利用噴灌技術(shù)進(jìn)行水力噴播草種護(hù)坡綠化

1.1　水力噴播草種原理

　　水力噴播草種技術(shù)是通過機(jī)械噴播草種代替人工種植草皮的先進(jìn)技術(shù)，是噴灌技術(shù)在工程上的具體應(yīng)用。原理與噴灌技術(shù)相同，都是利用壓力將帶有草籽的液體噴射出來，達(dá)到噴播目的。對于土質(zhì)復(fù)雜、土壤松軟、不平坦或者坡度較大，不宜鋪種草皮的地方，都可以進(jìn)行水力噴播。水力噴播是生物工程、機(jī)械工程、水力工程及植物生長輔助材料等相結(jié)合的多學(xué)科的綜合性技術(shù)，是噴灌技術(shù)的應(yīng)用。將草種、紙漿、粘合劑、肥料、水等按一定比例投入噴播機(jī)水箱，經(jīng)過動(dòng)力機(jī)和水泵加壓，噴播到需要植草護(hù)坡的坡段上或其他的條件下發(fā)芽出苗，將需要植草的坡段覆蓋，達(dá)到防治水土流失。

1.2　生物工程原理

　　草種噴播到土壤里，發(fā)芽生長成苗，種子是否能夠萌發(fā)，一是種子本身是否具備了萌發(fā)的條件，二是外部環(huán)境條件是否使它能夠萌發(fā)，即有一定的溫度、水分和氧氣，這是缺一不可的條件。

1.3　機(jī)械工程和水力工程原理

　　噴播機(jī)是由汽油機(jī)、水泵、水箱、管道、噴頭組成，然后裝在汽車上運(yùn)行。

　　我們使用的噴播機(jī)水箱容積為1.6 m3，水泵流量為4 m3/h，水管長50 m，噴頭射程為5～10 m，將汽油機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能傳送給水泵，變成高壓水流，通過管道及噴頭噴射出去。水泵形成的高壓水流將草種噴射到土壤里，水流噴射的形狀和效果取決于水壓力及噴咀的形狀和面積，噴咀的形狀做成“一”字形，噴射出的雨滴落地形狀為圓弧形，即“⌒”。雨滴當(dāng)量射程為：R=f/d.H，其中f為射程系數(shù)，d為噴咀當(dāng)量直徑，H為噴咀壓力。在f和d一定條件下，R隨H的變化而變化，由于水流速度大，射程遠(yuǎn)而且寬，因此效率為人工的幾十倍，且噴播均勻，附著力強(qiáng)，質(zhì)量好，可以大面積噴播。

1.4　植物生長輔助材料

　　噴播草種過程中，需要附加紙漿保護(hù)草種，保水劑和固結(jié)劑促進(jìn)草種發(fā)芽，將草種、紙漿、保水劑、固結(jié)劑、肥料按一定比例投入水箱，根據(jù)不同土質(zhì)、坡度、表土疏松程度和氣候等因素，采用不同的比例，使草種盡快發(fā)芽生長和蔓延。

　　1989年我們從香港引進(jìn)了1臺噴播機(jī)，以及進(jìn)口草種，接著進(jìn)行試驗(yàn)研究，該項(xiàng)技術(shù)的研究應(yīng)用在我國尚屬首次，經(jīng)過多年的研究應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

 

2.1　草種發(fā)芽試驗(yàn)

　　試驗(yàn)草種有百慕達(dá)草和百喜草，均從澳大利亞進(jìn)口。百慕達(dá)草屬多年生緩慢生長草類，能夠在多種土壤中生長，適應(yīng)性強(qiáng)，是防治水土流失的草類。百喜草兼具種子和無性繁殖能力，生命力強(qiáng)，耐高溫，適宜砂壤土、壤土生長。取百慕達(dá)、百喜草各100粒，設(shè)置5個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，采用常規(guī)浸種催芽法，溫度在30～33℃之間，全期發(fā)芽時(shí)間為20天，經(jīng)測試，百慕達(dá)草發(fā)芽率為65%，第5天達(dá)發(fā)芽高峰，百喜草發(fā)芽率為72.3%，播后10天即可達(dá)發(fā)芽高峰。

