山毛豆、木豆、豬屎豆在高速公路邊坡生态恢複工程中的應用

山毛豆、木豆、豬屎豆在高速公路邊坡生态恢複工程中的應用

在雲南元磨,思小等高速公路邊坡生态恢複中的應用結果表明:以山毛豆,木豆,豬屎豆這(zhè)三種(zhǒng)灌木爲主進(jìn)行綠化,所形

成(chéng)的植物群落較穩定,綠化護坡效果好(hǎo),對(duì)幹旱,風沙等的抗逆性強,特别适用于熱帶,亞熱帶公路,堤壩的邊坡水土保持

及生态恢複工程.

對(duì)于公路邊坡幹旱瘠薄的特殊環境而言,灌木對(duì)水,肥的需求少,适應性強,生命長(cháng)久I,較草本植物具有更發(fā)達的根系土護坡及綠化效果好(hǎo).但是在工程實踐 和更高的生物量,固中,由于灌木前期生長(cháng)緩慢,植被覆蓋度低,且很容易被草本植物侵占,對(duì)早期的土壤侵蝕防治效果不佳,因此在以往的高速公路邊坡生态恢複工程中應用研究較少.鑒于此,南甯盛達園林對(duì)山毛豆,木豆,豬屎豆這(zhè)三種(zhǒng)灌木的生物學(xué),生态學(xué)習性進(jìn)行了觀測,并對(duì)其在高速公路邊坡生态恢 複工程中的應用進(jìn)行了專門的研究.

l山毛豆,木豆,豬屎豆三種(zhǒng)灌木的生物學(xué)及生态學(xué)習性 1.1山毛豆(TephrosiacandidaDC.) LLl毛豆,屬蝶形花科,又名短萼灰葉,灰葉豆,多年生灌木,高1,3m,喜陽,耐酸,耐瘠,耐旱,稍耐輕霜,适于熱帶及冬季 較溫暖的亞熱帶地區丘陵紅壤坡地種(zhǒng)植,适應性強,是一種(zhǒng)優 良的水土保持和邊坡綠化植物.原産于亞洲熱帶地區,分布于熱帶,亞熱帶地區,廣東省主要作爲幼齡橡膠園,柑橘園的綠肥 覆蓋作物和幼齡咖啡園的蔭蔽樹,雲南,廣西,福建等地亦有 栽培.

山毛豆對(duì)環境要求不嚴,可利用坡地,荒地種(zhǒng)植,其根部含 有根瘤菌,可以固定空氣中的遊離氮,起(qǐ)到改良土壤的作用. 成(chéng)活率高,生長(cháng)十分迅速,一年即可成(chéng)林.非洲山毛豆在廣東,海南,廣西已大面(miàn)積推廣種(zhǒng)植,枝葉繁茂,結莢率高,産量高,當 年可割1,2次,第二,三年可割2,3次,利用年限3,4年,每 公頃年産綠肥15,30t.播種(zhǒng)繁殖,播後(hòu)第一年植株高可達60,2500px,第二,三年株高達2,3m.

以往山毛豆主要用作綠肥,在廣西也用于水土保持,而在 高速公路邊坡生物防護及生态恢複工程上則由雲南今業生态 建設集團在雲南元磨高速公路邊坡首次大量采用.元磨高速公路的成(chéng)功試驗和施工都(dōu)一緻證明了山毛豆是适宜元磨路全 線的灌木品種(zhǒng).目前,山毛豆在元磨路種(zhǒng)植面(miàn)積已達5O萬m, 已經(jīng)成(chéng)爲雲南,廣東,廣西,福建高速公路護坡的主要灌木之一

.自2003年開(kāi)始,雲南今業生态建設集團每年向(xiàng)廣東,廣西, 福建,海南,重慶以及雲南等省區供應山毛豆種(zhǒng)子量達數百噸. 1.2豬屎豆(CrotalariapallidaAlton.)豬屎豆,蝶形花科,半灌木狀草本,高1,2m.四季有花, 花可觀賞.耐酸,耐瘠,根系發(fā)達,速生,有較強的再生能(néng)力,并

可作綠肥.分布于長(cháng)江以南,中南半島,印度,菲律賓等地,雲 南思茅,景洪,保山各地公路沿線山坡,灌叢中常見.播種(zhǒng)繁 殖.

