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? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第 卷 第 期 年 月 森 林 工 程 側 吸 汀 , 一 類 挖 坑 機 械 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 的 最 優(yōu) 控 制 問 題 孟 慶 華 ‘ , , 于 建 國 “ , 鮑 春 雨 ‘ 天 津 體 育 學 院 , 天 津 東 北 林 業(yè) 大 學 , 哈 爾 濱 摘 要 建 立 了 一 類 挖 坑 機 械 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 的 數(shù) 學 模 型 , 并 以 阻 尼 函 數(shù) 作 為 拉 制 變 童 , 研 究 了 該 系 統(tǒng) 的 最 優(yōu) 控 制 問 題 , 得 出 兩 個 定 理 。 關 鍵 詞 挖 坑 機 械 橫 向 振 動 數(shù) 學 模 型 最 優(yōu) 控 制 中 圖 分 類 號 夕 文 獻 標 識 碼 文 章 編 號 一 一 叨 一 川 功 眾 毋 飛 呢 婦 , ’ , 田 七 , 邵 幻 斗 , , 氏 。 扣 鄧 司 別 , 萬 介 卿 , 祖 司 司 訪 哪 助 司 眼 呢 拍 面 , 叩 哪 的 、 長 《 川 既 瀏 叩 統(tǒng)‘系男 引 言 當 前 , 利 用 數(shù) 學 模 型 動 態(tài) 地 研 究 機 械 振 動 系 統(tǒng) 的 設 計 與 控 制 問 題 是 很 有 應 用 意 義 的 , 文 獻 〔 」 中 借 助 泛 函 分 析 和 算 子 半 群 理 論 研 究 了 彈 性 機 器 人 系 統(tǒng) , 并 證 明 了 描 述 該 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 方 程 在 一 定 條 件 下 存 在 唯 一 解 。 本 文 在 文 獻 〔 〕 基 礎 上 , 討 論 了 一 類 挖 坑 機 械 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 的 動 力 學 模 型 , 并 通 過 把 阻 尼 函 數(shù) 當 作 控 制 變 量 , 利 用 空 間 幾 何 性 質 證 明 了 動 力 學 方 程 支 配 的 挖 坑 機 械 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 存 在 唯 一 最 優(yōu) 控 制 元 。 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 數(shù) 學 模 型 基 本 假 設 鉆 頭 與 土 壤 相 互 作 用 的 橫 向 分 力 分 解 為 、 。 在 研 究 橫 向 振 動 時 , 不 考 慮 縱 向 和 扭 轉 振 動 影 響 。 不 考 慮 鉆 軸 產 生 彎 曲 的 影 響 。 鉆 頭 橫 向 振 動 分 解 為 水 平 面 上 、 兩 個 方 向 分 量 來 研 究 。 數(shù) 學 模 型 式 中 , 為 鉆 頭 質 量 , , 為 、 兩 方 向 阻 尼 系 數(shù) 函 數(shù) 瓦 , , 為 、 兩 方 向 側 向 剛 度 , , 為 、 兩 方 向 鉆 頭 與 土 壤 之 間 作 用 力 。 令 〔 , , 〔 二 , 無 , 丁 , · 卜 洲 , · 卜 噴 川 耐 可 以 寫 成 下 述 方 程 玄 , 玄 耐 二 全 , 夕 氣 歲 人 夕 夕 , 法 , 夕 二 其 中 , 藝 主 , 夕 , 藝 全 , 夕 , 「 , 夕 狀 態(tài) 空 間 設 , 取 阮 場 空 間 丫 , , , 為 控 制 空 間 , 記 嘰 呀 · , 簇 鎮(zhèn) 稱 認 己 為 系 統(tǒng) 方 程 的 允 許 控 制 集 。 任 取 任 比 代 人 方 程 求 得 解 記 為 , 。 這 里 , 任 , , 且 各 分 量 為 一 階 可 微 函 數(shù) 。 在 實 際 模 擬 試 驗 中 測 得 需 達 到 的 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 量 為 ’ , 系 統(tǒng) 的 最 優(yōu) 控 制 問 題 是 尋 求 二 收 稿 日 期 一 一 第 一 作 者 簡 介 孟 慶 華 一 , 女 , 黑 龍 江 省 雞 西 人 , 博 士 研 究 生 講 師 , 研 究 方 向 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 和 數(shù) 學 建 模 及 系 統(tǒng) 仿 真 。 呱 , , 使 得 。 其 中 指 標 函 數(shù) 定 義 如 下 運 以 七 叭 司 之 、 ‘ ‘ ” 一 , 一 ‘ ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 森 林 工 程 第 卷 叫 系 統(tǒng) 方 程 的 最 優(yōu) 控 制 元 , · 為 中 的 歐 氏 范 數(shù) 。 證 明 定 理 設 如 系 統(tǒng) 方 程 式 給 出 , 則 是 〔 不 以 上 的 嚴 格 凸 函 數(shù) 。 