全 文 ：22卷 1期 草 业 科 学
Vol.22 , No.1 PRATACULTU RAL SCIENCE 1/2005
香根草研究与应用进展
张国发1 ,姜旭红2 ,崔玉波3
(1.南京农业大学农学院 ,江苏南京 210095;2.苏州香雪绿化有限公司 ,江苏苏州 215105;
3.南京农业大学公共管理学院 ,江苏 南京 210095)
摘要:对香根草 Vetiveria ziz anioioles的植物学特性 、生态适应性 、繁殖技术 、种植管理技术及在农业 、工程 、
环保 、经济等领域的研究与应用状况和发展前景进行了系统总结 , 并且对香根草研究与推广中一些值得注
意的问题进行讨论。
关键词:香根草;水土保持;生物措施;研究与应用
中图分类号:S688.4 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2005)01-0073-06
1 香根草植物学特性及生态适应性
香根草 Vetiveria z izanioioles又叫岩兰草 ,是
多年生禾本科岩兰草属植物 。主要分布在印度 、
斯里兰卡和缅甸等热带和亚热带国家 ,我国广东
也有小面积香根草野生种分布[ 1] 。
香根草根系发达致密 ,粗 1 ～ 2 mm ,深 2 ～ 3
m ,平均抗拉强度 75 ～ 85 MPa ,大大高于假俭草
Eremochloa ophiurodes ,白三叶 Tri fol ium repens
等草类 , 能提高土壤剪切强度 , 起到固土作
用[ 2 ,3] ;茎秆中空坚硬 ,高 1.0 ～ 1.5 m ,抽穗时株
高 1.5 ～ 2.0 m;叶片剑形 ,坚韧光洁 ,宽 0.6 ～ 1.0
cm ,长 70 ～ 100 cm;圆锥花序 ,长 15 ～ 40 cm ,雌雄
同株 ,大多品种不开花或花而不实 ,且无匍匐茎 ,
不会自然扩散蔓延成为杂草[ 2] ;香根草除具有旱
生植物结构 ,还兼有水生植物结构特点 ,其根 、茎 、
叶有发达的通气组织 ,并贯穿一起[ 4] ,这也是其具
有较广生态适应性的主要原因之一。香根草属
C4植物 ,喜光 ,光照不足时株高 、分蘖和单茎干质
量均明显下降[ 5] 。香根草在气温-10 ～ 45 ℃、年
降水量为300 ～ 6 000 mm 的地区均能生长。它是
陆生植物 ,但是耐水淹 ,在完全淹水 5个月后 ,仍
能存活 ,部分淹水条件下 ,分蘖和株高与陆生没有
明显差异 ,而净光合速率强于陆生[ 6] 。香根草属
抗盐植物 ,在抗盐机理上 ,表现出拒盐特性 ,而且
将所吸收的大部分盐分(尤其是 Na+)滞留在根系
内[ 7] 。香根草对强酸(pH 值 3.8)、强碱(pH 值
10.5)或受金属污染的土壤上也有较强的适应能
收稿日期:2003-08-22
作者简介:张国发(1977-),男 ,黑龙江人 ,硕士。主要从事作
物栽培生理 、生态农业研究。
E-mail:zhgf30924@sohu.com
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A soil-free cultivation technique of tall fescue turf
LI Zu-xiang ,XIA Zu-guo
(Jiangsu Poly technic College of Ag riculture and Forest ry , Jurong 212400 ,China)
Abstract:A set of soil-f ree cultivation techniques of tall fescue turf w as summarized on the base of research
and production in the last few years.The corresponding technique index was laid down , providing a theo-
retical basis for the production of soil-free tall fescue turf.
