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一种生态沟渠护坡植物复合群落的构建方法与流程

花匠小妙招
2025-05-13 07:42

本发明涉及资源环境保护技术领域，具体涉及一种以红花酢浆草、麦冬和虉草三种植物构建生态沟渠护坡植物复合群落的方法。

背景技术：

生态沟渠是由农田排水沟渠及其基底和护坡上生长的植物组成的农田污水处理工程，现已被视为进行农业面源污染治理最为有效的措施之一，其对农田排放污染氮磷的去除率通常可分别达到60％和64％以上。其中，作为生态沟渠主要组成的植被，主要通过根系的吸收和根际微生物的降解在氮、磷拦截过程中发挥着极其重要的作用。

目前，构建生态沟渠护坡的常用植物主要有芦苇、香蒲、水生美人蕉、再力花和灯心草等，当其中的几种植物构成生态沟渠护坡的植物群落时，沟渠均表现出较强的氮磷去除能力。但这些植物的生长季多为春夏，而秋冬季节多处于休眠状态，致使秋冬季节植物不仅去污能力降低，而且大量几无刈割价值的枯落物还可导致二次污染，因而，沟渠的周年高效去污难以保证。同时，沟渠的景观效果较差。

红花酢浆草是一种多年生草本，耐旱能力强，覆盖地面迅速，故可抑制周边杂草生长。因植株低矮、整齐，花多叶繁，花期长，为3-12月份，花色艳等优点,现常作为城市景观绿植之用。易于栽植，3-4月份虽为适宜移栽期，但除炎热夏季外全年均易移栽成活。

麦冬是一种多年生常绿草本植物，喜湿润环境，耐短期水淹，植株低矮，花色为白色或淡紫色，花期为5-8月。与红花酢浆草类似，3-4月份虽为适宜移栽期，但除炎热夏季外全年均易移栽成活。

虉草是一种多年生冷季型湿生耐淹禾草，一年中除酷暑和严冬季节生长趋缓外，其他季节均可旺盛生长，株高可达到1.5-1.6米，因极富营养价值一年中可作为牧草多次刈割。另因其去污能力强，常又被用作人工湿地植物进行污水处理。

技术实现要素：

技术问题：本发明选用红花酢浆草、麦冬和虉草构建生态沟渠护坡复合植物群落，即可确保沟渠具有较高的周年高效去污效果，又可提供沟渠的景观美化效果，从而克服现有某些生态沟渠存在的上述问题。

技术方案：为实现以上目的，一种生态沟渠护坡植物复合群落的构建方法，按照下述步骤进行：

(1)选择适宜的生态沟渠

选择坡度角为45-70°、坡长>1.5m、年水位落差区域的坡长占据总坡长的2/5-3/5的生态沟渠。

(2)边坡整理和区带划分

清除护坡杂草后将边坡坡面整平，再按平行于沟渠水流的方向自下而上将护坡划分为下、中、上三个区带，其中，下部区带的上缘为年水位最高线，下缘为坡底。中、上部区带带宽酌情安排。中、上部区带宽度比通常为2：1。

(3)植被配置

从坡底至坡顶的下、中、上三个区带内分别单一地栽植虉草、麦冬和红花酢浆草，构建生态沟渠护坡红花酢浆草-麦冬-虉草复合群落。

(4)不同植物的栽种和管理

①下部区带虉草的栽种和管理

虉草利用采集的成熟种子进行播种的方式栽种，适宜播期为11-12月份；播种前将护坡下部区带进行5-8cm的浅土层松整，再按播种量为1-2g/m2将虉草种子均匀地播撒其中，耙平，压实，浇水，随后始终保持土壤湿润至成苗，定期进行杂草处理。

②中部区带麦冬的栽种和管理

麦冬采用幼苗移栽法进行栽种，适宜的移栽期为3-4月份；将护坡中部区带进行10cm左右的浅土层松整后，按行距15-20cm、沟深5-8cm开沟，再将分株后的麦冬苗在沟内每隔8-10cm栽植1簇麦冬，每簇含3-5株苗，继而覆土，压实，浇透水，保持土壤湿润直至返青成活，后定期进行杂草清除和浇灌。

③上部区带红花酢浆草的栽种和管理

红花酢浆草采用幼苗移栽法进行栽种，适宜的移栽期为3-4月份；移栽前将护坡上部区带进行10-12cm左右的浅土层松整，再按行距20-25cm、沟深10左右cm开沟；对红花酢浆草苗按球茎分株，然后在沟内每隔15-20cm左右栽植2-4个球茎，覆土，压实，浇透水，保持土壤湿润直至新芽生出，后定期进行杂草清除和浇灌。