　　室內(nèi)草種子發(fā)芽生長需水試驗(yàn)結(jié)果如下。

　　播后缺水1天，第2天復(fù)水后進(jìn)行不缺水管理，種子可以發(fā)芽生長。

　　播后缺水2天，濾紙全干，第3天復(fù)水后正常管理，種子推遲發(fā)芽，發(fā)芽率顯著下降。

　　播后缺水3天，第4天復(fù)水后正常管理，種子全部不發(fā)芽。

　　長出第1片完整葉，第2片剛長出針狀時(shí)缺水1天，草苗仍可以生長，缺水2天草苗枯死。

　　有2片綠葉，第3片剛長出針狀時(shí)缺水2天，第3天復(fù)水后草苗能成活，出葉速度減慢，缺水3天草苗枯死。

　　第3片綠葉形成以后，可以缺水4～5天，草苗仍可生長。

　　草種從發(fā)芽、出苗、長苗、成苗(平均有4片葉的苗)這一過程，稱為一個(gè)試驗(yàn)周期，室內(nèi)溫度和水分養(yǎng)料等都比較適宜，生長周期短，一個(gè)周期約需20～25天，室外現(xiàn)場試驗(yàn)，周期長一些。

2.2　室外小面積水力噴播試驗(yàn)

　　選擇室外面積為500 m2的試驗(yàn)小區(qū)，以赤紅壤鋪墊，厚度為8 cm，采用百慕達(dá)草和百喜草兩種，1∶1比例草種混播，用量為11 g/m2，干紙漿100 g/m2，保水劑0.5 g/m2，復(fù)合肥0.5 g/m2，將上述配料用噴播機(jī)噴播到小區(qū)1號，接著進(jìn)行肥水管理，土壤相對濕度保持在50%～70%之間，經(jīng)測試，草種發(fā)芽率為70%，4片以上草苗高達(dá)5～8 cm，覆蓋率為95%，試驗(yàn)周期為3天，試驗(yàn)結(jié)果比較滿意。

2.3　大面積水力噴播應(yīng)用實(shí)例

　　根據(jù)水力噴播技術(shù)的試驗(yàn)研究成果，以及實(shí)際工程保土護(hù)坡綠化建設(shè)的需要，我們在惠州大堤、廣蓄電站、東深供水三期擴(kuò)建工程、飛來峽水利樞紐等工程進(jìn)行了水力噴播，取得了較好的效果，下面分別介紹上述工程應(yīng)用情況。

2.3.1　惠州大堤

　　惠州大堤是通過機(jī)械碾壓加寬加高原有堤段，于1990年7月建設(shè)完成，堤段土質(zhì)為紅色粘土，土質(zhì)板結(jié)瘦瘠，保水性差，下雨粘糊，水土流失，晴天硬如石，塵土飛揚(yáng)，因此需要進(jìn)行護(hù)堤綠化，采用水力噴播草種技術(shù)治理水土流失。該堤段坡長8～23 m不等，坡度為1∶2.5，噴播前沿等高線挖松表土3 cm，采用百慕達(dá)、百喜草播，將草種、肥料、紙漿、保水劑等按比例混合噴播。噴播草種期間正值高溫干燥季節(jié)，降雨量少，日蒸發(fā)量高達(dá)5 mm，因此水分管理工作是十分重要的環(huán)節(jié)，每天用噴播機(jī)淋水，經(jīng)過3個(gè)多月的管理，噴播草種全部成活，草苗覆蓋率高達(dá)61.8%。草苗出葉數(shù)及分枝數(shù)比較高�；葜荽蟮探�(jīng)過水力噴草，防止了新堤壩的破裂、滑坡及水土流失，綠化了堤壩，對坡地的良性循環(huán)有顯著的效果。

2.3.2　廣州抽水蓄能電站環(huán)山公路護(hù)坡綠化

　　廣州抽水蓄能電站環(huán)山公路陳禾洞路段于1990年建成，該路段長4 km，公路兩端邊坡尚未植草覆被，受電站的委托，我們于1991年3月對該路段進(jìn)行水力噴播草種。陳禾洞路段高程為珠江基面656.15～850 m，坡度40°～70°，坡長10～60 m，該路段內(nèi)挖方和填方的土壤質(zhì)地比較復(fù)雜，土壤瘦瘠，保水力差，短期內(nèi)各種草木植物較難生長，又不宜鋪種草皮，因此，采用水力噴草進(jìn)行護(hù)坡保土綠化，防止水土流失美化環(huán)境。

　　根據(jù)陳禾洞具體情況，不同坡度的坡面，采用不同的措施。噴播面積合計(jì)11 241 m2，由53塊大小不等的坡面組成，噴播時(shí)間從3月20日到5月8日止，草苗覆蓋率達(dá)到80%，噴播前先松表土，坡度較大的地段適當(dāng)增加草種量和其他輔助材料，使草種噴灑均勻，附著力強(qiáng)，使其較快發(fā)芽生長。生長期間加強(qiáng)肥料、水分管理，適當(dāng)增加肥料用量，采用噴草機(jī)淋水，保證草苗有充足的水分，平均每棵草苗長葉7～8片，多的達(dá)10片，一般長5片葉時(shí)草苗開始分枝。該路段噴播期間適逢春天，正是草苗生長季節(jié)，所以草苗生長均勻，獲得了較好的效果。

