輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究

1、輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究簡(jiǎn)介：木文介紹了輕型屋頂綠化中植物生長(zhǎng)介質(zhì)的應(yīng)用。重點(diǎn)闡述了人工栽培基質(zhì) 在輕型屋頂綠化系統(tǒng)應(yīng)用屮的基木性能要求和發(fā)展情況。同時(shí)推介了我所研制的有 機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)。關(guān)鍵字：輕型屋頂綠化，生長(zhǎng)介質(zhì)，栽培基質(zhì),新型復(fù)合型栽培基質(zhì)屋頂綠化作為一種有區(qū)別于地而綠化的環(huán)境美化綠化形式，其環(huán)境、生態(tài)和美學(xué)效益己 經(jīng)逐漸被更多的人所認(rèn)識(shí)。盡管屋頂綠化形式繁多，其相對(duì)于地而綠化最突出的特征就是屋 頂綠化屬于人工綠化，受樓頂承重能力、樓頂自然條件（包括光照、水分、風(fēng)力、氣溫等）、 養(yǎng)護(hù)水平以及其它相關(guān)技術(shù)水平的制約。傳統(tǒng)的屋頂綠化，基木上只是將地而的綠化模式照 搬到屋

2、頂上，其適應(yīng)性僅是極少數(shù)承重良好的樓頂和無(wú)逆境的生長(zhǎng)條件，顯然限制了屛頂綠 化的普及。現(xiàn)代普及型的屛頂綠化，則重點(diǎn)是研究如何克服樓頂承重能力小、植物生長(zhǎng)環(huán)境 惡劣等條件，盡可能地降低建設(shè)、養(yǎng)護(hù)成木和養(yǎng)護(hù)難度，將屋頂綠化最人限度地普及，其屮 輕型綠化是一個(gè)重要的發(fā)展趨向。與重型屋頂綠化相比，制約輕型屋頂綠化發(fā)展的兩人主要 問(wèn)題就是適宜的綸長(zhǎng)介質(zhì)和適宜的植物。輕型屋頂綠化必然要求要盡可能地減輕樓頂承載 力，山此對(duì)占全系統(tǒng)重量比重最大、對(duì)植物牛長(zhǎng)影響最大的牛長(zhǎng)介質(zhì)選擇有了更高的要求。 本文以輕型屋頂綠化為主要研究對(duì)象,就目前國(guó)內(nèi)外屋頂綠化中生長(zhǎng)介質(zhì)的應(yīng)用情況做一扼 要介紹，并重點(diǎn)推介我所研制應(yīng)用性能

3、良好的新型屋頂綠化栽培基質(zhì)。1當(dāng)前屋頂綠化植物生長(zhǎng)介質(zhì)應(yīng)用情況11屋頂綠化植物生長(zhǎng)介質(zhì)的發(fā)展當(dāng)詢國(guó)內(nèi)外用于屋頂綠化中植物生長(zhǎng)介質(zhì)的材料按其來(lái)源可概括分為三類，即自然土 壤、經(jīng)添加調(diào)理劑的改良土壤和栽培基質(zhì)。栽培基質(zhì)在有吋也稱無(wú)土栽培基質(zhì)、人工土壤、 營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，-般是指利用天然礦物、工農(nóng)業(yè)有機(jī)無(wú)機(jī)廢棄物單質(zhì)或混合/復(fù)合體?；揪?備了水、月巴、氣、熱等類似于自然土壤可供植物生長(zhǎng)的肥力特性。栽培基質(zhì)的產(chǎn)生是基于1 9世紀(jì)德國(guó)科學(xué)家liebig “礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”的捉出，該學(xué)說(shuō)認(rèn)為土壤養(yǎng)分中直接捉供給植物 生長(zhǎng)是無(wú)機(jī)礦質(zhì)元素，盡管土壤中礦質(zhì)元素達(dá)1 00多種，但現(xiàn)在認(rèn)為供應(yīng)植物生長(zhǎng)的礦質(zhì) 元素僅為1

