草坪式屋頂綠化基質(zhì)篩選

永青卓嘎　米瑪曲珍　鄧嵐等

摘 要：為了篩選適合草坪式屋頂綠化的栽培基質(zhì)，以6種不同配比的基質(zhì)作為栽培基質(zhì)分別測定高羊茅在該基質(zhì)的生長高度和干旱條件下的葉綠素含量變化。結(jié)果表明：混合基質(zhì)栽培的幼苗高度最后一次測量較對照田園土高出5cm以上，組三（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1）生長最優(yōu)，比對照高出9cm左右；干旱條件下，組四（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為2∶1∶1）葉綠素含量下降最少，僅為0.1mg/L，組六（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為1∶1∶2）下降最多，約為0.4mg/L。由本次試驗得出，組三（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1）和組四（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為2∶1∶1）的基質(zhì)配比相對更適合作為草坪式屋頂綠化的栽培基質(zhì)。

關(guān)鍵詞：屋頂綠化；栽培基質(zhì)；高羊茅；抗旱性

中圖分類號 S688.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）01-02-122-03

隨著城市化水平的提高，在有限城市空間范圍內(nèi)，要增加建筑用地就必然會減少綠化用地，然而隨著生活水平的提高，人們又對生活環(huán)境提出了更高的要求，因此，屋頂綠化成為了解決建筑與綠化爭地矛盾的一個重要途徑。屋頂綠化具有提高城市綠地面積，降低城市熱島效應(yīng)，提升城市環(huán)境質(zhì)量的作用[1]。但屋頂綠化技術(shù)推廣受到許多因素限制，栽培基質(zhì)是其中最重要的因素之一。對于屋頂綠化栽培基質(zhì)，根據(jù)不同的環(huán)境條件和屋頂?shù)某兄叵拗?，已?jīng)開發(fā)了對應(yīng)的屋頂栽培基質(zhì)，如沸石、熔巖、碎瓦等[2]。趙定國等研究認(rèn)為，荷載小于100kg/m2的輕型屋頂綠化有利于屋頂綠化技術(shù)的大面積推廣[3]。

根據(jù)屋頂綠化選用的植物類型和景觀特點，將屋頂綠化分為草坪式屋頂綠化和屋頂花園兩大類。草坪式屋頂綠化以種植低矮草本植物為主，形成貼近屋頂表面植物層的屋頂綠化形式[4]，具有成本低、建造速度快、重量輕、不需要過多維護(hù)等優(yōu)點，比屋頂花園更為普及，也易被推廣。目前關(guān)于草坪式屋頂綠化的研究相對較少，且多集中在少數(shù)景天科（Crassulaceae）植物上[5-6]。本試驗以抗干旱、耐貧瘠、抗病、適應(yīng)性廣的高羊茅（Festuca arundinacea）為實驗材料，旨在探尋一種適合禾本科草坪式屋頂綠化的栽培基質(zhì)，為豐富我國現(xiàn)有的屋頂綠化類型提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 市售高羊茅種子，栽培基質(zhì)：泥炭、珍珠巖、蚯蚓糞、普通田園土，無孔栽培穴盤（22cm×15cm×6cm），量筒，游標(biāo)卡尺，天平、分光光度計、噴壺等。試驗設(shè)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)。

1.2 試驗方法

1.2.1 調(diào)配栽培基質(zhì) 基質(zhì)體積處理為6種配方（表1），并測定其理化性質(zhì)。

1.2.2 播種 每個無孔栽培盤內(nèi)分別裝1.5L配制好的栽培基質(zhì)。3次重復(fù)，共計18個處理，每個處理貼上對應(yīng)標(biāo)簽。7月20日播種，每個播種盤播種面積約300cm2，播種量約為9g，用電子天平稱取。將稱好的種子均勻撒在栽培盤表面，并用少量相應(yīng)基質(zhì)覆蓋，用手輕輕壓實后澆入自來水，使基質(zhì)完全濕透。將處理好的栽培盤放置于實驗樓樓頂。

