CN104542219A - 一种模块式立体绿化分层基质种植技术及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述种植模块中的种植植物基质分成具有不同功能的前后两层，其中，前层基质为透气性基质，后层基质为保水性基质；种植植物的根系置于上后层基质之间；其中，所述种植模块侧面留有滴键给水用的孔；其中，前层基质为种植植物提供支撑和空气，后层基质为种植植物提供水分和养分。本发明采用该种植模块的种植方法具有减轻栽培基质的重量、省工省时、干净卫生、提高植物的固定能力、节水、提高种植成活率、缩短缓苗时间等优点。

Description

一种模块式立体绿化分层基质种植技术及其应用

技术领域

本发明涉及一种立体绿化分层基质种植技术及其应用。

背景技术

在立体绿化中，传统的模块种植很容易发生烂根和萎焉现象。这是因为在种植或更换植物苗的过程中，工作人员通常使用棍棒将植物的根系塞进种植孔，再压实基质(土壤)，这样的操作对根系产生一定的破坏，且根系挤压在一起，对水分的吸收效果很差。另一方面，为了使植物固定在模块的框体内，又填充了一些基质(土壤)，使得根系遭受进一步的破坏，同时，根系周围基质过于紧实，通气性很差，容易造成烂根。因此，传统的种植模块使得植物根系受到破坏，吸水受到影响，如果加上气温过高，植物的蒸腾作用过于强烈，就会出现地上部分的萎焉。这时，浇水过多，地下烂根地上萎焉；浇水太少，地下干旱地上萎焉，所以对养护的要求很高。

此外，在后期养护过程中，传统的种植模块还会出现以下问题：模块框体一般高度在33cm以上，在重力的作用下，基质(土壤)的顶部和底部的保水性、通气性发生改变。具体为，顶部由于重力小，通气性好，保水性差，容易造成植物缺水死亡，底部则刚好相反，底部基质由于容重高，一般保水性高于顶部基质，容易造成烂根以及基质、水分流出。如果配制保水性好透气性差的基质，植物容易涝死，如果配制保水性差透气性好的基质，植物容易干死。这使得传统的种植方法的养护要求更高。

除此之外，现有的立体绿化种植技术还存在缓苗期长、移栽成活率低、容易滋生病虫害、基质过重、水分浪费、养护成本高等缺点。

另一方面，传统的离体绿化中，更换基质一般是整个模块替换，或者将袋苗连同土壤一起插到模块的种植孔中，这样的操作很麻烦，而且很脏，对根系破坏大。

因此，需要一种种植过程中对种植植物根系破坏少，并更换方便的种植模块，避免了传统方式整框替换和局部替换时繁琐的步骤，可以极大地降低运输成本，减少换苗工时，减少对建筑外观的破坏。该种植模块能应用于立体绿化工程中。此外，需要一种种植方法，其能提高种植成活率、缩短缓苗时间，同时减少换苗工时。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种立体绿化分层基质种植模块。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述种植模块中的种植植物基质分成具有不同功能的前后两层，其中，前层基质为透气性基质，后层基质为保水性基质；种植植物的根系置于前后层基质之间；其中，所述种植模块侧面留有滴键给水用的孔；其中，前层基质为种植植物提供支撑和空气，后层基质为种植植物提供水分和养分。

在本发明的一个实施例中，所述透气性基质为种植绵材料。

在本发明的一个实施例中，所述保水性基质包括椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥。在进一步的实施例中，所述椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥的体积比是3～4：1～2：0.5～1：0.5～1。优选地，在进一步的实施例中，所述椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥的体积比是3～4：2：1：1。

在本发明的一个实施例中，所述椰糠的孔隙率为94～96％，所述珍珠岩的粒径大小为1～5mm，所述陶粒的粒径大小为8～12mm。

在本发明的一个实施例中，所述保水性基质还包括保水剂。

本发明的另一个目的是提供一种立体绿化分层基质种植方法，其特征在于，首先，将种植模块中的种植植物基质分成具有不同功能的前后两层，其中，前层基质为透气性基质，后层基质为保水性基质；然后，将种植植物的根系置于两层基质之间，种植植物的根系生长进入后层基质中；最后，将种植模块应用于室内或室外的立体绿化工程中；其中，前层基质为种植植物提供支撑和空气，后层基质为种植植物提供水分和养分。

本发明所用有机肥是领域内通用的有机肥，包括粪肥、堆肥、绿肥、沼气肥等，本领域技术人员熟知其使用标准和配制方法。

保水剂是本领域通用的保水剂，是一种吸水能力特别强高吸水性树脂，主要有两类，一类是丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物(聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等)；另一类是淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物(淀粉接枝丙烯酸盐)。

