草坪式屋顶绿化基质筛选

永青卓嘎　米玛曲珍　邓岚等

摘 要：为了筛选适合草坪式屋顶绿化的栽培基质，以6种不同配比的基质作为栽培基质分别测定高羊茅在该基质的生长高度和干旱条件下的叶绿素含量变化。结果表明：混合基质栽培的幼苗高度最后一次测量较对照田园土高出5cm以上，组三（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1）生长最优，比对照高出9cm左右；干旱条件下，组四（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为2∶1∶1）叶绿素含量下降最少，仅为0.1mg/L，组六（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为1∶1∶2）下降最多，约为0.4mg/L。由本次试验得出，组三（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1）和组四（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为2∶1∶1）的基质配比相对更适合作为草坪式屋顶绿化的栽培基质。

关键词：屋顶绿化；栽培基质；高羊茅；抗旱性

中图分类号 S688.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）01-02-122-03

随着城市化水平的提高，在有限城市空间范围内，要增加建筑用地就必然会减少绿化用地，然而随着生活水平的提高，人们又对生活环境提出了更高的要求，因此，屋顶绿化成为了解决建筑与绿化争地矛盾的一个重要途径。屋顶绿化具有提高城市绿地面积，降低城市热岛效应，提升城市环境质量的作用[1]。但屋顶绿化技术推广受到许多因素限制，栽培基质是其中最重要的因素之一。对于屋顶绿化栽培基质，根据不同的环境条件和屋顶的承重限制，已经开发了对应的屋顶栽培基质，如沸石、熔岩、碎瓦等[2]。赵定国等研究认为，荷载小于100kg/m2的轻型屋顶绿化有利于屋顶绿化技术的大面积推广[3]。

根据屋顶绿化选用的植物类型和景观特点，将屋顶绿化分为草坪式屋顶绿化和屋顶花园两大类。草坪式屋顶绿化以种植低矮草本植物为主，形成贴近屋顶表面植物层的屋顶绿化形式[4]，具有成本低、建造速度快、重量轻、不需要过多维护等优点，比屋顶花园更为普及，也易被推广。目前关于草坪式屋顶绿化的研究相对较少，且多集中在少数景天科（Crassulaceae）植物上[5-6]。本试验以抗干旱、耐贫瘠、抗病、适应性广的高羊茅（Festuca arundinacea）为实验材料，旨在探寻一种适合禾本科草坪式屋顶绿化的栽培基质，为丰富我国现有的屋顶绿化类型提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 市售高羊茅种子，栽培基质：泥炭、珍珠岩、蚯蚓粪、普通田园土，无孔栽培穴盘（22cm×15cm×6cm），量筒，游标卡尺，天平、分光光度计、喷壶等。试验设在四川农业大学成都校区。

1.2 试验方法

1.2.1 调配栽培基质 基质体积处理为6种配方（表1），并测定其理化性质。

1.2.2 播种 每个无孔栽培盘内分别装1.5L配制好的栽培基质。3次重复，共计18个处理，每个处理贴上对应标签。7月20日播种，每个播种盘播种面积约300cm2，播种量约为9g，用电子天平称取。将称好的种子均匀撒在栽培盘表面，并用少量相应基质覆盖，用手轻轻压实后浇入自来水，使基质完全湿透。将处理好的栽培盘放置于实验楼楼顶。

1.2.3 草坪生长高度及抗旱性的测定 在种子播种10d，后开始测量幼苗高度，以后每隔3d测量1次。每个处理取4株幼苗，共进行12次测量，时间从7月31日至9月6日，此期间除下雨天气外每隔2d浇水1次。后期抗旱性实验从9月6日开始，此期间除自然降水外不进行人工灌溉，每隔3d每个处理取0.1g新鲜叶片，测定其叶绿素含量。叶绿素含量的测定参考李合生的方法[7]。