4、7種，按植物需求量可分為人量營(yíng)養(yǎng)元素，如n、p、k,屮蜃營(yíng)養(yǎng)元素如c a、m g、s和微量營(yíng)養(yǎng)元素f e、mn、cu、zn等。無(wú)十栽培基質(zhì)在20世紀(jì)初逐漸由實(shí)驗(yàn)室的研 究走向?qū)嵱没纳a(chǎn)應(yīng)用。隨著自然十壤資源的日趨匱乏和對(duì)屛頂綠化植生材料要求越來(lái)越 高，人工配制的栽培基質(zhì)越來(lái)越多地被應(yīng)用到屋頂綠化中。1. 2栽培基質(zhì)在輕型屋頂綠化中的應(yīng)用1. 2. 1輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)的基木要求輕質(zhì)輕型屋頂綠化適宜于對(duì)承重條件要求苛刻的建邈物屋頂,對(duì)栽培某質(zhì)重量?jī)又鴩?yán)格 的要求。自然土壤容重一般都在1og/cm。以上，不宜用于輕型屋頂綠化，適合于輕型屋 頂綠化的栽培基質(zhì)風(fēng)干和飽和水狀態(tài)下容重分別在0. 5

5、g / cmo x 0. 8 g / emo左右。薄層在屋頂實(shí)施綠化，通過(guò)盡可能的降低種植層厚度無(wú)疑是非常冇效的減輕負(fù)重措 施，如德國(guó)著名的f1丄（最觀設(shè)計(jì)與園林建筑研究會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)中所指輕型屋頂綠化，傾向于種植 層10cm以下降低生長(zhǎng)層的厚度，必然會(huì)降低其保水性、養(yǎng)分供應(yīng)能力、溫度調(diào)節(jié)能力、根 系穿透層等植物生長(zhǎng)必需的介質(zhì)條件，為了解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)栽培基質(zhì)木身的物理、化學(xué)特 性需要有嚴(yán)格的要求。穩(wěn)定 輕型屋頂綠化完成施工后,具壽命一般為5、20年。影響屋頂綠化壽命的主要是 建造材料質(zhì)量、施工工藝及植物特性，其屮主長(zhǎng)介質(zhì)性質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定是關(guān)鍵因索。屋頂綠化一 旦建成，大幅度更換生長(zhǎng)介質(zhì)的難度將會(huì)很大。

6、耍求基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)、酸堿度、養(yǎng)分供應(yīng)等穩(wěn) 定性耍長(zhǎng)久。劣質(zhì)的屋頂綠化栽培基質(zhì)在使用不長(zhǎng)的時(shí)間里，由于材料的破碎或降解，結(jié) 構(gòu)性會(huì)發(fā)生很大變化，養(yǎng)分釋放和酸堿度壞境也會(huì)隨植物根系吸收和分泌作用發(fā)生劇烈變 化。應(yīng)該說(shuō)明，屋頂綠化中植物生長(zhǎng)介質(zhì)的穩(wěn)定性是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，其調(diào)控方式不僅包括原材 料的選擇和工藝技術(shù)，也包括對(duì)植物木身新陳代謝所發(fā)生的物質(zhì)能量循環(huán)利用。環(huán)保 不污染環(huán)境是進(jìn)行屋頂綠化過(guò)去的人工栽培基質(zhì)原料人部分是選白天然無(wú)機(jī)礦 物和天然有機(jī)材料，隨著礦產(chǎn)資源的日益匱乏和栽培基質(zhì)產(chǎn)業(yè)的木身發(fā)展，對(duì)工農(nóng)業(yè)廢棄物 進(jìn)行資源化再利用是栽培基質(zhì)發(fā)展的重要趨勢(shì)。屋頂綠化基質(zhì)要求婆選擇清潔材料和無(wú)害化 工藝，能

7、控制病蟲(chóng)害，具冇抗風(fēng)吹、雨水沖刷能力，要做到棊質(zhì)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。1. 2. 2國(guó)內(nèi)外屋頂綠化基質(zhì)的選材屋頂綠化的栽培基質(zhì)材料來(lái)源有兩大類：-是無(wú)機(jī)（礦質(zhì)）材料。二是天然有機(jī)材料或工 農(nóng)業(yè)廢棄物有機(jī)材料。單純的礦質(zhì)材料和有機(jī)材料都不能用來(lái)直接做基質(zhì)，合格的基質(zhì)都耍 考慮兩類材料的不同特性，事實(shí)上屛頂綠化栽培基質(zhì)的發(fā)展越來(lái)越趨向于無(wú)機(jī)材料的配合使 用和對(duì)工農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化再利用。盡管可川于配制栽培基質(zhì)的材料種類非常豐富，冃 前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較成熟的材料并不多，這里列舉部分常用的材料，如表1所示。關(guān)鍵字：輕型屋頂綠化材料名稱功能描述性能指標(biāo)缺勺s3藝泥茨主要的育機(jī)栽培星質(zhì)用于盡頂綠化 的泥廉，纖

