北方野生葛藤的繁育及工程應用研究

姜玉俊，侯立衛(wèi)，李曉光，鄭娜，方永浩

（1.唐山宏偉城基生態(tài)建設有限公司，河北 唐山 063000；2.唐山市陡河帶狀公園，河北 唐山 063000）

0 引言

葛藤[Pueraria lobata（willd.）Ohwi]，又叫野葛、葛條等。北方野生葛藤，是一種豆科蝶形花亞科葛屬多年生的半木本落葉藤蔓類植物。野葛性喜溫暖濕潤氣候，喜生于陽光充足的陽坡，適應性強，且耐寒、抗旱、耐瘠薄[1]。對土壤要求不嚴，全國各地均有分布，但有南北氣候及地域性適應的差異。黃河以南地區(qū)的野葛及人工培育葛藤引入北方栽培冬季均無法成活，全株凍死。北方野葛適應性更強、耐寒性及抗旱性也更強。近年來，北方地區(qū)正逐年加大對各種礦山開采后山體、尾礦壩、自然裸露巖體及其他生態(tài)環(huán)境破壞嚴重的邊坡區(qū)域的恢復治理力度。圖1 為葛藤。

圖1 葛藤

在近年的相關(guān)工程建設中，筆者嘗試性引入葛藤并進行相關(guān)追蹤研究，從引種繁育到工程建設中栽培應用。通過多年的實踐性研究發(fā)現(xiàn)，北方野生葛藤在山體環(huán)境恢復治理工程中表現(xiàn)良好，特別是在高陡邊坡（無法進行客土噴播）種植葛藤進行坡面的生態(tài)覆蓋是非常優(yōu)良的治理措施，不僅生態(tài)環(huán)境恢復效果顯著，且工程成本低，有著非常好的推廣前景。

1 野葛的繁育

1.1 引種繁育的材料與方法

1.1.1 時間、地點

本引種繁育試驗于2020 年3 月開始在公司自有苗圃基地（前期引種繁育基地）及古冶區(qū)趙各莊某國有礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理工程工地（后期工程應用實踐基地）進行。唐山市位于河北省東部，氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懠撅L性氣候。全年日照2600～2900h，年平均氣溫12.5℃。無霜期180～190d，常年降水500～700mm，降霜日數(shù)年平均10d 左右（以上為2017 年網(wǎng)上數(shù)據(jù)記載）。

1.1.2 引種繁育材料的選取

扦插所用插穗于2020 年3 月初采自唐山市遵化地區(qū)山上春季發(fā)芽前野生葛藤。插穗的選取是決定扦插成活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和首要環(huán)節(jié)。選取藤徑0.5cm 以上、生長健壯、無病蟲害及機械損傷且充分木質(zhì)化的一二年生葛藤藤條作為插穗。插穗長10～15cm，需保留2～3 個芽節(jié)，芽節(jié)下端留6～7cm、上端留3～4cm。剪取時須用鋒利的枝剪剪斷，刀口要平滑。插穗上切口剪成平口，下切口剪成約45°的斜切口。剪取過程中，上端剪口及時進行封蠟，且要不時給插穗灑水濕潤，以防止插穗內(nèi)水分散失。同時要用甲基托布津或多菌靈等1000 倍稀釋液浸泡芽節(jié)5min 進行消毒處理。

1.1.3 基質(zhì)準備

本次擬采用4 種不同基質(zhì)進行扦插繁育試驗，分別為：苗圃地普通園土、草炭土、普通園土+草炭土（按體積比1:2 的比例拌勻）、中粗河砂。先將基質(zhì)土噴灑消毒液進行消毒處理，然后將處理好的基質(zhì)土裝入穴盤中，再用噴壺噴灑淋濕淋透。

1.1.4 插穗扦插

為保證成活率，插穗在扦插入土前需進行蘸根處理，將生根粉配置成200～500mg/L 溶液，將插條在溶液中浸蘸60s 后再扦插入土。將處理好的插穗下端斜插到穴盤中，注意芽節(jié)要朝上，基質(zhì)內(nèi)插入一個芽節(jié)。

1.1.5 插后管理

扦插完畢后，表面覆蓋1cm 厚的草炭土，以保持穴盤土濕度。為便于更好地區(qū)分，要在插好的穴盤上貼上標簽做好標記。后期視天氣情況和基質(zhì)土的濕度進行澆水。晴天時，每天上午10 點左右噴水，雨天時隔一天澆一次水。扦插后每10d 觀察一次插穗的生根及芽節(jié)萌發(fā)情況，并做好統(tǒng)計記錄，30d 后統(tǒng)計此次扦插繁育的成活率。期間除保持基質(zhì)土的濕度外，也要注意通風及光照，如有雜草生出要及時拔除，給與細致地管養(yǎng)。

