轻型屋顶绿化栽培基质的研究

1、轻型屋顶绿化栽培基质的研究简介：木文介绍了轻型屋顶绿化中植物生长介质的应用。重点阐述了人工栽培基质 在轻型屋顶绿化系统应用屮的基木性能要求和发展情况。同时推介了我所研制的有 机无机复合型轻型屋顶绿化栽培基质。关键字：轻型屋顶绿化，生长介质，栽培基质,新型复合型栽培基质屋顶绿化作为一种有区别于地而绿化的环境美化绿化形式，其环境、生态和美学效益己 经逐渐被更多的人所认识。尽管屋顶绿化形式繁多，其相对于地而绿化最突出的特征就是屋 顶绿化属于人工绿化，受楼顶承重能力、楼顶自然条件（包括光照、水分、风力、气温等）、 养护水平以及其它相关技术水平的制约。传统的屋顶绿化，基木上只是将地而的绿化模式照 搬到屋

2、顶上，其适应性仅是极少数承重良好的楼顶和无逆境的生长条件，显然限制了屛顶绿 化的普及。现代普及型的屛顶绿化，则重点是研究如何克服楼顶承重能力小、植物生长环境 恶劣等条件，尽可能地降低建设、养护成木和养护难度，将屋顶绿化最人限度地普及，其屮 轻型绿化是一个重要的发展趋向。与重型屋顶绿化相比，制约轻型屋顶绿化发展的两人主要 问题就是适宜的纶长介质和适宜的植物。轻型屋顶绿化必然要求要尽可能地减轻楼顶承载 力，山此对占全系统重量比重最大、对植物牛长影响最大的牛长介质选择有了更高的要求。 本文以轻型屋顶绿化为主要研究对象,就目前国内外屋顶绿化中生长介质的应用情况做一扼 要介绍，并重点推介我所研制应用性能

3、良好的新型屋顶绿化栽培基质。1当前屋顶绿化植物生长介质应用情况11屋顶绿化植物生长介质的发展当询国内外用于屋顶绿化中植物生长介质的材料按其来源可概括分为三类，即自然土 壤、经添加调理剂的改良土壤和栽培基质。栽培基质在有吋也称无土栽培基质、人工土壤、 营养基质，-般是指利用天然矿物、工农业有机无机废弃物单质或混合/复合体。基本具 备了水、月巴、气、热等类似于自然土壤可供植物生长的肥力特性。栽培基质的产生是基于1 9世纪德国科学家liebig “矿质营养学说”的捉出，该学说认为土壤养分中直接捉供给植物 生长是无机矿质元素，尽管土壤中矿质元素达1 00多种，但现在认为供应植物生长的矿质 元素仅为1

4、7种，按植物需求量可分为人量营养元素，如n、p、k,屮蜃营养元素如c a、m g、s和微量营养元素f e、mn、cu、zn等。无十栽培基质在20世纪初逐渐由实验室的研 究走向实用化的生产应用。随着自然十壤资源的日趋匮乏和对屛顶绿化植生材料要求越来越 高，人工配制的栽培基质越來越多地被应用到屋顶绿化中。1. 2栽培基质在轻型屋顶绿化中的应用1. 2. 1轻型屋顶绿化栽培基质的基木要求轻质轻型屋顶绿化适宜于对承重条件要求苛刻的建邈物屋顶,对栽培某质重量冇着严格 的要求。自然土壤容重一般都在1og/cm。以上，不宜用于轻型屋顶绿化，适合于轻型屋 顶绿化的栽培基质风干和饱和水状态下容重分别在0. 5

5、g / cmo x 0. 8 g / emo左右。薄层在屋顶实施绿化，通过尽可能的降低种植层厚度无疑是非常冇效的减轻负重措 施，如德国著名的f1丄（最观设计与园林建筑研究会）标准中所指轻型屋顶绿化，倾向于种植 层10cm以下降低生长层的厚度，必然会降低其保水性、养分供应能力、温度调节能力、根 系穿透层等植物生长必需的介质条件，为了解决这个问题，对栽培基质木身的物理、化学特 性需要有严格的要求。稳定 轻型屋顶绿化完成施工后,具寿命一般为5、20年。影响屋顶绿化寿命的主要是 建造材料质量、施工工艺及植物特性，其屮主长介质性质长期稳定是关键因索。屋顶绿化一 旦建成，大幅度更换生长介质的难度将会很大。