1.2.3 草坪生長高度及抗旱性的測定 在種子播種10d，后開始測量幼苗高度，以后每隔3d測量1次。每個處理取4株幼苗，共進(jìn)行12次測量，時間從7月31日至9月6日，此期間除下雨天氣外每隔2d澆水1次。后期抗旱性實驗從9月6日開始，此期間除自然降水外不進(jìn)行人工灌溉，每隔3d每個處理取0.1g新鮮葉片，測定其葉綠素含量。葉綠素含量的測定參考李合生的方法[7]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)采用Excel2003進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比栽培基質(zhì)的基本理化性質(zhì) 由表2可見，與對照田園土相比，混合基質(zhì)的容重明顯較小，均小于0.35g/cm3，不到田園土的1/5。由于屋頂綠化要盡量減輕荷載，因此盡量選用容重較輕的基質(zhì)。實驗中的混合栽培基質(zhì)的容重相差不大，基本都可滿足作為屋頂綠化的基質(zhì)要求?；旌匣|(zhì)的含水量除組六相對較高達(dá)78%外，其他各組都在50%左右，比對照組田園土11.76%的含水量高出3倍以上，說明混合基質(zhì)的持水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于田園土。草坪草生長需要消耗大量的水分，故混合基質(zhì)更適合草坪草的生長。一般說來pH值在5.5～7.5都能適應(yīng)各種植物的生長，混合基質(zhì)的pH值為6.6～7.1，呈微酸性至中性，符合屋頂綠化對基質(zhì)pH的要求，并且不同混合基質(zhì)之間的pH值差別不大。

2.2 不同配比栽培基質(zhì)對高羊茅幼苗生長的影響 詳見圖1。從圖1可以看出，對照組的高羊茅幼苗高度始終比混合基質(zhì)中生長的低，并且隨著時間的推移，對照組與混合基質(zhì)栽培的幼苗高度差距逐漸變大。5組混合基質(zhì)栽培的幼苗在前16d高度差別不大，長勢較為一致；16～22d之間出現(xiàn)一個小波動，可能和外界環(huán)境條件的波動有關(guān)；之后各混合基質(zhì)的幼苗生長速度基本穩(wěn)定；25d之后組三長勢開始優(yōu)于其他各組，且生長速度基本不變；43d時比其他混合基質(zhì)栽培的幼苗高出4cm以上，比對照組田園土栽培幼苗高出9cm以上。組二、組四、組五和組六的生長幼苗高度和生長速度基本一致，從圖中可以看出這4個混合基質(zhì)下的幼苗生長趨勢線基本重合。

2.3 不同配比栽培基質(zhì)對高羊茅抗旱性的影響 葉綠素含量不僅是草坪草的評價指標(biāo)，也是草坪的重要質(zhì)量指標(biāo)，其大小反應(yīng)了草坪的觀賞質(zhì)量和草坪草的生育狀態(tài)[8]。圖2顯示停止人工灌溉之后在各混合基質(zhì)栽培條件下高羊茅的葉綠素含量隨時間的變化情況。由圖2可以看出，對照組從開始測定至測定結(jié)束葉綠素含量始終處于最低狀態(tài)，且葉綠素含量下降明顯，說明田園土不適合作為屋頂綠化的栽培基質(zhì)。5組混合基質(zhì)在開始控水的前6d葉綠素含量的變化不明顯，且各組的葉綠素含量基本一致，6d以后各組的葉綠素含量開始出現(xiàn)差異，且隨著時間的推移差異逐漸顯著。在停止人工灌水的24d中組四的葉綠素含量減少最小，僅下降0.1mg/L，組二、組三、組五的變化較一致，最后一次測定較第一次測定葉綠素含量下降約0.3mg/L，而組六在前18d葉綠素含量的變化趨勢和組二、組三、組五較一致，但18d后其葉綠素含量出現(xiàn)較大幅度的下降，最終測定其葉綠素含量和對照組葉綠含量接近，下降了約0.4mg/L，說明組六的基質(zhì)配比在長期的干旱情況下保水性能較其他組差。endprint