8、罐質(zhì)含量必復(fù)人j-80%.愀和水條件f容蟲(chóng)一般兀sookg/a1 左右 wphffl5.5 &0嚴(yán)酷的環(huán)境中易分解，被 雨水沖淋后會(huì)流失。田藝堆石無(wú)機(jī)礦物質(zhì).可堰秤.保水.保肥. 富含池等礦廣律養(yǎng)元素.主要用傲那 如劑.宜與蔵作有機(jī)基質(zhì)混合便用。館和水條件下容旅為330-450 kg/j中性或徴性.4隙度詁95%島磁碎不宜受重壓塊色火山君高溫加熱膨脹陽(yáng)成.宜用 做筆質(zhì)輔砂.k<h (0. 03-0 16kg/« > r 孔隙度約93%對(duì)養(yǎng)分無(wú)吸收能力.晶敲 碎.河石火山噴出巖，輕質(zhì)、多孔.立用于毎 質(zhì)拎水原和*填嫌松劑.賴粒容重為450 kg / «吸

9、水 50-60%持水能力較莖煤港煤炭燃燒后粒狀或扮末狀殘?jiān)?。?ssoo-loookg/.容厘牧人，館處理成本恵.鋸木屑木材加工廢料新鮮木陌含大有害 物質(zhì)，且c/n«用前孫堆趙腐聘.堆肥后風(fēng)干客至08(150g/cm 程容 h 70-q 8b g/cn1總用未腐熟木眉.表1屋頂綠化人工栽培基質(zhì)部分材料列表2有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型屋頂綠化基質(zhì)的研發(fā)屋頂綠化在國(guó)內(nèi)還未真正興起，輕型屋頂綠化更是剛剛起步。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上內(nèi)應(yīng)用于 輕型屋頂綠化的栽培基質(zhì)成型產(chǎn)站種類很少，產(chǎn)站性能也是良莠不齊，嚴(yán)重制約了屋頂綠化 的推廣普及。深圳市園林科學(xué)研究所在園林綠化栽培基質(zhì)研發(fā)方面已有20多年的歷史，我 所立足于

10、深圳特區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需要，在栽培基質(zhì)課題研究、成果轉(zhuǎn)化方面做了大量 工作，其中綠化用營(yíng)養(yǎng)土、花卉栽培基質(zhì)系列產(chǎn)品已經(jīng)在深圳及周遍地區(qū)得到廣泛推廣應(yīng)用, 具使用壽命一般都在1 5年以上，具有一定的影響力。近兒年來(lái)，我所根據(jù)屋頂綠化發(fā)展的 市場(chǎng)需耍，結(jié)合屋頂綠化課題開(kāi)展，推出了有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型屋頂綠化專用栽培基質(zhì)，與當(dāng)前 市場(chǎng)上所售的具它同類產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在原材料選擇、牛產(chǎn)工藝、關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品性 能標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品系列化上均有特色。2. 1原材料選擇及產(chǎn)品特點(diǎn)該產(chǎn)品主料為天然礦質(zhì)和經(jīng)充分堆肥腐熟的有機(jī)材料。其屮有機(jī)材料選擇深圳木地區(qū)工 農(nóng)業(yè)清潔廢棄物，再添加有機(jī)與無(wú)機(jī)肥料、有益微牛:物和其它

11、化學(xué)、牛物添加劑等。有機(jī)材 料采用先進(jìn)技術(shù)快速腐熟，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)工序加工而成。該產(chǎn)甜具有無(wú)污染、無(wú)異味、有 效養(yǎng)分含量高而全、長(zhǎng)效緩釋、質(zhì)輕多孔、防蟲(chóng)驅(qū)蟲(chóng)、增強(qiáng)苗木抗病能力等突出優(yōu)點(diǎn)，是深 圳世界之窗、錦繡屮華等單位連續(xù)十年選用的產(chǎn)品，也是深圳園博園指定產(chǎn)品，尤其適合作 為屋頂綠化的栽培基質(zhì)。2. 2產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)在產(chǎn)品的研制上，我們?nèi)〉昧艘韵玛P(guān)鍵技術(shù)：一、有機(jī)材料快速腐熟。在對(duì)有機(jī)材料腐熟產(chǎn)站開(kāi)發(fā)上，制約其發(fā)展有兩大因素，一是 技術(shù)，二是成木。纖維類有機(jī)原料自然腐熟時(shí)間一般要8、1 2個(gè)月，盡管目前有機(jī)材料腐 熟技術(shù)發(fā)展迅速，腐熟時(shí)間可以縮短到72小時(shí)以下，但是其設(shè)備、輔料、能源消耗有札i當(dāng)

