湯 聰，郭 微，蔡桂芬，冼令英，劉 念

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學院園藝園林學院，廣東 廣州 510225)

屋頂作為建筑的“第五立面”，近年來已越來越受到人們的重視。在當今“寸土寸金”的社會，屋頂綠化已成為人們緩解建筑面積和綠地面積之間矛盾的首要選擇[1-2]。屋頂相對地面而言，光照強、溫差大、風速高、水分散失快，而且由于屋頂有限的荷載設計，一般不選用天然壤土而用輕型人工合成種植基質(zhì)，所以在屋頂綠化中對種植基質(zhì)及植物都有一定的要求[3-4]。國內(nèi)外研究表明，大部分景天科植物耐旱、耐熱、耐寒能力強；植株整齊低矮、病蟲害少且管理粗放；而且，其淺細的根系不會對屋頂構成威脅，目前在草坪式屋頂綠化中廣泛應用[5-6]。近年來，尤以景天科景天屬的佛甲草(Sedumlineare)應用最為廣泛[7-10]。

在屋頂綠化栽培基質(zhì)方面，德國[11]、日本[12]走在前列；國內(nèi)趙定國[13]、魯朝暉和張少艾[14-15]、王建湘等[16]也探討了最適合佛甲草草卷生產(chǎn)的基質(zhì)。但是由于不同地區(qū)氣候環(huán)境和市場常見基質(zhì)種類有一定差異，再加上佛甲草為肉質(zhì)莖，工程實踐表明其耐旱不耐澇，在廣州地區(qū)夏季高溫高濕季節(jié)容易因基質(zhì)含水量過高和高溫蒸騰作用引起根莖腐爛和“燒苗”等現(xiàn)象。本項研究主要從基質(zhì)角度出發(fā)，綜合考慮基質(zhì)的理化性質(zhì)，兼顧廣州地區(qū)的自然環(huán)境和基質(zhì)獲取的難易程度，通過相同種植條件下佛甲草的生長表現(xiàn)，先篩選出適合佛甲草在高溫高濕條件下生長的基質(zhì)種類，再通過正交試驗得出所選基質(zhì)的最佳配比。

1 材料與方法

試驗于2011年7-10月(廣州地區(qū)高溫多雨季節(jié)，平均氣溫35 ℃，相對濕度80%以上)，在仲愷農(nóng)業(yè)工程學院鐘村教學農(nóng)場建筑屋頂進行。

1.1試驗材料 選用的植物材料為佛甲草，購于廣州曠野屋頂綠化有限公司。

本次試驗選用的基質(zhì)材料為進口泥炭、國產(chǎn)泥炭、國產(chǎn)草炭、園林廢棄物、珍珠巖和椰絲等，所選基質(zhì)均來自廣州市園林基質(zhì)廠，考慮到屋頂綠化基質(zhì)應遵循質(zhì)量輕、營養(yǎng)全、通透性好等特點，本試驗根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，將基質(zhì)按照經(jīng)驗配比組成混合基質(zhì)，先篩選出適合佛甲草在高溫高濕條件下生長的基質(zhì)種類，再通過正交試驗得出所選基質(zhì)的最佳配比。

1.2試驗設計 試驗選用了廣州地區(qū)市場常見的基質(zhì)種類：國產(chǎn)泥炭、草炭、進口泥炭、園林廢棄物、珍珠巖、椰絲?；|(zhì)用40%的福爾馬林進行消毒后堆漚數(shù)天，然后暴曬數(shù)天，再按照不同體積配比組成混合基質(zhì)(表1)。試驗場地用方磚隔成100 cm×70 cm的方格，按照由下而上依次鋪設阻根層、儲排水板、無紡布、混合基質(zhì)，基質(zhì)厚約4 cm，即混合基質(zhì)總體積為28 L。佛甲草選取植株良好無病蟲害、生長狀況基本一致的5 cm左右插穗，在多菌靈溶液中浸泡10 min進行傷口殺菌處理，按照5 cm×5 cm的株距進行扦插，每個配方重復3次，整個試驗期間由一人專門管理。