證 明 對 任 意 的 , 呱 , 半 , 久 , 有 , ,二 一 , 一 ,, 才 , 一 一 , 一 ’ ’ 、 量 記 從 二 , 十 , 則 由 式 知 , 對 任 意 任 從 號 易 知 從 亦 弱 收 斂 于 。 , 由 解 對 控 制 參 數(shù) 的 連 續(xù) 依 賴 性 與 式 知 為 關 于 的 連 續(xù) 泛 函 , 從 而 對 上 述 。 , 存 在 占 , 當 。 一 】 占 時 , 有 又 、 。 、 一 ‘ 一 。 冬 ‘ 一 入 。 一 ’ 對 上 述 占 , 由 引 理 知 , 存 在 幾 , 廣,‘ 一一 鎮(zhèn) “ , 圖 從 一 , 使 得 ‘ ‘ ” ‘ ’ ‘ “ 一 “ , 一 ‘ 習 幾 從 一 。 占 “ 由 , 式 , 并 注 意 到 的 凸 性 , 我 們 得 。 。 。 一 。 。 一 習 從 習 。 從 幾 義 一 , 一 ￡一 鎮(zhèn) 萬 , 一 久 引 理 〕 一 叮 二 自 反 空 間 的 單 位 閉 球 是 弱 自 列 緊 的 。 引 理 川 設 為 線 性 賦 范 空 間 , , 仁 弱 收 斂 于 , 則 對 任 意 。 , 存 在 “ ‘ ‘ , , , 一 , ‘哥 “ , 二 ‘ , 使 得 藝 “ 磯 號 二 號 客 。 一 。 哥 ‘ 、 廠 。 毛 “ 。 定 理 對 于 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 量 ’ , 存 在 唯 一 的 呀 由 , 使 得 。 。 “ 任 與 證 明 由 式 易 知 心 是 自 反 空 間 的 有 界 閉 凸 集 , 若 , 是 以 心 中 式 的 極 小 化 序 列 , 即 由 。 的 任 意 性 , 得 。 , 由 的 嚴 格 凸 性 知 。 是 唯 一 的 。 結 論 通 過 以 上 證 明 可 以 得 出 , 當 阻 尼 函 數(shù) 作 為 控 制 變 量 時 , 挖 坑 機 械 鉆 頭 橫 向 振 動 系 統(tǒng) 存 在 最 優(yōu) 控 制 元 , 這 對 挖 坑 機 械 工 作 效 率 的 提 高 具 有 指 導 意 義 和 應 用 價 值 , 由 于 影 響 鉆 頭 動 力 學 性 能 的 因 素 十 分 復 雜 , 有 些 問 題 目 前 還 難 以 掌 握 。 因 此 , 本 文 在 分 析 中 仍 然 是 在 一 定 的 假 設 條 件 基 礎 上 下 進 行 的 , 還 有 待 于 今 后 進 一 步 的 研 究 。 參 考 文 獻 】 黑 。 一 “ 卿 一 由 引 理 可 知 從 , 中 可 選 出 弱 收 斂 的 子 列 仁 , , 設 其 弱 收 斂 。 任 嘰 , 即 黑 、 。 。 弱 收 斂 , 由 式 對 任 意 。 , 存 在 任 , 當 時 , 有 〔 王 輝 一 類 機 器 人 系 統(tǒng) 的 最 優(yōu) 控 制 , 數(shù) 學 的 實 踐 與 認 識 〔 〕 , 一 〔 」 王 麗 潔 , 何 雷 一 類 彈 性 振 動 系 統(tǒng) 的 控 制 問 題 , 數(shù) 學 的 實 踐 與 認 識 〕 , 一 〔 孟 慶 華 , 王 輝 受 霉 素 影 響 的 單 群 系 統(tǒng) 的 最 優(yōu) 控 制 問 題 哈 爾 濱 理 工 大 學 學 報 〔 」 即 , 一 【 張 恭 慶 , 林 源 渠 泛 函 分 析 講 義 上 冊 〔 北 京 大 學 出 版 社 , 責 任 編 輯 肖 生 靈 〕 挖坑機刀片切削模型的建立及其 MATLAB 分析 于建國 , 屈錦衛(wèi) ( 東北林業(yè)大學 , 黑龍江 哈爾濱 150040 ) 摘 要 : 挖坑機在我國植樹造林、保護生態(tài)環(huán)境中具有重要的地位。本文對挖坑機的重要工作零件—刀片建立 了其純切削模型 , 并運用 MATLAB 分析了刀片的結構幾何參數(shù)對切削力的影響關系。 關鍵詞 : 挖坑機 ; 模型 ; MATLAB 中圖分類號 : TG0115.335 文獻標識碼 : A 文章編號 : 1001-4462 ( 2006 ) 07-0032-02 The Establishment of Cutting Model about Earth Auger ’ s Blade and Its Analysis with MATLAB YU Jian- guo, QU Jin- wei ( Northeast Forestry University, Heilongjiang Harbin 150040, China ) Abstract : Earth augers have their important status in tree planting and forestation and environmental protection. This paper established the cutting model of blade which is the important part of earth auger, and analysed the relationship between the parameters of geometrical structure and the force of cutting with MATLAB. Key words : earth auger; model; MATLAB 1 挖坑機工作原理 挖坑機的主軸由拖拉機動力輸出軸、電動機或液壓 馬達驅動做旋轉運動 , 由固定在主軸末端的鉆尖進行定 位 , 由在主軸下端固定的刀片對土壤進行切削 , 把土壤切 松的同時 , 由螺旋翼片把切松的土壤向上輸送。