本发明采用具有不同功能的前后两层基质进行分层基质种植，植物的根系处于两层基质之间。其中：

前层为透气性基质，具体是海绵基质，具有以下几个作用：一、利用海绵的缓冲性好避免搬运过程中碰撞等对植物造成的伤害，二、海绵的蜂窝状结构可以很好地为植物的根系提供良好的空气，解决了植物的透气问题，三、海绵可以为植物提供支撑作用，还能防止后层水分蒸发。

后层为保水性基质，主要为植物提供水肥，由椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，其中，椰糠吸水性好、价格低廉、环保、可持续利用，是保水性基质的主要吸水材料，椰糠的孔隙率为94～96％，持水能力为8至9天，可以充分保持水分和养分，减少水分及养分的流失，有利于植物根系在生长过程中更好地吸收养分和水分；经膨胀处理的珍珠岩是很好的发根材料和根系附着物，类似于土壤的团粒结构，其缺点是保水性差，需要很好的给水条件，而将吸水材料椰糠和颗粒状珍珠岩结合到一起，从理论上说是点线的结合，可以实现椰糠对珍珠岩的近距离给水和导水，从而解决珍珠岩保水性差的问题，如果还需要更强的保水性，还可以添加保水剂等材料；陶粒一方面作为骨料可以防沉淀，另一方面实现大孔隙远距离竖向导水并解决局部积水的问题；有机肥作为缓释肥料，为植物提供营养物质。

因此，本发明具有以下有益效果：

1.减轻栽培基质的重量。传统种植技术的基质虽轻，但是保水性强，浇完水后会很重；本发明由于采用了海绵和椰糠等轻质材料，而且前层的海绵不保水，减轻了重量，同时海绵的支撑作用也降低了对模块支撑结构的要求，使得本发明采用的栽培基质比传统的栽培基质减少了一半左右的重量，并减少生产成本。

2.省工省时。本发明的分层基质种植技术采用的种植模块简单省时，换苗时替换种植孔内的小模块即可，通过海绵就能将植物固定在种植孔内，避免了传统方式整框替换和局部替换时繁琐的步骤，可以极大地降低运输成本，减少换苗工时。

3.干净卫生。传统种植方式下，由于表面基质湿润，容易滋生蚊虫、蜘蛛网等；本发明的种植技术中，海绵处于植物地上部分和地下部分之间，使基质完全包裹在海绵内，杜绝了基质泄露的可能，避免了杂草丛生，同时，分层基质种植技术使得水分留在基质内，基质表面干燥，避免了滋生病虫害。本发明的种植模块侧面留有滴键给水用的孔，方便给水控制，避免了过多水分的渗漏，从而弄脏建筑或家居的表面。

4.提高植物的固定能力。传统种植方式利用颗粒状基质固定植物，在运输和搬运途中会有部分洒落，降低了基质的固定作用，进而对植物造成伤害；而分层基质种植技术所采用的海绵可以避免基质的洒落，而且海绵本身具有一定的弹性，可以降低运输和搬运途中对植物的冲击，进而减小外界对植物的伤害。

5.节水。传统的种植方式，给水使得整个基质潮湿，多余的水分容易顺着植物往外流，造成水分浪费，本发明采用前后两层基质，前层的海绵基质可以防止水分蒸发，后层保水性基质中，椰糠的吸水性好，还能和珍珠岩结合从而解决珍珠岩保水性差的问题，陶粒可以实现大孔隙远距离竖向导水并解决局部积水的问题，这些材料的使用使本发明具有很好的节水效果。

6.提高种植成活率、缩短缓苗时间。移栽之后的植物的根系既需要很好的透气性，又需要一定的湿度，基质太干和太湿都容易造成植物死苗，利用本发明的分层基质种植技术，植物的根系处于前层透气性基质和后层保水性基质之间，可以很好的解决植物的透气呼吸和保水、养分吸收等问题，而且新根在向地性和向水性的作用下直接进入后层保水性基质，根系迅速发根，从而提高植物的种植成活率，更快地长出根系，缩短缓苗时间。