表1 各基質(zhì)體積比Table 1 The volume ratio of each substrate

1.3測定項目與方法

1.3.1混合基質(zhì)理化性質(zhì)的測定 參照《土壤理化分析》[17]方法，對混合基質(zhì)的主要理化性質(zhì)進行了測定，其中物理性質(zhì)主要測定指標為混合基質(zhì)的容重、持水孔隙度、排水孔隙度；化學性質(zhì)主要測定指標為混合基質(zhì)的pH值、有機物總量以及全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。

1.3.2佛甲草生長指標的測定 每個樣方任意選取5棵植株，待根系長穩(wěn)后每隔10 d測定一次分蘗數(shù)；第50天時利用網(wǎng)格法測定各配方佛甲草的蓋度；利用四分法測定第50天時佛甲草的生物量，具體操作為：選取10 cm×10 cm方格，沿佛甲草基部剪取地上部分，將地下部分挖起，用濕紗布包好帶回實驗室，洗凈后吸干表面水分立即稱量。

1.3.3佛甲草品質(zhì)評定 采用美國NTEP(The National Turfgrass Evaluation Program)的9分制評價方法，以佛甲草生長第50天時地上部分的色澤、植株健壯程度、整齊度、分蘗能力、蓋度和均一性等作為外觀品質(zhì)指標，其中1分為枯死植物品質(zhì)，9分為100%成坪品質(zhì)，6分為基本生長正常、能達到人們可接受的品質(zhì)[18]。

1.3.4佛甲草最佳生長基質(zhì)配比的篩選 試驗共設9個處理，以園林廢棄物作為對照，設置L9(34)安排3因素3水平的正交試驗(表2)，以期篩選出最適合佛甲草生長的最佳配比。試驗方法和佛甲草生長指標的測定方法同上。

表2 正交實驗Table 2 Orthogonal experimental design

1.4數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 18.0進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1混合基質(zhì)理化性質(zhì)測定 基質(zhì)是植物獲取水分、無機鹽及有機養(yǎng)分的主要載體，也是保證根系氣體交換的主要場所。基質(zhì)的孔隙度能很好地反映基質(zhì)的通氣和水分平衡狀況，通氣孔隙度反映基質(zhì)的排水能力，持水孔隙度反映基質(zhì)的保水能力。由于屋頂綠化要盡量減輕荷載，理想的基質(zhì)容重應該在0.1～0.8 g·cm-3[19]，本研究所選基質(zhì)均在理想范圍之內(nèi)(表3)。

原基質(zhì)中，珍珠巖容重最小，主要是起到調(diào)節(jié)混合基質(zhì)孔隙度的作用?；旌虾蟮幕|(zhì)容重均較未混合時??；混合基質(zhì)的總孔隙度以3號基質(zhì)最大，為74.7%，說明該混合基質(zhì)的透氣性最好；配方1通氣孔隙度僅為9.4%，而持水孔隙度為63.9%，說明其保水性強但排水性相對較弱；配方8、9同樣存在保水和排水能力不均衡的情況；配方4、5、6和7總體排水性和保水性比較均衡。

混合后的基質(zhì)總體呈微酸性(表4)，原材料基質(zhì)中園林廢棄物綜合肥力最強，其次是椰絲和進口泥炭；混合后的基質(zhì)，其中配方4全氮含量最高，為1.50 g·kg-1，最小的為配方3，僅0.02 g·kg-1；有機質(zhì)含量最高的為配方1，達70.4%，不同基質(zhì)配方有機質(zhì)含量由高到低依次排序為1>5>9>4>8>3>6>7>2；堿解氮的含量大致呈基質(zhì)4>1>5>6>9>7>8>2>3；速效鉀含量最高的為配方4，最小的為配方2；有效磷含量最高的為配方5，最小的為配方3；可以看出，4、5和1號混合基質(zhì)的有機物總量、堿解氮、速效鉀和有效磷含量均高于其它配方基質(zhì)，其綜合肥效相對較強，其它各混合基質(zhì)間肥效差異不大。

