水力喷播草种护坡绿化的应用

 

    1.1水力喷播草种原理 

 

    水力喷播草种技术是通过机械喷播草种代替人工种植草皮的先进技术，是喷灌技术在工程上的具体应用。原理与喷灌技术相同，都是利用压力将带有草籽的液体喷射出来，达到喷播目的。对于土质复杂、土壤松软、不平坦或者坡度较大，不宜铺种草皮的地方，都可以进行水力喷播。水力喷播是生物工程、机械工程、水力工程及植物生长辅助材料等相结合的多学科的综合性技术，是喷灌技术的应用。将草种、纸浆、粘合剂、肥料、水等按一定比例投入喷播机水箱，经过动力机和水泵加压，喷播到需要植草护坡的坡段上或其他的条件下发芽出苗，将需要植草的坡段覆盖，达到防治水土流失。 

 

    1.2生物工程原理 

 

    草种喷播到土壤里，发芽生长成苗，种子是否能够萌发，一是种子本身是否具备了萌发的条件，二是外部环境条件是否使它能够萌发，即有一定的温度、水分和氧气，这是缺一不可的条件。 

 

    1.3机械工程和水力工程原理 

 

    喷播机是由汽油机、水泵、水箱、管道、喷头组成，然后装在汽车上运行。 

 

    我们使用的喷播机水箱容积为1.6m3，水泵流量为4m3/h，水管长50m，喷头射程为5～10m，将汽油机产生的机械能传送给水泵，变成高压水流，通过管道及喷头喷射出去。水泵形成的高压水流将草种喷射到土壤里，水流喷射的形状和效果取决于水压力及喷咀的形状和面积，喷咀的形状做成“一”字形，喷射出的雨滴落地形状为圆弧形，即“⌒”。雨滴当量射程为：R=f/d.H，其中f为射程系数，d为喷咀当量直径，H为喷咀压力。在f和d一定条件下，R随H的变化而变化，由于水流速度大，射程远而且宽，因此效率为人工的几十倍，且喷播均匀，附着力强，质量好，可以大面积喷播。 

 

    1.4植物生长辅助材料 

 

    喷播草种过程中，需要附加纸浆保护草种，保水剂和固结剂促进草种发芽，将草种、纸浆、保水剂、固结剂、肥料按一定比例投入水箱，根据不同土质、坡度、表土疏松程度和气候等因素，采用不同的比例，使草种尽快发芽生长和蔓延。 

 

    1989年我们从香港引进了1台喷播机，以及进口草种，接着进行试验研究，该项技术的研究应用在我国尚属首次，经过多年的研究应用，取得了较好的经济效益和社会效益。 

 

 

    2.1草种发芽试验 

 

    试验草种有百慕达草和百喜草，均从澳大利亚进口。百慕达草属多年生缓慢生长草类，能够在多种土壤中生长，适应性强，是防治水土流失的草类。百喜草兼具种子和无性繁殖能力，生命力强，耐高温，适宜砂壤土、壤土生长。取百慕达、百喜草各100粒，设置5个重复试验，采用常规浸种催芽法，温度在30～33℃之间，全期发芽时间为20天，经测试，百慕达草发芽率为65%，第5天达发芽高峰，百喜草发芽率为72.3%，播后10天即可达发芽高峰。 

 

    室内草种子发芽生长需水试验结果如下。 

 

    播后缺水1天，第2天复水后进行不缺水管理，种子可以发芽生长。 

 

    播后缺水2天，滤纸全干，第3天复水后正常管理，种子推迟发芽，发芽率显著下降。 

 

    播后缺水3天，第4天复水后正常管理，种子全部不发芽。 

 

    长出第1片完整叶，第2片刚长出针状时缺水1天，草苗仍可以生长，缺水2天草苗枯死。 

 

    有2片绿叶，第3片刚长出针状时缺水2天，第3天复水后草苗能成活，出叶速度减慢，缺水3天草苗枯死。 

 

    第3片绿叶形成以后，可以缺水4～5天，草苗仍可生长。 

 

    草种从发芽、出苗、长苗、成苗(平均有4片叶的苗)这一过程，称为一个试验周期，室内温度和水分养料等都比较适宜，生长周期短，一个周期约需20～25天，室外现场试验，周期长一些。 

 

    2.2室外小面积水力喷播试验 

 

    选择室外面积为500m2的试验小区，以赤红壤铺垫，厚度为8cm，采用百慕达草和百喜草两种，1∶1比例草种混播，用量为11g/m2，干纸浆100g/m2，保水剂0.5g/m2，复合肥0.5g/m2，将上述配料用喷播机喷播到小区1号，接着进行肥水管理，土壤相对湿度保持在50%～70%之间，经测试，草种发芽率为70%，4片以上草苗高达5～8cm，覆盖率为95%，试验周期为3天，试验结果比较满意。 

 

    2.3大面积水力喷播应用实例 

 

    根据水力喷播技术的试验研究成果，以及实际工程保土护坡绿化建设的需要，我们在惠州大堤、广蓄电站、东深供水三期扩建工程、飞来峡水利枢纽等工程进行了水力喷播，取得了较好的效果，下面分别介绍上述工程应用情况。 

 

    2.3.1惠州大堤 

 

    惠州大堤是通过机械碾压加宽加高原有堤段，于1990年7月建设完成，堤段土质为红色粘土，土质板结瘦瘠，保水性差，下雨粘糊，水土流失，晴天硬如石，尘土飞扬，因此需要进行护堤绿化，采用水力喷播草种技术治理水土流失。该堤段坡长8～23m不等，坡度为1∶2.5，喷播前沿等高线挖松表土3cm，采用百慕达、百喜草播，将草种、肥料、纸浆、保水剂等按比例混合喷播。喷播草种期间正值高温干燥季节，降雨量少，日蒸发量高达5mm，因此水分管理工作是十分重要的环节，每天用喷播机淋水，经过3个多月的管理，喷播草种全部成活，草苗覆盖率高达61.8%。草苗出叶数及分枝数比较高。惠州大堤经过水力喷草，防止了新堤坝的破裂、滑坡及水土流失，绿化了堤坝，对坡地的良性循环有显著的效果。 

