輕型屋頂綠化人工基質(zhì)配方的篩選

摘要：選取草炭土和建筑廢料作為基質(zhì)原料，設(shè)置了６個處理，同時選取田園土作為對照，通過對不同配方基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)失水率、植物生長量的測定，結(jié)合永久性萎蔫試驗，對輕型屋頂綠化基質(zhì)進行了研究。結(jié)果表明，９０％草碳土∶１０％碎磚塊的配方適合作為輕型屋頂綠化景天屬植物的基質(zhì)配比。

關(guān)鍵詞：輕型；屋頂綠化；人工基質(zhì)

中圖分類號：Ｓ７３１．５文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）08－1568-04

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｍａｔｒｉｘ ｏｆ Ｓａｖｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｒｏｏｆ Ｇｒｅｅｎｉｎｇ

ＺＨＡＮＧ Ｊｉｅ１，ＬＩ Ｈａｉ－ｙｉｎｇ２，ＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｈｏｎｇ３

（１． Department of Art Design，Ｈｅｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５00９１，Ｃｈｉｎａ；２． Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００１１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｅｎａｎ Ｑｉａｎｈｕｉ Ｒｏｏｆ Ｇｒｅｅｎｉｎｇ Ｃｏ． Ｌｔｄ.， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００１１， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐｅａｔｍｏｓｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ， 6 treatments were set up， ａｎｄ ｒｕｒａｌ ｓｏｉｌ was taken ａｓ ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｌｏｓｓ， ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｇ ｔｅｓｔｓ of ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｗｉｌｔｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ， ｉｔ waｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ９０％ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃａｒｂｏｎ： １０％ ｂｒｏｋｅｎ ｒｏｏｆ ｔｉｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ was ｍｏｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ａｓ ａ ｌｉｇｈｔ ｇｒｅｅｎ Ｓｅｄｕｍ ｐｌａｎｔｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｉｇｈｔ； ｒｏｏｆ ｇｒｅｅｎｉｎｇ； ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｍａｔｒｉｘ

國家發(fā)展規(guī)劃明確“十一五”和“十二五”期間經(jīng)濟增長由粗放式增長模式向節(jié)約型增長模式轉(zhuǎn)變，屋頂綠化是改善生態(tài)環(huán)境、建設(shè)低碳城市的有力措施之一，有著較好的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

屋頂綠化建設(shè)的兩個關(guān)鍵因素是荷載和排水，而這兩者都與屋頂綠化的基質(zhì)有關(guān)。選取草炭土和建筑廢料作為基質(zhì)原料，設(shè)置了６個處理，同時選取田園土作為對照，通過對不同配方基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)失水率、植物生長量的測定，結(jié)合永久性萎蔫試驗，對輕型屋頂綠化基質(zhì)進行了研究［1］，以期開發(fā)一種理化性能穩(wěn)定、原材料來源廣泛、價格低廉、對環(huán)境無污染和便于標準化、規(guī)模化、工廠化生產(chǎn)的輕型屋頂綠化基質(zhì)，從而為創(chuàng)建低成本、低維護、適于大面積推廣的節(jié)約型輕型屋頂綠化模式提供理論依據(jù)和技術(shù)支持［2］。

１材料與方法

１．１試驗材料

１．１．１基質(zhì)材料選擇當?shù)刭Y源豐富、運輸便利、加工容易、價格低廉的兩種添加物作為篩選基質(zhì)基本材料。

１）草本泥炭。草本泥炭松軟，比重輕、密度小、空隙大，吸水性強，富含有機質(zhì)和腐植酸，通氣、保肥水性能良好，已為許多試驗所證實。

２）碎磚塊。利用建筑廢料，其來源豐富、經(jīng)濟、環(huán)保，團粒大小比較均勻，蓄排水能力好，保肥能力適中，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。試驗所選擇的碎磚塊的粒徑為０．８～１．０ ｃｍ。

３）所用基質(zhì)編號及組成見表１。

１．１．２植物材料試驗選用蘚狀景天（Ｓｅｄｕｍ ｐｏｌｙｔｒｉｃｈｏｉｄｅｓ）、六角景天（Ｓｅｄｕｍ ｓｅｘａｎｇｕｌａｒｅ）兩種植物為試驗材料，其特性經(jīng)試驗證明為同環(huán)境下，長勢較為一致；蘚狀景天對缺水較為敏感，六角景天耐旱性較好。