由此可見 , 刀片對土壤的切削是挖坑機工作中的重要環(huán)節(jié) , 刀片與地 面所形成的安裝角度以及刀片的刃角都是非常重要的參 數(shù) , 直接影響切削力的大小。本文建立了刀片簡單的切土 模型 , 并通過 MATLAB 對其參數(shù)進行分析。 2 刀片切土模型的建立 本文根據(jù)純切削理論 ( 當?shù)毒呷薪呛偷睹娉叽巛^ 小 , 在切開和分離土壤的過程中 , 只在切刀附近產生切 開、壓縮、塑流等局部失效而不在較大范圍內發(fā)生其他 失效 , 這種切削通常稱為純切削 ) 對刀片進行了切削模 型的建立。刀片局部放大圖如圖 1 所示 , 刀片切土模型 如圖 2 所示。 p 1 =2T 1 cos !+Tcos ( !+ "/2 ) +Tcos ( !- "/2 ) + Nsin ( !+ "/2 ) - Nsin ( !- "/2 ) p 2 =2T 1 sin !+Tsin ( !+ "/2 ) +Tsin ( !- "/2 ) - Ncos ( !+ "/2 ) +Ncos ( !- "/2 ) 收稿日期 : 2006- 03- 22 基金項目 : 教育部博士點基金項目 圖 1 挖坑機刀片局部放大圖 林業(yè)機械與木工設 備 設計計算 2006 年 第 7 期 第 34 卷 32 式中 : !——— 刀片刃角 ; "——— 刀片與地面的夾角 ; N ——— 刃面上的法向力 ; N 1 ——— 側刃上的法向力 ; p 1 ——— 水平方向的力 ; p 2 ——— 豎直方向的力 ; p= p 2 1 +p 2 2! 摩擦阻力 : T 1 = !N 1 ; T= !N ; 式中 ! 為土壤與刀片的滑動摩擦系數(shù)。 法向力可以認為來自于土壤的變形阻力 , 故 : N=k 1 · s 1 N 1 =k 2 · s 2 式中 : k 1 、 k 2 ——— 土壤變形比阻 ; s 1 、 s 2 ——— 刃面和側面面積。 3 MATLAB 分析 MATLAB 是由 Math Works 公司開發(fā)的一種主要用 于數(shù)值計算及可視化圖形處理的工程語言 , 它將數(shù)值 分析、矩陣計算、圖形圖像處理和仿真等諸多強大的功 能集成在較易使用的交互式計算機環(huán)境中 , 為科學研 究、工程應用提供了一種功能強、效率高的編程工具。 本文用 MATLAB 語言對所建立的力學模型進行了編 程 , 并得出了 α 、 β 以及其它參數(shù)之間的關系曲面 , 如圖 3 所示。 4 結論 由 p 分力圖可知 , " 在 60~120 ° 之間時兩分力變化 較小 , 不易引起較大破壞。對于 β 而言 , 當 β 較小時 , 側刃面所受阻力較大 , 用于切削的力則較小 , 當 β 大 于 40 ° 時 , 阻力變得很小 , 切削處于平穩(wěn)狀態(tài) , 變化較 緩慢。 參考文獻 : [ 1 ] 姚昌恬 .“ 九五”期間我國林業(yè)發(fā)展狀況分析 [ J ] . 林業(yè)經濟 , 2001 ,( 1 ) : 5- 10 [ 2 ] 朱永法 , 湯肇元 . 我國林業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與可持續(xù)林業(yè)的必然性 [ J ] . 浙江林學院學報 , 1997 , 14 ( 1 ) : 73- 77. [ 3 ] 曾德超 . 機械土壤動力學 [ M ] . 北京 : 北京科學技術出版社 , 1995. [ 4 ] 王家文 , 曹 宇 . MATLAB6.5 圖形圖像處理 [ M ] . 北京 : 國防工 業(yè)出版社 , 2004. 作者簡介 : 于建國 ( 1953- ) , 男 , 山東文登人 , 東北林業(yè)大 學教授 , 博士生導師 , 研究方向為機械設計及理論 ; 屈錦衛(wèi) ( 1981- ) , 男 , 河南周口人 , 東北林業(yè)大學機械設計及理論專業(yè) 在讀碩士研究生 , 研究方向為現(xiàn)代設計方法。 N 1 P T 1 N 1 T 1 N T T N " ! 圖 2 刀片切土模型 圖 3 !、 " 與 p 1 、 p 2 間的關系 5000 4000 3000 2000 1000 0 80 60 40 20 0 0 50 100 150 "( ° ) !( ° ) p 1( N ) 5000 4000 3000 2000 1000 0 80 p 2( N ) 60 40 20 0 0 "( ° ) 50 100 150 !( ° ) 5000 4000 3000 2000 1000 80 p ( N ) 60 40 20 0 0 "( ° ) 50 100 150 !( ° ) 2006 年 第 7 期第 34 卷 33 林業(yè)機械與木工設 備 設計計算 植 樹 挖 坑 機 的 設 計 蔣 泉 山 （ 大 同 市 農 機 局 ， 山 西 大 同 !"#!!$） 摘 要 ： 通 過 對 挖 坑 機 設 計 試 驗 和 生 產 的 綜 合 分 析 ， 闡 述 了 提 升 機 構 、 傳 動 裝 置 （ 齒 輪 箱 、 安 全 離 合 器 ， 傳 動 軸 ） 和 螺 旋 葉 片 的 結 構 形 式 、 技 術 參 數(shù) 和 工 作 特 性 以 及 動 力 匹 配 ， 為 結 構 設 計 提 供 參 考 。 關 鍵 詞 ： 挖 坑 機 ； 設 計 ； 結 構 ； 參 數(shù) 中 圖 分 類 號 ： S 7 7 6 . 2 6 文 獻 標 識 碼 ： ! 文 章 編 號 ： 1 0 0 1 - 4 4 6 2（ 2 0 0 6 ） 0 5 - 0 0 2 4 - 0 2 !"# $%1 1’1, 1.36 *1-==-() =31’1, 期 第 0? 