CN108076908B

CN108076908B - 自附着植被种植模块

Info

Publication number: CN108076908B
Application number: CN201711179384.8A
Authority: CN
Inventors: 杜旭华; 王玉魁; 毕毓芳; 王安可; 吴志庄
Original assignee: National Forestry And Grassland Bureau Bamboo Research And Development Center
Current assignee: National Forestry And Grassland Bureau Bamboo Research And Development Center
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2037-11-23
Also published as: CN108076908A

Abstract

本发明涉及一种自附着植被种植模块，包括种植层、附着层和封闭网罩。种植层位于附着层的上方，封闭网罩罩于种植层和附着层外周；种植层包括植物种子、生长基质和用于包覆种子和生长基质的可降解纤维袋，附着层包括附着基质和用于包覆附着基质的可降解纤维袋。生长基质包括：粗泥炭、珍珠岩、细椰糠，附着基质包括膨润土、粗椰糠、石英砂、腐殖质、有机硅、羟丙基甲基纤维素、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、保水剂。本发明的自附着植被种植模块，保湿固水力强，并自带贴附能力，不易被强风吹走，抗干燥环境，适用于屋顶绿化。

Description

自附着植被种植模块

技术领域

本发明涉及城市园林绿化领域，特别涉及一种自附着植被种植模块。

背景技术

在全球变暖的大环境下，人类活动比较活跃的城市，由热岛现象引起的气温上升尤其明显，热岛的主要原因之一是以路面的沥青和建筑物的混凝土为代表的地表覆盖的人工化，因此对抗热岛效应的有效的措施之一就是实现建筑物的房顶绿化。

城市中，大面积的房顶绿化，能够发挥正面的生态作用，例如可以控制光热污染，降低电能消耗，减轻地面排水压力等等。更为重要的是，还能够减少空气中的灰尘和雾霾影响。通过大面积的顶层绿化，可以使悬浮物有一个固定的落脚点，控制悬浮物在高层产生二次漂浮而污染环境，从而达到净化空气的目的。这一点功能对于现今的中国尤其是北方地区城市，具有重大的环保意义。

但是屋顶绿化同样面临很多难题。顶层风大，种植模块在前期极易被吹散、吹走，此外由于阳光强烈、气候干燥的自然环境，需要进行比地面更加频繁的灌溉才能保持植物基本的生存环境，但频繁的灌溉势必对顶层的防水产生具大的考验，并且由于植物根系的生长，易对建筑本身造成破坏。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种适用于屋顶种植的植被种植模块，该植被种植模块保湿固水力强，并自带贴附能力，不易被强风吹走。本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明提供一种自附着植被种植模块，包括种植层、附着层和封闭网罩，种植层位于附着层的上方，封闭网罩罩于种植层和附着层外周。

种植层包括植物种子、生长基质和用于包覆种子和生长基质的可降解纤维袋，附着层包括附着基质和用于包覆附着基质的可降解纤维袋，生长基质包括：粗泥炭、珍珠岩、细椰糠，附着基质包括膨润土、粗椰糠、石英砂、腐殖质、有机硅、羟丙基甲基纤维素、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、保水剂。

优选，附着基质包括以下质量份的组分：膨润土2～5份，粗椰糠8～10份，石英砂10～15份，腐殖质3～6份，有机硅0.1～0.2.5份，羟丙基甲基纤维素1～2份，阴离子表面活性剂0.005～0.015份，阳离子表面活性剂0.005～0.015份、保水剂0.1～0.2份。

优选，生长基质包括以下质量份的组分：粗泥炭10～15份，珍珠岩5～12份，细椰糠14～19份。

优选，种植层的可降解纤维袋上设有纵横交织的网格线，网格线将种植层分为若干个(1～3)厘米×(1～3)厘米的独立隔袋，每个独立隔袋中均含有种子和生长基质。

优选，种植层的干重为260～310千克/立方米，湿重为300～400千克/立方米。

优选，附着层的干重为450～510千克/立方米，湿重为730～870千克/立方米。

优选，保水剂为三聚磷酸钠，阳离子表面活性剂为脂肪胺盐、阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸。