Key words:tall fescue;soil-f ree turf;quali ty cri terion;installation cultivation;technical procedures
73
力[ 8] ,在 pH 值 3.8 ,Al饱和度 68%的强酸性土壤
上香根草可正常生长[ 9] ,当 Al饱和度达到 87%
时仍能长出新叶并维持 3个星期的绿色[ 10] ,种植
香根草可以降低土壤中可交换 Al 含量[ 11] 。
Truong 报道 ,香根草对 Cr ,Ni ,As ,Cd 4种重金属
的忍耐程度分别为 18 ,347 , 72和 48 mg/kg ,而一
般作物对它们的忍耐水平分别只有 0.02 ～ 0.2 ,
10 ～ 30 ,1 ～ 10和 5 ～ 20 mg/kg[ 12] 。
2 香根草育苗技术及香根草篱的建立
中国在 20世纪 50年代就展开了快速繁殖香
根草种苗的试验研究 ,并获得了一些较为成功的
繁殖方法 ,如分蔸繁殖 、茎节插条 、穗秆扦插 、纵剖
茎繁殖法和切顶繁殖法[ 13] 。近年来 ,为了对香根
草进行遗传改良 ,选育出性状更优 、抗性更强的新
品种 ,国内外学者还开展了香根草离体培养研究。
在用香根草基部组织诱导愈伤组织及植株再
生[ 14] ,用嫩叶鞘和试管苗切段进行组织培养[ 15] ,
以及香根草体细胞胚胎发生等方面的研究均获得
了成功[ 16] ,建立了有效的香根草植株再生体系 。
在生产中以分蔸繁殖最为常用 。分蔸繁殖育
苗时常采用平作 、床作或垄作 ,以 3-6 月栽植为
宜 ,最好在阴天定植 。移栽时将分株苗每 20 cm
栽 1丛 ,填土压实 ,使根系与土壤充分接触。栽后
15 d左右即可返青 ,可视天气及土壤情况 ,适当
补充水分和肥料 ,保证分蘖高峰期水肥充足 ,以提
高香根草的分蘖率和生物产量 。翌年春即可出
圃 ,先将茎叶修剪成 20 cm高 ,然后以圆锹类工具
将香根草连根成株掘起 ,清除根部土块后分苗 ,每
丛保留 3 ～ 5个分蘖 ,将根部修剪至 10 ～ 15 cm
长 ,就形成了分株苗[ 17] 。
要达到有效保持水土的目的 ,香根草篱的建
立与维护要注意以下几点:1)沿等高线栽植。等
高种植的香根草篱动土量少 ,符合自然排水 ,径流
逐级通过各层草篱 ,速度减慢 ,并卸下携带的泥
沙 ,一部分水也渗入地下 ,既减少了水土流失又增
加了表层土壤水分含量 , 利于生态系统恢复。
2)草苗的丛距控制在 10 ～ 15 cm ,以保证香根草
篱早日形成。3)定植 1 ～ 2周后应检视各移植
苗 ,如有枯萎应立即补苗 ,以保持草篱的完整性。
4)用香根草篱护坡时 ,需视坡度与土壤质地调整
行距和行数。5)成篱后 ,适时 、适度追肥和修剪能
显著促进香根草株高生长 、分蘖数的增加和生物
量的积累[ 5 , 18] 。
3 在农业上的应用
用香根草生物绿篱保持水土 ,最先在农业领
域得到应用。印度南部卡那塔卡州的农民早就有
在农田四周种香根草的习惯。20 世纪 30 年代 ,
坦桑尼亚一个茶树研究所发现 ,在坡地茶园种植
香根草可以很好地控制水土流失 ,该国成为世界
上最早发现香根草具有良好水土保持功效的国
家。20世纪 50年代 ,新西兰学者 John G reenfield
在斐济甘蔗 Saccharum of f icinarum 坡地进行水
土保持试验研究工作 ,经过近 30年的观测 ,肯定
了香草篱保持水土的功效[ 19] 。我国于 1989 年在
江西 、福建等省进行了小面积试种 ,亦取得了不错
的效果。
具有这一功能的主要原因:1)根系纵深发达 ,
能牢固固持土壤;2)地上部分簇生成丛 ,等高密
植 ,半年多就能形成致密的绿篱 ,成为能有效拦截
地表径流和泥沙的永久“生物坝” ;3)香根草篱有
自动抬升的能力 ,当泥沙淤积而掩盖其基部时 ,地
下的生长点会向上抬升 ,若此时香根草已拔节 ,在