卷 !" 左 端 兩 孔 與 約 束 在 曲 線 槽 內 由 轉 動 銷 連 接 ， 因 此 ， 主 臂 擺 動 帶 動 桿 ! " 和 桿 ! # 另 兩 端 $、 % 點 既 做 軸 線 方 向 移 動 ， 又 做 沿 曲 線 槽 的 擺 動 ， 曲 線 槽 和 直 線 槽 共 同 的 約 束 使 $、 % 兩 點 保 證 在 主 臂 擺 動 過 程 中 始 終 保 持 在 一 條 固 定 的 垂 線 上 。 曲 線 方 程 ： !! ! + 安 全 裝 置 設 計 挖 坑 機 工 作 環(huán) 境 的 多 樣 性 和 突 變 性 決 定 其 必 須 配 備 安 全 裝 置 ， 否 則 ， 在 遇 到 突 然 大 沖 擊 負 荷 情 況 下 ， 就 會 造 成 挖 頭 和 主 機 動 力 輸 出 軸 損 壞 。 安 全 裝 置 設 計 要 求 反 應 靈 活 ， 安 全 可 靠 ， 在 突 然 大 沖 擊 負 荷 下 ， 主 機 動 力 與 挖 頭 應 能 安 全 分 離 。 坑 徑 和 坑 深 為 3..22) +...22 時 ， 主 機 動 力 為 -./0， 采 用 標 準 齒 墊 ， 用 六 桿 雙 層 彈 簧 連 接 來 壓 縮 齒 墊 ， 彈 簧 壓 力 適 度 ， 在 突 然 沖 擊 負 荷 下 齒 墊 可 實 現(xiàn) 打 滑 分 離 ， 保 證 主 機 安 全 ， 見 圖 5。 為 了 保 證 傳 動 的 穩(wěn) 定 性 ， 安 全 裝 置 設 計 應 盡 量 靠 近 變 速 箱 一 側 。 設 計 參 考 ： 齒 墊 外 徑 8*3.(+..22， 齒 高 :*+.22； 使 用 內 外 雙 層 彈 簧 ， 外 層 彈 簧 稍 大 于 內 層 ， 彈 簧 壓 力 在 靜 止 狀 態(tài) 下 調 整 到 許 用 扭 矩 狀 態(tài) 下 。 -;, 變 速 齒 輪 設 計 當 挖 頭 直 徑 8#3..、 長 度 )*+...22 時 ， 轉 速 在 +4.(+3. 為 宜 ， 齒 輪 模 數(shù) 2*?。 接 觸 長 度 為 1.22 時 ， 通 過 試 驗 ， 其 強 度 、 耐 磨 性 和 工 作 的 可 靠 性 都 可 滿 足 要 求 ， 而 模 數(shù) 261 時 ， 磨 損 嚴 重 。 絕 大 多 數(shù) 機 型 大 齒 輪 軸 的 固 定 采 用 懸 臂 式 。 試 驗 證 明 ， 該 結 構 在 挖 頭 直 徑 8@1..22、 坑 深 A@3..22 時 ， 齒 輪 工 作 擺 動 很 大 ， 導 致 嚙 合 狀 態(tài) 不 良 ， 加 速 磨 損 。 因 此 大 齒 輪 軸 的 設 計 一 定 要 采 用 兩 端 固 定 的 結 構 ， 見 圖 -。 設 計 參 考 ： 從 經 濟 性 、 可 靠 性 、 適 用 性 方 面 最 好 選 用 東 方 紅 B?4 型 拖 拉 機 中 央 傳 動 的 大 小 螺 旋 錐 齒 輪 ， 其 彎 曲 強 度 、 接 觸 強 度 都 滿 足 設 計 要 求 。 （ 下 轉 第 !" 頁 ） #$$# 年 第 $ 期第 !% 卷 !" 林林林林林林林林林林林林林 林林林林林林林林林林林林 林 業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè) 業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè) 業(yè) 機機機機機機機機機機機機機 機機機機機機機機機機機機 機 械械械械械械械械械械械械械 械械械械械械械械械械械械 械 與與與與與與與與與與與與與 與與與與與與與與與與與與 與 木木木木木木木木木木木木木 木木木木木木木木木木木木 木 工工工工工工工工工工工工工 工工工工工工工工工工工工 工 設設設設設設設設設設設設設 設設設設設設設設設設設設 設 備備備備備備備備備備備備備 備備備備備備備備備備備備 備 設 計 計 算 " # $ % <［ !］ "伸 縮 方 軸 ： ! 軸 * 0!!#)"# % )%9" <［ !］ $ 挖 頭 設 計 挖 頭 挖 坑 時 ， 切 土 、 螺 旋 提 升 和 拋 土 過 程 雖 然 簡 單 ， 但 其 力 學 摸 型 及 計 算 十 分 復 雜 ， 而 且 結 果 定 量 的 指 導 性 很 差 。 當 挖 頭 為 螺 旋 式 、 葉 片 內 徑 （ 即 中 心 管 ） 67 *#88、 葉 片 外 徑 *##88、 坑 深 "###88 時 ， 宜 采 用 單 頭 式 ， 左 旋 ， 導 程 為 $##88， 外 徑 切 土 入 土 角 $ 外 7"’&!+， 內 徑 切 土 入 土 角 $ 內 7 $3+， 平 均 入 土 角 $ 均 7%*&’!+， 拋 土 半 徑 "’##,"!##88， 此 時 十 分 有 利 于 原 土 回 填 。 試 驗 表 明 ， 能 夠 完 全 滿 足 工 作 要 求 。 試 驗 也 證 明 采 用 單 頭 比 雙 頭 易 于 入 土 ， 尤 其 在 堅 硬 土 壤 情 況 下 更 能 顯 出 其 優(yōu) 越 性 。 作 者 簡 介 ： 蔣 泉 山 ， 男 ， 山 西 懷 仁 縣 人 ， 大 同 市 農 機 局 工 作 ， 高 級 工 程 師 ， 長 期 從 事 農 機 設 計 研 究 。 外文翻譯 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 沈 劍 班 級 BD機制061 學 號 0620110140 指 導 教 師 曹兆熊 外文資料名稱：Tree establishment and growth using forage ground covers in an alley-cropped system in Midwestern USA (用外文寫) 外文資料出處： Agroforestry Systems (2005) 65:43–52 附 件： 1.