１．２試驗方法

１．２．１基質(zhì)理化性質(zhì)的測定［3］采用常規(guī)測定方法（ＬＹ／Ｔ １２１５－１９９９）測定基質(zhì)的物理性質(zhì)。物理性質(zhì)包括容重、最大持水量、總孔隙度指標；基質(zhì)ｐＨ值采用酸度計法測定（ｐＨｓ－３Ｂ型精密ｐＨ計）；基質(zhì)ＥＣ值采用電導(dǎo)法測定（ＤＤＳ－１１Ａ型電導(dǎo)儀）。

１．２．２基質(zhì)的失水率測定試驗于２００９年９月２８日進行，把蘚狀景天分別裝在盛有不同配方基質(zhì)的Ａ－６０ ｃｍ×５０ ｃｍ大小的塑料盆中，每盆澆水３５０ mL。６ ｈ后稱重，此后不再澆水，每兩天稱重一次，３次重復(fù)。

１．２．３植株生長量的測定在７２孔育苗盤上用不同配方分別扦插六角景天和蘚狀景天，成活３個月后測定植株株高、莖長、枝條數(shù)，每１０天測定一次，３次重復(fù)。

１．２．４永久性萎蔫試驗選取株型大小一致的六角景天和蘚狀景天分別栽植于塑料花盆中，盆中各配方基質(zhì)的深度、松緊一致，每種植物各設(shè)５０盆，考察各配方的最大保水能力。正常生長后于２００９年８月５日一次性澆透水，以后不再澆水，觀察地上部的生長情況，直至完全枯死，對應(yīng)時間即視為各配方上述植物發(fā)生永久性萎蔫的時間。

２結(jié)果與分析

２．１不同基質(zhì)配方對輕型屋頂綠化基質(zhì)理化特性的影響

基質(zhì)的理化性質(zhì)測定結(jié)果如表２所示。

２．１．１容重容重是在自然狀態(tài)下，單位容積基質(zhì)的干物重。容重與基質(zhì)的粒徑、總孔隙度有關(guān)。凡總孔隙度小、比重大，其容重就大。基質(zhì)容重過大，在進行輕型屋頂綠化景天毯的生產(chǎn)時不便于操作，在進行屋頂綠化時也不便于運輸；若基質(zhì)過輕，又缺乏黏結(jié)能力，不易固定根系，最好與其他基質(zhì)配合使用，以防景天毯松散。一般育苗基質(zhì)的容重以０．２～０．８ ｇ／ｃｍ３，既能固定根系，又適于長途運輸，可見配方１～５都適合該條件。

２．１．２孔隙度總孔隙度大的基質(zhì)疏松，通透性良好，有利于植物根系生長，但固定作用較差。孔隙度小的基質(zhì)不利于根系發(fā)育，但孔隙度和顆粒度是密切相關(guān)的，隨著顆粒度的增大，通氣孔隙逐漸上升，持水力逐漸下降［4］。

２．１．３基質(zhì)的持水性一般來說，有機基質(zhì)的持水性能都很好，但也不是越強越好，否則會導(dǎo)致爛根。基質(zhì)的顆粒度對持水性也有影響，大的顆粒比表面積小，持水性較差，而細小的顆粒比表面積大，顆粒之間可以形成毛管，從而保持更多的水分。表１、表２顯示，配方１至對照，其最大持水量呈逐漸降低趨勢。

２．１．4ｐＨ值基質(zhì)的ｐＨ值對植物的影響表現(xiàn)在兩方面，一方面不同景天屬植物對ｐＨ值的要求不同；另一方面，ｐＨ值影響著養(yǎng)分的形態(tài)、有效含量，大量元素在ｐＨ值為６．０時有效含量最大，Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ在５．０～６．０之間、Ｍｏ在６．５～７．０間的有效態(tài)最高，超過７以上時，Ｍｎ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋等將生成氫氧化物沉淀成為無效離子。除非ｐＨ值太高或太低，否則它們一般很少能直接影響植物，特別是對于輕型基質(zhì)育苗來說更是如此，更多情況它是影響?zhàn)B分的有效性。

２．１．5ＥＣ值反映基質(zhì)中原來帶有的可溶性鹽分的多少，將直接影響到營養(yǎng)液的平衡和幼苗生長狀況。根據(jù)一些學(xué)者對土壤鹽漬化程度的劃分，０～２ ｄＳ／ｍ為非鹽漬化土，對植物不產(chǎn)生危害，２～４ｄＳ／ｍ為鹽漬化土，對鹽分敏感的植物會受到影響［5，6］。