2.3.3　深圳東深供水三期擴(kuò)建工程1號支洞坡面護(hù)坡綠化

　　深圳東深供水三期擴(kuò)建工程1號支洞是為開挖供水隧洞而建設(shè)的，1號支洞作為以后檢修工程和參觀而保留，因此1號支洞坡面需要護(hù)坡綠化，防止水土流失。

　　1號支洞洞面及洞口以外的交通道是沿山開挖而成的，坡面都是光禿禿的紅土坡面，交通道兩旁坡度從39°～86°不等，洞面是開挖凹進(jìn)去的馬鞍形，坡度從32°～69°不等，總面積7 500 m2，坡面土質(zhì)堅(jiān)硬，降雨引起水土流失，形成不少的沖溝，而且很難在坡面上種樹或鋪種草皮，為了穩(wěn)固坡面，防止水土流失，我們于1992年4月對坡面進(jìn)行水力噴播草種。

　　由于交通道一旁坡面坡度較大，直接噴播難以成活，為此，采用噴播和穴播相結(jié)合，即在坡面上打穴洞，規(guī)格為長寬深各10 cm，穴洞之間為品字形，中心距為30 cm，穴洞內(nèi)松土5 cm，然后播種，覆蓋少許土壤，草種采用百慕達(dá)草和百喜草，按相同重量比例混播，在此基礎(chǔ)上噴播草種1次，其他坡度較小的采用噴播方法。噴播和穴播相結(jié)合的坡面草苗生長良好，蔓延快，基本上覆蓋了空隙，其他噴播的地方覆蓋都比較好，覆蓋率75%以上，大部分草苗長出5片葉以上。

　　噴播和穴播相結(jié)合的辦法對草種發(fā)芽有著不同的結(jié)果，不同土質(zhì)對草種發(fā)芽有著不同的影響，草種有無覆土也有影響，不同水分管理影響草種發(fā)芽。

　　實(shí)踐證明，坡度較陡，不宜直接噴播草種的地方，采用穴播和噴播相結(jié)合，依靠草苗分枝蔓延，達(dá)到覆蓋坡面是可行的。1號支洞交通道一旁的坡面原有的沖刷溝，溝深有的達(dá)2 m，寬3 m，采用噴播穴播相結(jié)合，草苗生長旺盛，有效地防止沖刷溝繼續(xù)延伸，防止新沖刷溝的形成，原來光禿禿的坡面披上了綠裝。

2.3.4　飛來峽水利樞紐左岸水力噴播草種護(hù)坡綠化

　　飛來峽大壩左岸是原有山頭經(jīng)開挖后剩下的山頭，表土覆蓋松土，下雨受到雨水沖刷，形成很多水溝，水土流失嚴(yán)重，因此，需要進(jìn)行水力噴播草種。1997年8月7日開始進(jìn)行噴播，經(jīng)過一個(gè)半月的養(yǎng)護(hù)，草苗覆蓋率達(dá)到95%，生長茂盛，下雨后沒有再產(chǎn)生沖刷溝，整個(gè)坡面綠色一片，效果很好。

　　水力噴播草種技術(shù)是根據(jù)草種生長的特點(diǎn)，利用噴灌技術(shù)原理，采用機(jī)械化作業(yè)的一門新技術(shù)，是水土保持、護(hù)坡綠化、美化環(huán)境的一種有效措施和方法。具有顯著的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。水力噴播技術(shù)有如下特點(diǎn)。

　　噴播速度快，可以進(jìn)行大面積噴播，成活時(shí)間短，2個(gè)月左右基本上覆蓋。人工鋪草皮一般要1年以上才能覆蓋，大面積鋪草皮難度大，速度慢，效果不如噴播好。不受地形、土質(zhì)條件限制，土質(zhì)復(fù)雜、凹凸不平、坡度較陡均可以采用水力噴播草種技術(shù)。

　　水力噴播草種不僅能使光山禿嶺披上綠裝，改善環(huán)境小氣候，而且通過草群強(qiáng)大根系把土壤下層分散的土壤養(yǎng)分吸收和積聚起來，通過草叢的枯萎和土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高了土壤肥力。同時(shí)植被能截留降水，減緩地表徑流，增加土壤入滲量，具有良好的蓄水保墑效能，同時(shí)改善了當(dāng)?shù)氐男�氣候，提高了地面濕度，降低了表土溫度，有利于植物的生長和發(fā)育。而且水力噴播投資少，見效快，比人工鋪草皮明顯減少人力物力，速度快。

　　水力噴播草種技術(shù)不僅適用于江河、堤圍、土壩、邊坡、公路等植草、保土、護(hù)坡、綠化，也適用于城市綠化，如運(yùn)動(dòng)場、住宅小區(qū)、道路、公園等公共場所的綠化，應(yīng)用比較廣泛，前景廣闊。