12、 高的要求，導(dǎo)致成木高昂，在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件下很難推廣應(yīng)用。實(shí)際上生產(chǎn)屮有機(jī)材料人工輔 助腐熟時(shí)間總體在3 6個(gè)月。我們根據(jù)原料特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化配料，使其養(yǎng)分狀況和物理性狀優(yōu) 化，添加多種菌類，在發(fā)酵過(guò)程屮優(yōu)化水分、溫度、供氧狀況進(jìn)行高溫耗氧發(fā)酵處理，取得 了明顯的效果。有機(jī)材料經(jīng)4 5天腐熟處理即可使用。加快了場(chǎng)地利用率和周轉(zhuǎn)，節(jié)省了勞 動(dòng)力，優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量和成本。二、利用牛物轉(zhuǎn)化技術(shù)優(yōu)化基質(zhì)屮的有機(jī)、無(wú)機(jī)養(yǎng)分比例，使具肥效穩(wěn)、長(zhǎng)，對(duì)植物安 全，不燒苗，后勁足。我們根據(jù)養(yǎng)分縱向平衡（動(dòng)態(tài)）的理論采川自己開(kāi)發(fā)的堆肥技術(shù)獲得的“快而不猛，穩(wěn)而充足”的供肥功能，從理論和實(shí)踐上解決了栽培基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)配比這一重

13、 要生產(chǎn)問(wèn)題。三、利用工農(nóng)業(yè)廢棄物或副產(chǎn)品制成具冇防蟲(chóng)、驅(qū)蟲(chóng)作用的功能性培養(yǎng)基質(zhì)。防治病蟲(chóng) 害是植物栽培的一個(gè)關(guān)鍵，我們?cè)谂囵B(yǎng)基質(zhì)中加入具有防蟲(chóng)、驅(qū)蟲(chóng)作用的廉價(jià)工農(nóng)業(yè)天然廢 料，獲得了防蟲(chóng)、驅(qū)蟲(chóng)效果。2. 3產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)h前在包括屋頂綠化在內(nèi)的園林綠化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)土栽培基質(zhì)生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家按照實(shí)際情況所制定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)差杲很大。為了屋頂綠化行業(yè)規(guī)范發(fā) 展，受市城管局委托我所止在著手制定深圳地區(qū)輕型屋頂綠化的栽培基質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為了方 便同行交流，在此提出我所研制的復(fù)合型屋頂綠化栽培基質(zhì)的部分質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，僅供參考。項(xiàng)目總乂 p、k %ph值有機(jī)質(zhì)%孔隙度%客重（干）g/c容重（

14、濕）g/ cm'電導(dǎo)率ecx105標(biāo)準(zhǔn)2. 03. 55.曠6. 5>25>75<0. 55<0. 850. 8-1. 8表2有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型栽培基質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量部分理化標(biāo)準(zhǔn)3結(jié)語(yǔ)根據(jù)樓頂承載力、植物生長(zhǎng)特性及自然環(huán)境條件選擇適宜的生長(zhǎng)介質(zhì)是進(jìn)行屋頂綠化的 前提，隨著自然土壤資源的口益貧乏及屋頂綠化的普及，采川人工栽培基質(zhì)作為生長(zhǎng)介質(zhì)必 然是屋頂綠化的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前在屋頂綠化專用棊質(zhì)研發(fā)方面，國(guó)外研究和生產(chǎn)水平較高, 其中德國(guó)和口木處于領(lǐng)先地位。在我國(guó)由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)水平和關(guān)注程度等諸方面的制 約，對(duì)屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究和開(kāi)發(fā)利用才剛剛開(kāi)始。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在輕型屋頂綠化中, 牛長(zhǎng)介質(zhì)層性能