优选，可降解纤维袋的材质为无纺布、玻纤毡、棕榈纤维、玉米淀粉，封闭网罩的材质为棉、麻材料。

优选，自附着植被种植模块应用于屋顶顶层绿化。

其中，种植层中，粗泥炭、珍珠岩、细椰糠均是容重轻的种植材料，珍珠岩透气性能好，但保水性能差，易风化成粉末，通过与粗泥炭和细椰糠的混合，能够增强保水，并且能够防止珍珠岩粉末因为风力的缘故被大量吹走。本种植模块中，粗泥炭、珍珠岩、细椰糠的比例为10～15：5～12：14～19，这样的配比能够保持基质在顶层或露台等强风、干燥条件下依然具有足够的透水、透气性和肥力，促进植物种子快速生长。

附着层中，粗椰糠、石英砂和腐殖质的搭配，用于使附着基质的容重控制在300～350kg/m³左右，使附着基质能够提供由种植层穿出的植物根系生长所需的养分和空气。膨润土用于使附着基质产生粘性，有机硅用于防止过多的水流入附着基质中，导致附着层失粘，同时对屋顶形成防护，防止顶层渗水，阴离子表面活性剂和阳历表面活性剂复配，产生强烈的相互作用，能够增加表面活性，减少水分流入，羟丙基甲基纤维素具有辅助黏合和辅助保水的作用，保水剂用于保持附着基质的水分。本发明中，通过阴、阳离子表面活性剂、有机硅和羟丙基甲基纤维素之间的合理配比，使附着基质的持水量位于62～69％之间，此持水量能够使附着基质在维持自身附着粘度的同时满足顶层植物的正常生长需求。经实验证明，当附着基质的干重为450～510千克/立方米，湿重为743～842千克/立方米时，附着基质的持水量为65％左右，此时附着基质的粘性达到最大。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的自附着植被种植模块能够自动粘附在房屋顶层，不需借助外界设备或器械，对屋顶的结构没有特殊要求，适用性广。

2.本发明根据植物的不同生长阶段，搭配不同的生长基质，使顶层绿化植物的成活率高。

3.本发明的自附着植被种植模块，在附着基质中加入有机硅、阴阳离子活性剂、羟丙基甲基纤维素和保水剂，在减少种植顶层渗水概率的同时，还降低了水分流失速率，使自身的湿度始终维持在12％以上，延长了顶层绿化植物的灌溉周期，能够减少施工量。

4.本发明的自附着植被种植模块的附着基质的容重为300～350kg/m³，持水量位于62～69％之间，质量轻，保水能力强，更利于绿化植物生长。

5.本发明的自附着植被种植模块的种植层为若干个独立空间的隔袋设计，可以解决植物生长密度不均的问题。

6.本发明的自附着植被种植模块的附着基质能够减缓根系生长速度，进而防止根系过度生长对建筑造成破坏。

具体实施方式

下面将更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明提供一种自附着植被种植模块，包括种植层、附着层和封闭网罩，种植层位于附着层的上方，封闭网罩罩于种植层和附着层外周；种植层包括植物种子、生长基质和用于包覆种子和生长基质的可降解纤维袋，附着层包括附着基质和用于包覆附着基质的可降解纤维袋。

本自附着植被种植模块适用于屋顶绿化，生长基质用于为植被种子的生长提供必要的营养条件，可降解纤维用于包覆生长基质和附着基质。模块种植在屋顶一段时间后，可降解纤维袋自然降解，生长基质和附着基质接触，并沉降混入附着基质内形成混合基质，混合基质一方面能够提供由种子长成幼苗的植被的生长营养，一方面因底部的较强黏性对屋顶产生附着力，避免种植模块被屋顶强风吹走。

本发明中，生长基质包括：粗泥炭、珍珠岩、细椰糠，附着基质包括膨润土、粗椰糠、石英砂、腐殖质、有机硅、羟丙基甲基纤维素、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、保水剂。生长基质和附着基质的各成分的不同配比，对植被种植模块的功能产生直接影响，关系顶层种植的成败，是整个植被种植模块的核心技术，下面将通过具体实施例的形式对生长基质和附着基质的各组成成份进行详细说明。

