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從1997年中國(guó)香根草網(wǎng)絡(luò)在福州召開了國(guó)際香根草學(xué)術(shù)研討會(huì)以來，香根草系統(tǒng)在我國(guó)公路上的應(yīng)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(dòng)香根草系統(tǒng)在鐵路邊坡固定上的應(yīng)用，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所（中國(guó)香根草網(wǎng)絡(luò)）與新長(zhǎng)鐵路有限責(zé)任公司合作，于2001年春首次在鐵路邊坡上進(jìn)行了試驗(yàn)，并取得成功。同年10月召開了“香根草應(yīng)用于鐵路邊坡防護(hù)試驗(yàn)成果鑒定會(huì)”。近40名專家出席了該會(huì)，他們分別來自鐵道部各大設(shè)計(jì)院和工程技術(shù)部門，以及有關(guān)鐵路局和鐵路公司。會(huì)上中國(guó)香根草網(wǎng)絡(luò)介紹了香根草系統(tǒng)的由來與作用。與會(huì)代表參觀了應(yīng)用香根草保護(hù)鐵路邊坡的示范現(xiàn)場(chǎng)，充分肯定了香根草系統(tǒng)在鐵路邊坡防護(hù)上的作用。此后，鐵路部門于2002年和2003年在江蘇、福建等地進(jìn)行了更為廣泛的應(yīng)用，并將向我國(guó)南方地區(qū)普遍推開。
一、試驗(yàn)地點(diǎn)
二、土壤測(cè)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(hù)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(duì)土壤的組成、溫度、養(yǎng)分、pH值、顆粒大小級(jí)配進(jìn)行了測(cè)試分析。具體數(shù)據(jù)見下表1－3。
| 表5-1 試驗(yàn)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(jī)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(wàn)株香根草苗從大別山運(yùn)抵黃橋點(diǎn)，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(shí)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(shí)，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(yùn)了3萬(wàn)株苗，次日進(jìn)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(shí)施，主要是因?yàn)榈诙畏N植的草苗產(chǎn)自粘土水稻田，在分兜時(shí)用刀切斷大量根系，導(dǎo)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(zhǎng)，再次進(jìn)行了補(bǔ)栽，種苗來自大別山。 栽植和補(bǔ)種后共澆灌3次，另外在天旱時(shí)澆灌2次。7月26日進(jìn)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(jìn)行了第二次除草，9月25日進(jìn)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(shí)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(zhǎng)，蒸發(fā)量過大，造成枯死；③部分苗子太長(zhǎng)，種得過深，有一些草苗約20cm長(zhǎng)的莖被埋土中，影響了成活率；④每叢分株過細(xì)也是影響成活率的一個(gè)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(shí)大多數(shù)苗根在分叢時(shí)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(dá)到相對(duì)平衡，使香根草的成活率提高。 3、生長(zhǎng)情況 5月23日進(jìn)行了第一次觀察，株高平均27cm (苗徑留長(zhǎng)20cm)，最大株高34cm，最大分蘗數(shù)5個(gè)，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(shí)發(fā)現(xiàn)根系發(fā)達(dá)，一叢香根草根數(shù)達(dá)60根，根粗約2.7mm，根最深達(dá)75cm，平均株高約130cm, 最高株達(dá)175cm，基本形成綠籬。 8月30日第三次觀察，最大株高達(dá)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(dá)125cm。根系發(fā)達(dá)，稠密，植株下布滿粗細(xì)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(zhǎng)，表土下60cm以內(nèi)根系發(fā)達(dá)形成網(wǎng)狀。平均分蘗數(shù)15~22個(gè)，最大分蘗數(shù)42個(gè)。 此外，9月14日對(duì)三處香根草作了刈割試驗(yàn)，分別留莖長(zhǎng)30、40、50cm，9月21日測(cè)得新枝平均長(zhǎng)高10cm，最高的長(zhǎng)了20cm，留50cm的那一處中最高的已經(jīng)長(zhǎng)到了70cm。 四、邊坡防護(hù)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(dāng)?shù)孛酚昙竟?jié)，連續(xù)降雨，空氣異常濕潤(rùn)；7～9月份為每年的高溫期、暴雨集中期。