2.2不同基質(zhì)配方對佛甲草分蘗數(shù)的影響 佛甲草分蘗能力很強，能達到快速成坪效果，佛甲草的分蘗能力大小能直觀反映出各基質(zhì)是否有利于佛甲草生長。不同配方基質(zhì)對佛甲草平均分蘗數(shù)影響比較明顯(圖1)，在30 d左右時，配方2、3、6、7、8和9中栽培的佛甲草的平均分蘗數(shù)出現(xiàn)下降趨勢，主要是受當時高溫暴雨影響，而1、4和5號基質(zhì)的平均分蘗數(shù)仍大致呈上升趨勢，這說明1、4和5基質(zhì)在高溫高濕環(huán)境下仍適合佛甲草生長。其中，分蘗能力最強的是在5號基質(zhì)，各基質(zhì)中分蘗能力由強到弱依次排序為5>1>4>6>2>8>7>3>9。

2.3不同基質(zhì)配方對佛甲草生物量的影響 配方4和5中佛甲草在生長第50天時地上部分的生物量與其它配方基質(zhì)間存在顯著性差異(P<0.05)；其中地上部分生物量最小的為9號處理，僅為7.55 g，最大的為5號處理，達40.78 g，是9號處理的5.4倍；不同處理生長第50天時的地上部分生物量依次排序為5>4>1>7>3>2>6>8>9(表5)；4和5號處理主要基質(zhì)成分都為園林廢棄物。

表3 不同基質(zhì)的物理性質(zhì)Table 3 The physical properties of different substrates

表4 不同基質(zhì)的化學性質(zhì)Table 4 The chemical properties of different substrates

圖1 不同基質(zhì)配方對佛甲草平均分蘗數(shù)的影響Fig.1 The effect of different substrates on the stem number of Sedum lineare after 50 days

配方5和8與其它配方之間第50天時的地下部分生物量存在顯著性差異(P<0.05)；其中以配方8最大，為3.29 g，以配方6最小，僅為1.07 g；地下部分生物量由大到小依次排序為8>5>7>3>4>1>2>9>6；各處理根冠比最小的是配方5，最大的為配方8，根冠比越小，說明該基質(zhì)將主要營養(yǎng)集中在地上部分的生長，能達到快速成坪的效果(表5)。

2.4不同基質(zhì)配方對佛甲草蓋度的影響 試驗期間常有高溫暴雨，在佛甲草生長第50天時，不同基質(zhì)配方下佛甲草的蓋度差異較大，其中蓋度最高的為配方5，達83.0%，其次為配方4，蓋度最小的為配方3，僅為36.0%。目前工程中佛甲草種植基質(zhì)主要以泥炭為主，試驗發(fā)現(xiàn)以園林廢棄物為主的4和5號基質(zhì)比傳統(tǒng)的泥炭配方種植佛甲草蓋度高出30%～40%，在高溫暴雨的影響下，最終成坪的也只有4和5號配方基質(zhì)(表5)。

2.5不同基質(zhì)配方對佛甲草品質(zhì)的影響 根據(jù)美國NTEP 9分制評價的方法，試驗從佛甲草的蓋度、色澤、植株整齊度、分蘗能力和植株健壯程度等方面綜合評分，得出不同基質(zhì)配方由高到低得分為5>4>1>2>6>8>7>9>3?？梢钥闯?，配方5和4號(以園林廢棄物為主)基質(zhì)比較適合佛甲草在高溫高濕環(huán)境下生長(表6)。

2.6最佳基質(zhì)配比篩選結果 通過比較不同基質(zhì)配方下佛甲草的各項綜合生長指標可以得出，園林廢棄物最適合佛甲草在高溫高濕條件下生長。為進一步得出最佳基質(zhì)配比，按照L9(34)安排3因素3水平的正交試驗，進一步對最佳基質(zhì)配比進行驗證。

