一、噴播技術發(fā)展過程
噴播技術起源于人工撒播技術,在人工模擬飛播過程中加入機械設施,形成人工背負式噴播工具;后經(jīng)過改造,由人力模擬飛播改為機械模擬飛播。用拖拉機做牽引,使用懸掛式力氣噴撒機進行飛播。這種機械具有節(jié)省勞力,播撒均勻、省時、省種的優(yōu)點,每畝用種量為 0.5公斤,每天可播350~400畝。這是在傳統(tǒng)技術的基礎上,又一項新的技術沖破。人們對生態(tài)環(huán)境建設質(zhì)量提出了更高的要求,于是就產(chǎn)生了裸露邊坡的生態(tài)防護技術——植被噴播技術。植被噴播技術于20世紀70年代由美國、日本等國研究開發(fā)應用,我國于1995年由交通部科學研究院環(huán)境保護研究室從瑞士引進,目前已在高速公路邊坡綠化、礦山植被恢復、城市景觀綠化、高爾夫球場等工程護坡和綠化中推廣應用。
二、噴播技術的原理
噴播技術屬于生態(tài)恢復學的研究范疇。生態(tài)恢復學是旨在研究生態(tài)退化和生態(tài)恢復機理與過程的科學。生態(tài)恢復的過程,也就是在人們充分認識了生態(tài)系統(tǒng)退化的原因機制之后,有目的地對退化的、受損的或者受破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行積極干擾以使其結構與功能得到修復,從而實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能回復到接近其受干擾前的狀態(tài)的實踐過程。
噴播技術正是目前世界上應用較為普遍、實施快捷成本相對較低的生態(tài)恢復技術之一,其原理是利用噴播設備將植物種子、水、纖維覆蓋物、粘合劑、肥料、營養(yǎng)土、土壤穩(wěn)定劑、土壤改良劑等按比例攪拌混合后,通過噴混系統(tǒng)(噴播機)噴播到原生植被遭破壞的原地貌表面,從而形成均勻的基質(zhì)覆蓋層。在改良土壤的同時,覆蓋物依靠纖維的交織性和水溶液的粘性相互連接并依附在地表,創(chuàng)造初級植物生長良好條件,既可以防止水土流失,還能夠起到涵養(yǎng)水分和養(yǎng)分、固定并保護種子的作用,是植物種子生長良好的培養(yǎng)基,利于促進植被迅速恢復、改善景觀、保護環(huán)境。
三、噴播技術的分類與噴播機械
噴播技術可分為普通噴播和客土噴播兩大類。普通噴播又分為高壓風送噴播和水力噴播兩種方式,施工使用普通水力噴播機械;客土噴播又分為壓縮氣噴播和泥漿噴播兩種方式,施工使用氣力噴播機械或水力(泥漿)噴播機械。
1、水力噴播的噴送物質(zhì)是混合漿液,主要技術指標是粘稠度和固體含量。這也是衡量噴播機械攪拌性能和泵的通過性能的土要指標。結構簡單的花園用噴播機應能滿足固體含量在7—百分之15的混合漿液攪拌和噴播技術要求。大型綠化工程和植被生態(tài)恢復噴播機應能滿足固體含量百分之15以上混合漿液攪拌和遠距離噴播技術要求。臥軸斜漿葉機械攪拌器能夠?qū)崿F(xiàn)軸向、徑向和環(huán)軸向二向循環(huán)流,攪拌效果明顯好于射流攪拌。雙向無級變速臥軸斜漿葉機械攪拌器則進一步擴大了噴播機對低濃度漿和高濃度漿的適應范圍,使噴播機功能同時滿足噴水、噴中等濃度纖維漿、噴高濃度泥漿的需要。性能高噴播機械能滿足固體含量百分之30以上混合漿液攪拌和噴播技術要求。
2、泥漿噴播是水力噴播的一種形式。由于混合漿液中客土固體物重量含量過百分之50,也叫半干法客土噴播。為調(diào)整不同質(zhì)量顆粒物的沉降狀況,在混合漿液攪拌時加入木纖維或粘合劑、保水劑逐步提高混合漿液的粘稠度,從而使比重輕的種子不飄浮,比重人的砂粒減緩沉降。這是利用高濃度混合漿液中固體顆粒相互影響的干涉沉降現(xiàn)象獲取懸浮漿液,達到全過程均勻噴送種子和輔料的目的。落到坡面上的混合漿液理想狀態(tài)是不形成土壤飽和流,固體物質(zhì)穩(wěn)定滯留在坡面上。美國噴播技術就是利用木質(zhì)纖維和高倍保水劑穩(wěn)定的吸水時間以及吸水、持水能力吸附多余的水分,在噴過程中逐步將液體水轉(zhuǎn)變?yōu)楸K畡┡蛎涱w粒形態(tài)的固體水,從而大幅度提高混合漿液粘稠度,減少或消除土壤飽和流,實現(xiàn)客土穩(wěn)定落坡。它可以延長土壤的濕潤期,同時在土壤失水時保證適當?shù)目紫抖取?/span>
