屋頂綠化基質(zhì)養(yǎng)分調(diào)控初探

程仁武　葉少萍　張俊濤

摘要：提高基質(zhì)保肥性能和優(yōu)化肥料使用方式以降低養(yǎng)分流失，是屋頂綠化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通過淋溶模擬和盆栽試驗(yàn)探究有機(jī)、化學(xué)肥料對屋頂綠化基質(zhì)氮、磷、鉀養(yǎng)分淋失的影響，結(jié)果表明：有機(jī)肥和復(fù)合肥15-15-15或緩釋肥14-14-14配合使用可以在增加基質(zhì)養(yǎng)分含量的同時(shí)，保持較低的養(yǎng)分淋失量，為垂盆草Sedum sarmentosum生長提供長期穩(wěn)定的肥源；其中配合使用有機(jī)肥和復(fù)合肥效果最好，垂盆草定植快，葉綠素含量和肉質(zhì)化程度指標(biāo)也較優(yōu)。

關(guān)鍵詞：屋頂綠化；基質(zhì)；養(yǎng)分調(diào)控；垂盆草

中圖分類號(hào)：S606；S688

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2641（2018）01-0078-05

收稿日期：2017-09-12

修回日期：2017-10-20

屋頂綠化是人們根據(jù)建筑屋頂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載和屋頂上的生態(tài)環(huán)境條件，選擇生長習(xí)性與之相適應(yīng)的植物品種，建造的具有一定功能的綠色景觀的一種形式。隨著園林綠化事業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外屋頂綠化也得到了廣泛的應(yīng)用推廣。在廣州市，1970年東方賓館的屋頂花園建成，隨后更是在前期探索的基礎(chǔ)上大力開展屋頂綠化技術(shù)研發(fā)工作，并于2007年發(fā)布了廣州市地方技術(shù)規(guī)范《屋頂綠化技術(shù)規(guī)范（DB440100T111-2007）》，近年來更是逐步加大了對屋頂綠化的投入，屋頂綠化事業(yè)迎來了新的發(fā)展契機(jī)。

一般來說，屋頂綠化結(jié)構(gòu)從上到下依次是：植被層、基質(zhì)層、過濾層、蓄排水層和防水層。由于屋頂綠化與大地隔離，基質(zhì)層對整個(gè)屋頂綠化系統(tǒng)起著關(guān)鍵作用，不僅直接影響著植物生長的效果，也是影響屋頂綠化荷載和排水的重要因素。實(shí)踐證明，屋頂綠化應(yīng)選用具有輕質(zhì)、潔凈、排水通透、施工簡便、適宜植物生長、無臭味等優(yōu)良特性的栽培基質(zhì)。此外，受建筑荷載限制，屋頂綠化基質(zhì)厚度一般較淺，例如日本屋頂綠化種植土層最小厚度僅為5 cm，而有大型樹木的屋頂綠化種植土層的厚度不超過60 cm，基質(zhì)涵養(yǎng)水肥的能力有限，頻繁的澆灌措施又容易造成水肥流失。因此，提高基質(zhì)保水保肥性能和優(yōu)化肥料使用方式以降低養(yǎng)分流失，成為發(fā)展屋頂綠化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

按難易程度，屋頂綠化可以分為花園式屋頂綠化和簡易式屋頂綠化，其中簡易式屋頂綠化主要優(yōu)點(diǎn)為低成本、易養(yǎng)護(hù)，非常適合城市人類活動(dòng)干擾少的屋頂?shù)孛婢G化。課題組前期研發(fā)設(shè)計(jì)出簡易式屋頂綠化專用蓄水盆，蓄水、排水效果良好，已在廣州市屋頂綠化中進(jìn)行了推廣應(yīng)用。為進(jìn)一步改善蓄水盆屋頂綠化基質(zhì)的養(yǎng)分釋放效果，本文研究不同肥料及其用肥方式對屋頂綠化基質(zhì)養(yǎng)分淋失的影響，并通過垂盆草Sedum sarmentosum栽培試驗(yàn)檢驗(yàn)基質(zhì)的實(shí)用效果，為調(diào)控屋頂綠化基質(zhì)養(yǎng)分釋放效率、降低養(yǎng)分流失提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

屋頂綠化基質(zhì)，由園林廢棄物堆肥、國產(chǎn)泥炭、陶粒按一定比例配制而成，其基本理化性質(zhì)為：pH 6.94，電導(dǎo)率（EC）0.78mS·cm^-1，容重0.36 g·cm^-3，總孔隙度56.25%。復(fù)合肥，N：P：K=15：15：15，產(chǎn)自挪威海德魯有限公司：緩釋肥，翠筠一號(hào)，N：P：K=14：14：14，購自佛山順德某園藝公司：有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量485.63 g·kg，全N、全P、全K含量分別為18.04g·kg^-1、48.42 g·kg^-1、9.32 g·kg^-1。

