溫度和水分脅迫對不同基質上屋頂綠化植物生長特性的影響

李伊娜,趙雅瓊,閆潔,陶玲

(蘭州交通大學,甘肅 蘭州 730070)

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溫度和水分脅迫對不同基質上屋頂綠化植物生長特性的影響

李伊娜,趙雅瓊,閆潔,陶玲

(蘭州交通大學,甘肅 蘭州 730070)

摘要：對不同基質上生長的早熟禾、黑麥草、高羊茅進行了脅迫試驗,通過觀察植物的形態及生長特性,篩選出適合于蘭州地區屋頂綠化種植的植物高羊茅和黑麥草,得出了泥炭土、松樹皮、珍珠巖的混合而成的固體基質較適合這類草種生長的結論,為在蘭州地區推廣的屋頂綠化植物提供依據。

關鍵詞：脅迫試驗;溫度;水分;屋頂綠化

1引言

屋頂綠化對建筑可起隔熱作用,也能為建筑節能、改善室內環境并蓄積雨水[1],屋頂綠化的優點主要表現在提高綠化覆蓋率減輕城市污染。國際生態和環境組織調查指出要使城市獲得最佳環境,人均占有綠地面積需達到60 m2以上。我國綠化覆蓋率一般要求達到30 %,最好是50 %,目前大多數城市非但沒有達到這個要求,綠化覆蓋率還有下降的跡象。屋頂花園使綠化向空間發展,為提高綠化覆蓋率提供了一條新的途徑,也為減輕城市污染起到了相當大的作用。據估算,如果大城市1 %的建筑物建成屋頂花園,則城市大氣中二氧化碳和硫化物可減少一半[2]。

目前,屋頂綠化主要研究工作一直集中在屋頂荷載力、排水和輕質材料的選擇上,而植物的選擇在近幾年才有所涉及[3]。城市中心屋頂種植環境惡劣,風速比地面大,水分蒸發快,土溫、氣溫變化較大,對植物生長不利。因此,選擇新的適于大面積屋頂綠化的植物迫在眉捷。通過干旱和高溫脅迫試驗,確定早熟禾、黑麥草和高羊茅在不同基質上的抗旱性和耐受高溫的性能,為選擇低成本、適于在蘭州地區大面積推廣的屋頂綠化植物提供依據。

2實驗材料與方法

2.1實驗材料

選用早熟禾(Poaannua)、黑麥草(Ryegrasslolium)、高羊茅(Festucaaruidinatea)三種草種的健壯植株作為試驗用草。將泥炭土、松樹皮、珍珠巖、園藝蛭石粉、細沙這些固體基質按一定比例混合,作為試驗用基質。方案A選用泥炭土、松樹皮和珍珠巖做為基質,方案B選項用泥炭土、園藝蛭石粉和細沙做為基質。每種方案分別設置9種體積配置處理(表1)。

2.2實驗方法

試驗于2006年在蘭州交通大學環境與市政工程學院環境生態研究所內進行。選取生長一致的健壯植株,定植于10 cm的塑料盆中,每個處理所用基質配比不相同。分別對不同基質處理下的植物進行形體觀測。試驗設3次重復[1]。

表1　用于屋頂綠化的固體基質配比方案

干旱脅迫實驗:植株恢復生長3個星期后一次性澆足水,灌水第2 d取樣測定做對照,此后對植株進行斷水處理,開始抗旱性測試。干旱半致死時間是以植株地上部死亡為標準,植物自干旱脅迫處理時至1/2數量植株死亡時所需的時間。

高溫脅迫實驗:將植株放置于光照培養箱里,箱內相對濕度保持在80 %～90 %,分別在30(對照)、35、40、45、50 ℃條件下連續培養,每個水平處理3 d。第3 d進行取樣測定,提高溫度時緩沖時間為1 d,同時對每種植物澆等量的水。

3結果與分析

3.1水分脅迫對植物生長的影響

通過干旱脅迫試驗,各植株在不同基質配比的形態和干旱半致死時間,見表2～表4。

3.2溫度脅迫的試驗結果

通過高溫脅迫,進一步考察所選草種的耐受高溫的特性。試驗結果如表5～表7所示。

在脅迫處理的10 d內,隨著干旱時間的延長,兩種方案基質上生長的早熟禾,黑麥草,高羊茅的萎蔫癥狀逐漸加重,不同配比之間的干旱半致死時間差距不大,且半致死時間相對較長。其中,供試植物的抗旱性從高到低依次為:高羊茅、黑麥草、早熟禾。同時可以看出,在方案A上生長的植株半干旱致死時間要長于方案B上的,8號的最長。因此,方案A栽培的草種抗旱性較好。當然,兩種方案下基質配比早熟禾都具有一定的抗旱優勢,適合于大多數干旱地區屋頂綠化的植物要求。

同時按不同固體基質方案配比栽種同一種植物,泥炭土、松樹皮、珍珠巖組合上生長的植株要比泥炭土、園藝蛭石粉、細沙這一組合的半干旱致死時間長,植株抗旱性較好(表5～表7)。

表2干旱脅迫對各方案基質配比早熟禾(Poaannua)生長狀況的影響

處理號方案A方案B半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態18嚴重萎蔫6嚴重萎蔫27嚴重萎蔫8中度萎蔫39中度萎蔫,葉梢發黃7葉片干枯47葉片干枯9中度萎蔫,葉梢發黃58中度萎蔫,葉梢發黃7中度萎蔫,老葉梢發黃67中度萎蔫,老葉梢發黃8嚴重萎蔫78葉片干枯8葉片干枯89中度萎蔫7中度萎蔫97中度萎蔫5中度萎蔫

