香根草系统在水利工程中的应用_郑术光

《湖南水利水电》2011年第4期试验与研究郑术光（宁乡县水利水电勘察设计院长沙市410600）【摘要】香根草系统（vetiversystem）特指“实用的、价格低廉的、维护简单的水土保持、土地稳固和修复的生物工程技术”。文章从香根草生理生态特性及香根草根系固土力学特性等方面入手对香根草系统的应用原理进行了详细阐述，并列举有关在水利工程中的应用实例，为香根草的应用及开发提供了有力的依据。【关键词】香根草特性水利工程应用1香根草系统的由来香根草（vetiveriazizanioides）属于禾本科多年生草本植物，其抗逆性强、适应性广、速生快长、生物量大、根系发达又具有优良的力学特性，固土力强、种植简易、管理方便，花费低廉。自20世纪80年代以来得到了越来越广泛的应用。香根草技术（vetivertechnology，简称VGT）系指应用香根草进行侵蚀防治和斜坡稳固的技术。在2000年在泰国召开的第二届国际香根草会议上，又将香根草技术改名为香根草系统（vetiversystem），特指“实用的、价格低廉的、维护简单的水土保持、土地稳固和修复的生物工程技术”。它的主要功能是将活体香根草应用于农业和非农业保护，而将其修剪物或干植株作为副产品应用于工艺品编织、食用菌培养、房顶覆盖、动物饲养和草药等。目前已有100多个国家采用该系统，在我国已推广到北亚热带北界以南的各个省区，应用于农业、林业、公路、铁路、工矿、堤坝、水库等水土保持、固土护坡、以及土壤改良、生态环境改善及江湖水体、垃圾场等污染的治理。实践证明其效果显著，不失为一项符合我国国情的、切实可行而值得称赞与推广的生物工程技术。2香根草基本性质2.1植物学特征（1）叶片相对互生，剑形，较厚硬，两面光洁，抽穗植株一般有叶16～20片，叶层高1.5m以上。（2）生长分孽迅速，分孽后形成草篱，种植半年后茎高达（80～100）cm，由原来每蔸2～3株，当年就可分孽成30～40茎孽的大丛，按（15～20）cm丛距带状种植，3～4个月即可形成茂密的草篱。（3）茎杆直立挺拔，茎杆中空坚硬，最终株高达2m。可以在相当深（0.6m）的径流中屹立不倒，无根状或匍匐茎。（4）根系扎深极大，结构细密庞大，稠密的根系相互缠绕、穿透、形成海绵状的网络，固土力强，种植第一年就可以入土深达（2～3）m，最深可达（5～6）m，根系与土壤交结一起，大大提高了土体的剪切力和粘结力，形成了一个天然抗滑桩。（5）根的穿扎力特强，能穿透土壤砾石之间、岩层之间薄弱部分，以及硬磐，甚至可以在沥青混凝土层中渗穿。2.2生理生态特性（1）香根草生态适应性广。●温度。香根草属暖季型草，可耐55℃的高温，也可抗-15.9℃的低温（地上部枯死，地下部存活）。日均气温超过8℃时，香根草就开始萌发生长，随着气温的升高，生长逐渐加快，以日均（20～30）℃生长最快。在6～7月前后的生长高峰期，最大日均长高（2～3）cm温度过高时生长减缓。●光照。香根草属C4植物，光合能力强，生长快。光照不足会明显影响生长。因此为使香根草生长迅速，分蘖快，必须保证充足的光照。在光照、水肥充足时期香根草生长旺盛。●水分。年降雨量（200～6000）mm的范围均适合生长。香根草本是水生植物，在潮湿土壤生长最好。但也耐旱，连续干旱几个月的情况下仍能生长，以及在完全淹水条件下也不会淹死，据报道淹水没顶可达6个月也能正常生长。●土壤。香根草对土壤要求不严，在红壤粘土及完全沙土，缺乏粘粒的砂包土条件均能正常生长。pH值为3香根草系统在水利工程中的应用●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●31DOI:10.16052/j.cnki.hnslsd.2011.04.009的强酸性土，pH值为11的强碱性土及盐碱土条件下均能正常生长。在粘粒含量少的石砾边坡，有机质、N、P、K贫瘠条件下，香根草均能生长。在剧烈侵蚀（冲沟深1～2m，A、B土层流失殆尽）的红壤网纹层，施少量N、P仍能生长。（2）香根草生理特性。●耐低pH和锰毒。在pH值为3.3，土壤锰含量578mg/kg，植株中Mn的含量达890mg/kg时香根草生长也不受影响。●耐铝毒。在pH值为3.8，土壤AL饱和度68%时，适当施P、N肥，香根草仍然能很好生长。●耐盐性。香根草具有较高的耐盐性，当土壤盐渍度ECSC=20ms/cm时，香根草生长量仅减少50%。夏汉平等研究也表明香根草可抗御ECSC=16ms/cm的高盐渍害。部分原因是深根避开土壤表层的高浓度盐分，另一原因是根系中含有根油使其可拒盐。●耐碱化土壤。在土壤Esp（交换性Na百分比）为33的强碱土，施用N、P可大大提高香根草生长量。●耐重金属。一些实验结果表明香根草耐重金属性极强，如土壤中重金属含量如下：Cr含量：120m