1.1.6 定植移栽

當日平均氣溫穩(wěn)定升至15℃以上時，逐步開始練苗。將溫室放置扦插穴盤區(qū)域周圍的風口逐步打開，開始放風降溫，并逐步減少澆水量，在不萎蔫的情況下盡量減少澆水。使其定植后能夠迅速適應室外不良環(huán)境條件，縮短緩苗時間，增強對低溫、大風等的抵抗能力。注意溫度降低要逐步進行，不可突然降低過多，以免引起幼苗受傷。

練苗10d 后，選擇陰天或小雨天氣時將穴盤內(nèi)插穗移栽定植到室外地里，并給與正常的養(yǎng)護管理。定植時注意區(qū)分不同基質(zhì)土的插穗分開區(qū)域，以便于觀察后期成活率。

1.1.7 統(tǒng)計分析

將多次觀察所得記錄結(jié)果進行分析，可采用Excel等專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的處理和分析。

1.2 結(jié)果與分析

1.2.1 不同基質(zhì)土對北方野生葛藤扦插生根率的影響

不同基質(zhì)中北方野生葛藤扦插的生根率如表1 所示，草炭土生根率最高（87%），比對照普通園土（74%）高出13 個百分點；其次是中粗河砂（83%），比對照普通園土（74%）高出9 個百分點；草炭土+普通園土的生根率（79%）比對照普通園土高出5 個百分點。

表1 不同基質(zhì)中北方野生葛藤扦插的生根率

結(jié)果表明：不同基質(zhì)土對扦插生根率是有著不同影響的，即扦插所用的基質(zhì)土越疏松，插穗生根率越高，基質(zhì)為草炭土、草炭土+普通園土、中粗河砂的生根率都高于土質(zhì)疏松性差的普通園土。

1.2.2 不同基質(zhì)扦插苗定植后成活率及長勢

不同基質(zhì)扦插苗定植后成活率及長勢情況如表2所示，草炭土插穗成活率最高（94%），比對照普通園土（83%）高出11 個百分點；其次是中粗河砂基質(zhì)（91%），比對照普通園土（83%）高出8 個百分點；草炭土+普通園土的成活率（86%）比對照照普通園土高出3 個百分點。

表2 不同基質(zhì)扦插苗定植后成活率及長勢情況

但是從后期長勢情況來看，中粗河砂基質(zhì)扦插苗呈現(xiàn)減弱趨勢。這也與陳培燕等[2]的《不同基質(zhì)對葛藤扦插繁殖成苗的影響》中所得試驗結(jié)論相符：前期生長的營養(yǎng)主要來自葛藤插穗內(nèi)上一年積累的營養(yǎng)，同時基質(zhì)內(nèi)的營養(yǎng)也在起作用，因此植株生長較快。后期由于插穗內(nèi)的營養(yǎng)通過上一階段的釋放逐漸減少，此時植株的營養(yǎng)主要來自基質(zhì)釋放的營養(yǎng)及植株的光合作用。因此基質(zhì)對株高的影響是明顯的，即基質(zhì)越疏松其植株生長越快，幼苗素質(zhì)越好。

1.3 小結(jié)

通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同扦插基質(zhì)土對于前期插穗的生根率、定植后的成活率及后期插穗的長勢情況是有著顯著的影響作用的，扦插基質(zhì)土越疏松前期插穗的生根率越高；扦插基質(zhì)土越疏松，定植后的成活率及后期長勢情況越好。

另外，在工程應用實踐中發(fā)現(xiàn)，壓條繁殖在條件允許時是一種更優(yōu)的繁育方法，不僅操作簡單，而且速度快、成活率高、最重要的是成本低。具體方法是：在夏季葛藤生長繁茂時，選取健壯、無病蟲害、且略顯木質(zhì)化的當年生藤條，每隔1～2 節(jié)處，將節(jié)下的土翻松，將藤蔓理順，把節(jié)埋入土中，葉柄葉片露出地面[3]。期間，要視土壤濕度決定是否需要澆水。壓條生根后給與正常的管養(yǎng)即可，待次年早春葛藤萌發(fā)之前，將其剪成單株挖起移栽即可，成活率可達90%以上。

2 葛藤的應用歷史

2.1 古人對葛的應用記載

葛原產(chǎn)于中國。中國有著5000 年的文明史，其中有關(guān)葛文化的記載至少有2500 年?！对娊?jīng)》我國最早的一部詩歌總集，記錄了西周初年至春秋中葉（公元前11世紀至前6 世紀）的詩歌，其中已經(jīng)有關(guān)于葛的記載。葛在古代已經(jīng)廣為種植，應用亦廣：可做服飾和鞋履、亦可造紙、編繩、治病和釀酒，荒年還可充饑。古代醫(yī)藥學名著《神農(nóng)本草經(jīng)》及16 世紀中葉李時珍編著的《本草綱目》中就已有利用葛根治病的記載。

