘合键的力学作用机制，阐述了侧根从土壤中拔出时摩擦型根土粘合键破坏的本质。除微观上的分析，有学者更直接地从宏观上进行研究，郑力文等[24]通过对单根施加拔出载荷进行室内直接拉拔试验，分析了根系直径变化对根—土界面摩擦性能的影响，根系—土壤最大摩擦力与根系直径存在明显的线性正相关关系，通过建立单根简化模型对根土间的摩擦情况进行分析，证明预测结论与试验结果一致；同时，试验与模型分析得出根土摩擦力与根系的埋置深度也存在线性正相关关系。

1.4 挤压、振动响应等物理特性

目前，研究人员对作物根土复合体挤压和振动等物理特性的研究相对较少。武涛等[25]设计了一种玉米根土分离装置，结合玉米根土复合体在受到外力作用下根土分离的原理，该装置关键部分是以双辊碾压脱土机构和双组柔性连接飞锤击打脱土机构的联合作用，对玉米根土复合体施以碾压、揉搓、击打和撞击等多种方式将土壤击碎，使其从根茬上脱离出来。

也有学者先研究土壤的性质，然后再将根土进行结合，分析破碎机理。杨新义[26]首先分析了土壤的物理力学性质，包括土壤的容重、湿度、内摩擦力和外摩擦力、抗剪强度，分别研究土壤在准静态载荷和冲击载荷下的破碎机理、土块的破碎程度：土块在准静态载荷作用下，由于拉伸力作用，形成清晰的断裂面；当土块受到冲击载荷作用时，由于应力或应变的作用，土块的破碎程度较好。然后建立根土复合体的胞元模型，提出双滚筒同向旋转碾压根茬的碎土方案，最后经测定脱土后的根茬含土率≤10%。

作物根土复合体能否彻底破碎还田是影响耕整地农业机械作业质量的重要因素之一，根土复合体力学特性主要包括抗剪特性、抗拉特性、摩擦特性、挤压、振动响应等物理特性，若只研究剪切特性则无法反映复合体的真实物理特性，为较为全面研究根土复合体的力学特性，对于其拉伸、挤压等物理力学特性的研究也十分必要。

2 作物根土复合体力学特性研究方法

对于作物根土复合体力学特性的研究方法，大部分学者主要借助万能材料试验机等针对根土复合体的抗剪特性进行研究，也有部分学者研究根土复合体中单条根系的抗拉特性，而对于挤压、振动响应等其他物理特性的研究比较少[27]。

查阅相关文献总结出几种具有代表性的作物根土复合体力学特性研究方法如表1所示。

根据表1可知，剪切试验、压缩试验、拉伸试验都可以用微机控制电子万能试验机来完成。剪切试验可以最大限度地模拟根土复合体在田间与机具的作用状态，但是剪切位置很难人为控制准确；无侧限压缩试验是指试样在无侧向限制（即周围压力为0"Pa）情况下逐渐施加轴向压力，操作简单、方便，但是试验材料的含水率和尺寸大小对压缩结果的影响很大；拉伸试验可以较为准确地测试材料的强度指标和塑性指标，但是在拉伸试验中，万能试验机难以夹持住试验物料，需要特制夹持器具。有研究学者根据不同作物根土复合体的特性，选择符合其特点的试验方法进行研究分析。

毛正君等[28]以紫花苜蓿—黄土复合体为研究对象，通过PVC管人工种植获取紫花苜蓿—黄土复合体试样，采用三轴压缩试验测定紫花苜蓿—黄土复合体抗剪强度时间变化规律，并对比分析周围压力及含水率对紫花苜蓿—黄土复合体抗剪强度的影响作用。结果表明，与素黄土相比，紫花苜蓿—黄土复合体抗剪强度显著提高；低围压状态下的试验结果相对于高围压状态更加准确。

郑乐等[29]利用自制剪切试验装置针对水稻根土复合体进行了剪切力学特性的研究，如图2所示。对根土复合体含水率、土壤容重、根土复合体的当量直径、剪切位置、剪切速度、刀片刃角、切刀刃口形状7个因素进行单因素试验，在单因素试验的基础上选取根土复合体含水率、剪切速度、刀片刃角3个因素进行正交试验。结果表明，极限剪切应力与复合体的含水率呈二次多项式函数关系，与土壤容重呈幂函数关系，与根土复合体直径呈二次多项式函数关系，与剪切速度呈对数函数关系，剪切位置距离根茬中心越远极限剪应力越小，刀片刃角越小，极限剪切应力也越小；在4种不同刃口的切削刀具中，凹弧型切削刃的极限剪切应力最小。

其他学者用不同的方法研究水稻根土复合体的抗剪特性。Zhu等[30]为探索水稻根土复合体破碎的力学特性，基于正交试验设计的方法，在实验室进行三因素（含水量、体积重、根含量）正交试验和重塑土快速剪切试验，并对试验结果进行分析，按各因子水平绘制各检验指标的趋势图，然后进行ANOVA分析。基于此，研究水稻根土复合体的抗剪特性，建立水稻根土复合体的土壤力学方程。