下面将通过具体的实施例的方式对本发明的自附着植被种植模块做进一步的说明。

实施例1

自附着植被种植模块1的种植层的生长基质X1包括以下质量份的组分：

粗泥炭10份，珍珠岩12份，细椰糠19份。

附着层的附着基质Y1包括以下质量份的组分：

膨润土2份，粗椰糠10份，石英砂15份，腐殖质6份，有机硅1份，羟丙基甲基纤维素2份，阴离子表面活性剂0.005份，阳离子表面活性剂0.01份，保水剂1份。

实施例2

自附着植被种植模块2的种植层的生长基质X2包括以下质量份的组分：

粗泥炭15份，珍珠岩5份，细椰糠14份。

附着层的附着基质Y2包括以下质量份的组分：

膨润土5份，粗椰糠8份，石英砂10份，腐殖质3份，有机硅2.5份，羟丙基甲基纤维素1份，阴离子表面活性剂0.015份，阳离子表面活性剂0.005份，保水剂2份。

实施例3

自附着植被种植模块3的种植层的生长基质X3包括以下质量份的组分：

粗泥炭12份，珍珠岩7份，细椰糠17份。

附着层的附着基质Y3包括以下质量份的组分：

膨润土3份，粗椰糠9份，石英砂12份，腐殖质5份，有机硅1.5份，羟丙基甲基纤维素1.5份，阴离子表面活性剂0.015份，阳离子表面活性剂0.01份，保水剂1份。

实施例4

自附着植被种植模块4的种植层的生长基质X4包括以下质量份的组分：

粗泥炭10份，珍珠岩8份，细椰糠18份。

附着层的附着基质Y4包括以下质量份的组分：

膨润土5份，粗椰糠8份，石英砂14份，腐殖质4份，有机硅2.5份，羟丙基甲基纤维素1.5份，阴离子表面活性剂0.008份，阳离子表面活性剂0.005份，保水剂2份。

实施例5

自附着植被种植模块5的种植层的生长基质X5包括以下质量份的组分：

粗泥炭14份，珍珠岩5份，细椰糠17份。

附着层的附着基质Y5包括以下质量份的组分：

膨润土3份，粗椰糠9份，石英砂11份，腐殖质5份，有机硅1.5份，羟丙基甲基纤维素2份，阴离子表面活性剂0.4份，阳离子表面活性剂0.01份，保水剂0.01份。

此外，本植物种植模块的种植层上设有纵横交织的网格线，网格线将种植层分为若干个(1～3)厘米×(1～3)厘米的独立隔袋，每个独立隔袋中均含有种子和生长基质。植物种子在可降解纤维袋和生长基质提供的微环境下萌发，并通过根系生长进一步进入附着基质中获取养分。这样设置，能够避免在前期准备过程中，植物种子因搬运引起分布的不均，从而影响最终形成的植被的整体美观。

本发明的自附着植被种植模块的种植层的干重为260～310千克/立方米，湿重为300～400千克/立方米，附着层的干重为450～510千克/立方米，湿重为730～870千克/立方米。根据目前北京市的屋顶绿化规范要求，对于花园式屋顶绿化建筑的静荷载应大于等于250kg/m²，根据本发明的种植模块的设置，种植层高15～25cm，附着层高5～10cm，经计算本种植模块的最大重量小于屋顶的最小静荷载应，因此完全符合标准要求。

本发明中，保水剂为三聚磷酸钠，阳离子表面活性剂为脂肪胺盐、阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸；可降解纤维袋的材质为无纺布、玻纤毡、棕榈纤维、玉米淀粉，封闭网罩的材质为棉、麻材料。

本发明的自附着植被种植模块在附着力、植物培养方面均表现优异，下面将通过具体实验进行一一说明。

实验例1

实验目的：对实施例1～5的附着基质Y1～Y5对屋顶的附着能力进行测试，采用普通园土作为空白对照。

实验设备：

(1)盛土杯：不锈钢杯，内径为3.58cm，杯深与内径之比大于1.0。

(2)压板：厚度为5mm，直径大于盛土杯内径(与护环相当，与土面有效接触面积为10cm²)，压板粗糙度规定为光面类3.2，以看不见加工痕迹和划痕为准。

(3)护环：罩扣于杯口之上，高于盛土杯口0.5mm。

(4)金属荷重块：形状为圆柱体，质量2kg，可平稳加载于压板之上。

(5)弹簧推拉测力计：精度为0.01kg，最大负载2kg。

实验步骤：

(1)将待检测附着基质分层装入盛土样杯中，填实填满，不留气孔。

(2)用护环套住杯口，刮去余土，使基质的土面与护环齐平。除去护环，基质的土面应高出杯口。

(3)将盛土样杯装在预先平整的弹簧推拉测力计底座上，压板对准盛土样杯口，使压板平面完全接触基质的土面，在压板上部无冲击地施加金属荷重块，加荷时间为30s，取下金属荷重块，擦净盛土杯口挤出的余土。

