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從1997年中國香根草網(wǎng)絡在福州召開了國際香根草學術(shù)研討會以來，香根草系統(tǒng)在我國公路上的應用發(fā)展很快。福建省公路局首先采納了這一新技術(shù)，并發(fā)文要求在全省公路部門推廣。此后，香根草系統(tǒng)在江西、浙江、云南等省公路部門逐步推廣開來。為了推動香根草系統(tǒng)在鐵路邊坡固定上的應用，中國科學院南京土壤研究所（中國香根草網(wǎng)絡）與新長鐵路有限責任公司合作，于2001年春首次在鐵路邊坡上進行了試驗，并取得成功。同年10月召開了“香根草應用于鐵路邊坡防護試驗成果鑒定會”。近40名專家出席了該會，他們分別來自鐵道部各大設計院和工程技術(shù)部門，以及有關鐵路局和鐵路公司。會上中國香根草網(wǎng)絡介紹了香根草系統(tǒng)的由來與作用。與會代表參觀了應用香根草保護鐵路邊坡的示范現(xiàn)場，充分肯定了香根草系統(tǒng)在鐵路邊坡防護上的作用。此后，鐵路部門于2002年和2003年在江蘇、福建等地進行了更為廣泛的應用，并將向我國南方地區(qū)普遍推開。
一、試驗地點
二、土壤測試分析
為了確定香根草的具體種植方案，如行距、株距、施肥、澆水等初期養(yǎng)護管理等，通過采集路基兩側(cè)農(nóng)田，以及路基地面上的不同深度的土壤，對土壤的組成、溫度、養(yǎng)分、pH值、顆粒大小級配進行了測試分析。具體數(shù)據(jù)見下表1－3。
| 表5-1 試驗區(qū)空氣和土壤溫度(℃) |
| 深度(cm)一二三四五六七八九十十一十二平均02.94.910.117.223.328.131.932.025.819.311.75.117.753.24.79.015.521.125.729.829.224.618.511.65.516.6103.65.09.015.020.425.029.129.424.518.612.06.016.5154.05.18.914.820.124.628.629.124.618.812.56.416.5空氣1.93.88.014.919.223.927.727.522.516.810.64.415.0 |
| 表5-2 土壤機械組成(土壤取自路邊農(nóng)田) |
| 深度(cm)顆粒大小(mm,%)>0.050.01－0.05＜0.01＜0.0010－122943281512－493145241349－713147221371－10026452917 |
| 表5-3 土壤養(yǎng)分分析 (土壤取自路邊農(nóng)田) |
三、香根草栽種和管理 2001年4月20日12萬株香根草苗從大別山運抵黃橋點，分南、北坡等高法種植，種植面積4079m2。每穴種植草苗5株左右。栽種時將香根草叢均勻的由大到小逐步分開，將根部蘸上泥水，垂直栽種并壓實，種后澆定根水。4月22日種植結(jié)束。 2001年5月25日，調(diào)查發(fā)現(xiàn)第一次種下去的草苗完全成活的僅為40%，因此5月30日，又從蘇州運了3萬株苗，次日進行了第二次栽植，天氣多云，種完后馬上澆水。 第三次種植于2001年6月26～27日實施，主要是因為第二次種植的草苗產(chǎn)自粘土水稻田，在分兜時用刀切斷大量根系，導致香根草受到一定程度的破壞，為了保證香根草能正常生長，再次進行了補栽，種苗來自大別山。 栽植和補種后共澆灌3次，另外在天旱時澆灌2次。7月26日進行了一次除草，7月27～28日施了一次豬糞，8月17日追施了一次尿素，9月23日進行了第二次除草，9月25日進行了一次刈割，9月26日又施了一次尿素。 