对于山药根土复合体力学特性的研究，Liu等[31]建立了基于双峰模型和均匀网格坐标的山药离散元仿真模型，并基于3种力学特性对仿真模型进行参数标定，利用应变控制式直剪仪对根土复合体进行剪切试验，基于相关性分析方法，得到与山药根土复合体最大剪切力相关性最大的根形态指标。

对于玉米根土复合体力学特性的研究，赵旭等[32]分析了自然状态下玉米根茬根土复合体的抗剪特性，分3个日期在试验田的不同区域挖取玉米根土复合体，在电子万能试验机和自制的试样周围压力系统上进行剪切力学性能试验，在根土复合体的不同位置分别进行纵向剪切、横向剪切，测试自然状态的玉米根茬根土复合体的真实剪切特性，得出影响玉米根土复合体极限剪切应力的因素，其中含水率的影响最大，秸秆直径（根土复合比例）次之，影响最小的是土壤密度。该研究为免耕播种机破茬装置的设计提供基础理论数据。

对于大豆根土复合体力学特性的研究，主要测取其剪切力和应力应变，张立芸等[33]采用无侧限压缩试验测定了素土和大豆成熟期根土复合体的抗剪强度和应力应变特性，结果表明：大豆根土复合体强度相比素土提高71.91%，而且根土复合体黏聚力与根长密度、根表面积密度、根体积密度、根重密度都呈极显著正相关。

除抗剪特性，抗拉特性也是作物根土复合体强度的一个重要指标，有学者采用万能试验机对玉米根系进行拉伸试验，袁志华等[34]选取两种不同品种玉米根系，对其进行拉伸试验，分别在两个品种的玉米根系中取多组不同直径的玉米根系，在万能试验机上测试最大拉力及抗拉强度，分析了玉米根系的拉伸特性。根据拉力变化曲线可以看出，在根系受拉后的初始阶段，拉力变形线为直线，外皮破裂后拉力变形线为曲线，其变形属于非线性变形。此外，作物根土复合体的抗拉力在地形、种植方式等不同情况下，所具备的特性也不一样。

对抗拉特性的研究，高艳等[35]以小麦锚地力为切入点（小麦根锚地力指标能够较好地反映根土复合体的紧密状况），根据小麦根土复合体状态的3种类型和锚地力参数反映的4个水平共划分出12种根系分布形态，得出影响小麦根系抗拉力大小的因素主要有根系直径、根系长度、根系含水量、根系内部化学成分和微观结构等，且根系直径越大，抗拉力越大，根径与根系抗拉力呈幂函数或指函数关系。

有学者以根土复合体的根土分离效果为指标，对相关机械进行优化。陶桂香等[36]针对板蓝根收获机作业根土分离率低、根茎伤损率高等问题，通过对筛分过程中组合式筛面根土复合体的动力学分析和运动学分析，确定了影响根土分离效果的主要因素及取值范围。解开婷[37]为研究三七根土分离机理，探究高效根土分离方式，测定了多地田间三七种植土壤与三七根茎物理参数，进行三七根系抗拉伸、抗压缩与抗剪切强度测定试验，得出三七抗拉强度、抗压强度、抗剪强度与三七直径间的关系式，分析出针对三七根土复合体的最佳分离方式—振动分离。

对不同的作物根土复合体，针对不同的力学特性，需要分别选择合适的方法，具体问题具体分析。比如山药根过于细小，其根土复合体不适合做拉伸试验，适合做压缩或者剪切试验；而玉米根系细长，设计好其夹持工具，就可以做玉米根系的拉伸试验。

3 根土复合体的离散元模型研究

利用数值模拟的方法辅助力学特性研究也是目前的发展趋势，主要的数值模拟方法包括有限元分析和离散元分析。现阶段研究作物根土复合体力学特性以离散元模型居多，离散元法是专门用来解决不连续介质问题的数值模拟方法，由于其丰富的接触模型，在模拟材料的变形、破坏和运动行为方面具有相当的准确性，已被广泛用于解决农业生产中的多种问题[38]。而建立作物根土复合体的离散元模型，一般是将作物根系和土壤看成两种不同性质的材料组成，先分别研究各自的力学特性，各自建立离散元模型，再将两者结合起来，研究接触界面间的作用。

针对土壤建立离散元模型的研究较多，而不同作物根系形态及物理特性各不相同，根据要建立的根土复合体力学模型所测得或者计算得到的本征参数也不相同，一些学者根据不同作物根系所测的本征参数建立相应的离散元模型。