表3干旱脅迫對各方案基質配比黑麥草(ryegrassLolium)生長狀況的影響

處理號方案A方案B半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態19嚴重萎蔫8葉子卷曲,葉梢干黃28中度萎蔫,葉子卷曲8嚴重萎蔫39中度萎蔫,葉梢干黃6葉子卷曲,葉梢干黃48葉片枯梢7嚴重萎蔫57中度萎蔫,葉梢干黃7萎蔫,葉梢干黃69葉梢干黃8中度萎蔫79中度萎蔫7嚴重萎蔫810嚴重萎蔫9葉梢干黃98萎蔫,葉梢干黃7嚴重萎蔫

表4干旱脅迫對各方案基質配比高羊茅(Festucaaruidinateaschreb)生長狀況的影響

處理號方案A方案B半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態半致死時間/d脅迫處理10d的植株形態19嚴重萎蔫8葉子卷曲,葉梢干黃211中度萎蔫,葉子卷曲9嚴重萎蔫310中度萎蔫,葉梢干黃8葉子卷曲,葉梢干黃49葉片枯梢9嚴重萎蔫510中度萎蔫,葉梢干黃9萎蔫,葉梢干黃610葉梢干黃8中度萎蔫79中度萎蔫8嚴重萎蔫811嚴重萎蔫10葉梢干黃910萎蔫,葉梢干黃9嚴重萎蔫

表5　早熟禾(Poa annua L.)高溫脅迫試驗結果

表6　黑麥草(ryegrass Lolium)高溫脅迫試驗結果

隨著處理時間的延長,葉片枯萎程度加重。各栽種植物抗濕熱的能力依次為:高羊茅>黑麥草>早熟禾。方案A 上生長的植株到44 ℃時枯萎致死。而方案B上的在41 ℃時就已經有大半死亡了(表5)。表6和表7所顯示的結果都表明在泥炭土、松樹皮、珍珠巖混合的各種基質配方上生長的草種更加能夠抵擋濕熱高溫的氣候。并且無論何種基質配比,植株在35 ℃時均未出現枯萎的癥狀。方案A配比種植的各種草種相比方案B而言,耐受濕熱的能力較強一些。

以上各項試驗結果表明,高羊茅,黑麥草兩種草種其抗干旱和濕熱的能力較強,在具體工程實施過程中可以考慮選用其中一種或兩種混播。同時,方案A配比的基質其容重較輕,所以由干旱脅迫及高溫脅迫試驗結果試表明選擇方案A作為蘭州地區屋頂綠化的輕量基質較為合理。

4結語

干早脅迫對植物外觀形態與干早半致死時間的影響從表5～表7可以看出,三種植物的抗旱性都較好。其中,高羊茅最好。 同時,在方案A上生長的植株半干旱致死時間要長于方案B上的。因此,方案A栽培的草種抗旱性較好。

高溫脅迫試驗表明:隨著處理時間的延長,葉片枯萎程度加重;無論何種基質配比,植株在35 ℃時均未出現枯萎的癥狀;方案A配比種植的各種草種相比方案B而言,耐受濕熱的能力較強一些,同時,高羊茅和黑麥草的耐高溫能力較早熟禾更強一些。

綜合溫度脅迫和水分脅迫試驗,高羊茅和黑麥草在抗干旱和濕熱方面的能力較早熟禾強,因此應從這兩種草種中選擇。同時,由于泥炭土、松樹皮、珍珠巖混合而成的固體基質的容量相對泥炭土、蛭石粉、細沙的組合較輕,選擇方案A作為蘭州地區屋頂綠化的輕量基質較為合理。

參考文獻：

[1] 黃衛昌,秦俊.屋頂綠化植物的選擇-景天類上海地區的應用[J].安徽農業科學,2005,33(6):1041～1043.

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[3] 鄭學軍.園林城市呼喚屋面綠化- 對福州市住宅建筑屋面綠化的探討[J].福建建筑,2001,75(增刊):93～94.

[4] 張明.淺談城市居住區新型綠化空間的開拓[J].華東森林經理,1997,11(4):54～55.

[5] 瞿志.屋頂花園[D].北京:北京林林業大學,1989.

[6] 王祥榮.論生態城市建設的理論、途徑與措施- 以上海為例[J].復旦學報(自然科學版),2001,40(4):8.

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[8] 陳建勛,王曉峰.植物生理學實驗指導[M].廣州:華南理工大學出版社,2002:4～8.

[9] 中國科學院上海植物生理研究所,上海市植物生理學會編.現代植物生理學實驗指南[M].北京:科學出版社,1999.

Study on the Influence of Temperature and Water Stress on Growth Characteristic of Roof Greening Plants Cultivated in Different Bases

Li Yina,Zhao Yaqiong,Yan Jie,Tao Ling

(LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China)

Abstract:The stress experiments have been done on bluegrass,ryegrass and festuca aruidinatea cultivated in different bases. Through the observation of the form and growing characteristics of plants,the article finds out the ryegrass and festuca aruidinatea are suitable varieties which can be used in roof greening in Lanzhou. At the same time,this kind of grass can be cultivated on solid base which is mixed by peat soil,pine bark and perlite.

Key words:stress experiment;temperature;moisture;roof greening

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)03-0064-03

作者簡介：李伊娜(1992—)，女，主要從事生態學方面的研究工作。

收稿日期：2015-12-22