外文資料翻譯譯文 2.外文原文 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 樹的建立和發(fā)展利用地被植物覆蓋在美國中西部胡同 蓋恩斯維爾，艾姆斯。 沈劍 譯 摘要：在一個小巷一體化飼料作物的系統(tǒng)研究，以鼓勵種植，作為增加農民收入的方法，改善土壤質量，并加強對美國中西部農場的生物多樣性。對作物和樹木的表現(xiàn)進行了評價，在一小巷，使用飼料間作物生長在樹的街巷，模擬潛在的干草作物 - 燕麥（燕麥湖）和紅三葉草（紅三葉湖）增長飼料間作物，燕麥，紅三葉草，和紅羊（羊茅湖）;燕麥，紅三葉草，以及鴨茅（鴨茅湖）和燕麥和毛野豌豆（光葉紫花苕羅斯） -相比，除草劑，除草和控制（無管理）的治療。五樹種，進入快速增長的兩個楊樹（楊樹硬木分歧。）克隆[克蘭登（體育桑湖?體育金櫻子。）和鶇（體育美洲黑黑楊。?體育黑湖）]，銀楓（銀槭湖）進行比較兩個高價值，生長緩慢的硬木從種子和種植苗木：紅櫟（楊梅湖）和黑核桃（胡桃黑湖）。樹第一年生存是更大的速生樹種，及第四年在四飼料治療，樹高，對各高地的位置相同。在燕麥/毛野豌豆地面覆蓋，是與在低洼最短的樹木處理樹比所有四個條件，牧草種植治療的平均身高。樹高的修剪和控制治療無顯著差異的所有四個種植條件，對飼料作物的營養(yǎng)價值非常好，在成立的第二年樹，與粗蛋白含量在17和71％，消化率分別在燕麥/紅三葉/紅羊治療，建議作為替代飼料作物的可行性在胡同除草劑，裁剪系統(tǒng)。 關鍵詞：黑胡桃，羊，橡木，白楊，紅三葉草，銀槭。 導言 在對普通作物，導致發(fā)育不全的美國中西部農場本地和引進樹人口（范德林登和法拉1993）連續(xù)生產的需求。與農藝作物樹木一體化已經改善，提高作物產量和增加農民收入已經從胡同報道作物升降系統(tǒng)。競爭力差，飼料為基礎的農林業(yè)系統(tǒng)已被證明是比糧食兼容作物的胡同，種植制度，因為從成熟的樹木上具有更大的影響糧食作物品種相比，飼料著色（加勒特和庫爾茨1983;吉萊斯皮1996年）。大系統(tǒng)的生產率（增加木材生產，提高作物產量和/或牲畜的增長）肥胖已在各個林牧系統(tǒng)，包括在不引起放牧火炬松（火炬松）（哈威爾和菲爾德1991年），地下克隆技術版本（三葉草湖）間作花旗松（黃杉湖），藥材，花生（花生螺湖）根據(jù)松（松屬。）（約翰遜等人。1994年），高羊（羊茅湖）和鴨茅（鴨茅湖）根據(jù)成熟（35年生）黑核桃（加勒特和庫爾茨1983年），并與黑核桃和皂莢樹紅三葉草（皂莢湖）（巷等。1999年）。 在樹的建立，從雜草競爭或居住地的關鍵時期，包括營養(yǎng)，光，水會嚴重妨礙樹木生存和發(fā)展。傳統(tǒng)的方法，如除草劑的應用，已經證明歐共體在控制雜草種群，但除莠劑，不能普遍可能會導致耕地種植藥害，并且有限的位置超常的保持土壤質量（皮門特爾等人。1995年）。 在森林畜牧業(yè)系統(tǒng)的飼料產量也取決于蘇？從樹上飼料建立和管理，包括管理陰影的位置？常態(tài)。切割或樹下放牧頻率的基礎必須是在陰涼處容忍和隨之而來的牧草品種的增長速度。飼料基因型反應陰影已經從負同等增長率介乎相比，非陰影植物（湯普森1993年）。氮含量結果表明在樹蔭下增加豆類，而干物質，葉面積和莖長在樹蔭增加國產草（凱普哈特和巴克斯頓1993）。 從農林業(yè)系統(tǒng)集成牧草品種的整體利益，包括樹木和干草作物，由雙作物的潛在收入，增進了相互促進的碳增長從基層和豆科植物物種儲存。在積極推動通過了世界生物多樣性的折痕，優(yōu)化生產和資源節(jié)約，改善野生動物棲息地（美國農業(yè)部2004年）。胡同的樹木種植在農田或牧場系統(tǒng)，已被證明是一種再經濟的方法，納入農業(yè)景觀樹（奈爾等。1995年）。本實驗的土壤目標是四個方面：（1）評估的電子的四個生存和樹木生長的飼料混合物44 2260畝相比，荷蘭，除草劑，或在小巷無雜草管理系統(tǒng)出現(xiàn)在艾奧瓦州（ 2）確定的7種樹木中的每個樹胡同飼料混合料性能的;（3）評估成長和生存的繁殖材料（林木種子與種苗），在這個系統(tǒng)中，（4）確定的營養(yǎng)價值飼料作物的收割從樹上小巷。 材料和方法 設計研究網(wǎng)站 該領域的研究進行了愛荷華州立大學羅德研究農場，羅得島附近，保險業(yè)監(jiān)督。中度統(tǒng)一高地和低洼地點（0.8公頃每架），被選作1998年春季種植。主要土壤上的最新丘陵地塊的土壤（精細粉質，混合，梅西奇松軟）和加拉（細壤質，混合，超級活躍，梅西奇松軟）對僵尸網(wǎng)站。選定的網(wǎng)站中對原牧場地面高生育率是在1998年春季犁殺死現(xiàn)有植被，創(chuàng)造適宜的實驗苗床。 7個場地的管理治療，由四個飼料混合行動：（一）燕麥和紅三葉草;（2）燕麥，紅三葉草，紅羊;（3）燕麥，紅三葉草，以及鴨茅;及（iv）和毛燕麥黃芪，及（v）除草劑，（六）修剪及（vii）控制（無管理）進行比較。五樹萃取，資本投資者入境計劃，分為兩組-快速增長而增長緩慢的-進行了評估，這個系統(tǒng)。第一組（快速增長的硬木）中銀楓樹和兩個楊樹無性系，克蘭登和鶇。第二組包括兩個高價值，生長緩慢的硬木從種子和種植苗木：紅橡木，黑胡桃木。 在高地和低洼地點，各分為6塊。在每個站點上，3次蓋帽種植快速增長的樹木，和3次蓋帽都與生長緩慢的樹木。