3、高壓風送噴播和壓縮氣噴播都屬于氣力噴播。壓縮氣輸送形式源于水泥噴混施工模式,依靠脈沖氣流推動物料栓塞實現(xiàn)高遠距離輸送。它需要人功率空氣壓縮機、發(fā)電機、水泵等機械配套使用。組合配套的作業(yè)機群運輸調(diào)配較麻煩,機動性差,生產(chǎn)效率較低,應用在生態(tài)恢復領域雖有很大的局限性,但由于設備操作簡單,對物料技術要求較低,在我國應用較普遍。
四、噴播輸送物質(zhì)
1、噴播輸送物質(zhì)的混合種類需根據(jù)立地條件確定。成熟的土壤利于各類植物種子落地生根,實施噴播時需同時噴送纖維覆蓋物和保水劑、粘合劑等少量添加劑;生土則需另外補充礦物質(zhì)營養(yǎng)或添加微生物和有機物質(zhì)促進土壤熟化,才能適應植物生長需要;裸巖和成土母質(zhì)層則需要噴送含有大量的松散顆粒物和有機物的客土重建表層土壤結構,創(chuàng)造植物生存基礎。
2、噴播使用的基質(zhì)材料
(1)土壤改良劑:改良邊坡土質(zhì),對土壤形成團粒結構起到促進作用;促進種子萌芽,有利于根留菌生長。如泥炭土、鋸木屑(谷殼)、維生素生長劑等。
(2)保水劑:由于巖面水分不易滲透,降雨后水分亦蒸發(fā)快,不易于植物種子的發(fā)芽和生長。保水劑的用量為每平方米 12 克。
(3)長效復合肥:將緩釋長效肥,用各種含氮、磷、鉀的肥料按照比例配制而成。
(4)當?shù)赝亮希翰捎寐坊_挖土方的熟土,用碎土機破碎后,人工過篩處理,以控制熟土的粒徑以便于噴播和攪拌均勻。
(5)植物種子:經(jīng)過對當?shù)刂参锶郝淇疾煲院螅x用鄉(xiāng)土植物種如檸條、楊柴、高羊茅、荊條、胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿等物種。
(6)纖維覆蓋物:噴灑在地表后便形成一種均勻的纖維毯狀物,通過自身的交織性固土護坡,起到抑制揚塵、防止水土流失的作用;當植物種子開始生長后,又可逐步降解形成腐殖酸滋養(yǎng)土壤。在坡地運用時還可噴送纖維素進一步增加纖維的交織性。
(7)客土噴播使用的輔助材料:如果該方法用于惡劣環(huán)境的巖石邊坡,如礫石層、軟巖、破碎層及較硬的基巖石等區(qū)域,應該使用鍍鋅鐵絲網(wǎng)固定,并用錨桿打進巖石中,用于掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)并起到的穩(wěn)固邊坡的作用。
(8)酸、堿性調(diào)理劑:中和土壤的酸堿性,如活性鈣等。
五、噴播施工技術
1、噴播技術形式;
2、噴播工程的基本實施程序;
(1)現(xiàn)場調(diào)查:了解宏觀情況,獲得氣候、地貌、地質(zhì)情況的感性認識。
(2)勘察測量:了解具體細節(jié),獲得氣候、地貌、地質(zhì)情況的翔實數(shù)據(jù)。
(3)設計方案:確定施工工藝及工序、使用設備及材料,并擬定工程進度目標等。
(4)坡面調(diào)整:在基礎土方施工后進一步調(diào)整施工坡面和作業(yè)環(huán)境條件。
(5)噴播施工:運送施工機械,根據(jù)方案準確調(diào)配噴送混合物,合理組織、安全施工。
(6)成活期養(yǎng)護:根據(jù)氣候條件及植物種子生長情況采取措施保證植物安全渡過發(fā)育期。
六、噴播技術的特點
1、該技術適用范圍廣,由于采用了覆蓋料、穩(wěn)定劑、改良劑和肥料等材料,它不但能夠在土質(zhì)較好的地段使用,也能夠在地質(zhì)條件惡劣的裸露巖石坡面、荒山、廢棄區(qū)、急需治理區(qū)、嚴重風蝕區(qū)等造林困難的區(qū)域建立良好的植被。
2、施工效率高,每臺設備每天可噴播上萬平方米,可滿足大面積快速綠化的需要。
3、綠化效果好,噴播物能在土壤表面形成一層膜狀結構,防止雨水沖刷、避免種子流失,因此所建立的植被均勻整齊,效果好。
4、機械化操作,所需人工少,成本低。
正是由于噴播技術的上述特點,該項技術迅速在工程施工各領域尤在高速公路護坡及其它裸巖或貧瘠坡地的生態(tài)恢復方面得到了廣的應用,施工工藝也日趨成熟。并且在國內(nèi)科技人員的努力研究下,經(jīng)過對國外先進技術的消化吸收,研制出了一大批可替代進口產(chǎn)品的噴播材料,改變了單一依靠進口噴播材料的局面,為我國節(jié)約了大量的外匯。總之,噴播技術是一種先進的植被建植技術,在我國有廣闊的發(fā)展前景。