 

    2.3.2广州抽水蓄能电站环山公路护坡绿化 

 

    广州抽水蓄能电站环山公路陈禾洞路段于1990年建成，该路段长4km，公路两端边坡尚未植草覆被，受电站的委托，我们于1991年3月对该路段进行水力喷播草种。陈禾洞路段高程为珠江基面656.15～850m，坡度40°～70°，坡长10～60m，该路段内挖方和填方的土壤质地比较复杂，土壤瘦瘠，保水力差，短期内各种草木植物较难生长，又不宜铺种草皮，因此，采用水力喷草进行护坡保土绿化，防止水土流失美化环境。 

 

    根据陈禾洞具体情况，不同坡度的坡面，采用不同的措施。喷播面积合计11241m2，由53块大小不等的坡面组成，喷播时间从3月20日到5月8日止，草苗覆盖率达到80%，喷播前先松表土，坡度较大的地段适当增加草种量和其他辅助材料，使草种喷洒均匀，附着力强，使其较快发芽生长。生长期间加强肥料、水分管理，适当增加肥料用量，采用喷草机淋水，保证草苗有充足的水分，平均每棵草苗长叶7～8片，多的达10片，一般长5片叶时草苗开始分枝。该路段喷播期间适逢春天，正是草苗生长季节，所以草苗生长均匀，获得了较好的效果。 

 

    2.3.3深圳东深供水三期扩建工程1号支洞坡面护坡绿化 

 

    深圳东深供水三期扩建工程1号支洞是为开挖供水隧洞而建设的，1号支洞作为以后检修工程和参观而保留，因此1号支洞坡面需要护坡绿化，防止水土流失。 

 

    1号支洞洞面及洞口以外的交通道是沿山开挖而成的，坡面都是光秃秃的红土坡面，交通道两旁坡度从39°～86°不等，洞面是开挖凹进去的马鞍形，坡度从32°～69°不等，总面积7500m2，坡面土质坚硬，降雨引起水土流失，形成不少的冲沟，而且很难在坡面上种树或铺种草皮，为了稳固坡面，防止水土流失，我们于1992年4月对坡面进行水力喷播草种。 

 

    由于交通道一旁坡面坡度较大，直接喷播难以成活，为此，采用喷播和穴播相结合，即在坡面上打穴洞，规格为长宽深各10cm，穴洞之间为品字形，中心距为30cm，穴洞内松土5cm，然后播种，覆盖少许土壤，草种采用百慕达草和百喜草，按相同重量比例混播，在此基础上喷播草种1次，其他坡度较小的采用喷播方法。喷播和穴播相结合的坡面草苗生长良好，蔓延快，基本上覆盖了空隙，其他喷播的地方覆盖都比较好，覆盖率75%以上，大部分草苗长出5片叶以上。 

 

    喷播和穴播相结合的办法对草种发芽有着不同的结果，不同土质对草种发芽有着不同的影响，草种有无覆土也有影响，不同水分管理影响草种发芽。 

 

    实践证明，坡度较陡，不宜直接喷播草种的地方，采用穴播和喷播相结合，依靠草苗分枝蔓延，达到覆盖坡面是可行的。1号支洞交通道一旁的坡面原有的冲刷沟，沟深有的达2m，宽3m，采用喷播穴播相结合，草苗生长旺盛，有效地防止冲刷沟继续延伸，防止新冲刷沟的形成，原来光秃秃的坡面披上了绿装。 

 

    2.3.4飞来峡水利枢纽左岸水力喷播草种护坡绿化 

 

    飞来峡大坝左岸是原有山头经开挖后剩下的山头，表土覆盖松土，下雨受到雨水冲刷，形成很多水沟，水土流失严重，因此，需要进行水力喷播草种。1997年8月7日开始进行喷播，经过一个半月的养护，草苗覆盖率达到95%，生长茂盛，下雨后没有再产生冲刷沟，整个坡面绿色一片，效果很好。 

 

 

    水力喷播草种技术是根据草种生长的特点，利用喷灌技术原理，采用机械化作业的一门新技术，是水土保持、护坡绿化、美化环境的一种有效措施和方法。具有显著的生态效益、社会效益和经济效益。水力喷播技术有如下特点。 

 

    喷播速度快，可以进行大面积喷播，成活时间短，2个月左右基本上覆盖。人工铺草皮一般要1年以上才能覆盖，大面积铺草皮难度大，速度慢，效果不如喷播好。不受地形、土质条件限制，土质复杂、凹凸不平、坡度较陡均可以采用水力喷播草种技术。 

 

    水力喷播草种不仅能使光山秃岭披上绿装，改善环境小气候，而且通过草群强大根系把土壤下层分散的土壤养分吸收和积聚起来，通过草丛的枯萎和土壤的团粒结构，提高了土壤肥力。同时植被能截留降水，减缓地表径流，增加土壤入渗量，具有良好的蓄水保墒效能，同时改善了当地的小气候，提高了地面湿度，降低了表土温度，有利于植物的生长和发育。而且水力喷播投资少，见效快，比人工铺草皮明显减少人力物力，速度快。 

 

    水力喷播草种技术不仅适用于江河、堤围、土坝、边坡、公路等植草、保土、护坡、绿化，也适用于城市绿化，如运动场、住宅小区、道路、公园等公共场所的绿化，应用比较广泛，前景广阔。