供試植物：景天科垂盆草。

種植容器：塑料蓄水盆（50cm×50 cm×13 cm），由廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院自行設(shè)計(jì)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)按照氮素等量施加原則，在屋頂綠化基質(zhì)中分別添加有機(jī)肥、復(fù)合肥、緩釋肥，設(shè)計(jì)6組處理，分別為：T1處理每立方米基質(zhì)添加6.00 kg有機(jī)肥，T2處理每立方米基質(zhì)添加1.00 kg復(fù)合肥，T3處理每立方米基質(zhì)添加1.07 kg緩釋肥，T4處理每立方米基質(zhì)添加3.00 kg有機(jī)肥和0.50 kg復(fù)合肥，T5處理每立方米基質(zhì)添加3.00 kg有機(jī)肥和0.54kg緩釋肥，對照處理（CK）基質(zhì)不添加任何肥料。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1淋溶試驗(yàn)

采用間歇淋溶法研究屋頂綠化基質(zhì)氮磷鉀養(yǎng)分淋溶釋放效果，每組處理3次重復(fù)，具體步驟為：用200目尼龍濾布封住PVC管（口徑5 cm，高30cm）底部，并在濾布上墊約25g砂子，每根管裝入200 g基質(zhì)肥料混合物，并以少量砂子覆蓋上層，使上層基質(zhì)到管口距離為3-5 cm。第1次先緩慢加70mL水使基質(zhì)飽和，室溫依次培養(yǎng)1、3、5、7、9、11天后，再次緩慢加入70 mL水于管柱中，收集24h內(nèi)淋溶液，結(jié)束后用塑料薄膜（帶小孔）封閉塑料管上口，共淋溶6次，收集并量取各次淋溶液體積。淋溶液氮和磷含量采用過硫酸鉀消煮、鉬酸銨分光光度法，鉀含量采用火焰分光光度法測定。

1.3.2栽培試驗(yàn)

蓄水盆內(nèi)放置隔網(wǎng)、無紡?fù)凉げ?，并裝入厚度為5 cm的基質(zhì)肥料混合物，澆水至基質(zhì)充分飽和。垂盆草采用扦插方式種植，每盆36株。試驗(yàn)期間不施肥，保持正常的水分管理。

第120天，統(tǒng)計(jì)垂盆草蓋度，采集植株葉片測定葉綠素含量、肉質(zhì)化程度等指標(biāo)。各指標(biāo)檢測方法如下：

1）蓋度：從蓄水盆上方看，完全沒有植物覆蓋蓄水盆時(shí)為1分：蓋度小于50%時(shí)為2-3分：蓋度為50%q30%時(shí)為4-5分：蓋度為80～/～100%時(shí)為6-7分：蓋度達(dá)到100%，由較稀疏到很稠時(shí)為8-9分。

2）葉片葉綠素：采用丙酮、無水乙醇1：1混合法。

3）葉片肉質(zhì)化程度：采集地上部成熟葉片，測量鮮重和干重，以鮮重、干重質(zhì)量比表示肉質(zhì)化程度，比值越大表示肉質(zhì)化程度越高。

1.3.3數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 16.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對不同處理的基質(zhì)淋溶液氮、磷、鉀含量和葉片葉綠素含量指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2結(jié)果分析

2.1淋溶試驗(yàn)結(jié)果分析

淋溶試驗(yàn)一定程度上可以反映基質(zhì)的養(yǎng)分涵養(yǎng)能力和養(yǎng)分釋放特性。試驗(yàn)結(jié)果（表1-3）顯示，單純添加復(fù)合肥的處理T2，其氮、磷、鉀養(yǎng)分前期釋放過快：而配合使用有機(jī)肥和復(fù)合肥的處理T4，其養(yǎng)分釋放比較平穩(wěn)。其中，本試驗(yàn)是在保持氮素添加量相同的前提下進(jìn)行，而試驗(yàn)結(jié)果顯示不同處理淋溶液氮差別較大，尤其是前三次，單純使用復(fù)合肥處理（T2）前三次氮淋出總量是對照（CK）的7.61倍，是混合添加有機(jī)肥和復(fù)合肥處理（T4）2.87倍，而且從第五次淋溶開始，單純添加復(fù)合肥處理（T2）氮淋溶量與其它處理無明顯差異。

與不添加肥料的CK處理相比，添加肥料處理淋溶液氮、磷、鉀含量均有所增加（表4）。T1處理單純添加有機(jī)肥，其氮、磷、鉀總量增加量較其它處理低：T2、T3分別添加復(fù)合肥、緩釋肥，其淋溶液磷、氮（不含T3處理）、鉀含量均較其他處理高，表明基質(zhì)中的無機(jī)肥料養(yǎng)分較易隨著淋水流失：T4、T5為有機(jī)一無機(jī)肥料配合使用的處理，其淋溶液氮、磷、鉀含量介于單一添加有機(jī)肥料處理（T1）和單一添加無機(jī)肥料處理（T2、T3）之間，表明有機(jī)一無機(jī)肥料配合使用既能增加基質(zhì)養(yǎng)分含量、為植物生長提供長期穩(wěn)定的養(yǎng)分，也能降低養(yǎng)分隨淋水流失，提高養(yǎng)分利用率和降低水體污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.2垂盆草生長狀況分析