近地面的茎节会长出新根和分蘖 ,使草篱升高 ,这
种随着冲积土壤增多而长高的特性 ,一般人造工程
无法比拟;4)香根草具有很强的适应性和抗逆性。
大量试验表明:香根草带间作模式较梯田有
更好的保持水土功能 ,而且更省工 、作业更方便;
等高种植的香根草篱可以有效减少农田径流量 、
土壤流失量 、养分流失量 ,增加土壤水分含量 ,提
高土壤临界侵蚀量和地表植被覆盖度。盆栽和大
田试验还显示 ,香根草可使土壤 pH 值提高 ,有机
质 、全氮 、速效氮 、钾含量提高 ,总孔隙度增加 ,还
能提高土壤 Fe ,Mn ,Zn ,B , Mo等微量元素的速效
成分和 20种氨基酸的含量[ 11 ,20-28] 。
香根草篱在改善农田小气候 、促进作物增产
方面效果明显 。种植香根草或用香根草覆盖柑桔
Citrus spp.树盘土壤 ,在高温伏旱期能有效降低
柑桔园的气温和土温 ,提高空气湿度和土壤含水
率;在冬季 ,草篱又是果园挡风御寒的天然屏障 ,
能减缓冷空气对流和扩散 ,使果园温度提高 1 ～
3 ℃[ 22] 。值得一提的是 ,香根草 92%的根系分布
在水平半径 20 cm 的范围内[ 29] ,不仅不会与作物
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争水争肥 , 而且还可以提高玉米等作物的产
量[ 30 , 31] 。香根草篱还能有效地降低风速 ,在农田
周围种植可以减少风沙对作物的不良影响[ 32] 。
4 利用香根草固坡护堤
香根草浓密长大的叶子通过蒸腾作用可以减
少土壤水分(即土壤抽吸现象)、提高土壤剪切力 ,
加之其根系良好的力学特性 ,使其成为固坡护堤
的首选材料[ 2] 。
近几年才开始利用香根草稳固边坡 ,但已在
公路 、铁路 、矿山各领域得到广泛应用[ 33-36] 。试
验表明 ,应用香根草对公路坡面进行护坡治理 ,半
年后就能产生明显的效果 , 4年后生物多样性大
幅度增加 ,土壤水分与养分含量都不同程度升高 ,
公路两边的生态环境明显改善 。1999 年江西省
公路局在福建省武夷山区易滑坡路段建立了 1
hm2 的示范区 ,该工程在 2002年荣获中国公路协
会三等奖 。目前 ,这项技术在江西 、浙江 、广东等
省的公路部门得到了应用与推广 ,福建 、江西 2省
的交通部门还分别于 1998年和 2001年发文肯定
和推广这一技术 。2001年春 ,在江苏省泰兴市新
长铁路 DK377+877-DK378+187段的路基边
坡上进行了香根草种植试验。同年 10月通过了
铁路设计和工程部门的鉴定 ,此后 ,江苏 、福建等
地一些铁路工程段也进行了试用。
河流 、水库及泄洪道的边坡因水位随着进水
量而变化 ,使得在高低水位间边坡的护坡工作极
难进行 ,香根草耐旱又耐水浸的特性使其成为此
类边坡防护的最佳材料。香根草篱能有效拦截地
表径流与泥沙 、树枝 、石块等物体 ,同时延迟雨水
流入河川 ,使其能渗入土中 ,提高地下水位。
5 在环境治理上的应用
开采矿藏给人类带来了巨大财富 ,但是采矿
过程及尾矿带来了生态景观遭破坏 、土壤结构变
差 、养分水分缺乏 、生物多样性锐减 、金属污染等
诸多生态环境问题[ 37] 。据报道 , 20世纪 90年代
以来 ,我国矿山废弃地生态恢复率仅 8.75%[ 38] 。
因此 ,为加速矿地的生态恢复 ,开展人工修复是十
分必要的。香根草所具备的广泛土壤适应性 、对
大多数污染元素的高度耐性与强吸收力(如 Cd
浓度仅为 0.33 mg/kg 的土壤上 ,能吸收 Cd 218
g/hm2[ 39]),使得香根草成为矿地生态环境治理
的理想材料。
不同类型的矿山试验都表明 ,香根草能有效
提高矿山植被覆盖率 ,改善矿区生态环境[ 40-42] 。
龙健等在铅锌矿区的试验[ 43] 、夏汉平在油页岩矿