1.2.4 数据处理 试验数据采用Excel2003进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比栽培基质的基本理化性质 由表2可见，与对照田园土相比，混合基质的容重明显较小，均小于0.35g/cm3，不到田园土的1/5。由于屋顶绿化要尽量减轻荷载，因此尽量选用容重较轻的基质。实验中的混合栽培基质的容重相差不大，基本都可满足作为屋顶绿化的基质要求。混合基质的含水量除组六相对较高达78%外，其他各组都在50%左右，比对照组田园土11.76%的含水量高出3倍以上，说明混合基质的持水性远远优于田园土。草坪草生长需要消耗大量的水分，故混合基质更适合草坪草的生长。一般说来pH值在5.5～7.5都能适应各种植物的生长，混合基质的pH值为6.6～7.1，呈微酸性至中性，符合屋顶绿化对基质pH的要求，并且不同混合基质之间的pH值差别不大。

2.2 不同配比栽培基质对高羊茅幼苗生长的影响 详见图1。从图1可以看出，对照组的高羊茅幼苗高度始终比混合基质中生长的低，并且随着时间的推移，对照组与混合基质栽培的幼苗高度差距逐渐变大。5组混合基质栽培的幼苗在前16d高度差别不大，长势较为一致；16～22d之间出现一个小波动，可能和外界环境条件的波动有关；之后各混合基质的幼苗生长速度基本稳定；25d之后组三长势开始优于其他各组，且生长速度基本不变；43d时比其他混合基质栽培的幼苗高出4cm以上，比对照组田园土栽培幼苗高出9cm以上。组二、组四、组五和组六的生长幼苗高度和生长速度基本一致，从图中可以看出这4个混合基质下的幼苗生长趋势线基本重合。

2.3 不同配比栽培基质对高羊茅抗旱性的影响 叶绿素含量不仅是草坪草的评价指标，也是草坪的重要质量指标，其大小反应了草坪的观赏质量和草坪草的生育状态[8]。图2显示停止人工灌溉之后在各混合基质栽培条件下高羊茅的叶绿素含量随时间的变化情况。由图2可以看出，对照组从开始测定至测定结束叶绿素含量始终处于最低状态，且叶绿素含量下降明显，说明田园土不适合作为屋顶绿化的栽培基质。5组混合基质在开始控水的前6d叶绿素含量的变化不明显，且各组的叶绿素含量基本一致，6d以后各组的叶绿素含量开始出现差异，且随着时间的推移差异逐渐显著。在停止人工灌水的24d中组四的叶绿素含量减少最小，仅下降0.1mg/L，组二、组三、组五的变化较一致，最后一次测定较第一次测定叶绿素含量下降约0.3mg/L，而组六在前18d叶绿素含量的变化趋势和组二、组三、组五较一致，但18d后其叶绿素含量出现较大幅度的下降，最终测定其叶绿素含量和对照组叶绿含量接近，下降了约0.4mg/L，说明组六的基质配比在长期的干旱情况下保水性能较其他组差。endprint

3 结论与讨论

屋顶绿化的环境是一个半封闭系统，具有不能与大地进行水分交流的特殊性，且屋顶具有早晚温差大、空气流通较大、水分散失快等特点，因此屋顶绿化对基质的要求和地面有所区别，其要求基质既要满足植物的正常生长，又具有较长时间的保水保肥性能，且容重不宜过大。

本次实验采用的混合基质主要为泥炭、蚯蚓粪和珍珠岩。泥炭是湿地条件下死亡植物残体不完全碳化形成的产物，具有通气性良好、保水性强、富含有机质、保持养分能力强和容重小等特点[9]。蚯蚓粪作为一种良好的有机质改良剂，具有结构性良好、持水量高和表面积大等特点，利于许多有益微生物的生存[10]。同时，蚯蚓粪富含腐植酸和促进生根的赤霉素（GA）、生长素（IAA）等多种植物激素和酶[11-12]。在基质中添加蚯蚓粪还可以调节基质pH值，且蚯蚓粪养分含量高，释放缓慢，可以替代草坪肥料节约成本[13]。珍珠岩作为一种栽培基质，其颗粒表面的许多空洞为保持水分和养分提供了丰富的表面积，同时也形成了良好的导液及通风条件，梁志卿等的研究表明，当珍珠岩加入的比例在一定范围内可能改善基质的性状，基质容重明显降低，加入珍珠岩的比例会把基质中分散的泥炭颗粒结成团粒，使基质孔隙度增加，更好地调节基质中的固液气三相比，改善基质的水、气、热状况[14]。本试验采用的基质配比各理化性质都较接近，根据前人对屋顶绿化栽培基质的研究，都基本符合屋顶绿化基质的条件。