3 結(jié)論與討論

屋頂綠化的環(huán)境是一個半封閉系統(tǒng)，具有不能與大地進(jìn)行水分交流的特殊性，且屋頂具有早晚溫差大、空氣流通較大、水分散失快等特點，因此屋頂綠化對基質(zhì)的要求和地面有所區(qū)別，其要求基質(zhì)既要滿足植物的正常生長，又具有較長時間的保水保肥性能，且容重不宜過大。

本次實驗采用的混合基質(zhì)主要為泥炭、蚯蚓糞和珍珠巖。泥炭是濕地條件下死亡植物殘體不完全碳化形成的產(chǎn)物，具有通氣性良好、保水性強、富含有機質(zhì)、保持養(yǎng)分能力強和容重小等特點[9]。蚯蚓糞作為一種良好的有機質(zhì)改良劑，具有結(jié)構(gòu)性良好、持水量高和表面積大等特點，利于許多有益微生物的生存[10]。同時，蚯蚓糞富含腐植酸和促進(jìn)生根的赤霉素（GA）、生長素（IAA）等多種植物激素和酶[11-12]。在基質(zhì)中添加蚯蚓糞還可以調(diào)節(jié)基質(zhì)pH值，且蚯蚓糞養(yǎng)分含量高，釋放緩慢，可以替代草坪肥料節(jié)約成本[13]。珍珠巖作為一種栽培基質(zhì)，其顆粒表面的許多空洞為保持水分和養(yǎng)分提供了豐富的表面積，同時也形成了良好的導(dǎo)液及通風(fēng)條件，梁志卿等的研究表明，當(dāng)珍珠巖加入的比例在一定范圍內(nèi)可能改善基質(zhì)的性狀，基質(zhì)容重明顯降低，加入珍珠巖的比例會把基質(zhì)中分散的泥炭顆粒結(jié)成團(tuán)粒，使基質(zhì)孔隙度增加，更好地調(diào)節(jié)基質(zhì)中的固液氣三相比，改善基質(zhì)的水、氣、熱狀況[14]。本試驗采用的基質(zhì)配比各理化性質(zhì)都較接近，根據(jù)前人對屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究，都基本符合屋頂綠化基質(zhì)的條件。

幼苗的生長高度與速度能夠非常直觀的反應(yīng)各混合基質(zhì)對幼苗生長情況的影響。采用混合基質(zhì)栽培的高羊茅生長情況明顯優(yōu)于對照組田園土，其差異產(chǎn)生的原因和基質(zhì)理化性質(zhì)有較大的關(guān)系，田園土的保水保肥性和通氣透水性都較混合基質(zhì)差，在幼苗生長過程中不能為幼苗生長提供充足的養(yǎng)分，導(dǎo)致幼苗長勢較差?；旌匣|(zhì)栽培的高羊茅在前期長勢接近，后期組三明顯體現(xiàn)出生長優(yōu)勢，說明泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1時基質(zhì)能更長效的為草坪草生長提供營養(yǎng)，這樣就可以減少后期屋頂草坪的養(yǎng)護(hù)成本投入。