2.2 近現(xiàn)代對葛的開發(fā)利用

近代，我國對葛的開發(fā)利用主要集中在食品開發(fā)（以葛根系列保健食品為主）、工業(yè)開發(fā)（以造船修船業(yè)、造紙業(yè)、制作沙發(fā)、編織成優(yōu)美的地毯及掛毯等為主）、畜牧養(yǎng)殖業(yè)（葛葉生長速度快、產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富，對大多數(shù)牲畜都具有較好的適口性，牲畜增重快）等。

3 葛藤的工程應用

隨著我國近現(xiàn)代工業(yè)及經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶來的生態(tài)環(huán)境的破壞也日益嚴重，如西北部地區(qū)大面積土壤退化沙化、黃土高原地區(qū)水土流失、中東部礦山開采造成的植被破壞巖石松動裸露及尾礦壩、南部地區(qū)林木過度砍伐造成的泥石流、以及近年橫行大半個中國的霧霾等。近年來，中央及各級政府正逐年加大治理力度，力爭恢復青山綠水和藍天白云綠草地的美好生態(tài)環(huán)境。

經(jīng)過多年的探索及研究，人們發(fā)現(xiàn)了葛藤的生態(tài)環(huán)保價值：園林綠化、水土保持、石漠化治理、土壤改良、滯塵降噪等。

3.1 園林綠化

通過將葛藤和園林綠化中其他常用藤本植物相比，如紫藤、薔薇、藤本月季、凌霄、常春藤、葉子花、金銀花、牽牛花、鐵線蓮等，無論是從觀花、觀葉、還是觀果、觀枝干、觀色彩等各方面，均無法相提并論，其觀賞價值并不高，因此個人認為在城市中心園林綠化中應用價值并不高，北方城市園林綠化中應用并不多見。但是可用在市區(qū)外道路邊坡綠化、工礦廠區(qū)綠化等方面。

3.2 其他方面

3.2.1 土壤改良

葛藤作為豆科植物的一種，固氮能力強大。其莖葉中均含有大量的植物生長所需的營養(yǎng)成分，如鮮葉中含氮0.67%、磷0.14%、鉀0.93%、其他有機物約20%，其每年豐厚的枯枝落葉能為瘠薄的土壤提供大量有機質(zhì)；且葛藤的垂直及水平根系都很發(fā)達（種植后2～3 年根系可深入地下3m），根瘤豐富可固氮形成根瘤菌。種植葛藤后，土壤中的有機質(zhì)和氮素肥料大量增加，實驗數(shù)據(jù)表明，種植3 年后土壤中氮的含量明顯增加，從而有效改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力，是優(yōu)質(zhì)的天然綠肥。

3.2.2 水土保持

葛藤既能依靠纏繞攀援他物向上生長，還能自行匍匐地面生長。其根系發(fā)達側(cè)生根豐富，能深入地下吸收土壤深層的水分，且側(cè)生根縱橫交錯穿插在土壤中，能牢牢固結(jié)住土體涵養(yǎng)水源；在其匍匐生長的莖節(jié)下面還會產(chǎn)生大量不定根，且其枯枝落葉量大，能在地表形成一層厚厚的地被覆蓋物，這些都能有效地降低雨水地表徑流造成的土壤沖刷和表層土流失。據(jù)記載，美國于1927 年從日本引種葛藤來治理水土流失；1948 年葉培忠教授將我國天水葛藤引種到美國試種，成功將赤裸的不毛之地改良為肥美的牧場。所以，葛藤被譽為水土保持的先鋒植物。

3.2.3 滯塵降噪、吸熱降溫

據(jù)第一年苗圃地扦插育苗中測得葉片大小數(shù)據(jù)記錄（4 月份扦插苗定植后，8 月初測得的葉片尺寸；隨機摘取5 個葉片），如表3 所示。

表3 葛藤葉面積取樣

通過數(shù)據(jù)可知，葛藤葉片寬大，枝葉茂密，葉面和莖皮表面密生棕色堅硬的絨毛，具有黏結(jié)吸附作用，可以黏結(jié)沙土、灰塵，并吸附空氣中的水分[4]，尤其適宜于粉塵大的廠礦如水泥廠和公路邊[5]。用作垂直綠化時，其茂密、厚實的枝葉還可以起到隔音降噪、吸熱降溫的效果。