幼苗的生长高度与速度能够非常直观的反应各混合基质对幼苗生长情况的影响。采用混合基质栽培的高羊茅生长情况明显优于对照组田园土，其差异产生的原因和基质理化性质有较大的关系，田园土的保水保肥性和通气透水性都较混合基质差，在幼苗生长过程中不能为幼苗生长提供充足的养分，导致幼苗长势较差。混合基质栽培的高羊茅在前期长势接近，后期组三明显体现出生长优势，说明泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1时基质能更长效的为草坪草生长提供营养，这样就可以减少后期屋顶草坪的养护成本投入。

植物的抗旱性是指植物通过一定的抗旱方式在长期干旱胁迫状况下生存的能力[15]。在干旱胁迫下，叶绿素的降解被作为抗旱性的一种测量手段[16]。本次试验，对照组的长势明显较其他各组都差，其叶绿素含量从开始测定都较其他各组低，这主要还是和土壤中的营养物质含量较少有关，N元素含量的多少直接影响到叶绿素的合成，其含量不足将直接导致叶绿素合成量低。随着干旱时间的持续，各组叶片中叶绿素含量都显著下降，说明干旱胁迫导致了叶片中叶绿素的降解。造成叶绿素含量持续降低的主要原因可能与质膜透性、膜质过氧化物丙二醛（MDA）有关。电解质和某些有机物质的大量外渗，同时MDA的不断积累抑制了叶片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了叶绿素的降解[17]。组四的混合基质栽培的高羊茅叶绿素含量下降的最少，且较其他组有较明显的优势，说明该配比的基质保水能力较其他各组要强，更适合在长期干旱的地区作为屋顶绿化的栽培基质。组六后期叶绿素含量迅速下降可能与该组基质中混合了大量的珍珠岩有关，珍珠岩的比例过高对栽培基质的保水能力有一定的负面影响。

综上所述，组三（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1）能够较长时间为草坪草生长提供营养，使得草坪草长势优良、更加美观，组四（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为2∶1∶1）有较好的保水性，在外界长期处于干旱情况下能较长时间保持草坪草不失绿，使得屋顶草坪能够达到较好的观赏效果。

参考文献

[1]王军利.屋顶绿化的简史、现状与发展对策[J].中国农学通报，2005，21（12）：304-306.

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[3]赵定国，吴树芳，彭光途.轻质人工土壤在屋顶绿化中的运用[J].现代园林，2006（3）：40-43.

[4]赵玉婷，胡永红，张启翔.屋顶绿化植物选择研究进展[J].山东林业科技，2004，02：27-29.

[5]张黎，路洁.景天繁殖与育栽培技术[J].林业实用技术，2006（7）：42-43.

[6]张飞飞，刘春江，胡永红，等.用于屋顶绿化的中华景天草毯生产的基质筛选[J].上海交通大学学报农业科学版，2009，27（3）：215-218.

[5]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2003：144-155.

[6]韩烈保，因地，牟新待.草坪建植与管理手册[M].北京：中国林业出版社，1999.

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[9]Tomati U，Crappelli A，Galli E.The hormone-like effect of earthworm casts on plant growth [J].Biology and Fertility of Soils，1988，5（5）：288-294.

[10]胡佩，刘德辉，胡峰，等.蚯蚓粪中植物激素及其对绿豆插条不定根发生的促进作用[J].生态学报，2002，22（8）：1 211-1 214.

[11]王小治，王爱礼，王守红，等.蚯蚓粪作为草坪基质对草坪草生长的影响[J].生态与农村环境学报，2011，27（3）：64-68.

[12]梁志卿，赵瑞，孙吉娜，等.基质中不同比例珍珠岩的添加对番茄穴盘苗的矮化效应[J].东北农业大学学报，2011，42（4）：72-76.