豬屎豆喜溫暖濕潤氣候,耐酸性較強,也較耐旱耐瘠,不耐 鹽,不耐漬,在排水良好(hǎo)的新墾紅壤坡地.k可以良好(hǎo)生長(cháng).可 作茶園,桑園和果園的問作綠肥.豬屎豆在我國(guó)分布範圍很廣,分布于四川,雲南,貴州,廣西,海南,廣東,湖南,江西,福 建,安徽,在長(cháng)江中,下遊大部茶區都(dōu)有種(zhǒng)植.耐酸耐瘠性特别 強,有較強的再生能(néng)力,可以多次刈割,日前是各茶區較普遍種(zhǒng)植的綠肥.但它有毒,不能(néng)用作飼料.

豬屎豆自2001年在雲南元磨高速公路邊坡生物防護工程 中應用成(chéng)功以後(hòu),現已廣泛推廣到廣東,廣西,四川,重慶,福 建,湖南,江西,海南等地,用于公路(礦山,堤壩)邊坡水土保持及生态恢複工程.

1,3木豆(CajanuscajanMillsp.) 木豆,蝶形花科,常綠灌木,高l,3m.較耐早,不耐澇,對(duì) 土壤質地和酸堿度有良好(hǎo)的适應性.原産非洲和亞洲熱帶,現分布于雲南西南部,南部,思小公路沿線有野生分布.播種(zhǒng)繁 殖,種(zhǒng)子産量高,發(fā)芽容易,發(fā)芽出土率高,出土整齊,但生長(cháng)需 要較強的光照,光照不足易落花落莢,易染病蟲害.由于木豆不耐水澇,選地時(shí)應避開(kāi)雨季容易積水的低窪地和土壤透水性差的地塊.種(zhǒng)植木豆的地塊一般選在旱薄地或 丘陵坡地其他作物很難生長(cháng)的地方,以充分發(fā)揮這(zhè)種(zhǒng)作物耐 旱,耐瘠的優勢.

木豆是短日性植物,光照愈短,愈能(néng)促進(jìn)花芽分化,提早開(kāi) 花成(chéng)熟,在選擇引種(zhǒng)和示範點時(shí)應考慮這(zhè)個特點.另外,木豆

屬多年生植物,對(duì)溫度要求較爲嚴格,要盡量避免遭受凍害. 根據雲南省的氣候特點,最好(hǎo)選擇在當年11月至次年2月的月 均溫不低于一5?的地區種(zhǒng)植;月均溫低于一5?時(shí),木豆植株會(huì)受到凍害.木豆對(duì)土壤要求不嚴,丘陵,坡地,平原,山嶺,房 前屋後(hòu)的各類土壤均可種(zhǒng)植,土層深厚,富含有機質,排水良 好(hǎo),保水力強,pH值在5.5—7.5的土壤最爲适宜.雲南省滇中及滇中以南海拔160Om以下的大部分地區可以種(zhǒng)植,尤以海 拔14OOm以下地區種(zhǒng)植木豆的産量最高.

木豆的主要用途:可作爲造林的先鋒樹種(zhǒng);籽實可作爲食物和蔬菜籽實和鮮枝葉可作爲飼料植株可作爲紫膠蟲寄主枝幹可作爲薪柴全株可入藥.據不完全統計,四川,重慶,貴州,雲南,廣西5省區适宜種(zhǒng)植木豆的草地面(miàn)積達5000多萬.木豆耐瘠耐酸,抗旱能(néng)力強,抗寒能(néng)力 差,宜于海南,廣東,福建南部,雲南南部等熱帶和亞熱帶地區種(zhǒng)植.

2三種(zhǒng)灌木生長(cháng)情況比較(以雲南思小高速公路爲例J 雲南思茅一小勐養高速公路全線各标段的邊坡生态恢複 都(dōu)以山毛豆,木豆,豬屎豆作爲先鋒物種(zhǒng).經(jīng)過(guò)1年的生長(cháng),這(zhè)三種(zhǒng)灌木均能(néng)達到2,3m高,枝繁葉茂,開(kāi)花結果.現以思茅 段K16試驗邊坡爲例說(shuō)明這(zhè)三種(zhǒng)灌木的生長(cháng)情況. KI6試驗邊坡位于思茅市郊南島河鎮地段,土壤貧瘠,pH值爲7.51.在該試驗邊坡種(zhǒng)植了山毛豆,木豆,豬屎豆,種(zhǒng)植方 式爲人工點播,每平方米1,2穴,每穴有5,7粒種(zhǒng)子,出苗率 達到70%以上.