整體設計有4個隨機每3次蓋帽，精神疾病的完整塊實驗。快速增長的樹塊也都成立了分裂與地面管理區(qū)設計，為整幅治療和作為次要情節(jié)治療樹種。慢生樹種，在一個塊分裂成立的分裂陰謀的設計與地面管理，將整幅處理，樹種作為次要情節(jié)的處理，撐材料（種子與種苗）作為分包，情節(jié)治療。 為快速增長的樹木，整個情節(jié)是7.3米·33.5米，樹種然分配與每個整幅土地。地塊內樹的枝節(jié)間距是0.9米· 3.9米對生長緩慢的樹木，整個情節(jié)是7.3米· 30.5米樹間隔內的陰謀是榮，有0.6米·3.9米（苗）或15厘米·3.9米（種子）。對于情節(jié)緩慢增長的樹木分為次要情節(jié)和次要情節(jié)，隨機地安排使用或種植種子或幼苗。在枝節(jié)分為兩個小組次要情節(jié)，隨機分配到種植要么紅橡木或黑核桃。 整個地塊被5號種子，1998年5月1商標播種機（燕麥種子）和布里林演習（牧草種子）。燕麥（'奧格萊'），紫羊茅（'飛行器'），紅三葉草（'馬拉松'）和鴨茅（“公爵”）seeds1種植72，4，11和7公斤公頃。播種后處理的飼料，樹木種植兩行，3.9米，在所有整個陰謀。每一排樹的種植從整幅邊緣1.7米，和1.7米的邊緣之間充當全部土地或樹木和地區(qū)以外的樹木塊緩沖區(qū)。對于每個速生樹種，每行8個，種植樹苗0.9米以外。生長緩慢的品種有9個，每行種植樹苗0.6米外，35種15厘米的種子每粒外，3528和5900幼苗種子月7-9 1998年5月種植。生長緩慢的物種之間的幼苗和種子種植間距縮小，以確保每個積幼苗足夠數(shù)量的估計首先與合理精確年死亡率。 在除草劑處理包括一個1.5米寬的雜草無帶集中在每一行的秧苗，通過應用（1.1公斤公頃）和二甲戊靈（二點二五千克公頃）種植后立即創(chuàng)建的第一年，西瑪津（2.25公斤公頃）和（2.25千克公頃）適用于每年春天到第四年。草甘膦是適用于必要時，在加沙地帶，在本賽季出現(xiàn)的任何雜草。其余兩個場地的管理包括治療的割草時雜草二十○厘米高度和控制（無管理）。為了減少雜草COM的請愿書，促進牧草生長，陰謀被割7月，8月和1998年11月，并在大約在第二至第四年的同時。飼料樣品采取建立，當時陰謀事件之后抽樣割的第二年。削減年齡材料未能從地塊（前優(yōu)稅為樣本）由于產量很低。 5月16日1998年，電籬笆（三線）周圍豎立每個站點周圍，以防止鹿和牛在該地區(qū)瀏覽。 樹苗種植在兩倍于1998年初步建立正常的薄密度內德在1999年最初的50％，種植率的目標人口。苗樹間伐月14日和15日通過手動剪所有其他的樹和應用草甘膦除草劑有樹基地，以防止再生長May1999。從種子幼苗不薄。 測量：樹 樹生存決定直徑和高度的測定，在9月結束時的生長季節(jié)的1998-2001年10月。樹高測量，以最接近的5厘米，用聚氯乙烯極顯著，作為主要參照點頂芽。直徑的樹木除了從種子紅橡樹，這些根口頭太短，來衡量，是在離地面20厘米計算。 尺寸：牧草產量和營養(yǎng)品質 牧草干物質積累測定隨機選擇3個月，在6月2-3日，7月14日和17日1999年9月各地區(qū)飼料治療。飼料樣本來自樹的小巷，那里的地區(qū)代表性的干草作物將割。牧草高度的估計阻止由測量手持米飼料植物在0.1米的樣方堅持作為主要參考點的最高終端芽開采2。產量估計手工裁剪為下0.1米的樣方2歲。裁剪飼料樣本被放置在運輸和進一步進行實驗室分析紙袋。對于樹中的每個類型的治療，5個分個樣本月2-3日，6名7月14日，12月1999年9月17日。飼料樣品后干燥60C章5天，干物質產量為阻止開采的。樣本，然后分為豆科植物或草地組件。每個組件是地面上通過一個威利廠（托馬斯-圖靈，費城，PA）的通過一個8毫米屏幕和氣旋機（常規(guī)紡絲生產，柯林斯堡，）到通過一個1毫米的屏幕。地面樣品被存放在塑料瓶，直至分析。粗蛋白質和體外消化干物質（IVDDM）是由微凱氏定氮法測定（布雷姆納和1983年）和兩階段IVDDM法，分別為。瘤胃液收集了關于接種每天從一瘺遲來的指導這是一個100％吃干草飼料。 統(tǒng)計分析 樹中的數(shù)據(jù)進行了分析分別為四個實驗組：旱地生長緩慢，及時地快速增長，低洼地生長緩慢，以及低洼地快速增長。方差分析是用于測試的物種之間和地面處理和主要位置的互動常態(tài)（SAS公司1989年）。該百分比河畔反正弦進行了分析，以提高方差齊性（斯內德克和科克倫1980年）。鄧肯的測試被用來比較不同物種和第一和第四個年頭的結果治療（斯內德克和科克倫1980）。治療方法對比計劃（斯內德克和科克倫1980年）分別進行比較后，4日益增長的下列團體四季樹高：控制與割草，割與控制和飼料治療;與治療除草劑處理飼料和飼料處理的四個（SAS公司1992年）。 結果 樹的生存 在1998年底（一年級），為快速增長的高地網(wǎng)站樹木存活率分別比克蘭登更大的銀楓鶇（表1）在低洼的位置。，存活率也大于銀楓樹，為鶇銀楓大于克蘭登（見表1）。第一年生存率分別為未能在低洼地點地面管理治療性（P = 0.57）的影響，但在高地的網(wǎng)站有一個重要的管理治療的位置抽搐性（P = 0.002），其中除草劑治療與生存的最低69％，而其他治療手段并沒有不同（平均93％）。沒有網(wǎng)站的低洼的物種相互作用，重刑管理性（P = 0.57），但有一種跡象的物種相互作用的高地現(xiàn)場管理性（P = 0.049），這似乎造成銀楓苗而所有的管理對待類似的生存發(fā)言：而其他物種的生存更受管理處理變量。經過四年的增長（Year4），為快速增長的物種的生存也相當高（80-97％）兩個網(wǎng)站上沒有，在地面處理或物種的明顯性（P + 0.28）。 