2、成活率及其原因分析 第一次種植的成活率不高(2001年5月25日調(diào)查)，僅40%，可能由以下原因引起：①初種施肥時沒有按要求在化肥上覆土，肥料接觸到了苗的根部；②栽植人員為了省工，栽得不緊，根土不緊密，部分草苗莖、葉留得太長，蒸發(fā)量過大，造成枯死；③部分苗子太長，種得過深，有一些草苗約20cm長的莖被埋土中，影響了成活率；④每叢分株過細也是影響成活率的一個方面。⑤草苗本身質(zhì)量存在問題。 第二次5月31日種下去的苗到6月21日(20天后)成活了40%，但是到了6月26日(僅僅5天后)成活率提高到70%，7月2日成活了85%。出現(xiàn)這種成活過程較緩慢的主要原因是栽植時大多數(shù)苗根在分叢時被剪斷或損壞，只有極少數(shù)根須留下來，新根萌發(fā)緩慢且空氣干燥，致使蒸騰量大于根系的吸收能力。6月下旬后，正值梅雨季節(jié)以及路基兩側(cè)大面積的水稻田正值灌溉期，土壤和空氣濕度都很大，葉片蒸騰與根系的吸收達到相對平衡，使香根草的成活率提高。 3、生長情況 5月23日進行了第一次觀察，株高平均27cm (苗徑留長20cm)，最大株高34cm，最大分蘗數(shù)5個，最大根深26cm，75%以上植株萌根，70%以上植株返青、增高。 7月24日觀察時發(fā)現(xiàn)根系發(fā)達，一叢香根草根數(shù)達60根，根粗約2.7mm，根最深達75cm，平均株高約130cm, 最高株達175cm，基本形成綠籬。 8月30日第三次觀察，最大株高達到195cm，莖粗而硬，形成的綠籬能夠攔住從鐵路邊坡上部滾下的石子。 9月22日第四次觀察，株高平均155cm, 最大株高220cm，行間雜草密布，根最深達125cm。根系發(fā)達，稠密，植株下布滿粗細不等的根，株與株間的根連成一體，有的根粗約3.0mm，挖至表土下80cm處還可見到根系生長，表土下60cm以內(nèi)根系發(fā)達形成網(wǎng)狀。平均分蘗數(shù)15~22個，最大分蘗數(shù)42個。 此外，9月14日對三處香根草作了刈割試驗，分別留莖長30、40、50cm，9月21日測得新枝平均長高10cm，最高的長了20cm，留50cm的那一處中最高的已經(jīng)長到了70cm。 四、邊坡防護效果 4月22日在坡上種植了香根草后，穩(wěn)定了表土層。6月中下旬當?shù)孛酚昙竟?jié)，連續(xù)降雨，空氣異常濕潤；7～9月份為每年的高溫期、暴雨集中期。然而五個月以來，種植的香根草經(jīng)受住了持續(xù)陰雨、持續(xù)高溫以及暴風雨和溫差驟變的考驗，根須發(fā)育、莖葉長勢良好。路基邊坡在香根草的固持下，穩(wěn)定性好，未發(fā)現(xiàn)水槽、水坑和沉降現(xiàn)象，安全度過了雨季。當然，由于局部土壤的差異（表4、5），香根草生長也不一樣，在粒徑0.2～0.02 mm 含量高達84.8% 的地方發(fā)生了微域坍方，對這類土壤應該注意地表排水，并可提前種植，以便香根草在雨季到來之前即可發(fā)揮固坡作用。 通過試驗分析，根據(jù)土力學原理，在填土邊坡上層和下層之間存在一個滑動面，當表面雨水沖刷，不僅會帶走表土，形成坑槽，還會因為滲水使上下層之間的摩擦力降低。當上層土自重在摩擦力反方向上的分力大于摩擦力時，造成上層土滑坡。由于香根草深根性的特點，能固結(jié)上下層土壤，增加橫向剪切力，穩(wěn)定滑動面。另一方面，和同樣發(fā)達根系的喬木相比，香根草的重心更低，能在大風暴雨天氣減少側(cè)向力，對邊坡的固結(jié)能力更強。 另外，經(jīng)過本試驗，還可總結(jié)出香根草的一些特性和作用： 1、 香根草具有生長適應性好、抗逆性強、立地條件低的優(yōu)點。 濕度適應范圍廣，具有耐干旱和其他不利的化學土壤條件、抗病害的特性。盡管鐵路土質(zhì)情況很差，但只要抓住季節(jié)，趕在氣候轉(zhuǎn)暖在20℃左右，春雨時栽種，香根草極易成活。在夏季和初秋種植時，按不同的土壤條件和環(huán)境，只要栽植技術(shù)和管理相適應，亦可正常生長。 