２００８年７月 Ｊｏｕｒｎａ ｏｆ 文章编号：（２００８）试Ｉ－００４４—０５ ｌ 职业技术学院学报ｌ Ｘｉ’ ａｎ Ｖｏｅａｔｉｉｏｎｏｎａｌａｌ Ｔ Ｔｅｃｈｎｉｅｄｅａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｊｕｌ‘ 。 ｙ２０。８ 喷混植生技术在石质边坡绿色防护 工程中的应用研究 ——石质边坡绿化技术探讨二 李俊玲 （西安职业技术学院生物工程系陕西西安７１００７７） 摘 要：结合西北地区的气候条件及地质特点，研究了喷混植生法的核心技术及喷混植生技术的施 工工艺，探讨了喷混植生技术的经济合理性。 关键词：喷混植生；边坡；基质；喷播 中图分类号：Ｕ４１８ 文献标识码：Ａ 一 本试验是在“石质边坡绿化技术探讨（一）”（见陕西农业科学２００６年第５期）的基础上，进一步探讨 石质边坡绿化方法喷混植生技术的施工工艺。前者分析了石质边坡的形成，探讨了石质边坡绿化的方 法及绿化中的关键技术；本实验进一步研究喷混植生技术的施工工艺。 “喷混植生技术”适合地质条件恶劣的石质坡面，它能充分利用镀锌铁丝网和钢杆锚固抗拉力强度 大等特点，并可有效防止岩体崩塌和碎石掉落，确保山体和道路的长治久安。同时对抗侵蚀性、抗水土 流失和保障植被快速成型及生态稳定性等有较好的作用，使其在一些多山地带的公路建设中得到推广。 地处内陆的西北地区，除个别路段外，大部分有线路两侧是光秃秃、空荡荡。每到雨季，土质边坡易 产生冲沟、溜坍及滑塌，岩质边坡易产生风化剥落、崩塌落石，严重危及公路、铁路的安全运输，并使沿线 的生态环境日趋恶化。为加强安全防护、恢复和重建荒废的生态环境，绿化美化公路、铁路沿线是我们 进行该项研究的出发点。 １研究内容及方法 １．１研究内容 “喷混植生技术”在公路、铁路边坡绿色防护工程中的应用研究主要结合西北地区的气候条件及地 质特点进行，其研究的内容主要包括以下几个方面：（１）筛选适宜当地气候条件的草种；（２）研究适于草 种生长的基材配方；（３）研究喷混植生技术的施工工艺；（４）探讨喷混植生技术的经济合理性。 １．２试验方法 调查目前国内外有关喷混植生技术的应用现状，消化理解喷混植生法的核心技术。咨询当地气象 及农业部门，结合当地气候及地质条件，筛选适宜生长的草种。通过室内及现场试验，掌握适宜草种生 长的基质配方。利用现有设备，通过现场试验，探索适宜西北地区路基边坡绿化的新方法。 ２适宜草种的筛选 草种的选择应根据当地的立地条件和固土护坡目的来进行，即遵循“引种相似论”的理论，选择出适 收稿日期：２００８—０５－２８ 作者简介：李俊玲（１９６９一），女，陕西渭南人，西安职业技术学院生物工程系副教授。 李俊玲：喷混植生技术在石质边坡绿色防护工程中的应用研究４５ 宜当地气候、土壤类型的草种。我们通过咨询农业专家和网络查询，了解了陕西地区的自然地理及气候 特点，明确了草种选择应遵循的一般原则，筛选出３～４种适合当地生长、固土效果好、耐旱、抗寒、抗霜 冻、对土壤酸碱性要求不严、耐贫瘠且生长快、生命力强，适合粗放管理、防护和绿化效果好的草种。 ２．１陕西自然地理及气候特点 关中平原关中平原地区海拔在３２５～８００ｍ之间，属暖温带半干旱或半湿润气候。年平均气温在 １１～１３℃之间，最冷月１月平均气温一３～１℃，最热月７月平均气温２３￣２７℃，年降水量５００￣７００ｍｍ。 陕南秦巴山地陕南秦巴山地海拔多为１ ２００￣３ ０００ｍ，属北亚热带湿润气候、山地大部为暖温带湿 润气候。年平均气温多在１４～１５℃之间，最冷月１月平均气温０～３℃。最热月７月平均气温２４ ２７．５℃。年降水量７００￣９００ｍｍ，其中陕南的米仓山、大巴山和秦岭山地中、西部高山地区，年降水量多 达９ＯＯ～１２５０ｍｍ。 ２．