植物的抗旱性是指植物通過一定的抗旱方式在長期干旱脅迫狀況下生存的能力[15]。在干旱脅迫下，葉綠素的降解被作為抗旱性的一種測量手段[16]。本次試驗，對照組的長勢明顯較其他各組都差，其葉綠素含量從開始測定都較其他各組低，這主要還是和土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)含量較少有關(guān)，N元素含量的多少直接影響到葉綠素的合成，其含量不足將直接導(dǎo)致葉綠素合成量低。隨著干旱時間的持續(xù)，各組葉片中葉綠素含量都顯著下降，說明干旱脅迫導(dǎo)致了葉片中葉綠素的降解。造成葉綠素含量持續(xù)降低的主要原因可能與質(zhì)膜透性、膜質(zhì)過氧化物丙二醛（MDA）有關(guān)。電解質(zhì)和某些有機物質(zhì)的大量外滲，同時MDA的不斷積累抑制了葉片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了葉綠素的降解[17]。組四的混合基質(zhì)栽培的高羊茅葉綠素含量下降的最少，且較其他組有較明顯的優(yōu)勢，說明該配比的基質(zhì)保水能力較其他各組要強，更適合在長期干旱的地區(qū)作為屋頂綠化的栽培基質(zhì)。組六后期葉綠素含量迅速下降可能與該組基質(zhì)中混合了大量的珍珠巖有關(guān)，珍珠巖的比例過高對栽培基質(zhì)的保水能力有一定的負(fù)面影響。

綜上所述，組三（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1）能夠較長時間為草坪草生長提供營養(yǎng)，使得草坪草長勢優(yōu)良、更加美觀，組四（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為2∶1∶1）有較好的保水性，在外界長期處于干旱情況下能較長時間保持草坪草不失綠，使得屋頂草坪能夠達(dá)到較好的觀賞效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王軍利.屋頂綠化的簡史、現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（12）：304-306.

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3 結(jié)論與討論

屋頂綠化的環(huán)境是一個半封閉系統(tǒng)，具有不能與大地進(jìn)行水分交流的特殊性，且屋頂具有早晚溫差大、空氣流通較大、水分散失快等特點，因此屋頂綠化對基質(zhì)的要求和地面有所區(qū)別，其要求基質(zhì)既要滿足植物的正常生長，又具有較長時間的保水保肥性能，且容重不宜過大。

本次實驗采用的混合基質(zhì)主要為泥炭、蚯蚓糞和珍珠巖。泥炭是濕地條件下死亡植物殘體不完全碳化形成的產(chǎn)物，具有通氣性良好、保水性強、富含有機質(zhì)、保持養(yǎng)分能力強和容重小等特點[9]。蚯蚓糞作為一種良好的有機質(zhì)改良劑，具有結(jié)構(gòu)性良好、持水量高和表面積大等特點，利于許多有益微生物的生存[10]。同時，蚯蚓糞富含腐植酸和促進(jìn)生根的赤霉素（GA）、生長素（IAA）等多種植物激素和酶[11-12]。在基質(zhì)中添加蚯蚓糞還可以調(diào)節(jié)基質(zhì)pH值，且蚯蚓糞養(yǎng)分含量高，釋放緩慢，可以替代草坪肥料節(jié)約成本[13]。珍珠巖作為一種栽培基質(zhì)，其顆粒表面的許多空洞為保持水分和養(yǎng)分提供了豐富的表面積，同時也形成了良好的導(dǎo)液及通風(fēng)條件，梁志卿等的研究表明，當(dāng)珍珠巖加入的比例在一定范圍內(nèi)可能改善基質(zhì)的性狀，基質(zhì)容重明顯降低，加入珍珠巖的比例會把基質(zhì)中分散的泥炭顆粒結(jié)成團(tuán)粒，使基質(zhì)孔隙度增加，更好地調(diào)節(jié)基質(zhì)中的固液氣三相比，改善基質(zhì)的水、氣、熱狀況[14]。本試驗采用的基質(zhì)配比各理化性質(zhì)都較接近，根據(jù)前人對屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究，都基本符合屋頂綠化基質(zhì)的條件。

