植物卷材中氮、磷、钾径流试验研究

以植物卷材为研究对象,开展野外降雨观测试验,探究不同用量的保水剂和肥料条件下植物卷材的径流量、径流养分浓度以及养分损失量的变化规律。结果表明,植物卷材养分径流损失量受肥料用量影响显著。基质施加肥料后,氮、磷、钾径流养分浓度及养分损失量随施加量增加呈指数增长。植物卷材的径流量与保水剂用量之间存在二次曲线关系,当保水剂用量为W2时,径流量最少,保水效果好。保水剂用量对控制植物卷材中氮肥流失的效果不显著,然而随着保水剂用量的增加,磷肥损失表现为先下降后上升,用量为W2时,对磷肥流失的抑制效果最好。对于钾肥来说,养分损失与保水剂用量呈负向线性关系。

植物卷材中氮磷钾的流失及多效唑对植物的影响

以种植紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)的植物卷材试件为研究对象,研究了植物卷材中紫穗槐氮磷钾的利用流失规律;采用5个多效唑浓度梯度(0.004、0.020、0.040、0.060、0.080g·L^(-1)),研究了多效唑对植物卷材中紫穗槐的氮磷钾利用和生物量产生的影响。结果表明:氮磷钾在成分单一的植物卷材基质中随冲刷的流失速度较快。在7次破坏试验中,基质中氮的损失量为22.4%,磷的损失量为15.9%,钾的损失量为25.4%。多效唑对植物利用固定氮磷钾的效应和对其生物量的影响有明显不同。紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)在多效唑浓度为0.080g·L^(-1)时固定利用的氮磷钾最多,但此浓度并非紫穗槐营养生长最旺盛的浓度,反而多效唑浓度为0.040g·L^(-1)时,紫穗槐的生物量最大。

护坡植物在植物卷材中的适应性研究

植物卷材是针对岩石边坡防护难、成本高而设计的一种高强度、低成本人工植被基材,目前还处于试验阶段。三亚原位验证试验结果表明:高羊茅、白灰毛豆、刺槐、多花木蓝等植物在卷材中长势良好,而种子硬实率高的黄荆和截叶胡枝子与生长速度缓慢的马桑则体现了极强的不适应性;在整个试验过程中,刺槐和多花木蓝的数量下降幅度较小,其他植物的死亡率均在40%以上;乔木刺槐在坡面上变成了优势物种,虽然对其他植物种子的萌发和幼苗的存活并未产生显著影响,但对大部分植物幼苗的生长产生的影响却很显著;刺槐、白灰毛豆和多花木蓝根冠比较大,能大大提高它们的抗旱性和生长能力,是它们在坡面上成活率高、生长好的重要原因。

植物卷材基质中保水剂失水特性研究

植物卷材是护坡工程中应用的新材料,而保水剂在卷材中的施用对于卷材的设计和使用有至关重要的影响。通过室外试件试验与室内试验相结合的方式研究了保水剂施用在植物卷材中的失水规律,结果表明,保水剂在施用之后,保水能力快速下降,失水速度急剧加快。保水剂吸水后在30℃条件下烘干,其质量与烘干时间呈直线关系,即保水剂失水速度在整个烘干过程中大致相同,拟合方程为y=ax+b;卷材中的保水剂吸水后,同样在30℃的烘干条件下其质量与烘干时间呈y=ax2+bx+c的曲线关系,即前半段烘干时间的失水速度明显高于后半段,约35 h后保水剂中的水分大部分流失,并且施用时间越长此特点表现越明显。所以,在卷材的设计和使用过程中,保水剂的施用并不是一次性完成的,到一定的期限时要补充保水剂或者在试件中添加保水剂的缓释装置,以保障卷材能长期使用。

一种新型屋顶保温绿化植物卷材的研究

通过对屋顶绿化卷材的实验研究，统计分析了植物生长情况和屋面的温度变化，结果表明：在全夏季，屋顶绿化卷材对屋面基层具有较好的降温作用，可降低屋面基层温度的幅度为0.9％～5．7％；在全冬季，屋顶绿化卷材对屋面基层具有较好的增温作用，可提高屋面基层的平均温度幅度为1．2％-3．6％。在5—15mm层的温度调节层厚度范围内，随着屋顶绿化卷材温度调节层厚度的增加，植物长势和保温效果越好。针对屋面温度的变化，给出了植物卷材对温度调控的大致机理。为进一步优化植物卷材结构提供数据和理论基础。