郭呈成[39]基于Hertz—Mindlin"bonding粘结模型，采用颗粒快速填充的方法，构建了小麦根系模型，依次采用Plackett—Burrman试验、最陡爬坡试验、Box—Behnken试验建立了根系极限剪力与显著性影响参数的二阶回归模型并对其进行优化，得到显著性参数的最佳组合。采用最陡爬坡试验方法，标定小麦根—土间的关键参数，并验证标定后的根—土复合体模型，结果显示，仿真剪切阻力与实际剪切阻力间的相对误差在合理范围内，表明基于离散元法建立的小麦根—土复合体模型可以用于模拟田间实际土壤环境。

也有学者利用类似的方法建立整颗玉米根系离散元模型，根据玉米根系物理特性，测量和计算了玉米根的直径、含水率、密度、泊松比、弹性模量、剪切模量等本征参数，选取Hertz—Mindlin"with"Bonding颗粒接触模型；为准确获取离散元仿真参数，采用根系剪切试验与离散元仿真相结合的方法，对离散元参数进行标定。以根系峰值剪切力为响应值，采用Design—Expert软件依次设计Plackett—Burman试验、最陡爬坡试验与Box—Behnken试验，得到最优仿真参数，再根据根系实际尺寸，采用颗粒快速填充方法建立整根玉米根系模型。

与玉米根土复合体离散元模型的构建方法类似，Liu等[31]先测量和计算出了山药块的直径、长度，根的直径、长度、数量、质量，土的含水率等参数，根据测量计算的参数分别建立山药根的离散元模型和土壤模型，然后根据山药、土壤和根土黏结关系的标定结果，通过根土复合体剪切试验，基于相关性分析方法，得到与山药根土复合体最大剪切力相关性最大的根形态指标，建立山药根土复合体的离散元模型，通过对实际试验和模拟试验的压缩过程进行分析，并对试验结果进行比较。

此外，还可用根土复合体的离散元模型来测试农机具的性能，苑进等[40]先计算了根的直径、长度、含水率、密度、泊松比、弹性模量等本征参数，依据测量的参数建立菠菜根离散元模型，并对菠菜根的参数进行标定，结合土壤模型建立菠菜根土复合体模型，对各项参数进行标定，构建根土复合体的铲切过程仿真，明确根切铲的工作机理，确定影响切根与根系固土性能的主要参数。

有研究学者为研究作物根土复合体对农机具的力学作用，建立模拟大田环境的离散元模型。赵淑红等[41]针对玉米秸秆残茬易导致深松铲等机具堵塞和阻力增加等问题，基于Hertz—Mindlin"with"Bonding接触模型，建立深松铲—土壤—秸秆—根茬的离散元模型，对不同类型破茬刀—施肥铲装置进行离散元仿真试验。

以上研究表明，离散元法适用于作物根土模型的建立，以及模拟作物根系、土壤和农机具之间的相互作用。但在进行仿真试验之前，除了选择合适的接触模型，确定恰当的参数获取方法，还应认真考虑研究对象的形状和颗粒分布。

4 存在问题

1）"剪切特性是秸秆力学研究的主要内容，基本可以反映秸秆受力时的变化，但是根土复合体是由形状不规则的根茬及土块形成的复杂结构，若只研究剪切特性则无法反映复合体的真实物理特性。

2）"对于作物根土复合体力学特性的研究，有学者对测试对象做相关的物理试验和数据分析，也有部分学者以物理试验结合计算机仿真来进行，只做物理试验不结合计算机仿真可能会出现误差，而缺乏充分的数据分析则很难具有说服力。

3）"在大田进行试验可以较为准确获取根土复合体参数，但有些试验仪器难以在大田环境中使用，可以选择对根土复合体进行取样，但是通过人工直接取样的根土复合体的物理特性与其在田地里时有所不同，会对根土复合体参数的获取产生一定的影响，造成建立的离散元模型不能够准确反映出其力学特性。

5 建议与展望

1）"对作物根土复合体力学特性多角度分析。作物根土复合体是影响耕整地农业机械作业质量的重要因素之一，其各项力学特性是研究复合体脱土、粉碎过程以及优化农机具结构的基础，若只研究其中一项力学特性，则可能导致对根土复合体性质了解不全面，从而影响后续农机具研发的可靠性。因此，有必要从剪切、拉伸、挤压及振动响应等多个角度对作物根土复合体进行力学特性的研究。

2）"加强试验方法交叉融合研究。利用数值模拟的方法辅助力学特性研究是目前的发展趋势，物理试验、计算机仿真、数据分析三者在相辅相成中起到改进仿真和试验方案的作用，最终可以起到预测的作用。因此，以物理试验结合计算机软件仿真和数据分析的方法是比较可靠的，也更具有说服力。

3）"加大专用机具研发支持。在进行根土复合体的力学特性试验时，有时取样过后的根土复合体的物理特性与其在田地里时会有所不同，取样过后会造成根系周围固结土壤的松动，对试验有一定的影响。因此，可以联合相关部门出台科技创新扶持政策，设立科研专项经费，对科研院所和生产企业在专用机具研发、设备投入等方面给予支持，制作针对作物根土复合体的取样工具进行原位无损取样。

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