幼苗的生長高度與速度能夠非常直觀的反應(yīng)各混合基質(zhì)對幼苗生長情況的影響。采用混合基質(zhì)栽培的高羊茅生長情況明顯優(yōu)于對照組田園土，其差異產(chǎn)生的原因和基質(zhì)理化性質(zhì)有較大的關(guān)系，田園土的保水保肥性和通氣透水性都較混合基質(zhì)差，在幼苗生長過程中不能為幼苗生長提供充足的養(yǎng)分，導(dǎo)致幼苗長勢較差?；旌匣|(zhì)栽培的高羊茅在前期長勢接近，后期組三明顯體現(xiàn)出生長優(yōu)勢，說明泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1時基質(zhì)能更長效的為草坪草生長提供營養(yǎng)，這樣就可以減少后期屋頂草坪的養(yǎng)護(hù)成本投入。

植物的抗旱性是指植物通過一定的抗旱方式在長期干旱脅迫狀況下生存的能力[15]。在干旱脅迫下，葉綠素的降解被作為抗旱性的一種測量手段[16]。本次試驗，對照組的長勢明顯較其他各組都差，其葉綠素含量從開始測定都較其他各組低，這主要還是和土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)含量較少有關(guān)，N元素含量的多少直接影響到葉綠素的合成，其含量不足將直接導(dǎo)致葉綠素合成量低。隨著干旱時間的持續(xù)，各組葉片中葉綠素含量都顯著下降，說明干旱脅迫導(dǎo)致了葉片中葉綠素的降解。造成葉綠素含量持續(xù)降低的主要原因可能與質(zhì)膜透性、膜質(zhì)過氧化物丙二醛（MDA）有關(guān)。電解質(zhì)和某些有機物質(zhì)的大量外滲，同時MDA的不斷積累抑制了葉片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了葉綠素的降解[17]。組四的混合基質(zhì)栽培的高羊茅葉綠素含量下降的最少，且較其他組有較明顯的優(yōu)勢，說明該配比的基質(zhì)保水能力較其他各組要強，更適合在長期干旱的地區(qū)作為屋頂綠化的栽培基質(zhì)。組六后期葉綠素含量迅速下降可能與該組基質(zhì)中混合了大量的珍珠巖有關(guān)，珍珠巖的比例過高對栽培基質(zhì)的保水能力有一定的負(fù)面影響。

綜上所述，組三（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1）能夠較長時間為草坪草生長提供營養(yǎng)，使得草坪草長勢優(yōu)良、更加美觀，組四（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為2∶1∶1）有較好的保水性，在外界長期處于干旱情況下能較長時間保持草坪草不失綠，使得屋頂草坪能夠達(dá)到較好的觀賞效果。

參考文獻(xiàn)

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[12]梁志卿，趙瑞，孫吉娜，等.基質(zhì)中不同比例珍珠巖的添加對番茄穴盤苗的矮化效應(yīng)[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，42（4）：72-76.

[13]Levitt J.Responses of plant to environmental stress[M].New York：Acadmic Press，1980.

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3 結(jié)論與討論

屋頂綠化的環(huán)境是一個半封閉系統(tǒng)，具有不能與大地進(jìn)行水分交流的特殊性，且屋頂具有早晚溫差大、空氣流通較大、水分散失快等特點，因此屋頂綠化對基質(zhì)的要求和地面有所區(qū)別，其要求基質(zhì)既要滿足植物的正常生長，又具有較長時間的保水保肥性能，且容重不宜過大。