6、耍求基质物理结构、酸碱度、养分供应等稳 定性耍长久。劣质的屋顶绿化栽培基质在使用不长的时间里，由于材料的破碎或降解，结 构性会发生很大变化，养分释放和酸碱度坏境也会随植物根系吸收和分泌作用发生剧烈变 化。应该说明，屋顶绿化中植物生长介质的稳定性是一个动态的，其调控方式不仅包括原材 料的选择和工艺技术，也包括对植物木身新陈代谢所发生的物质能量循环利用。环保 不污染环境是进行屋顶绿化过去的人工栽培基质原料人部分是选白天然无机矿 物和天然有机材料，随着矿产资源的日益匮乏和栽培基质产业的木身发展，对工农业废弃物 进行资源化再利用是栽培基质发展的重要趋势。屋顶绿化基质要求婆选择清洁材料和无害化 工艺，能

7、控制病虫害，具冇抗风吹、雨水冲刷能力，要做到棊质不会对环境造成污染。1. 2. 2国内外屋顶绿化基质的选材屋顶绿化的栽培基质材料來源有两大类：-是无机（矿质）材料。二是天然有机材料或工 农业废弃物有机材料。单纯的矿质材料和有机材料都不能用来直接做基质，合格的基质都耍 考虑两类材料的不同特性，事实上屛顶绿化栽培基质的发展越来越趋向于无机材料的配合使 用和对工农业废弃物的资源化再利用。尽管可川于配制栽培基质的材料种类非常丰富，冃 前国内外应用比较成熟的材料并不多，这里列举部分常用的材料，如表1所示。关键字：轻型屋顶绿化材料名称功能描述性能指标缺勺s3艺泥茨主要的育机栽培星质用于尽顶绿化 的泥廉，纤

8、罐质含量必復人j-80%.愀和水条件f容虫一般兀sookg/a1 左右 wphffl5.5 &0严酷的环境中易分解，被 雨水冲淋后会流失。田艺堆石无机矿物质.可堰秤.保水.保肥. 富含池等矿廣律养元素.主要用傲那 如剂.宜与蔵作有机基质混合便用。馆和水条件下容旅为330-450 kg/j中性或徴性.4隙度诂95%島磁碎不宜受重压块色火山君高温加热膨胀阳成.宜用 做筆质辅砂.k<h (0. 03-0 16kg/« > r 孔隙度约93%对养分无吸收能力.晶敲 碎.河石火山喷出岩，轻质、多孔.立用于毎 质拎水原和*填嫌松剂.赖粒容重为450 kg / «吸

9、水 50-60%持水能力较茎煤港煤炭燃烧后粒状或扮末状残渣。容 ssoo-loookg/.容厘牧人，館处理成本恵.锯木屑木材加工废料新鮮木陌含大有害 物质，且c/n«用前孫堆赵腐聘.堆肥后风干客至08(150g/cm 程容 h 70-q 8b g/cn1总用未腐熟木眉.表1屋顶绿化人工栽培基质部分材料列表2有机无机复合型屋顶绿化基质的研发屋顶绿化在国内还未真正兴起，轻型屋顶绿化更是刚刚起步。目前国内市场上内应用于 轻型屋顶绿化的栽培基质成型产站种类很少，产站性能也是良莠不齐，严重制约了屋顶绿化 的推广普及。深圳市园林科学研究所在园林绿化栽培基质研发方面已有20多年的历史，我 所立足于