2、 穩(wěn)定邊坡的作用 (1) 綠籬作用：香根草長勢挺直、莖桿粗壯、堅硬，在斜坡沿等高線種植，4個月左右就可生長成茂密的活籬笆，可明顯減緩坡面徑流，有效緩解坡面徑流侵蝕。成籬后無需特別管理，即可穩(wěn)定邊坡，固持土壤。同時，在裸露的邊坡上，長上幾排綠籬，促使邊坡的快速綠化和美化。 (2) 根系作用：香根草生長快，分蘗多，垂直深扎于土壤中，實驗資料表明，其抗張強度為75Mpa。大量的根系增強了土壤的剪切力，因而提高了邊坡土壤的穩(wěn)定性。另外，由于香根草具有強大而深扎的網(wǎng)狀根系，高大茂密的莖桿和葉子形成綠籬，增加了土壤的水分蒸發(fā)，從而有助于增強邊坡的穩(wěn)定性。 3、 微生態(tài)環(huán)境作用 許多事實表明，在什么植物也不能生長的裸地上，一旦種上香根草后，微生態(tài)環(huán)境即發(fā)生改變，香根草促使狗芽根等許多天然草類生長，并使坡面得到快速覆蓋。 五、效益綜合對比分析 應用香根草進行鐵路邊坡防護，有較高的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。目前，道路邊坡保護所采取的措施無外乎工程措施和生物措施，鐵路上常用如下幾種方法： 1、“硬”性工程措施，一般用于填高大于4米的高路堤，如砌干片石、塊石或砼預制塊，通常做法有滿鋪邊坡和做成拱形或網(wǎng)格形的排水骨架。 這種措施效果顯著，甚至可以一勞永逸，日后管理很小。但投資巨大，施工困難，工期較長，有些地方如蘇北地區(qū)，由于石材嚴重短缺，不能就地取材，還導致運費大大提高。 據(jù)有關資料：工程護坡最低價約36元/m2,而香根草僅約15元/m2,為工程護坡費用的16%～36%。我們做試驗的DK377+887~DK378+187段路基邊坡若按其相鄰坡段采用的“漿砌片石排水骨架護坡”進行計算，投資為31.6萬元，而改種香根草只需5.3萬元(不含試驗費用)，節(jié)省投資26.3萬元(約占83%)。 對于坡高且土質(zhì)差的路堤，一旦種植香根草籬，其它天然草類隨即快速生長，無須在其間再灑草籽。 2、生物措施，一般用于4米以下的低路堤，如土工網(wǎng)墊內(nèi)噴播植草；種狗芽根草籽加插紫穗槐、夾竹桃等灌木；種植喬木類等。 這些措施造價也不高(與種香根草相當)，綠化環(huán)境。但生長慢，成效晚，對季節(jié)性要求高，固持土層較淺，對高邊坡或地基、土質(zhì)條件差的路堤防護效果不明顯，易發(fā)生整塊、整體性質(zhì)的坍滑。草籽出芽前后各半個月內(nèi)，澆水、施肥、養(yǎng)護等管理工作量大且要求細致。另外，噴播對土壤酸堿度要求較高，pH值須控制在6.0～8.0之間，否則應對土壤加以改良。喬木類由于重心較高，在暴風雨下易折斷，且根系平均抗張強度沒有香根草高。這些措施適應性、抗病蟲害能力比不上香根草。 在環(huán)境和社會效益方面，香根草護坡減輕了鐵路養(yǎng)護的工作量，節(jié)約了養(yǎng)護經(jīng)費，保證了行車的安全暢通，改善了生態(tài)環(huán)境，綠化了鐵路，美化了路容路貌。香根草是一種保護路基邊坡的良好植物品種，香根草應用于鐵路邊坡防護是對國務院和鐵道部關于“進一步推進全國綠色通道建設的通知”精神的積極響應和具體實施。結(jié)合鐵路、公路建設和運營，應用香根草實施綠色通道工程，不僅能夠改善鐵路沿線的生態(tài)環(huán)境，完成國土綠化的戰(zhàn)略要求，還可加強路基防護，控制水土流失，減輕生態(tài)災害，保障運輸安全，促進國民經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展，使祖國的大好山河更加秀美。 |
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