渣土的试验[ 44] 证实了香根草在矿山治理上作用
的同时 ,还深入研究了香根草不同器官对Zn ,Cu ,
Pb ,Cd等金属的吸收特性 。姜必亮 、夏汉平等还
发现香根草对垃圾填埋场渗滤液有较强的耐性 ,
对其中 N , P , Cl的吸收率较高 ,对渗滤液污染的
土壤和污水有较好的净化修复能力[ 45-47] 。夏汉
平等将香根草种在尾矿和垃圾组成的混合基质
上 ,发现香根草根系对 Zn , Cu , Pb 3 种重金属滞
留率均在 50%以上 ,尾矿植被恢复的更快 ,而且
能使垃圾资源得到充分合理的利用 ,防止重金属
的二次污染或生物富集 ,基于此结果 ,提出了添加
一定量的垃圾(25%～ 50%)治理尾矿的新思
路[ 48] 。
随着我国人口的增长和社会经济的发展 , 淡
水资源氮磷污染和富营养化问题越来越突出 。通
常改善富营养化水体的途径有 2 种:一是控制营
养物质(N 和 P)和有机污染物向水体输入 ,一是
采取措施把这些物质从水体中去除 。香根草庞大
的根系可快速吸收 N和 P 肥 ,而这 2 类元素正是
造成河川富营养化的主要原因 。香根草的生物量
高达 750 t/hm2 , 若按其 N 和 P 含量分别为
0.15%～ 0.18%和 0.06%～ 0.08%推算 ,理论上
这种植物去除 N 和 P 的量可分别达 1 125 ～
1 350和 450 ～ 600 kg/hm2 。郑春荣等用浮岛法将
香根草分别种在自来水 、池塘水和受生活污水污
染的河水上 , 3 ～ 4 周后 ,后 2 种水体感官明显改
善 ,透明度提高 ,总 P 去除率达 97%,总 N去除率
达 70%[ 49] 。司友斌 、马立珊和 Summerfelt 用类
似方法也证实香根草对富营养化水体中的N 和P
等具有明显的去除效果 ,能显著改善富营养化水
体的水质 ,并认为浮床香根草技术是一种潜在的
净化富营养水体的方法[ 50-52] 。
人工湿地作为废水处理的一种设施 ,可以不
同程度地去除废水中的悬浮物 ,有机物 , N , P 和
重金属等 ,并具有建造和运行费用低 、维护简单 、
耐污染负荷以及景观美化等优点。香根草人工湿
地对 NH3-N , S -PO43- , 废水 TN 和 TP 效果明
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显[ 53] ,而且 ,香根草人工湿地抗有机负荷冲击能
力强 ,对 COD(化学需氧量)、BOD(生物需氧量)
有较稳定的去除效果 ,废水在人工湿地停留 1 ～ 2
d ,COD和 BOD去除率都可达 50%以上[ 54] 。试
验还发现 , 香根草不仅可去除污水中的 NH3-N ,
COD和 BOD ,还可以去除炼油废水中的油类物
质[ 55] 。
6 香根草的其它用途
香根草根系富含岩兰草醇 ,经蒸馏得到的香
根油定香力强 ,可用来调合皂用香精和化妆品香
料。现已测出香根草油总醇含量达 50%,含 60
多个组分[ 56] 。1957年华侨朱平能将香根草从印
尼引入广东湛江试种 ,一年后 ,收获干根 3 t/hm2
以上 ,高压蒸馏出油率达 2.0%,经济效益可观。
现在海南和福建两省均有农民种植香根草 ,销售
给香料厂提炼香油[ 57] 。
香根草叶片狭长柔韧 ,用其编织的工艺品精
巧美观 ,而且耐用 。在这方面 ,泰国走在世界前
列 ,并已形成一套完整的技术体系。在我国大别
山区实施《中国香根草与复合农林业技术项目》 ,
并已生产出少量产品试销 ,如果能够成功 ,将会带
来不错的经济效益和社会效益 。
香根草嫩叶的粗蛋白含量高达 7%,可用做
牧草和淡水养殖的饲料。老叶和茎可作干草粉 ,
也可以作为食用菌的培养料 ,这项技术在 1991年
被国家科学技术委员会列为国家级 12 个重点星
火项目之一[ 58] 。
7 结束语
国内外对香根草的理论研究和实践应用已经