10、深圳特区经济发展优势和市场需要，在栽培基质课题研究、成果转化方面做了大量 工作，其中绿化用营养土、花卉栽培基质系列产品已经在深圳及周遍地区得到广泛推广应用, 具使用寿命一般都在1 5年以上，具有一定的影响力。近儿年来，我所根据屋顶绿化发展的 市场需耍，结合屋顶绿化课题开展，推出了有机无机复合型屋顶绿化专用栽培基质，与当前 市场上所售的具它同类产品相比，该产品开发在原材料选择、牛产工艺、关键技术、产品性 能标准以及产品系列化上均有特色。2. 1原材料选择及产品特点该产品主料为天然矿质和经充分堆肥腐熟的有机材料。其屮有机材料选择深圳木地区工 农业清洁废弃物，再添加有机与无机肥料、有益微牛:物和其它

11、化学、牛物添加剂等。有机材 料采用先进技术快速腐熟，经过严格的生产工序加工而成。该产甜具有无污染、无异味、有 效养分含量高而全、长效缓释、质轻多孔、防虫驱虫、增强苗木抗病能力等突出优点，是深 圳世界之窗、锦绣屮华等单位连续十年选用的产品，也是深圳园博园指定产品，尤其适合作 为屋顶绿化的栽培基质。2. 2产品关键技术在产品的研制上，我们取得了以下关键技术：一、有机材料快速腐熟。在对有机材料腐熟产站开发上，制约其发展有两大因素，一是 技术，二是成木。纤维类有机原料自然腐熟时间一般要8、1 2个月，尽管目前有机材料腐 熟技术发展迅速，腐熟时间可以缩短到72小时以下，但是其设备、辅料、能源消耗有札i当

12、 高的要求，导致成木高昂，在现有经济条件下很难推广应用。实际上生产屮有机材料人工辅 助腐熟时间总体在3 6个月。我们根据原料特点进行优化配料，使其养分状况和物理性状优 化，添加多种菌类，在发酵过程屮优化水分、温度、供氧状况进行高温耗氧发酵处理，取得 了明显的效果。有机材料经4 5天腐熟处理即可使用。加快了场地利用率和周转，节省了劳 动力，优化了产品质量和成本。二、利用牛物转化技术优化基质屮的有机、无机养分比例，使具肥效稳、长，对植物安 全，不烧苗，后劲足。我们根据养分纵向平衡（动态）的理论采川自己开发的堆肥技术获得的“快而不猛，稳而充足”的供肥功能，从理论和实践上解决了栽培基质的营养配比这一重

13、 要生产问题。三、利用工农业废弃物或副产品制成具冇防虫、驱虫作用的功能性培养基质。防治病虫 害是植物栽培的一个关键，我们在培养基质中加入具有防虫、驱虫作用的廉价工农业天然废 料，获得了防虫、驱虫效果。2. 3产品标准h前在包括屋顶绿化在内的园林绿化、农业生产中，无土栽培基质生产在国内尚无统一 的质量标准，不同厂家按照实际情况所制定的产品标准差杲很大。为了屋顶绿化行业规范发 展，受市城管局委托我所止在着手制定深圳地区轻型屋顶绿化的栽培基质质量标准。为了方 便同行交流，在此提出我所研制的复合型屋顶绿化栽培基质的部分质量标准，仅供参考。项目总乂 p、k %ph值有机质%孔隙度%客重（干）g/c容重（

14、湿）g/ cm'电导率ecx105标准2. 03. 55.旷6. 5>25>75<0. 55<0. 850. 8-1. 8表2有机无机复合型栽培基质产品质量部分理化标准3结语根据楼顶承载力、植物生长特性及自然环境条件选择适宜的生长介质是进行屋顶绿化的 前提，随着自然土壤资源的口益贫乏及屋顶绿化的普及，采川人工栽培基质作为生长介质必 然是屋顶绿化的发展趋势。当前在屋顶绿化专用棊质研发方面，国外研究和生产水平较高, 其中德国和口木处于领先地位。在我国由于受经济发展、技术水平和关注程度等诸方面的制 约，对屋顶绿化栽培基质的研究和开发利用才刚刚开始。应当认识到，在轻型屋顶绿化中, 牛长介质层性能