3.3 應用實踐

2020 年，唐山宏偉城基生態(tài)建設有限公司承接到一項山體環(huán)境恢復治理工程，即唐山市古冶區(qū)趙各莊某國有礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理建設工程。該礦區(qū)位于唐山市古冶區(qū)趙各莊西，始建于1987 年，1990 年建成投產(chǎn)，開采方式為露天開采，生產(chǎn)規(guī)模為200 萬t/年，開采礦種為制堿用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r、建筑石料用灰?guī)r。經(jīng)過多年的開采，山體滿目瘡痍，塵土飛揚。2018 年政府要求對裸露邊坡開展地質(zhì)環(huán)境恢復治理工作，綠化覆蓋率達到100%。本次邊坡治理中邊坡坡頂最大標高約+193m，各個層級臺階最大高差約30m，大部分邊坡坡度在55°～75°，個別坡度最大達到90°左右，坡面巖石較破碎，基巖風化較明顯，個別坡面有落石、崩塌、滑坡現(xiàn)象[6]。

根據(jù)基巖穩(wěn)定性、坡度、表面平整度、邊坡高度等情況，分別采用：直接噴播、掛網(wǎng)噴播、土工格室、坡腳堆生態(tài)袋、飄臺工程、修建擋墻（擋墻內(nèi)覆土綠化）等不同的治理方式。

筆者在飄臺工程中試驗性地種植了野葛。飄臺工程是在山體坡度大于75°且表面較為光滑的上部坡面施作鋼筋混凝土種植槽，然后在槽內(nèi)回填種植土種植小型藤本植物。工程原設計為爬山虎，我們在實際施工中經(jīng)過建設單位同意試驗性地加入部分葛藤。回填的種植土以有機質(zhì)含量高的土為主并摻入有機肥、草炭土等拌和而成，以保證苗木后期生長所需營養(yǎng)。覆土厚度約0.5～0.8m，葛藤栽植間距為0.2～0.3m。在高陡邊坡下部坡面的坑洼處施作魚鱗坑，坑內(nèi)回填種植土并種植小型藤本植物。在高陡邊坡的坡腳處先砌筑擋土墻，并于擋墻內(nèi)回填種植土種植小型藤本植物[7]。

此次共種植葛藤1120 余株，均為苗圃內(nèi)自行扦插繁育的定植苗。栽植前2～3d 提前澆水，栽植當天由人工起苗裝入黑色營養(yǎng)杯內(nèi)，覆蓋遮陰運至工程現(xiàn)場，并于當天全部栽植完畢，本次栽植時間為2020 年5 月7 日。

施工完成后工程進入養(yǎng)護管理階段。因地處巖石坡面上方，植物生長所需水分供應是關(guān)鍵性問題。為保證養(yǎng)護管理便利及節(jié)水，工程采用滴灌系統(tǒng)，且所需肥料采用液體肥隨澆水定期施用。在苗木種植后初期兩個月內(nèi)每半月施用一次復合肥，之后每月施用一次。第二年后只需依靠其自身條件及自然降水即可實現(xiàn)自然生長。

后期生長情況記錄如表4 所示（于栽植后3 次隨機取樣5 個區(qū)域）。

表4 生長情況

至當年冬季12 月，最長莖條長達十余米。通過在坡腳、坡頂?shù)炔煌课环N植后，形成坡腳處向上攀爬、坡頂處向下攀爬的效果。邊坡坡面高度在20m 以內(nèi)的基本一年內(nèi)即可達到完全覆蓋的效果。由于葛藤的深根性，2～3 年后其發(fā)達的根系即可深入巖石縫隙中，牢牢鎖定松散的巖石表面，極大的降低了滑坡、泥石流等自然災害及隱患。且其茂密的枝葉能有效吸附礦區(qū)生產(chǎn)產(chǎn)生的揚塵、噪音等，有效改善了礦區(qū)及周邊地區(qū)的自然環(huán)境，更改善了當?shù)刂苓吘用竦木幼∩瞽h(huán)境，取得了極大的社會效益。本次葛藤的試驗性種植取得的效果也得到了建設單位的一致性認可，并決定將在后續(xù)的工程中大力推廣應用[8]。

4 結(jié)語

通過本次工程試驗性種植取得的預期效果可見，北方野生葛藤不但生長速度快、葉面積大郁閉度高、耐寒、耐旱、病蟲害少，而且適應性強、耐粗放式管理，最重要的是工程應用中成本低廉?？蓮V泛應用于水土保持、土壤結(jié)構(gòu)改良、滯塵降噪及吸熱降溫、礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理、垃圾處理場環(huán)境恢復治理、西部生態(tài)建設及荒漠化治理等工程建設的諸方面，不僅有著極大的生態(tài)效益和社會效益，從發(fā)展的角度看更有著深遠的戰(zhàn)略意義和重大的現(xiàn)實意義。

基于葛藤強大的適應能力和繁殖擴張能力，其也具有強大的侵蝕性。1930 年美國作為藥材從日本大量引進葛藤，然而到了美國后葛藤遇到更適宜的生態(tài)環(huán)境便開始大量滋生，以至于對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。所以我們在應用的同時也要辯證地進行防范，以免破壞當?shù)厣鷳B(tài)平衡。