然而五個(gè)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(fēng)雨和溫差驟變的考驗(yàn)，根須發(fā)育、莖葉長(zhǎng)勢(shì)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(dāng)然，由于局部土壤的差異（表4、5），香根草生長(zhǎng)也不一樣，在粒徑0.2～0.02 mm 含量高達(dá)84.8% 的地方發(fā)生了微域坍方，對(duì)這類土壤應(yīng)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(yàn)分析，根據(jù)土力學(xué)原理，在填土邊坡上層和下層之間存在一個(gè)滑動(dòng)面，當(dāng)表面雨水沖刷，不僅會(huì)帶走表土，形成坑槽，還會(huì)因?yàn)闈B水使上下層之間的摩擦力降低。當(dāng)上層土自重在摩擦力反方向上的分力大于摩擦力時(shí)，造成上層土滑坡。由于香根草深根性的特點(diǎn)，能固結(jié)上下層土壤，增加橫向剪切力，穩(wěn)定滑動(dòng)面。另一方面，和同樣發(fā)達(dá)根系的喬木相比，香根草的重心更低，能在大風(fēng)暴雨天氣減少側(cè)向力，對(duì)邊坡的固結(jié)能力更強(qiáng)。 另外，經(jīng)過本試驗(yàn)，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(zhǎng)適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)、立地條件低的優(yōu)點(diǎn)。 濕度適應(yīng)范圍廣，具有耐干旱和其他不利的化學(xué)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(shí)栽種，香根草極易成活。在夏季和初秋種植時(shí)，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(yīng)，亦可正常生長(zhǎng)。 2、 穩(wěn)定邊坡的作用 (1) 綠籬作用：香根草長(zhǎng)勢(shì)挺直、莖桿粗壯、堅(jiān)硬，在斜坡沿等高線種植，4個(gè)月左右就可生長(zhǎng)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(shí)，在裸露的邊坡上，長(zhǎng)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(zhǎng)快，分蘗多，垂直深扎于土壤中，實(shí)驗(yàn)資料表明，其抗張強(qiáng)度為75Mpa。大量的根系增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。 3、 微生態(tài)環(huán)境作用 許多事實(shí)表明，在什么植物也不能生長(zhǎng)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(zhǎng)，并使坡面得到快速覆蓋。 五、效益綜合對(duì)比分析 應(yīng)用香根草進(jìn)行鐵路邊坡防護(hù)，有較高的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。目前，道路邊坡保護(hù)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(yù)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(zhǎng)，有些地方如蘇北地區(qū)，由于石材嚴(yán)重短缺，不能就地取材，還導(dǎo)致運(yùn)費(fèi)大大提高。 據(jù)有關(guān)資料：工程護(hù)坡最低價(jià)約36元/m2,而香根草僅約15元/m2,為工程護(hù)坡費(fèi)用的16%～36%。我們做試驗(yàn)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(hù)坡”進(jìn)行計(jì)算，投資為31.6萬(wàn)元，而改種香根草只需5.3萬(wàn)元(不含試驗(yàn)費(fèi)用)，節(jié)省投資26.3萬(wàn)元(約占83%)。 對(duì)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(zhǎng)，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(jià)也不高(與種香根草相當(dāng))，綠化環(huán)境。但生長(zhǎng)慢，成效晚，對(duì)季節(jié)性要求高，固持土層較淺，對(duì)高邊坡或地基、土質(zhì)條件差的路堤防護(hù)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(gè)月內(nèi)，澆水、施肥、養(yǎng)護(hù)等管理工作量大且要求細(xì)致。另外，噴播對(duì)土壤酸堿度要求較高，pH值須控制在6.0～8.0之間，否則應(yīng)對(duì)土壤加以改良。喬木類由于重心較高，在暴風(fēng)雨下易折斷，且根系平均抗張強(qiáng)度沒有香根草高。這些措施適應(yīng)性、抗病蟲害能力比不上香根草。 在環(huán)境和社會(huì)效益方面，香根草護(hù)坡減輕了鐵路養(yǎng)護(hù)的工作量，節(jié)約了養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)，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(hù)路基邊坡的良好植物品種，香根草應(yīng)用于鐵路邊坡防護(hù)是對(duì)國(guó)務(wù)院和鐵道部關(guān)于“進(jìn)一步推進(jìn)全國(guó)綠色通道建設(shè)的通知”精神的積極響應(yīng)和具體實(shí)施。結(jié)合鐵路、公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，應(yīng)用香根草實(shí)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(guó)土綠化的戰(zhàn)略要求，還可加強(qiáng)路基防護(hù)，控制水土流失，減輕生態(tài)災(zāi)害，保障運(yùn)輸安全，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展，使祖國(guó)的大好山河更加秀美。 |
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