剛開(kāi)始幾個月,三種(zhǒng)灌木幾乎每個月都(dōu)要長(cháng)高大約10em; 豬屎豆在第一年的7—10月份都(dōu)長(cháng)得非常快,平均每個月長(cháng)高 35ella,木豆在第一年的7—9月份長(cháng)勢較快,平均每個月長(cháng)高60em;第二年的整個雨季這(zhè)三種(zhǒng)灌木長(cháng)得都(dōu)非常快,lII毛豆長(cháng) 高了201伽,豬屎豆長(cháng)高了4800px,木豆長(cháng)高了3250px,且冠幅

都(dōu)有很大程度的增加.這(zhè)三種(zhǒng)灌木作爲護坡先鋒物種(zhǒng),生長(cháng)迅 速,枝葉茂密,覆蓋度高,根系發(fā)達,護坡效果良好(hǎo),值得推廣. 通過(guò)觀測及在雲南思茅,雲南昆明,重慶,湖南長(cháng)沙等不同環境條件的公路邊坡工程中應用比較,這(zhè)三種(zhǒng)灌木中耐旱性爲 木豆>山毛豆>豬屎豆,耐寒性爲豬屎豆>山毛豆>木豆.同等環境條件下,單株植物邊坡覆蓋效果豬屎豆>木豆>Ill毛 豆

3工程應用

)磨黑高速 自2001年開(kāi)始,我們先後(hòu)在雲南元江一(思茅

公路(2001年7月播),湖南臨湘一長(cháng)沙高速公路(2002年4月 播),雲南昆明,石林高速公路(2003年5月播),雲南思茅一 (景洪)小勐養高速公路(2004年3月播),重慶雷神店,崇溪河高速公路(20o4年3月播),湖南懷化一新化高速公路(2005 年3月播)進(jìn)行r試驗研究,結果表明:木豆,山毛豆,豬屎豆三 種(zhǒng)灌木在冬季溫暖無霜凍的熱帶及南亞熱帶地區生長(cháng)良好(hǎo),按35穴/m點播,能(néng)在6個月内迅速覆蓋邊坡(覆蓋度達到 60%以上);在冬季有霜凍但最低氣溫高于一2?的地區(如重 慶雷崇公路及雲南昆石公路),夏,秋季生長(cháng)迅速,能(néng)起(qǐ)到快速綠化和及時(shí)固土護坡的作用,但在邊坡越冬的死亡率較高(達 到60%一80%),而在土層較厚,背風的邊坡仍能(néng)安全越冬;在 冬季最低氣溫低于一2?,霜凍嚴重的地區(如湖南懷化,長(cháng)沙,江西南昌等),三種(zhǒng)灌木前期生妊良好(hǎo),冬季遇霜雪後(hòu)全部枯萎 死1L=.

3.1在元磨高速公路的應用

木豆,山毛再,豬屎豆三種(zhǒng)灌木廣泛分布于元磨高速公路 沿線村邊,山坡及咖啡地,當地村民長(cháng)期用作綠肥或咖啡苗的 遮蔭植物』.2001年我們首次采集種(zhǒng)子與狗牙根等草種(zhǒng)混播于邊坡蔔獲得成(chéng)功,2002年在全線各施工标段推廣.施工工藝 主要采用兩(liǎng)種(zhǒng)方法:第一種(zhǒng)是先點播灌木種(zhǒng)子(5—77'(/m,5,

7粒種(zhǒng)子/穴),待灌木出苗l0—500px後(hòu)再撒播或噴播草種(zhǒng);第 二種(zhǒng)是將(jiāng)灌木種(zhǒng)子按5,8g/m的用饋直接與草種(zhǒng)及肥料混合 進(jìn)行液壓噴播.

施工24個月後(hòu)(2004年8月),我們對(duì)沿線邊坡植物群落 的類型結構及其分布進(jìn)行了一次全面(miàn)調查.調查表明:灌木層 高2—3m,部分地段達到3m以上,灌木層覆蓋度達到9o%以蔔;灌木層的建群植物種(zhǒng)類主要是木豆,山毛豆,豬屎豆三種(zhǒng)灌 木,且多爲單優灌叢群落.