對生長第50天時佛甲草的各項生長指標進行比較分析可以看出(表7)，不同配比基質(zhì)對佛甲草葉片增長無顯著差異(P>0.05)；不同配比基質(zhì)地上部分生物量存在差異，其中以配比Ⅶ地上部分生物量最大，為47.24 g；各配比地上部分生物量依次排序為Ⅶ>Ⅸ>CK>Ⅴ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅷ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅱ；地下部分的生物量也存在差異，其中最大的是配比Ⅴ，最小的是配比Ⅱ；各配比根冠比之間無顯著差異；各配比之間的蓋度存在差異，配比Ⅶ和Ⅸ的蓋度達到90%，而配比Ⅰ的蓋度最小，為69%，各配比的蓋度依次排序為Ⅶ=Ⅸ>CK>Ⅳ>Ⅷ>Ⅴ=Ⅵ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ。綜合各項指標可以得出：配比Ⅶ和Ⅸ，即園林廢棄物∶珍珠巖∶椰絲為8∶1∶3和8∶3∶2為佛甲草高溫高濕條件下生長的最佳基質(zhì)配比。

表5 生長第50天時不同基質(zhì)配方下佛甲草各生長指標的比較Table 5 Comparisons of each growth index of Sedum lineare subjected to different substrate mixtrue at the 50th day

表6 生長第50天時不同基質(zhì)配方佛甲草品質(zhì)得分Table 6 Visual quality of different substrate mixtrue at the 50th day 分Score

表7 不同基質(zhì)配比下佛甲草生長指標的比較Table 7 Comparisons of the growth index of Sedum lineare subjected to different substrates after 50 days

3 討論與結論

目前，關于佛甲草的研究主要集中在栽培基質(zhì)的篩選以及抗性的研究上[14-16]。佛甲草雖然綜合抗性很強，但為肉質(zhì)莖，工程實踐發(fā)現(xiàn)，在高溫高濕條件下，佛甲草很容易因根莖腐爛而導致死亡。本研究從基質(zhì)的理化性質(zhì)分析，通過不同基質(zhì)配方下佛甲草生長狀況的對比，得出以園林廢棄物為主的基質(zhì)配方適合佛甲草在高溫高濕條件下生長；混合基質(zhì)的通氣孔隙度和持水孔隙度均衡與否是判斷基質(zhì)是否適合佛甲草在高溫高濕條件下生長的關鍵，本研究得出,以園林廢棄物為主的4、5號配方有機質(zhì)、堿解氮、速效磷等含量均較高，基質(zhì)營養(yǎng)豐富，有利于佛甲草快速成坪。

園林廢棄物為園林綠化中經(jīng)修剪或廢除的一些花草、樹干和枯枝落葉等園林綠化垃圾經(jīng)過粉碎、堆肥、發(fā)酵等過程而形成的一種基質(zhì)[20]。近年來，各種廢棄物研制出的環(huán)保型無土栽培基質(zhì)，在蔬菜、食用菌和花卉等栽培方面有相關應用報道[21-22]，但將廢棄物用于輕型屋頂綠化栽培基質(zhì)的研究少見報道，園林廢棄物與目前應用廣泛的泥炭和草炭相比，有較好的通氣和保水性，有機質(zhì)含量和肥力均高于泥炭，并且節(jié)能環(huán)保、價格低廉，給降低輕型屋頂綠化成本提供了一個方向。

通過進一步正交試驗，得出配比Ⅶ和Ⅸ，即園林廢棄物∶珍珠巖∶椰絲為8∶1∶3和8∶3∶2時，是佛甲草高溫高濕條件下生長的最佳配比基質(zhì)。通過本研究可以看出園林廢棄物可開發(fā)利用于輕型屋頂綠化市場,但其作為基質(zhì)的適應性和穩(wěn)定性還有待進一步研究。

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