在高地和低洼地點，為紅橡木，并在第一年黑核桃幼苗存活結合率相似，比幼苗建立更大的這些物種種子（見表2）。在高地的網(wǎng)站，從種子黑核桃已超過紅橡木建立率較高，但在低洼網(wǎng)站的建立，精神疾病率相似（見表2）。慢生樹種的存活率沒有差異管理中關于低洼網(wǎng)站精神疾病的治療性（P = 0.38），但存在的一個差異（P = 0.06）網(wǎng)站上的高地，由于樹木的反應變異跡象到管理的待遇。沒有通過的高地性（P = 0.98），也不是低洼性（P = 0.57）網(wǎng)站物種相互作用的管理待遇。 由于生存的紅橡木種子數(shù)，種子是如此之低（1.7的種子，在低洼地和1.2％％的高地），同無苗地塊尚存許多，這種待遇被取消從實驗。 31個黑核桃種子，產生了在第一年幼苗存活百分之經過第四生長季節(jié)，并有網(wǎng)站之間就不是沒有理由的治療黑核桃存活率差異（P + 0.75）。 樹的大小 在1年年末，克蘭登高度超過鶇，而這又是比銀楓高地的位置（表1）更大。在低洼網(wǎng)站鶇身高最高，F(xiàn)OL中由克蘭登銀楓繼任者勞威爾（表1）。在這兩個地點，地面處理結果導致平均身高差別不大，與不治療明顯高于其他產品更好。在低洼地點，因為沒有種交互作用（P = 0.97），地基處理，但有一個高地網(wǎng)站的互動性（P = 0.049），這似乎重新蘇爾茨了銀楓樹被相對的地面處理影響的高度，可能是由于瀏覽的鹿，而對其他物種的高度處理間有所不同。是重型瀏覽事業(yè)的高地網(wǎng)站鹿，和由此產生的微小高度的增加，在銀楓樹林經過4年的成長，這種待遇下降至第四年的分析。其他速生樹種，克倫敦是身高超過鶇（表1）。在低洼地點，銀楓樹損失甚微瀏覽，但經過鶇和克蘭登最短的樹木。在快速增長的樹木后，四年級有足夠的規(guī)模將表明治療效果的基底直徑。在高地網(wǎng)站的克蘭登樹的平均直徑大于鶇，但在低洼網(wǎng)站鶇比克蘭登大（表1）。銀楓往往是多起源的樹苗栽種時，產生許多小直徑莖，莖直徑造成比其他兩個物種小。 在第1年，黑核桃，在高地和低洼地點，紅橡木幼苗末，可比的高度，其次是從種子和種子紅橡木黑核桃（見表2）。治療的管理并沒有影響高地的高度性（P = 0.12）和低洼性（P = 0.77）的網(wǎng)站。同樣，沒有通過的高地性（P = 0.99）和低洼性（P = 0.62）網(wǎng)站物種相互作用地基處理。在公元4，生長緩慢的樹木顯示的高度，從黑核桃種子最終被身高比黑核桃苗，由苗紅橡木之后（見表2）。 經過4年的成長，快速成長的樹，在飼料和除草劑的治療相比，最高上高地站點控制（見表3）。在低洼網(wǎng)站，除草劑處理產生的最高的樹木（見表3）。沒有明顯地由治療相互作用對資本投資者入境計劃在高地的高度性（P = 0.11）和低洼性（P = 0.88）的網(wǎng)站。地面處理，影響了這兩個地點樹直徑（見表3）發(fā)言：。觀察到類似的直徑在除草劑和燕麥/紅三葉/紅羊治療，它會產生最大的樹木相比，生產控制和最小的樹修剪治療。因為沒有種在低洼網(wǎng)站直徑交互作用（P = 0.73），地基處理，但在高地的網(wǎng)站，有一個互動性（P = 0.016），這似乎是由不同的鶇，平均高度在地面造成輕微治療，而克蘭登方式差異很大。 在緩慢增長兩高地和低洼地點樹木，除草劑處理親誘導最高的樹木，在不同的站點（見表3）其他治療的影響。高地網(wǎng)站顯示的物種間的行動性（P = 0.05）與紅色是不即時橡木由兩個以上的黑胡桃，它們非常相似地處理當?shù)氐闹委煹鼗幚?。在低洼網(wǎng)站顯示不太明顯影響（P = 0.21）。 某些治療進行對比，比較了四年后的生長季節(jié)（表4）樹的高度，以爭取到的治療組中（邁茲和舒爾茨1985）差異的理解。在四年級的4個飼料中的治療，平均身高沒有不同的4種條件3（場地和物種組合）性（P + 0.28）。唯一的例外是生長緩慢的樹木燕麥/網(wǎng)站上的低洼地，其中最短的樹木生產性（P = 0.01），毛野豌豆治療。飼料處理的四個發(fā)言：平均來說，生產出了比的修剪和控制的治療性（P￡0.05），平均身高幼苗，除了低洼生長緩慢的樹木，那里沒有差異（P = 0.98）。在除草劑處理的樹比4的所有四個種植條件性（P￡0.02），平均身高飼料治療。最后，在樹高割治療和控制無顯著所有四個種植條件差異（p + 0.18）。 牧草產量和營養(yǎng)價值 由于增長不足，收獲樣本沒有剪下從燕麥/ 1999年的毛野豌豆治療。當其余三個飼料作物單產在樹木和類型，干物質（DM）是最低的匯集在9月和7月最高（未顯示數(shù)據(jù)）。飼料的混合物紅三葉草的比重下降到9月份，整體產量下降一些會計雖然飼料成立于1998年由雜草競爭的阻礙。，紅三葉草成為主要牧草品種，提供74％覆蓋整個夏季。超過所有樹萃取，連鎖商店和種類在兩個站點，最高的紅三葉草代表的是在燕麥/紅三葉草治療（見表5）。共計牧草產量，平均在三個收獲日期，樹種和類型，以及自下而上的土地和高地的網(wǎng)站，不存在差異三間（見表5）飼料治療。 平均在樹種和類型，收獲日期，以及景觀的位置，粗蛋白和IVDDM是最低的燕麥/紅色-唐萵苣草治療，與燕麥/紅三葉草和燕麥/紅三葉/紅參展相當于茅治療營養(yǎng)價值（表5）。雖然消化蛋白質含量不三葉草之間，在6月和7草成分不同的收成生長季節(jié)，進步，增加了干對葉比率和燕麥木質素含量/紅三葉草/鴨茅治療可能已與較低IVDDM內容（戴維斯弗雷德里克2001年）。 討論 樹的生存和發(fā)展 信息獲得的這項研究是為鼓勵胡同今后在種植中，西部。