2005年4月,我們在試驗地調查中,發(fā)現元磨公路沿線有4 個邊坡出現植物成(chéng)片枯死的情況,原因主要是持續幹旱使山毛 豆地下部分無法吸收到足夠水分滿足其發(fā)達的枝葉對(duì)水分的需求,導緻植株衰老,抗病蟲害能(néng)力降低,糠片盾蚧,日本龜蠟 蚧等蚧殼蟲害暴發(fā),植物成(chéng)片因蟲害而枯死.如2005年4月 12日所凋查的元磨公路止點K317+570處邊坡(第l8标段試驗地)面(miàn)積約2500m,植株枯死率達70%,雨季來臨後(hòu)邊坡病 蟲害得到迅速遏止,2005年11月再次觀測原遭蟲害邊坡發(fā)現: ?成(chéng)片枯死部分已被飛機草,棕葉蘆,珍珠茅等周邊植物侵占覆蓋;?旱季(當地每年11月至次年4月爲旱季)因蟲害而枯 死的面(miàn)積在雨季中沒(méi)有擴大,蚧殼蟲已從群落中消失;?受蟲 害的邊坡均爲山毛豆等單優人工灌叢群落,幾種(zhǒng)灌木混播的灌草複合群落未發(fā)生蟲害爲了避免山毛豆,木豆,豬屎豆等速 生灌木在雨季中徒長(cháng)而導緻其地上部分在旱季水分需求量及 蒸騰量過(guò)大,我們在雨季來臨後(hòu)對(duì)邊坡灌木進(jìn)行了一次普遍的打頂,疏枝等養護修剪.

3.2在湖南臨長(cháng)及懷新高速公路中的應用

2002年5月,我們分别在湖南臨湘一長(cháng)沙高速公路第4标 段(嶽陽段)及止點端公司長(cháng)沙苗圃内播種(zhǒng)了山毛豆和木豆,前 期生長(cháng)良好(hǎo),至當年l1月下旬第二次重霜後(hòu)全部受凍枯死.2005年3月,我們又對(duì)懷化至新化高速公路第1标段(懷

化城郊)進(jìn)行邊坡試驗,與刺槐,多花木蘭等灌木種(zhǒng)子混播,前 期生長(cháng)良好(hǎo),迅速覆蓋邊坡,至當年l2月7日(連續三天下雪 後(hòu))三種(zhǒng)灌木枯死率達到90%,但刺槐,多花木蘭等灌木抗寒性強,無枯死現象.

鄧輔唐等:山毛豆,木豆,豬屎豆在高速公路邊坡生态恢複工程中的應用?23?

3.3在重慶雷崇高速公路的應用

2004年3月,我們在重慶雷神店一崇溪河高速公路第8至 第lO标段(與貴州省接界)應用木l一,…毛豆與狗牙根,狼尾草 等草本植物混播(灌木用量6克/m)獲得成(chéng)功.據對(duì)試驗邊坡K11O+090—160左坡的觀測,該試驗點邊坡爲泥岩石質邊坡, 坡比1:0.75,采用挂網噴射6,8cn!有機材的工藝進(jìn)行生物 防護,2004年3月底施_T完成(chéng).施工後(hòu)每月對(duì)坡面(miàn)植物生長(cháng)情況進(jìn)行一次觀測,2004年11月觀測結果爲:灌木層平均高爲 1.8m,覆蓋度爲60%,生長(cháng)良好(hǎo),當,巾不開(kāi)花,無病蟲害;草本 層覆蓋度爲95%以上.越冬後(hòu),2005年3月1913觀測的結果表明:背風,土層較厚的坡腳地段灌木受凍死亡率爲20%一 30%,坡頂或七層較薄,迎風坡面(miàn)灌術受凍夕E亡率達劍60%, 80%.2005年7月試驗邊坡灌木開(kāi)始開(kāi)花,結莢,但結實率遠低于雲南元磨公路,且結英不飽滿,種(zhǒng)子發(fā)芽率較低(20%以 下),這(zhè)可能(néng)是當地長(cháng)年多霧,光照不足加上有效積溫不足所 緻.