(4)摇动弹簧推拉测力计的摇动手柄，转速控制在6r/min，当压板脱离杯口(土面)时，立即停止转动手柄，读出仪器记数器附着力指示值。

(5)前述步骤重复进行四次，删除四次测定值中的最大最小值，用余下两个数值的平均值作为该附着基质的附着力数据。

实验结果：如表1所示。

表1：附着力测试表(g/cm²)

结果分析：

经测试，普通园土的平均测试附着力为20g/cm²，小于50g/cm²，根据岩土工程特性和分级标准，可判定并无实际附着力，而本发明的附着基质Y1～Y5的平均测试附着力均大于50g/cm²，可判定具备较强实际附着力。

实验例2

实验目的：对实施例1～5的混合基质(X+Y)对植物根系的生长影响进行测试，采用园土Z1作为空白对照。

实验步骤：

(1)采用六个相同的带孔圆筒容器，圆筒容器的高度为50～60cm，半径为5cm，在六个圆筒内分别加入混合基质X1+Y1、X2+Y2、X3+Y3、X4+Y4、X5+Y5和普通园土Z1。

(2)保持所有圆筒内的土壤紧实，且土壤深度为30cm，分别在每罐圆筒内插入玫瑰插条，保持相同的水分和光照条件。

(3)生长60天后，以玫瑰植株为中心，在每罐取高10cm、底面直径5cm的圆柱形土块，用清水冲洗后测定每穴根系的根数、根的总长度、根的总体积以及根的总表面。

实验结果：如下表2所示。

表2：在不同基质中生长60天的玫瑰根系

结果分析：

经数据显示，以本发明的混合基质作为培养基的玫瑰根系，其定根数要明显多于普通园土培养的玫瑰根系，但混合基质和普通园土培养的玫瑰根系的总长却接近一致，说明本发明的混合基质培养的玫瑰根系的平均长度要短于普通园土。另外，由于数据同时显示混合基质培养的根系的总体积和总面积均优于普通园土培养的玫瑰根系，因此可以推知，本发明的混合基质对玫瑰根系的培养整体要优于园土培养，玫瑰生长情况要优于园土培养玫瑰。

因此，绿色植物通过本发明的基质的培养，能够改变根系形态，根系普遍较短，根数多，抗倒伏能力强，并且对建筑物的破坏力小，能够满足顶层绿化的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种自附着植被种植模块，其特征在于，所述自附着植被种植模块包括种植层、附着层和封闭网罩，所述种植层位于所述附着层的上方，所述封闭网罩罩于所述种植层和所述附着层外周；

所述种植层包括植物种子、生长基质和用于包覆种子和生长基质的可降解纤维袋，所述附着层包括附着基质和用于包覆附着基质的可降解纤维袋，所述生长基质包括：粗泥炭、珍珠岩、细椰糠，所述附着基质包括膨润土、粗椰糠、石英砂、腐殖质、有机硅、羟丙基甲基纤维素、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、保水剂；

所述附着基质包括以下质量份的组分：

膨润土2～5份，粗椰糠8～10份，石英砂10～15份，腐殖质3～6份，有机硅0.1～0.25份，羟丙基甲基纤维素1～2份，阴离子表面活性剂0.005～0.015份，阳离子表面活性剂0.005～0.015份、保水剂0.1～0.2份；

所述生长基质包括以下质量份的组分：

粗泥炭10～15份，珍珠岩5～12份，细椰糠14～19份。

2.如权利要求1所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述种植层的可降解纤维袋上设有纵横交织的网格线，所述网格线将所述种植层分为若干个(1～3)厘米×(1～3)厘米的独立隔袋，每个独立隔袋中均含有种子和所述生长基质。

3.如权利要求1所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述种植层的干重为260～310千克/立方米，湿重为300～400千克/立方米。

4.如权利要求1或3所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述附着层的干重为450～510千克/立方米，湿重为730～870千克/立方米。

5.如权利要求1所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述保水剂为三聚磷酸钠，所述阳离子表面活性剂为脂肪胺盐、所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸。

6.如权利要求1所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述可降解纤维袋的材质为无纺布、玻纤毡、棕榈纤维、玉米淀粉，所述封闭网罩的材质为棉、麻材料。

7.如权利要求1所述的自附着植被种植模块，其特征在于，

所述自附着植被种植模块应用于屋顶顶层绿化。