CN102001752A - 以虉草为优势种构建生态拦截沟渠植物群落的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种以虉草为优势种，构建农田氮磷生态拦截沟渠植物群落的有关栽培技术和方法，属农业面源污染控制和水环境治理等技术领域。该方法提供了虉草种群构建过程中有关种子采贮、播种、肥水运作、越冬管理及刈割收获等一系列技术措施。该技术的应用可有效解决现有生态拦截沟渠因植物群落结构欠合理而导致的雨季排水不畅问题，且四季常绿，氮、磷的去除效率也较现有生态拦截沟渠分别提高10.2％和6.8％，并可收获新鲜虉草饲料12.6kg/m²，因此，该发明具有较高的环境效益、经济效益和社会效益。

Description

以虉草为优势种构建生态拦截沟渠植物群落的方法

技术领域：

本发明涉及一种利用虉草为优势种构建生态拦截沟渠植物群落，对农业面源中氮磷流失实现生态拦截的技术和方法，属农业面源污染控制和水环境治理等技术领域。

背景技术：

太湖流域水环境治理是当前国家环境整治工作的重点工程之一，环太湖三省一市均出台一系列治理措施以确保太湖水环境安全。其中，江苏省将生态拦截沟渠工程作为治理农田氮磷流失的有效措施，在省域内沿太湖地、市大力推广和应用。生态拦截沟渠工程是指在具有一定宽度和高差的农田排水沟渠中，分段构筑拦水低坝，夯实沟底、边坡后，分段构建对氮、磷具有强净化能力的复合植物群落，从而在水速减缓、水力停留时间延长的情况下，通过植物吸收、根际微生物转化以及沟渠土壤吸附等综合效应，对农田氮磷流失实施有效拦截的生物技术工程。研究表明，该工程对农田径流中总氮、总磷的去除效率分别达到48.4％和40.5％。而部分经济作物和景观植物的选用，又增添了工程的经济效益和景观美化效应。

在生态拦截沟渠工程中，植物群落的构建技术是影响工程实施成效的关键。目前，主要选用的植物有芦苇、香蒲、水葱、茭草、美人蕉、鸢尾、菖蒲、狗牙根、黑麦草及空心菜和水芹等，其中，芦苇和香蒲常被作为植物群落的优势种，而其他植物常作为伴生种，起净化效应互补或经济效益或景观点缀等作用。虽然由此构建的植物群落对农田氮、磷流失具有较好的拦截效果，但却也存在以下不足：作为优势种的芦苇和香蒲，净化能力虽强，但植株较大，且不耐刈割，雨季时常影响沟渠排水；其次，芦苇和香蒲生长期主要集中在春夏两季，周年净化效果和绿化效果均较差；而芦苇和香蒲的植株残体收割困难，且几无利用价值，常因没有收割而加剧沟渠阻塞和二次污染。因此，选用一种净化能力强、生长期长、耐刈割且有刈割价值的植物作为生态拦截沟渠的优势物种，意义重大。

虉草是一种广泛分布于北温带及以北地区的多年生冷季型根茎禾草，喜生长在河湖岸边及沟渠等浅水及潮湿地带，可种子繁殖，也可根茎移栽，株高1.5-1.7m，根系发达，抗逆性强，能在低于株高的水位下正常生长，并对深水淹没有很强的适应性。由于去污能力强，在欧洲常被作为人工湿地植物进行污水处理，目前在我国的人工湿地中也有应用。而虉草营养成分高、适口性好、且耐刈割等特点，使之在一些国家和地区被作为一种优质牧草进行种植。目前，该植物在长江下游江滩湿地及环太湖地区广有分布，除炎热夏季稍有落黄外，几乎周年有根茎萌发和生长。因此，本发明将克服现有生态拦截沟渠工程中存在的一些不足，因而具有较高的应用价值。

发明内容：

本发明为克服现有技术中的不足，通过选用虉草为生态拦截沟渠植物群落的优势种，克服现有工程中因优势种群植株过于高大且不便刈割而影响排水、以及这些植物生长期较短，难以实现周年净化效应等问题。

由于虉草根茎移栽费工费时，本发明采用劳动强度较小的播种方式构建虉草种群。为实现以上目的，本发明主要采取以下步骤：

(1)及时采种与贮存：长江中下游一般在5月下旬左右为虉草种子的最佳采收期，脱粒晒干后置于阴凉处保存备用。

(2)确定播种区域及合理播种：于沟渠基本干涸的11月中下旬播种，播种量为500粒/m²，于沟底、边坡浅松土8-10cm后，将草种与细土混匀后均匀播撒并整平压实表土，浇透水。出苗前及苗期视土壤墒情确定灌溉次数和灌溉量，原则上确保土壤湿润。以虉草为优势种、辅以一定量的水葱、美人蕉、鸢尾、菖蒲、菹草、黑藻类、金鱼藻等挺水和沉水植物构建工程的植物群落，其中虉草栽种面积占整个植被面积的50-60％以上。