２草种选择的原则 草种的选择一般要注意：（１）明确当地的气候生态类型（暖季型、冷季型或过渡型）和土壤生态类型； （２）草坪草生态质量标准指标（适应性、抗病性、分蘖能力、建植速度等）；（３）混播草种的合理组合（组合 质和量的改变，亦可改变草坪的特性和功能）。 ２．３筛选结果 根据关中平原及陕南秦巴山地的自然地理情况及气候条件筛选出以下草种作为试验对象： （１）关中平原：高羊茅、黑麦草、早熟禾、白三叶中３到４个品种进行组合播种。 （２）陕南秦巴山地：高羊茅、黑麦草、狗牙根、小冠花、结缕草、翦股颖中３到４个品种进行组合播种。 ３基质配方的试验 “喷混植生技术”的核心是在岩质坡面上营造一个既能让植物生长发育的种植基质，又能不被冲刷 的多孔稳定结构体。基质配方的试验研究是该课题的技术关键。 通过调研和查阅相关资料得知，基质配方是将土壤、有机质、控释肥料、保水材料、接合剂、ｐＨ缓冲 剂等按一定配比拌合而成的有机植生基材。 ３．１有机植生基材原料 有机植生基材的基本原材料主要有土壤、有机质、控释肥料、保水材料、接合剂、ｐＨ缓冲剂等。 （１）土壤：土壤的选择应因地制宜，可就近选择沙土、壤土或菜园土，而沙土、壤土往往肥力不够且不 能持久。因此，有机植生基材一般以泥炭土、草炭土、肥土为主，依据工程坡面实际情况配以适量的沙 土、壤土和菜园土。但由于西北地区的铁路路基基本处于比较贫瘠地区，泥炭土、草炭土、肥土往往不易 获得，因此我们在以黄土为主要基材的基础上除适当增加一定肥土改善草种生长水气热条件外，还通过 添加控释肥料来增加土壤肥力。 （２）有机物质：配好的有机物料需具有透水、持水、透气并能防止基材板结、改善土壤物理结构等特 性，并能兼顾有机质分解的速度，使有机植生基材中的有机物快速分解部分和缓慢分解部分有机质比例 合理分配，从而使有机植生基材中的有机物料能够长期缓慢分解，达到给绿化植物长期供肥，大大提高 岩质坡面绿化的长期效果的目的。 有机物的配比以提高基材保肥、保水及改良基材结构为原则，通常选择泥炭土、腐叶土、蘑菇肥、糠 壳、锯木屑等作为基材中的有机物质。我们结合陕西地区线路周边农村的实际情况，选择较易获得的蘑 菇肥、锯木屑、松针作为基材中的有机物质。 （３）控释肥料：根据具体喷种的绿化植物的营养特性、绿化植物生长速度要求，加人一定量、不同养 分控释时间的控释肥，以保证植物不同时期的养分需求及后期肥料养分的持续供应。 由于选择黄土为主要的土壤基材，肥力较差，为了改善草种生长条件，保证早期出苗率和后期生长 需要，我们分别用草坪专用复合肥和长效复合肥以保证植物在不同时期的养分需求。 。 ４６ 西安职业技术学院学报 （４）高分子保水剂：岩质坡面上喷射的基材平均厚度为１０ｃｍ，有的只有３￣５ｃｍ，比一般的土层厚度 薄，而且岩质坡面基本为不透水层面，易反射辐射热。因此，岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当 敏感，稍稍干旱植物就会凋败枯萎。 高分子保水剂能够在水分充裕时吸收水分，土壤干燥时为植物根系提供水分。可以将偶尔的降雨 迅速吸收，吸水量是自重的几千倍以上且不易蒸发（１３～１４ｋｇ／ｃｍ。），不易被一般物理方法挤排出来，而 植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。特别是陕西地区雨水相对较少，加入保水剂以保证岩面上 植物得以正常生长发育是事关生态环境治理的关键。本次研究，我们选择江西羽泉科技有限公司生产 的羽泉牌保水剂作为试验用材料。 、（５）粘结剂及ｐＨ缓冲剂 为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷，必须在种植基质中加入相对较大量的 粘结 剂，以促使基材与岩面粘结和基质硬化。常用的粘结剂是普通硅酸盐水泥或者国外进口的专用粘结剂。 而水泥呈碱性，一般来说对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可 加入一定量的碱性中和因子以调节基质ｐＨ值。 