伸根空间对植物卷材养分含量的影响

伸根空间是植被生态系统植物所需养分的直接提供者。以经植被恢复3年后的坡面等的植物卷材伸根空间基质为对象,分析伸根空间对基质养分含量的影响。结果表明:养分含量均值全氮(N)12.350g·kg^(-1),全磷(P)5.519g·kg^(-1),全钾(K)6.329g·kg^(-1),全钙(Ca)16.195g·kg^(-1),全镁(Mg)7.192g·kg^(-1),全铁(Fe)18.245g·kg^(-1),全锰(Mn)0.250g·kg^(-1),有效铜(Cu)1.927mg·kg^(-1),有效锌(Zn)6.675mg·kg^(-1);显著性分析表明,伸根空间对养分元素含量均具有显著性影响,有正显著影响也有负显著影响;以水泥盒(D)为对照,部分养分元素损耗速率加快,如全N、全Mn、有效Cu等,也能降低部分元素的损失速率,如全K、全Ca、全Mg、全Fe、有效Zn等。此外,对于全P,1∶0.5坡面(P2)、沙场(S)能加速P元素的损失,而其余伸根空间能够降低损失速率。根据全国第2次土壤普查养分分级标准,所有伸根空间基质K元素均表现为缺-极缺,且有效Cu在屋面(W)和渣场(Z)表现为中等,其余测定的养分元素含量均表现为稍丰/丰,证明植物卷材对于伸根空间养分保持具有积极意义。

植物卷材不同肥水配比对紫穗槐生理特性的影响

以两河口水电站植物护坡工程为背景,以种植紫穗槐的植物卷材为研究对象,把不同施肥梯度和水分配比作为变量因子,探究紫穗槐的生理指标变化趋势,为该区域植物护坡材料的水肥设计提供参考依据。结果表明:当保水剂一定,施肥浓度为12g·m^(-2)时,紫穗槐叶片中丙二醛含量增加,植物叶片中的过氧化物酶活性减少,可溶性蛋白质含量增多,植物的叶片保水力也最强。当施肥量一定时,保水剂量为10g·m^(-2)时,可溶性蛋白质含量最少,保水剂量追加到15g·m^(-2),此时的可溶性糖含量最多,植物叶片中的丙二醛含量增加,植物叶片保水力也随之增加。

多效唑在植物卷材中的动态及其对紫穗槐生长的影响

多效唑能调控植物的形态和生理特征以适应于边坡贫瘠的土壤环境进行植被恢复。通过模拟试验,探讨多效唑在卷材-植物系统中的变化规律及其对植物的作用,为多效唑在边坡植被修复工程中的应用提供参考。以植物卷材为研究对象,通过测定卷材中的多效唑含量和紫穗槐(Amorpha fruticosa)的形态指标,探究多效唑含量在卷材中的动态变化规律及其对紫穗槐生长的影响。结果表明,1)多效唑在盆栽中的半衰期在15~60 d,在施加多效唑1年后卷材中多效唑的消减率在99%以上。卷材中多效唑的径流损失量很少,试验期间的流失量仅为施加量的1.81%,且损失量与降水量和降水时间呈负相关关系;2)施加多效唑1年后,卷材基质的多效唑消减率达到98%,基质多效唑残留量表现为渣场>沙场>屋面。3个场地紫穗槐多效唑含量占基质多效唑含量的百分比分别为3.39%~14.24%、4.90%~18.29%、6.14%~13.64%;3)经20、40、60、80、100 mg·L^(-1)浓度的多效唑处理1个月后,相比未施加多效唑的对照组紫穗槐株高抑制率为0.54%~14.66%,基径增长率为8.67%~26.02%。处理1年后株高抑制率为15.09%~44.25%,基径无显著差异(P>0.05)。对3类边坡紫穗槐的形态指标进行分析可知,紫穗槐生长不仅受多效唑调控,还受边坡条件影响。

沙生灌木纤维基材吸湿和保湿性能的研究

对沙生灌木纤维基材的吸湿性能、吸水性能和水分蒸发性能进行了测试,并与沙地土壤的吸湿性及蒸发性进行了比较,同时研究了纤维基材的保湿性。研究结果表明,纤维基材的吸湿能力大约是沙土的1.7倍,水分蒸发速度也比沙土大,但由于基材的吸湿性能强,当水分蒸发后纤维基材的含水量达到平衡状态时,仍具有较高的数量,因而具有较好的保湿性能。