本次實驗采用的混合基質(zhì)主要為泥炭、蚯蚓糞和珍珠巖。泥炭是濕地條件下死亡植物殘體不完全碳化形成的產(chǎn)物，具有通氣性良好、保水性強、富含有機質(zhì)、保持養(yǎng)分能力強和容重小等特點[9]。蚯蚓糞作為一種良好的有機質(zhì)改良劑，具有結(jié)構(gòu)性良好、持水量高和表面積大等特點，利于許多有益微生物的生存[10]。同時，蚯蚓糞富含腐植酸和促進(jìn)生根的赤霉素（GA）、生長素（IAA）等多種植物激素和酶[11-12]。在基質(zhì)中添加蚯蚓糞還可以調(diào)節(jié)基質(zhì)pH值，且蚯蚓糞養(yǎng)分含量高，釋放緩慢，可以替代草坪肥料節(jié)約成本[13]。珍珠巖作為一種栽培基質(zhì)，其顆粒表面的許多空洞為保持水分和養(yǎng)分提供了豐富的表面積，同時也形成了良好的導(dǎo)液及通風(fēng)條件，梁志卿等的研究表明，當(dāng)珍珠巖加入的比例在一定范圍內(nèi)可能改善基質(zhì)的性狀，基質(zhì)容重明顯降低，加入珍珠巖的比例會把基質(zhì)中分散的泥炭顆粒結(jié)成團(tuán)粒，使基質(zhì)孔隙度增加，更好地調(diào)節(jié)基質(zhì)中的固液氣三相比，改善基質(zhì)的水、氣、熱狀況[14]。本試驗采用的基質(zhì)配比各理化性質(zhì)都較接近，根據(jù)前人對屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究，都基本符合屋頂綠化基質(zhì)的條件。

幼苗的生長高度與速度能夠非常直觀的反應(yīng)各混合基質(zhì)對幼苗生長情況的影響。采用混合基質(zhì)栽培的高羊茅生長情況明顯優(yōu)于對照組田園土，其差異產(chǎn)生的原因和基質(zhì)理化性質(zhì)有較大的關(guān)系，田園土的保水保肥性和通氣透水性都較混合基質(zhì)差，在幼苗生長過程中不能為幼苗生長提供充足的養(yǎng)分，導(dǎo)致幼苗長勢較差。混合基質(zhì)栽培的高羊茅在前期長勢接近，后期組三明顯體現(xiàn)出生長優(yōu)勢，說明泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1時基質(zhì)能更長效的為草坪草生長提供營養(yǎng)，這樣就可以減少后期屋頂草坪的養(yǎng)護(hù)成本投入。

植物的抗旱性是指植物通過一定的抗旱方式在長期干旱脅迫狀況下生存的能力[15]。在干旱脅迫下，葉綠素的降解被作為抗旱性的一種測量手段[16]。本次試驗，對照組的長勢明顯較其他各組都差，其葉綠素含量從開始測定都較其他各組低，這主要還是和土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)含量較少有關(guān)，N元素含量的多少直接影響到葉綠素的合成，其含量不足將直接導(dǎo)致葉綠素合成量低。隨著干旱時間的持續(xù)，各組葉片中葉綠素含量都顯著下降，說明干旱脅迫導(dǎo)致了葉片中葉綠素的降解。造成葉綠素含量持續(xù)降低的主要原因可能與質(zhì)膜透性、膜質(zhì)過氧化物丙二醛（MDA）有關(guān)。電解質(zhì)和某些有機物質(zhì)的大量外滲，同時MDA的不斷積累抑制了葉片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了葉綠素的降解[17]。組四的混合基質(zhì)栽培的高羊茅葉綠素含量下降的最少，且較其他組有較明顯的優(yōu)勢，說明該配比的基質(zhì)保水能力較其他各組要強，更適合在長期干旱的地區(qū)作為屋頂綠化的栽培基質(zhì)。組六后期葉綠素含量迅速下降可能與該組基質(zhì)中混合了大量的珍珠巖有關(guān)，珍珠巖的比例過高對栽培基質(zhì)的保水能力有一定的負(fù)面影響。

綜上所述，組三（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為3∶1∶1）能夠較長時間為草坪草生長提供營養(yǎng)，使得草坪草長勢優(yōu)良、更加美觀，組四（泥炭∶蚯蚓糞∶珍珠巖為2∶1∶1）有較好的保水性，在外界長期處于干旱情況下能較長時間保持草坪草不失綠，使得屋頂草坪能夠達(dá)到較好的觀賞效果。

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