群落构建完成后的前两年，需对麦冬和红花酢浆草两区带定期进行较为精细的杂草清除，以便于两物种种群盖度迅速达到100％，以降低杂草的干扰，随后每年稍作杂草清除即可。而虉草区带为种子撒播，当年盖度即可到达100％，且虉草具有极强的竞争能力，运行期间无需进行杂草处理。

综上所述，依照本发明公布一种生态沟渠护坡植物复合群落的构建方法，较常规植被构建的方法存在以上诸多优点：

首先，较生态沟渠常用的其他植物，虉草不仅近乎具有可周年生长特性，而且去污能力极强，且栽植在与污水充分接触的区域，因此，以其构建生态沟渠护坡植物群落，生态沟渠的周年高效去污效果将明显提高；其次，花色艳丽，花期长的(3-12月份)红花酢浆草和四季常绿的麦冬及生长季长的虉草代替常用的其他植物，构建生态沟渠护坡植物群落，景观美化效果将得到极大的体现；再次，虉草是一种优质牧草，可多次刈割饲用，而其他两种植物产生的枯落物及残体较少，因而既可避免产生二次污染，又带来一定的经济效益；最后，栽种在护坡下部的虉草和水稻小麦同属于禾本科植物，农作过程的除草剂对其几乎不产生药害，这将有益于沟渠植物群落稳定的维持。

具体实施方式

该技术于2016年6月至2017年4月在江苏省镇江市新区某现代农业园区的农田排水沟渠内实施，该沟渠全长330m，沟面宽5m，坡度角约为60°，边坡坡长约2m，年最高水位可达到护坡的1/2处，年最低水位为0(沟渠无水)，即年水位落差占总坡长的1/2，长度1m。该沟渠接纳周边约100亩农田的污水排放。利用本技术构建红花酢浆草-麦冬-虉草复合群落，将沟渠建成实施氮磷拦截生态沟渠，这一复合群落的构建过程如下：

(1)2016年6月和8月，分别喷洒灭生性除草剂草甘膦进行护坡杂草清除。

(2)10月底清理护坡植物残体后，将坡面整平，再将护坡自下而上按平行于沟渠水流的方向划分成三个区带，其中，下部区带上缘为年水位最高线，下缘为坡底，带宽为1m，中、上部区带带宽比为3：2，即带宽分别为0.6m和0.4m。

(3)尽管红花酢浆草和麦冬适宜移栽期为3-4月份，但本实例为提供施工效率，采用集中施工，将二者的移栽与虉草栽种同时安排在11月中旬。

①将护坡下部栽种虉草的1m宽的区带进行约8cm左右的浅土层松整，再按播种量为1-2g/m2将虉草种子与细沙土充分混匀，然后将其均匀地播撒在松整后浅土层中，耙平，压实。

②将护坡中部栽种麦冬的0.6m宽的区带进行10cm左右的浅土层松整，按行距20cm、沟深8cm开沟，再将分株后的麦冬苗在沟内每隔10cm栽植1簇麦冬，每簇含4株苗，继而覆土，压实。

③将护坡上部栽种红花酢浆草的0.4m宽的区带进行10cm左右的浅土层松整，再按行距20cm、沟深10左右cm开沟；剪去待栽的红花酢浆草苗叶片，对球茎进行分株，然后在沟内每隔20cm左右栽植3-4个球茎，覆土，压实。

④三种植物栽种覆土压实后统一浇透水，随后保持土壤湿润至来年4月份。另外，在12月末，在耐寒性较差的红花酢浆草栽植区带覆盖地膜以御寒，直至来年3月中旬去除地膜。随后定期对护坡进行杂草清除。

(4)至2107年秋季，三种植物均实现护坡表土全覆盖，生态沟渠护坡红花酢浆草-麦冬-虉草复合群落构建初步形成。在去污效果上，与利用常用植物初建的生态沟渠相比，利用本技术构建的生态沟渠周年高效去污效果得到了良好的体现；在景观上，该生态沟渠护坡保持四季常绿，且在3-12月有大量粉红艳丽的红花酢浆草花绽放在护坡上部区带，在5-8月有少量白色麦冬花点缀在中部区带，沟渠的景观美化功能明显；在经济收益上，虉草于3月底和9月底分别刈割一次作饲用，两次累计收获新鲜虉草饲草4.8kg/m2，随着生长年限的增加，虉草每年刈割次数和收获总量将会大幅增加。