垂盆草定植120天后，CK處理垂盆草長勢最差，蓋度僅為3分：T1、T4處理長勢最好，蓋度均為8分：T2、T3、T5處理蓋度則分別記為7、6、6分（圖1-6）。

從葉片葉綠素結(jié)果（表5）來看，有機(jī)肥一復(fù)合肥配合使用的T4處理垂盆草葉片葉綠素含量最高，顯著高于CK、T1、T2處理（P<0.05），也明顯高于T3、T5處理：T5處理聯(lián)合使用有機(jī)肥一緩釋肥，葉片葉綠素含量顯著高于單一使用有機(jī)肥的T1處理（P<0.05）。葉片肉質(zhì)化程度結(jié)果顯示，與不添加肥料的對照相比，添加肥料處理肉質(zhì)化程度均增加。其中，T3處理垂盆草肉質(zhì)化程度最高，T4處理次之，但兩者差別不大：其余由高到低依次為T5、T1、T2處理。景天科植物通過肉質(zhì)化可以儲(chǔ)存大量的水分，為細(xì)胞的正常生理活動(dòng)提供足夠的水分，T3、T4處理垂盆草肉質(zhì)化程度較高，有助于提高其抗旱性，使其在屋頂這種特殊環(huán)境上更易于維持生長。

3結(jié)論與討論

近年來，輕型屋頂綠化備受人們青睞和廣泛推廣，也對輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)產(chǎn)品的開發(fā)提出了更高的要求。屋頂綠化基質(zhì)配比多樣，資料顯示，德國80%的屋頂綠化都是輕型草坪屋頂綠化，其基質(zhì)多采用腐殖質(zhì)、泥炭、泡沫屑和有機(jī)肥料合成的人工種植土：日本則采用土壤與蛭石、珍珠巖、煤渣、泥炭等原料配置的人工輕質(zhì)土。目前，新型基質(zhì)材料逐漸在德國和日本興起，如泡沫有機(jī)樹脂制品、再生輕量氣泡混凝土、陶質(zhì)土壤等，使得屋頂綠化土層的厚度與荷載大大降低。此外，有機(jī)廢棄物產(chǎn)品因其含有豐富的有機(jī)質(zhì)及一定的氮、磷、鉀養(yǎng)分資源，可與無機(jī)材料等混配生產(chǎn)有機(jī)無機(jī)復(fù)合型栽培基質(zhì)產(chǎn)品，在屋頂綠化植物栽培中也得到了推廣應(yīng)用。

屋頂綠化基質(zhì)原材料養(yǎng)分含量各異，加之屋頂綠化往往要求降低維護(hù)成本，因此，為持續(xù)維持屋頂綠化植物的生長，屋頂綠化基質(zhì)應(yīng)當(dāng)具備肥效持久、肥力釋放緩慢且均勻的特點(diǎn)，合理調(diào)配和使用外源肥料是實(shí)現(xiàn)屋頂綠化基質(zhì)肥力調(diào)控的重要措施。普遍認(rèn)為，傳統(tǒng)化學(xué)肥料雖然見效快，但是養(yǎng)分較易隨水分流失，容易造成環(huán)境污染：有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)豐富，能為土壤微生物活動(dòng)提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，但是由于有機(jī)肥養(yǎng)分釋放速度慢，單施有機(jī)肥往往會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn)，無法進(jìn)行大規(guī)模推廣使用。為合理利用化學(xué)肥料、有機(jī)肥料等資源，人們逐漸把目光投向有機(jī)、無機(jī)肥料的聯(lián)合應(yīng)用研究方面。研究表明，有機(jī)、無機(jī)肥料合理配施能夠提高肥料利用效率，并具有增加作物產(chǎn)量、改善土壤性狀等好處，已成為施肥管理的重要措施之一。例如，李菊梅等發(fā)現(xiàn)單施化肥（尿素）處理中氨揮發(fā)損失達(dá)37.8%，而有機(jī)無機(jī)肥配合施用能顯著降低稻田氨揮發(fā)量至7.2%-18.2%，氮素?fù)p失明顯下降，極大提高了氮肥利用率。本試驗(yàn)聯(lián)合配施有機(jī)肥與化學(xué)肥料（復(fù)合肥、緩釋肥）調(diào)控屋頂綠化基質(zhì)肥力，不僅增加了屋頂綠化基質(zhì)養(yǎng)分含量，也能降低基質(zhì)氮、磷、鉀養(yǎng)分隨淋水流失的比例，提高了養(yǎng)分在植物生長后期的持續(xù)釋放和利用效率，使得垂盆草保持良好的長勢，維持良好的景觀效果，對發(fā)展節(jié)約環(huán)保型屋頂綠化也具有重要的指導(dǎo)意義。