南水北调河北段护坡植物调查及鸡眼草护坡能力研究

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本研究调查了南水北调中线工程河北段的护坡植物,发现了适合南水北调中线工程的护坡植物鸡眼草。以鸡眼草(Kummerowia striata(Thunb.)Schindl.)作为研究对象,研究其护坡能力和作为南水北调工程护坡植物的适应性研究。在南水北调中线干渠河北段唐县管理处进行了鸡眼草在渠道上的生长能力、护坡能力、对土壤理化性质的影响,以及鸡眼草种期及苗期的抗旱耐盐碱能力、作为护坡草的耐践踏能力、鸡眼草不同生长时期的根系情况,以期为南水北调渠道两岸的边坡防护提供经验和理论参考。得出以下结论:(1)南水北调中线工程河北段的主要护坡植物有反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)、狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)、鸡眼草、地黄(Rehmannia glutinosa(Gaetn.)Libosch.ex Fisch.et Mey.)、白茅(Imperata cylindrica(L.)Beauv.)、蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.)、牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn.)、车前(Plantago asiatica L.)、白三叶(Trifolium repens L.)。(2)鸡眼草可以在一定干旱、盐碱程度下萌发,PEG(聚乙二醇)浓度在15%以下,NaCl浓度在0.40%以下时能够满足鸡眼草正常的生长发育的条件,并且发芽率、发芽势、活力指数会随着胁迫程度的加强而下降。鸡眼草在盐胁迫下叶片中的MDA一直增加,于16天达到峰值;干旱胁迫在8d达到峰值,是CK的2.08倍。NaCl处理的鸡眼草叶片内的SOD、CAT的含量均随着时间的增加而增加;其中0.60%增长的程度最大,在达到峰值时,SOD、POD、CAT的含量与CK相比分别增加了 38.37%、56.69%、78.12%;在达到峰值时,干旱处理的鸡眼草叶片内SOD、POD、CAT含量与CK相比分别增加了 15.26%、79.06%、62.88%。脯氨酸的含量随着胁迫时间的升高而不断增加,于16 d达到峰值,鸡眼草叶片中脯氨酸的含量分别比CK增加了 99.75%、234.20%、209.87%、334.88%、255.60%。(3)在渠道上进行的不同覆盖植被的抗冲刷试验中,降雨量相同时,伴随降雨时长的增加,鸡眼草护坡的地表径流比杂草护坡减少30%,比裸地减少50%;鸡眼草样地的入渗率是杂草样地的1.22倍,裸地样地的6.36倍;鸡眼草样地的剥蚀率是杂草样地的76%,是裸地样地的0.67%。鸡眼草冠层保护了坡面,使得坡面冲蚀破坏较小,鸡眼草护坡抗冲蚀能力明显高于杂草覆盖坡面。鸡眼草有主根,且侧根也比较发达,生长末期的总根长是生长初期的1.6倍。随着生长,鸡眼草根系的一系列指标都表现良好。鸡眼草的细根也较为发达,其中根长度与根表面积分布趋势大体一致,相关性较高。从鸡眼草的根系情况可以间接证明其有较好的护坡能力鸡眼草在种植初期,生长相对缓慢,地上生物量以及对雨水的茎叶截留量增长速度缓慢。在进入到7月份之后,温度上升,降雨量增加,鸡眼草生长迅猛,地上生物量急剧增加,截留量也快速上升。生长期峰值的地上生物量是生长初期的8.33倍,生长期峰值的截留量是生长初期的是2.58倍。综合种植成本与地上生物量和截留量分析,株距为3 cm时最合适种植。(4)短期种植鸡眼草对土壤的物理性质影响不大。鸡眼草作为豆科植物,种植鸡眼草可以增加土壤N、P的含量,其中全氮的增加范围为11%~32%,全磷的增加范围为1%~12%,碱解氮的增加范围为11%~45%,有效磷的增加范围为3%~10%,对改变土壤中K含量的作用很小。(5)通过解剖不同践踏程度的鸡眼草叶片发现,经过轻度践踏和中度践踏鸡的眼草叶片与未践踏的鸡眼草叶片中的角质层、纤维素细胞壁、泡状细胞变化不大,由此可以证明鸡眼草的耐践踏能力较强。通过以上研究验证了鸡眼草的护坡能力,鸡眼草可以作为南水北调中线干渠渠道的护坡草种,为下一步的推广提供了理论基础。
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