附图说明

图1显示了本发明一个立体绿化分层基质种植模块的实施例；

图2显示了采用多个本发明种植模块的建筑外墙效果图。

具体实施方式

本发明是根据现有技术中存在的缺陷进行的创新，一方面，将植物根系布置在前后层之间，前层保水性基质的水肥持续供应给根系，使得根系处于类型无土栽培的雾培环境中，十分有利于根系的生长；同时，经膨胀处理的珍珠岩是很好的发根材料和根系附着物，类似于土壤的团粒结构，和吸水材料椰糠结合到一起，使得水肥形成点线的分布，可以实现椰糠对珍珠岩的近距离给水和导水。另一方面，前层的透气性基质为种植植物提供支撑和空气，将植物的地上部分和地下部分通过这一缓冲结构分隔开，使得这种立体绿化在用于室内或室外时，不会弄脏建筑或家居的表面，给人以整洁干净的感觉。

本发明的分层基质种植方法可以用pH值、电导率(EC)来评价栽培基质是否符合植物生长需要。pH值与植物养分的溶解度有关，多数绿化观赏植物的pH值范围在5.5～6.5范围内，栽培基质的pH值因此以6.5～7.0范围为益。电导率用于表示各种离子的总量(也即含盐量)，它和硝态氮之间存在相关性，可由电导率推测栽培基质中的氮元素含量，从而判断是否需要施用氮肥。此外，横向导水性用于评价基质中水分的横向扩散能力，竖向导水性用于评价基质的局部积水问题，二者都和基质的特性有很大关系，横向导水性和竖向导水性的比值可以作为一个指标来评价基质，在一定范围内，横向导水性和竖向导水性的比值越大，说明水分扩散性越好，越有利于植物生长。渗流时间用来确定植物的浇水时间，对智能控制浇水时间的设定有很大影响。

实施例1

本实施例通过试验将传统种植技术和本发明的分层基质种植技术进行比较，以植物缓苗时间(即生根时间)和种植成活率作为评价指标。

试验设计：

试验选取长势一致的植物鸭脚木、黄金叶、绿萝、黄金葛、台湾枸杞、红蝴蝶、小蚌兰，分为对照组和分层组，每个组的每种植物均种植三株，对照组为传统种植技术，采用体积比为4：2：1：1的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥作为传统种植基质，椰糠的孔隙率为95％，珍珠岩是粒径大小为3mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为10mm，分层组为本发明的分层基质种植技术，采用的基质分为前后两层，前层是18#PU海绵，后层是体积比为4：2：1：1的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥的混合基质，使用的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥与对照组相同。植物种植完成后正常养护，保持植物生长所需的水分。每天拍照记录植物的长势情况，并统计植物的生根时间和成活率，试验时间为半个月，试验结果见表1和表2。

图1中显示了单个的立体绿化分层基质种植模块的结构，其中海绵种植层2和混合基质层3依次容纳在框体4中，并用框体上盖1覆盖，固定。

试验结果：

表1传统种植技术(对照组)和分层基质种植技术(分层组)对植物生根时间的影响

植物	对照组植物生根时(天)	分层组植物生根时间(天)	提前生根率(％)
				鸭脚木	14	11	21.43
黄金叶	17	12	29.41
				绿萝	12	8	33.33
黄金葛	11	8	27.27
				台湾枸杞	9	7	22.22
红蝴蝶	14	11	21.43
				小蚌兰	13	11	15.38

注：以植物生出两到三个新根作为生根标准；

提前生根率％＝(传统种植生根时间-分层基质种植生根时间)*100％/传统种植生根时间。

从表1中可以看到，采用分层基质种植技术的植物生根时间是7～11天，采用传统种植技术的植物生根时间是9～17天，分层基质种植技术的植物生根时间与传统种植技术的植物生根时间相比均有所缩短，其提前生根率为15.38～33.33％。

表1传统种植技术(对照组)和分层基质种植技术(分层组)对植物成活率的影响

植物	对照组种植成活率(％)	分层组种植成活率(％)	成活增长率(％)
				鸭脚木	93.75	97.92	4.44
黄金叶	64.58	83.33	29.03
				绿萝	62.50	89.58	43.33
黄金葛	66.67	95.83	43.75
				台湾枸杞	83.33	100.00	20.00
红蝴蝶	83.33	97.92	17.50
				小蚌兰	93.75	100.00	6.67

注：成活增长率％＝(传统种植成活率-分层基质种植成活率)*100％/传统种植成活率。

从表2中可以看到，采用分层基质种植技术的植物成活率为83.33～100.00％，采用传统种植技术的植物成活率为62.50～93.75％，分层基质种植技术的植物成活率与传统种植技术的植物成活率相比均有所提高，其成活增长率为4.44～43.75％。