3.4在雲南昆石高速公路中的應用

2003年5月,我們在雲南昆明至石林高速公路K28,K30, K52三處邊坡用木豆,山毛豆,豬屎豆三種(zhǒng)灌木(每種(zhǒng)灌木用量 2g/m)與黑麥草(3g/m),狗牙根(2g/m),紫花苜蓿(3s/m)等草種(zhǒng)混合噴播.經(jīng)過(guò)兩(liǎng)年的觀測,結果表明:五種(zhǒng)灌木 中木豆耐寒性最差,越冬成(chéng)活率不到1%;山毛豆稍強,在背風, 土層較厚的坡腳才能(néng)越冬,受凍死亡率達90%以上;豬屎豆耐

寒性較好(hǎo),K28,K30兩(liǎng)處試驗邊坡的豬屎豆當年1O月能(néng)_扡花, 但結莢率低于30%,施工12個月後(hòu)灌木層平均高1.5,2rn1覆 蓋度達50%一80%,冬季老葉枯黃,脫落,次年返青後(hòu)重出新葉,地被草本層生長(cháng)良好(hǎo),覆蓋度達80%一9o%. 3.5在雲南思小高速公路中的應用

2003年底,我們承扣了雲南省交通廳下達的"自然保護區 高速公路生态恢複技術研究"課題.在思茅一小勐養高速公路 沿線邊坡的生物防護及生态恢複工程巾,我仃J仍選用木豆川J毛豆,豬屎豆三種(zhǒng)灌木作爲先鋒物種(zhǒng),與紅術倚(Schimawalli— chii),西南桦(Betulaalnoides),馬鹿花(Buteasuberecta),圍涎刺(兒茶,AcaciacatechuWilld.),粽葉蘆(Thysanolaenamaxima

Kuntze),雲南胡枝子(Lespedezabicolor)等鄉土喬,灌木以及狗 牙根等少量草奉植物根據不同邊坡立地條件共同建植成(chéng)多種(zhǒng) 類型的喬,灌,草複合植物群落,獲得成(chéng)功.

3.6三種(zhǒng)灌木護坡效果分析

植物的護坡效果可以通過(guò)土壤的肥力改善程度,土壤抗沖 刷性能(néng)等指标來體現,本文主要從雲南思小高速公路K16試驗 邊坡的土壤肥力改善情況來說(shuō)明這(zhè)三種(zhǒng)灌木的護坡效果.該處土壤肥力狀況如表1所示.

從表中可以看出,随著(zhe)灌木護坡時(shí)廣日】的增長(cháng),土壤肥力得 到了很大的改善,牛長(cháng)1年的試驗邊坡與裸坡相比,pH值下降, 有機質含最提高,氮,磷,鉀含量均有不同程度的增加,但是由于後(hòu)來沒(méi)有養護施肥,植物生長(cháng)隻能(néng)從土壤中吸取養分,這(zhè) 三種(zhǒng)灌木一生要從土壤巾吸收大量的氮,磷,鉀及微量元素,緻 使土壤中的養分均有不同程度的下降,這(zhè)是以後(hòu)施工巾應該注意的問題.即應及時(shí)補充植物生長(cháng)所需要的養分,播種(zhǒng)1個月 後(hòu)以及冬季來臨前分别噴灑1次複合肥(按lOg/m用量),在 雨季亦可直接撒.

表1土壤肥力測定結果比較

稱端

4結語

術豆,豬屎豆,山毛豆這(zhè)種(zhǒng)灌木根系發(fā)達,根深可達2m 以上,根橫向(xiàng)生長(cháng)範圍爲1500px左右,耐旱耐瘠,抗逆性強,适廊 在不同土壤中生長(cháng),而且具有豐富的根瘤菌,可迅速改善土壤結構,增加土壤肥力;同時(shí),其植株生長(cháng)迅速,樹冠形成(chéng)快,能(néng)有 效攔截雨水,減緩地表徑流,其枯枝落葉亦含有豐富的N,P,K 等養分,可涵養水上,提高地力;再加上這(zhè)三種(zhǒng)灌木枝葉繁茂,樹型美觀,花冠鮮豔,開(kāi)花期長(cháng),用于高速公路邊坡綠化,不僅 能(néng)及時(shí)固土護坡,而且能(néng)起(qǐ)到很好(hǎo)的綠化效果.但是在運用中 耍注意:?三種(zhǒng)灌術的生态習性不一樣,不同環境條件邊坡宜選擇不同的種(zhǒng)類;?作爲先鋒建群植物,應與其他鄉土植物相 結合構成(chéng)複合群落,要根據生态位理論及生物多樣性原理.注 意維持系統生物多樣性,盡可能(néng)使物種(zhǒng)的生态位錯開(kāi),以避免種(zhǒng)群問的直接競争,保證群體穩定.

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