作為在胡同除草劑替代飼料作物的可行性裁剪系統(tǒng)可能是有用的，那里有機管理或低投入戰(zhàn)略是首選（戴拉特2002年）。樹選擇素重刑是研究的關鍵，因為更大的生存率分別為快速增長的樹木相比，獲得的生長緩慢的物種。鶇樹木存活較高的費用比克蘭登和銀楓樹一年級兩個網(wǎng)站上，和四年級，生存率分別為3比從種子黑核桃倍。對于高地和自下而上的土地位置，雜草競爭，劃痕種子不足，從而導致大量降雨飽和級土壤可能導致減少了緩慢增長在第一年樹木種子的萌發(fā)。低洼地點的某些部分仍然充滿水通過1998年秋季，這可能影響了很多樹木的生存。生存在紅橡木和黑核桃種子從92至96％不等，而15至37生長緩慢從第一年％存活樹木種子。根據(jù)四年級的結果，但是，黑核桃播種，建議在建立時黑核桃種植園或巷子種植制度，導致了從種子時間增加的增長。紅橡木苗木種植不在胡同建議熟系統(tǒng)使用，因為窮人的經濟增長在所有治療牧草品種。 正如所料，樹高在快速增長的樹木相比，最大的高價值，生長緩慢的硬木。樹高和鶇直徑克蘭登超過銀楓樹和慢生樹種，通過實驗進行了4年。由于鹿瀏覽是標準桿下尤其不利于銀楓增長，地主興趣迅速建立和農作物生長的樹木，應考慮速生樹種，如鶇，克蘭登或銀，楓樹，但有足夠的電壓足夠的圍欄必須在地區(qū)所提供的鹿或牛的人口。牛在試驗場區(qū)受到破壞的電力供應，圍欄，從而使進入情節(jié)。 經濟分析表明了燕麥的可行性/紅三葉草/在愛荷華州胡同使用紅色羊飼料雜木國，種植制度。地面管理對待，在這項研究中發(fā)言：既影響樹木的生存和發(fā)展。 4年后，快速成長樹的高度是更大的底部，地塊及對增長緩慢的樹木兩個站點。這種樹的大小增加可能是由于最初的更大的除草劑控制雜草，從而降低了輕競爭，讓更多的樹木生長的資源分配。除了直接的競爭，雜草也間接影響了親人們提供冬季棲息地和一對山雞，鹿食物來源，小型嚙齒動物和樹木生長。鹿瀏覽造成傷害的樹枝和樹葉，和嚙齒動物剝皮是與減少樹木直徑觀察。在樹的大小差異，包括在控制和更小的樹割地塊相比，除草劑和飼料直徑治療。雖然雜草將被割時身高20厘米，由于在第一年，往往過度雜草的生長之前發(fā)生的土壤條件允許的頻繁降水割草機的使用，從而提高周圍雜草種群的競爭。盡管最好的管理工作，割草往往管制INAD受傷的樹木，除了取消對嚙齒動物營養(yǎng)領域畝，周圍樹木雜草荷蘭國際集團提供了樹木生長的最低限度的。如果沒有足夠的保護樹木，割草可能被認為更加不利的緩慢生長的雜草管理，比沒有建立，這表現(xiàn)在我們的研究，并在胡同作物的皮爾遜等平系統(tǒng)。 （1990年）。 治療之間的地面管理和物種相互作用證明是由于中銀在第一年的治療楓樹高度顯著差異最小，而在克蘭登樹和紅橡木直徑在四年級的高樹的高度變異性，而在其他物種的變異。在燕麥/毛黃芪治療，到小喬木植物的過度韋寧紫云英在低洼緩慢生長的圖謀是節(jié)能，問類似巷等報告的結果。 （1999年），其中毛野豌豆降低油松蒿湖的高度和直徑生長植物的身體時，紫云英樹木生長的抑制。氮不足，導致重新誘導樹木的生長，已報告時，紫羊茅和多年生黑麥草作為地面覆蓋種植，但在這項研究中沒有觀察到，也許是因為為N，在所有的豆科牧草的組合目前牧草品種固定。黑核桃苗網(wǎng)站上的低洼樹的高度是平等的燕麥/紅三葉草和除草劑的治療，類似裸根黑核桃樹的大小增強報告的使用拉迪諾在密蘇里州和白三葉的胡同（巷等。1999年）。 牧草產量和品質 無差異觀察總產草量，糖尿病，和三葉草從不同樹種，在第一年的實驗二樹類型的小巷產量。紅三葉草矗立在燕麥/紅三葉草陰謀超出了第2年90％的覆蓋率。粗蛋白消化率高企和飼料樣品中年。隨著樹木生長和在小巷里的陰影區(qū)的百分比折痕，樹/飼料作物的競爭可能會增加（1983年加勒特和庫爾茨;吉萊斯皮1996年）。牧草品種展示，如冷季型草，在這項研究種豆科植物，已被證明更底紋（凱普哈特和巴克斯頓1993）寬容的林等。（1999年）發(fā)現(xiàn)，最小的減少，光合途徑的C3，平均干重的7冷季型草和豆科植物，包括鴨茅，高羊茅，以及在50％遮蔭一白種。牧草品種，如紅三葉，即有更多的直立生長習性和依靠從根儲備和留茬履行普遍比展出了匍匐生長習性種陰涼的環(huán)境更好。常規(guī)的修剪樹枝，特別是流傳很廣，低支物種，如克蘭登，可能有必要保持足夠的飼料產量小巷，雖然在農林系統(tǒng)飼料質量似乎不那么受作物比傳統(tǒng)的行（加勒特和庫爾茨1983）遮蔭損害。 類似的結果通過展示等方式。 （1996年），其中1.0 逼近0.96公頃公頃的森林和0.64公頃的苜蓿，在一個黑核桃胡同組合干草豐收，出現(xiàn)系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)黑核桃提供比單更大的回報。鋁產量雖然樹生物質沒有在這個研究，類似的研究（科萊蒂等角度來衡量。1991年）報告高達10-11一十三點二噸公頃正接受楊產量。進一步的研究將需要幾年，以確定這個胡同的整體效應，出現(xiàn)的長期的制度來經濟和生態(tài)價值。 致謝 我們非常感謝幫助的一階邏輯降脂誰協(xié)助本研究或檢討這手稿：二檢，每小時弗里德里希，吉布森，河欣茨河萊穆斯，光摩爾，帕特里克和個人光泰勒。我們還感謝資助該項目的可持續(xù)農業(yè)利奧波德中心和愛荷華州立大學農學院，對這項研究和教育計劃的支持。 表1樹的生存并在美國中西部胡同的快速生長的樹種生長裁剪系統(tǒng) 表2樹的生存并在美國中西部胡同的生長緩慢的樹種生長裁剪系統(tǒng)。 表3第四年樹木生長到地面的高速和低速增長在美國中西部出現(xiàn)的系統(tǒng)樹胡同種治療。 表4總平均樹高差異的基礎上的對比，為快速增長和緩慢增長的高地和低洼地點樹種，各治療組。 11