(3)苗期管理：出苗20天后，视苗情酌情喷施一定质量浓度为0.5％尿素溶液。

(4)越冬管理：在越冬期对虉草幼苗喷施一次质量浓度为1％的磷酸二氢钾溶液，如果气温低于-5℃时，将加盖一层稻草保温。

(5)刈割管理：春季后株高达到0.5米时刈割，适当增加6-7月雨季时的刈割次数，确保沟渠排水畅通，刈割一直持续到深秋。

由于虉草抗逆性强，野生状况下可良好地生长，因此，以上虉草栽培过程中的肥水管理仅限于播种当年，次年无需重复以上提及的肥水管理措施。

那么依照本发明公布的方法后，有益效果主要有以下三方面：通过增加雨季刈割次数，避免出现生态拦截沟渠雨季排水不畅现象；刈割的虉草可作为牛羊及家兔等家畜的优质饲草；沟渠植被绿期延长，既提高了工程的周年净化效果，又增加了工程的景观效果。

具体实施方式

项目在江苏省境内沿太湖的某处农田排水沟渠内实施，该沟渠全程2000m，沟宽2.5m，均深1.2m，边坡坡长1.5-2.0m，沿程高差3.5m，为周边200公顷农田的排水沟渠，末端汇入一条宽为30m的排水干渠中。该沟渠高差变化匀缓，沟内共设拦水低坝4座，高0.8m，沟底、边坡共栽植植被面积5000m²，其中，虉草播种面积3000m²。主要栽培过程为：

(1)目前市场上基本没有虉草种子销售，草种必须到野外自行采收。虉草为穗状花序，种子籽粒小、灌浆时间短，成熟后极易落粒，因此草种应及时采收。当穗部绿色褪尽转黄时为最佳采收时间，采收后搓揉脱粒，籽粒晒干后阴凉保存。5月下旬于长江边江滩湿地采收成熟的野生虉草草种，脱粒晒干后置于阴凉处保存备用。

(2)虉草种子全年均可萌发，本发明将播期定于沟渠基本干涸，易于操作的11月中下旬。11月23-25日，在准备播种虉草的沟底、边坡区域浅松土8-10cm，按500粒/m²的播种量将草种和细土混匀后均匀播种并整平压实，浇透水。由于播种后一段时间均未降雨，播后每4天浇水一次，直至12月中旬完全出苗后。选用虉草为优势种，辅以一定量的水葱、美人蕉、鸢尾、菖蒲、菹草、黑藻类、金鱼藻等挺水和沉水植物构建工程的植物群落。鉴于虉草优势种的地位，本发明要求虉草栽种面积占整个植被面积的50-60％以上。因此，在植被构建的布局中合理确定虉草种植区域。

(3)秋季播种的虉草，一般20天后可出苗；如苗期雨水较少应视情况进行浇灌，保持土壤潮湿；由于虉草喜湿润环境，出苗后连降小雨，土壤湿润。次年元月12日，对处于幼苗期的虉草喷施一次浓度为0.5％的尿素溶液，促其生长。

(4)相对于野生状态下以根茎萌发为主的冬前虉草幼苗，本发明采用的秋季以种子繁殖的虉草幼苗抗寒性远低于前者，因此，越冬时，虉草平均高度达20cm左右，为提高虉草抗寒能力，喷施一次浓度为1％的磷酸二氢钾溶液。在气温低于-5℃时，加盖一层稻草保温。

(5)春季虉草生长迅速，3月30日虉草平均高度约50cm，进行第一次刈割。随后当虉草株高每达到30cm时，再次刈割。本实例分别于5、6、7月月底及10月初和12月底进行了再次刈割，累计收获新鲜虉草饲草12.6kg/m²。

采用本发明后，雨季沟渠排水通畅，且四季常绿，对农田径流中总氮、总磷的去除率分别达到58.6％和47.3％，高于以芦苇和香蒲为优势种的生态拦截沟渠的去除效果。

Claims (1)

1.以虉草为优势种构建生态拦截沟渠植物群落的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)及时采种与贮存：长江中下游一般在5月下旬左右为虉草种子的最佳采收期，脱粒晒干后置于阴凉处保存备用。

(2)确定播种区域及合理播种：于沟渠基本干涸的11月中下旬播种，播种量为500粒/m²，于沟底、边坡浅松土8-10cm后，将草种与细土混匀后均匀播撒并整平压实表土，浇透水；出苗前及苗期视土壤墒情确定灌溉次数和灌溉量；以虉草为优势种、辅以一定量的水葱、美人蕉、鸢尾、菖蒲、菹草、黑藻类、金鱼藻等挺水和沉水植物构建工程的植物群落，其中虉草栽种面积占整个植被面积的50-60％以上；

(3)苗期管理：出苗20天后，视苗情酌情喷施一定质量浓度为0.5％尿素溶液；

(4)越冬管理：在越冬期对虉草幼苗喷施一次质量浓度为1％的磷酸二氢钾溶液，如果气温低于-5℃时，将加盖一层稻草保温；

(5)刈割管理：春季后株高达到0.5米时刈割，适当增加6-7月雨季时的刈割次数，确保沟渠排水畅通，刈割一直持续到深秋。