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

[14]Kim K S，J B Beard.Comparative turfgrass evapotranspiration rates and associates plant morphological characteristics[J].Crop Science，1988，28：328-331.

[15]辛国荣，董美玲，宋淑明.水分胁迫下几种燕麦品种的一些生理生化变化及其与植物抗旱性关系的研究[J].草业科学，1996（5）：50-55. （责编：张宏民）endprint

3 结论与讨论

屋顶绿化的环境是一个半封闭系统，具有不能与大地进行水分交流的特殊性，且屋顶具有早晚温差大、空气流通较大、水分散失快等特点，因此屋顶绿化对基质的要求和地面有所区别，其要求基质既要满足植物的正常生长，又具有较长时间的保水保肥性能，且容重不宜过大。

本次实验采用的混合基质主要为泥炭、蚯蚓粪和珍珠岩。泥炭是湿地条件下死亡植物残体不完全碳化形成的产物，具有通气性良好、保水性强、富含有机质、保持养分能力强和容重小等特点[9]。蚯蚓粪作为一种良好的有机质改良剂，具有结构性良好、持水量高和表面积大等特点，利于许多有益微生物的生存[10]。同时，蚯蚓粪富含腐植酸和促进生根的赤霉素（GA）、生长素（IAA）等多种植物激素和酶[11-12]。在基质中添加蚯蚓粪还可以调节基质pH值，且蚯蚓粪养分含量高，释放缓慢，可以替代草坪肥料节约成本[13]。珍珠岩作为一种栽培基质，其颗粒表面的许多空洞为保持水分和养分提供了丰富的表面积，同时也形成了良好的导液及通风条件，梁志卿等的研究表明，当珍珠岩加入的比例在一定范围内可能改善基质的性状，基质容重明显降低，加入珍珠岩的比例会把基质中分散的泥炭颗粒结成团粒，使基质孔隙度增加，更好地调节基质中的固液气三相比，改善基质的水、气、热状况[14]。本试验采用的基质配比各理化性质都较接近，根据前人对屋顶绿化栽培基质的研究，都基本符合屋顶绿化基质的条件。

幼苗的生长高度与速度能够非常直观的反应各混合基质对幼苗生长情况的影响。采用混合基质栽培的高羊茅生长情况明显优于对照组田园土，其差异产生的原因和基质理化性质有较大的关系，田园土的保水保肥性和通气透水性都较混合基质差，在幼苗生长过程中不能为幼苗生长提供充足的养分，导致幼苗长势较差。混合基质栽培的高羊茅在前期长势接近，后期组三明显体现出生长优势，说明泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1时基质能更长效的为草坪草生长提供营养，这样就可以减少后期屋顶草坪的养护成本投入。

植物的抗旱性是指植物通过一定的抗旱方式在长期干旱胁迫状况下生存的能力[15]。在干旱胁迫下，叶绿素的降解被作为抗旱性的一种测量手段[16]。本次试验，对照组的长势明显较其他各组都差，其叶绿素含量从开始测定都较其他各组低，这主要还是和土壤中的营养物质含量较少有关，N元素含量的多少直接影响到叶绿素的合成，其含量不足将直接导致叶绿素合成量低。随着干旱时间的持续，各组叶片中叶绿素含量都显著下降，说明干旱胁迫导致了叶片中叶绿素的降解。造成叶绿素含量持续降低的主要原因可能与质膜透性、膜质过氧化物丙二醛（MDA）有关。电解质和某些有机物质的大量外渗，同时MDA的不断积累抑制了叶片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了叶绿素的降解[17]。组四的混合基质栽培的高羊茅叶绿素含量下降的最少，且较其他组有较明显的优势，说明该配比的基质保水能力较其他各组要强，更适合在长期干旱的地区作为屋顶绿化的栽培基质。组六后期叶绿素含量迅速下降可能与该组基质中混合了大量的珍珠岩有关，珍珠岩的比例过高对栽培基质的保水能力有一定的负面影响。

综上所述，组三（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1）能够较长时间为草坪草生长提供营养，使得草坪草长势优良、更加美观，组四（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为2∶1∶1）有较好的保水性，在外界长期处于干旱情况下能较长时间保持草坪草不失绿，使得屋顶草坪能够达到较好的观赏效果。