试验结论：

传统的模块种植很容易发生烂根和萎焉现象。这是因为在种植或更换植物苗的过程中，工作人员通常使用棍棒将植物的根系塞进种植孔，再压实基质(土壤)，这样的操作对根系产生一定的破坏，且根系挤压在一起，对水分的吸收效果很差。另一方面，为了使植物固定在模块的框体内，又填充了一些基质(土壤)，使得根系遭受进一步的破坏，同时，根系周围基质过于紧实，通气性很差，容易造成烂根。因此，传统的种植模块使得植物根系受到破坏，吸水受到影响，如果加上气温过高，植物的蒸腾作用过于强烈，就会出现地上部分的萎焉。这时，浇水过多，地下烂根地上萎焉；浇水太少，地下干旱地上萎焉最终导致植物缓苗时间较长，种植成活率偏低。

采用本发明的分层基质种植技术，植物的根系处于两层基质之间，降低了在种植过程中人为对植物根系的破坏；移栽之后的植物的根系既需要很好的透气性，又需要一定的湿度，基质太干和太湿都容易造成植物死苗，利用本发明的分层基质种植技术，植物的根系处于前层透气性基质和后层保水性基质之间，前层透气性基质解决植物的透气呼吸问题，后层保水性基质解决植物的保水、养分吸收问题，而且新根在向地性和向水性的作用下直接进入后层保水性基质，根系迅速发根，最终提高了植物的种植成活率，缩短缓苗时间。

实施例2

采用分层基质种植技术栽培鸭脚木，前层基质为18#PU海绵，后层基质由体积比是3：1：0.5：0.5的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，椰糠的孔隙率为94％，珍珠岩是粒径大小为1mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为8mm，鸭脚木的根系处于两层基质之间。

实施例3

采用分层基质种植技术栽培绿萝，前层基质为22#PU海绵，后层基质由体积比是4：2：1：1的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，椰糠的孔隙率为96％，珍珠岩是粒径大小为5mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为12mm，绿萝的根系处于两层基质之间。

实施例4

采用分层基质种植技术栽培红蝴蝶，前层基质为18#PU海绵，后层基质由体积比是3.5：1.5：0.8：0.8的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，椰糠的孔隙率为95％，珍珠岩是粒径大小为3mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为10mm，红蝴蝶的根系处于两层基质之间。

实施例5

采用分层基质种植技术栽培小蚌兰，前层基质为25#PU海绵，后层基质由体积比是3.5：2：1：1的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，椰糠的孔隙率为95％，珍珠岩是粒径大小为3mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为10mm，在后层基质中还有占后层基质0.4wt％的保水剂，小蚌兰的根系处于两层基质之间。

实施例6

采用分层基质种植技术栽培台湾枸杞，前层基质为18#PU海绵，后层基质由体积比是3：2：1：1的椰糠、珍珠岩、陶粒、有机肥混合而成，椰糠的孔隙率为95％，珍珠岩是粒径大小为4mm并经膨胀处理的颗粒状珍珠岩，陶粒的粒径大小为10mm，在后层基质中还有占后层基质0.8wt％的保水剂，台湾枸杞的根系处于两层基质之间。

图2显示了采用多个本发明种植模块的建筑外墙效果图，其中混合用实施例1-5的种植模块。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述种植模块中的种植植物基质分成具有不同功能的前后两层，其中，前层基质为透气性基质，后层基质为保水性基质；种植植物的根系置于前后层基质之间；其中，所述种植模块侧面留有滴键给水用的孔；其中，前层基质为种植植物提供支撑和空气，后层基质为种植植物提供水分和养分。

2.根据权利要求1所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述透气性基质为种植绵材料。

3.根据权利要求1所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述保水性基质包括椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥。

4.根据权利要求3所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥的体积比是3～4：1～2：0.5～1：0.5～1。

5.根据权利要求3所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述椰糠、珍珠岩、陶粒和有机肥的体积比是3～4：2：1：1。

6.根据权利要求3所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述椰糠的孔隙率为94～96％，所述珍珠岩的粒径大小为1～5mm，所述陶粒的粒径大小为8～12mm。

7.根据权利要求1所述的立体绿化分层基质种植模块，其特征在于，所述保水性基质还包括保水剂。

8.一种立体绿化分层基质种植方法，其特征在于，首先，将种植模块中的种植植物基质分成具有不同功能的前后两层，其中，前层基质为透气性基质，后层基质为保水性基质；然后，将种植植物的根系置于两层基质之间，种植植物的根系生长进入后层基质中；最后，将种植模块应用于室内或室外的立体绿化工程中；其中，前层基质为种植植物提供支撑和空气，后层基质为种植植物提供水分和养分。