我们选择价格低廉较易获得的普通硅酸盐水泥作为基材粘结剂，磷酸作为调节基质ｐＨ值的缓 冲剂。 （６）其他： 根据工程的具体需求，可在有机基材中适当加入一些增加基材孔隙度以及一些进口的结构改良剂 等特殊材料，达到改良有机植生基材的理化性质、植物适生结构的目的。 由于我们试验的目的是摸索出适宜草种生长的基材配方，以成本低廉适于推广为目的，因此本次试 验不再选用这些材料。 为保证喷播的顺利实施，以上所有原材料都要过筛去掉粗的颗粒物后才能进行有机植生基材的生产。 ３．２有机植生基材原料配比 同一种有机植生基材用在不同的工程项目中效果并不完全相同，喷混植生所用有机植生基材必须 因地制宜进行配比，即根据不同的工程项目情况，选出用适合当地地形（坡度）、降雨等气候情况，制定不 同配比，才能充分发挥基材的作用和取得最大限度的绿化效果。因此，有机植生基材原料配比采用针对 性配方，针对性加工生产的原则。 通过查阅大量资料，我们首先选择了较为常用的基材配比作为室内试验的主要配方，并根据阶段性 试验效果，不断调整配比以适应陕西的气候和地理位置条件。 ３．３ 室内试验的基本情况和有机植生基材的配比 室内试验于２００６年２月底开始，４月初结束。喷混植生基材放置于尺寸为０．５ｍ×０．８ｍＸ １．２ｍ的 木箱中进行养护，基材分为两次进行喷播，底层厚８ｃｍ，草种层２ｃｍ，总厚１０ｃｍ。材料按１Ｏ 的损耗进 行计算。 ４室内试验的结果分析 由于试验开始时，喷混设备尚在检修中，前４次试验是将拌合后的基材分两次平铺在木箱中，其中 基层厚８ｃｍ，草种层厚２ｃｍ，然后再模拟喷播情况进行压实处理。根据前４次草种的出苗率和长势情 况，我们进行了基材配比的调整。后３次则是采用喷混设备分两次进行喷播试验。由于试验的目的主 要是选择基材的配比以及是否适宜草种生长，因此室内试验选择单一草种（黑麦草）进行。 室内试验情况显示： （１）基材中水泥含量大于１Ｏ％时，将直接影响到草种的正常生长。水泥含量介于５ ～８ 时，不但 能保证较高的出苗率，同时基材也能满足一定的强度要求。试验用基材的物理性能指标：①密度１ ２００ ～１ ３００ｋｇ／ｍ。②孔隙率３Ｏ 左右。力学性能：７ｄ ０．３ＭＰａ，２８ｄ ０．４５ＭＰａ。 李俊玲：喷混植生技术在石质边坡绿色防护工程中的应用研究 ４７ ５个月生长期 后的长势情况 根须长约７警苎 根系情况（２ ｃｍ 根系情况（根系情况（１ １ ＪＪ 根系情况（２ ＪＪ 图１ 室内试验黑麦草长势情况图像资料 （２）采用喷混设备进行喷播时，由于喷播出口压力较大，木箱尺寸有限，致使草种飞溅出箱体，造成 出苗不均匀现象。 （３）喷播后前１～２月若不能经常保持基材处于湿润状态，将直接影响草种的出苗率。 （４）长势良好的箱体中黑麦草生长指标：①发芽率８５ 以上②覆盖率达９Ｏ ③土壤肥力较为合理。 ５基质配方的现场试验 在室内试验达到预期目的后，于２００６年８月３０日在西康线引镇附近的线路边坡进行了现场试验。 由于喷混固网是我们已经掌握的成熟技术，本次试验暂不考虑固网工艺。 不同品种草籽间的组合能起到绿期互补、抗性互补、成坪速度互补的效果，为此，我们在约ｌＯＯｍ 的边坡上分两块５０ｍ 进行试验，以检验草种之间的相互影响问题。根据现场具体土壤肥力情况，我们 对基质配方又进行了相应调整。 现场试验的工艺流程： （１）种子预处理：为使喷播的种子尽快出苗，对草坪种子进行催芽浸种。 （２）场地清理、平整坡面，清除坡面浮石、浮根及建筑垃圾。 （３）打底工程：即喷没有种子的客土层（约８ｃｍ厚）。 （４）喷播工程：将处理好的种子混合一定比例表土、肥料、保水剂、接合剂与水混合，用喷射机械喷射 到作业面已有的客土层上（草种层厚约２ｃｍ），表面平整度较为均匀。具体现场施工情况详见图２。 试验场地 基料准备 现场喷播 图２现场试验图像资料 （５）盖遮阳网：喷播完成后，立即覆盖遮阳网，以达到保墒、保水、抗雨水冲刷、迅速出苗目的 （６）养护管理：主要包括浇水、施肥、病虫害防治。