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3 结论与讨论

屋顶绿化的环境是一个半封闭系统，具有不能与大地进行水分交流的特殊性，且屋顶具有早晚温差大、空气流通较大、水分散失快等特点，因此屋顶绿化对基质的要求和地面有所区别，其要求基质既要满足植物的正常生长，又具有较长时间的保水保肥性能，且容重不宜过大。

本次实验采用的混合基质主要为泥炭、蚯蚓粪和珍珠岩。泥炭是湿地条件下死亡植物残体不完全碳化形成的产物，具有通气性良好、保水性强、富含有机质、保持养分能力强和容重小等特点[9]。蚯蚓粪作为一种良好的有机质改良剂，具有结构性良好、持水量高和表面积大等特点，利于许多有益微生物的生存[10]。同时，蚯蚓粪富含腐植酸和促进生根的赤霉素（GA）、生长素（IAA）等多种植物激素和酶[11-12]。在基质中添加蚯蚓粪还可以调节基质pH值，且蚯蚓粪养分含量高，释放缓慢，可以替代草坪肥料节约成本[13]。珍珠岩作为一种栽培基质，其颗粒表面的许多空洞为保持水分和养分提供了丰富的表面积，同时也形成了良好的导液及通风条件，梁志卿等的研究表明，当珍珠岩加入的比例在一定范围内可能改善基质的性状，基质容重明显降低，加入珍珠岩的比例会把基质中分散的泥炭颗粒结成团粒，使基质孔隙度增加，更好地调节基质中的固液气三相比，改善基质的水、气、热状况[14]。本试验采用的基质配比各理化性质都较接近，根据前人对屋顶绿化栽培基质的研究，都基本符合屋顶绿化基质的条件。

幼苗的生长高度与速度能够非常直观的反应各混合基质对幼苗生长情况的影响。采用混合基质栽培的高羊茅生长情况明显优于对照组田园土，其差异产生的原因和基质理化性质有较大的关系，田园土的保水保肥性和通气透水性都较混合基质差，在幼苗生长过程中不能为幼苗生长提供充足的养分，导致幼苗长势较差。混合基质栽培的高羊茅在前期长势接近，后期组三明显体现出生长优势，说明泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1时基质能更长效的为草坪草生长提供营养，这样就可以减少后期屋顶草坪的养护成本投入。

植物的抗旱性是指植物通过一定的抗旱方式在长期干旱胁迫状况下生存的能力[15]。在干旱胁迫下，叶绿素的降解被作为抗旱性的一种测量手段[16]。本次试验，对照组的长势明显较其他各组都差，其叶绿素含量从开始测定都较其他各组低，这主要还是和土壤中的营养物质含量较少有关，N元素含量的多少直接影响到叶绿素的合成，其含量不足将直接导致叶绿素合成量低。随着干旱时间的持续，各组叶片中叶绿素含量都显著下降，说明干旱胁迫导致了叶片中叶绿素的降解。造成叶绿素含量持续降低的主要原因可能与质膜透性、膜质过氧化物丙二醛（MDA）有关。电解质和某些有机物质的大量外渗，同时MDA的不断积累抑制了叶片的光合速率，降低了丙酮酸羧化酶的活性，加速了叶绿素的降解[17]。组四的混合基质栽培的高羊茅叶绿素含量下降的最少，且较其他组有较明显的优势，说明该配比的基质保水能力较其他各组要强，更适合在长期干旱的地区作为屋顶绿化的栽培基质。组六后期叶绿素含量迅速下降可能与该组基质中混合了大量的珍珠岩有关，珍珠岩的比例过高对栽培基质的保水能力有一定的负面影响。

综上所述，组三（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为3∶1∶1）能够较长时间为草坪草生长提供营养，使得草坪草长势优良、更加美观，组四（泥炭∶蚯蚓粪∶珍珠岩为2∶1∶1）有较好的保水性，在外界长期处于干旱情况下能较长时间保持草坪草不失绿，使得屋顶草坪能够达到较好的观赏效果。

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