取得了一定成就 ,并在不断深化之中 ,香根草在农
业 、工程 、环保以及经济等领域广阔的应用前景已
得到世人的认可 。在不断巩固和发展现有成果的
基础上 ,还应关注以下问题。
1)香根草在农业 、工程及环境治理上良好的
生态效应已勿庸置疑 ,但因其不能给种植者带来
直接的经济效益 ,农民种植的积极性并不高 ,阻碍
了香根草的推广速度。因此 ,笔者认为在以后的
研究及推广中应侧重于香根草的经济效益 ,建议:
建立香根草与经济作物组成的混合篱;加强香根
草的深加工研究 ,解决其“去路”问题 ,形成以香根
草为主链的 、兼顾经济和生态双重效益的 、可持续
的良性循环。如利用其茎叶编织工艺品 、造纸 、培
养食用菌 、加工无土栽培基质等 。2)利用香根草
篱取代传统的“硬措施”来固坡护堤 ,其经济效益
和生态效益显而易见。但是 ,利用香根草固坡毕
竟是一门新兴技术 ,在应用时一定要本着科学严
谨的态度 ,慎重行事 ,积极组织工程 、生态 、农学 、
土壤 、水利多学科专家协作 ,在深入调查研究当地
气候 、水文 、土壤 、生态条件基础上 ,科学设计 、合
理施工 ,确保工程质量 。工程完工后还应进行跟
踪调查 ,这样才能更好地推动香根草在工程上的
应用 。3)用香根草改造受重金属污染的矿山和填
充地 ,应禁止在改造地上放牧 ,如有必要也可采取
措施将改造地隔离 ,以避免因动物取食 ,使有害金
属进入食物链 ,危害动物和人类健康。收割后 ,要
将香根草运出污染地 ,在其它地点做安全处理 ,防
止重金属从污染地扩散。
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The research and appl ication progress of Vetiveria zizanioioles
ZHANG Guo-fa1 , JIANG Xu-hong2 , CUI Yu-bo3
(1.College of Agronomy , Nanjing Ag ricultural University , Nanjing 210095 ,China;
2.Suzhou Xiangxue afforesting Co., Ltd , Suzhou 215105 ,China;
3.College of Public Administration , Nanjing Ag ricultural University , Nanjing 210095 ,China)
Abstract:The biological characteristics , ecological adaptation , reproduction techniques , seeding and man-
agement techniques of Vetiveria zizanioioles , as well as it s research and application situation and develop-
ment prospects in agriculture , engineering , environment protect ion and economy w ere sy stematically sum-
marized.Some problems in i ts research and extension were also discussed.
Key words:Vetiveria zizanioioles;soil and w ater conservation;biological measure;research and application
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PRATACULT URAL SCIENCE(Vol.22 , No.1) 1/ 2005