其中浇水是关键（特别是夏季），可决定整个工程 的成败。 根据以往喷混固网经验和建议，我们在进行喷播前，先在坡面洒水湿润边坡土体，以保证喷射效果。 喷播完成后，为确保种子的出苗率，保证种子发芽所需水分，我们及时进行了喷水湿润，以后计划每隔两 天进行一次彻底喷水养护，养护要求大约４５ｄ左右，养护时间在早１０：Ｏ０以前，晚６：Ｏ０以后进行，并避 ４８ 西安职业技术学院学报 免在强烈阳光下进行喷水养护。 ６现场试验的结果与分析 喷播完成后，大约５６ｄ后的长势情况详见图３。 整体长势 局势良好 局势不均 图３现场试验长势情况图像资料 图像资料显示：现场试验草种的整体长势情况并不理想，靠近坡脚区域范围的小冠花长势情况比较 良好，而位于坡面上的草种出芽率和长势并不均匀。随着天气逐渐转冷，植物也进入缓慢的生长期，具 体的长势还有待来年春季来临时进行观察。 坡面的整体平整度保持较好，说明经过９月中旬的一次暴雨，并没有在坡面上造成冲沟现象，说明 坡面喷播基质强度较好，基本达到了固坡和防止水土流失的目的。 结果分析：整个坡面的上边坡坡面较陡，坡面长，保水保肥能力较差，出芽率和长势不均匀。下边坡 多为堆砌出来的杂填土，多为土质，较上边坡肥力墒情为好，因此坡脚势良好。 建议：上边坡在喷播时可适量加入一定比例的先锋（保护）草种和固氮草种，作为优势植被，改良其 环境小气候和水肥条件。 ［参考文 献］ ［１３张俊云等．厚层基材喷射植被护坡的抗侵蚀试验研究口］．西南交通大学学报，２００２，３７（６）：６２８—６３１． ［。２］许文年等．工程边坡绿化技术初探ＦＪ］．三峡大学学报，２００１，２３（６）：５１２—５１３． ［３－Ｉ王铁桥等．挖方岩石边坡绿化技术与方法探讨口］．三峡大学学报（自然科学版），２００３，２５（２）：１０１—１０３． ［４］孙吉雄．草坪技术手册草坪工程［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００６． Ｅｓ］ 韩烈保．草坪建植与管理手册［Ｍ］．北京：中国林业出版社，１９９９． ［责任编辑卢琛］ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｊｅｔ Ｍｉｘｅｄ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｒｏｃｋｙ Ｓｌｏｐｅ Ｇｒｅｅｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ——ｏｎ Ｒｏｃｋｙ Ｓｌｏｐｅ Ｇｒｅｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ） Ｌｉ Ｊｕｎ－ｌｉｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｘｉ’ａｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００７７，Ｃｈｉｎａ） ～ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｊｅｔ ｍｉｘｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ｉｔｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｉｓ— ｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｐｒａｙｉｎｇ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｓｐｒａｙｉｎｇ；ｓｉｄｅ ｓｌｏｐｅ；ｍａｔｒｉｘ；ｓｐｒａｙｉｎｇ