２．２不同基質(zhì)配方的失水率比較

圖１分析了６種基質(zhì)配方及對照的失水率情況。詳細分析發(fā)現(xiàn)，停止?jié)菜螅捎诓煌浞降慕M成材料的體積比不同，因而失水率變化較大。澆水后保水能力強弱順序在停止?jié)菜蟮牡冢柑煲来螢榕浞剑常九浞剑矗九浞剑保九浞剑担九浞剑玻九浞剑叮緦φ眨诘冢保疤靹t為配方４＞配方３＞配方１＞配方５＞配方２＞配方６＞對照。

２．３不同基質(zhì)配方對植株生長量的影響

表３顯示了六角景天在不同配方基質(zhì)的生長指標情況，經(jīng)過方差分析表明，各指標不同配方間差異顯著或極顯著，莖長和分枝數(shù)表現(xiàn)尤其明顯。莖長配方３高于對照４１．３％；配方２、配方５、配方６差異不大。分枝數(shù)配方３也高出對照１４．６％；株高表現(xiàn)得不如前兩項指標明顯，可能是由于六角景天長到一定高度就匍匐生長的緣故［7］；冠幅也清楚表明各配方的差異較大。綜合各指標，由植物生長量所測定的各指標顯示配方３＞配方４＞配方１＞配方５＞配方２＞配方６＞對照。

２．４不同基質(zhì)配方對植物永久性萎蔫的影響

由圖２可知各配方基質(zhì)對蘚狀景天和六角景天兩種植物永久性萎蔫的差異顯著或極顯著。配方３、配方４兩種植物的永久性萎蔫天數(shù)始終較其他配方時間長，六角景天的試驗中，配方４稍優(yōu)于配方３，二者分別比對照的時間（２５ ｄ）高出８８．０％和９２．０％；蘚狀景天的試驗中，最優(yōu)的配方３也高出對照６６．７％；而配方１、配方２、配方５、配方６在六角景天的試驗中分別高出對照６８．０％、５２．０％、５６．０％和３６．０％；在蘚狀景天的試驗中分別高出對照５２．４％、３８．１％、４７．６％、２８．６％；配方３和配方４的判別不明顯。兩種植物的永久性萎蔫試驗都可以明顯表明，各配方保水能力強弱依次為配方３、４＞配方１＞配方５＞配方２＞配方６＞對照。

３小結(jié)與討論

試驗所設(shè)計的６種基質(zhì)配方從輕型屋頂綠化方面來考慮均優(yōu)于對照校園雪松林黃土。在育苗過程中從基質(zhì)的ｐＨ值的變化可以看出，為了使基質(zhì)的ｐＨ值和ＥＣ值不至于影響景天扦插穗條的生根，在扦插前一定要將基質(zhì)充分淋洗，一方面是消毒處理的需要，另一方面去除過多的鹽分，從而有利于生根。所有配方的失水率均低于對照；不同體積的基質(zhì)材料配比，可導(dǎo)致基質(zhì)土失水速度隨含水量的變化規(guī)律失去單調(diào)遞減性；具有良好保水性能的基質(zhì)土配方，其失水速度隨含水量的變化規(guī)律一般呈單調(diào)遞減規(guī)律，試驗配方３和配方４的保水性能最好。六角景天和蘚狀景天在各配方的永久性萎蔫的天數(shù)都明顯優(yōu)于對照黃土，其中在六角景天的試驗中配方４略優(yōu)于配方３，在兩種植物的試驗中，配方３、４均居前列。六角景天在不同配方基質(zhì)的生長指標情況，經(jīng)過方差分析表明，各指標不同配方間差異顯著或極顯著，莖長和分枝數(shù)表現(xiàn)尤其明顯。莖長配方３高于對照４１．３％，配方２、５、６差異不大。分枝數(shù)配方３也高出對照１４．６％；株高表現(xiàn)不如前兩項指標明顯，可能是由于六角景天長到一定高度就匍匐生長的緣故；冠幅也清楚表明各配方的差異關(guān)系。綜合各指標，由植物生長量所測定的各指標顯示配方３＞配方４＞配方１＞配方５＞配方２＞配方６＞對照。

輕型屋頂綠化基質(zhì)之間變化最大的是物理性質(zhì)，其次才是化學(xué)性質(zhì)。選擇景天屬植物作為植物材料也是考慮到該類植物的適應(yīng)性、耐貧瘠能力較強等因素［8］。至于基質(zhì)養(yǎng)分的分解時間，分解到什么程度，將進一步研究。

參考文獻：

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［8］ 張杰，胡永紅，劉慶華．一次成型輕型屋頂綠化技術(shù)［Ｊ］．西北林學(xué)院學(xué)報，２００７，２２（１）：１９４－１９６．