CN112602559A

CN112602559A - 一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方

Info

Publication number: CN112602559A
Application number: CN202011531920.8A
Authority: CN
Inventors: 胡宏友; 黄志新; 陈立宇; 陈嘉豪; 于伊飞; 张雅琳; 熊小京
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-04-06

Abstract

一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，涉及栽培基质。按质量体积比的原料组成为轻质基料部分7.0～12.0g/L、超保水剂部分0.65～0.80g/L、长效基肥部分0.1～0.2g/L；轻质基料部分按体积比的原料组成为：菇士20～30、椰糠20～30、珍珠岩10～18、园土30～40；所述超保水剂部分采用Φ＝0.4～0.6mm的高吸水性树脂；所述长效基肥部分可采用缓释复混肥。配方简约科学，原料易购易得。配置后易保存，成本低且使用方便；可显著延缓干旱胁迫下植物叶片的凋落，增强种子萌发，进而提高存活率；具有发达孔隙结构，对污染物具有一定的截污性能。具有强吸水能力和较强净化水质功效。

Description

一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方

技术领域

本发明涉及轻型超保水栽培基质配方，尤其是涉及一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方。

背景技术

21世纪以来，国内许多大中型城市屡遭水生态危机，包括洪涝灾害以及水资源不足现象。([1]杨阳,林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑,2015(03):59-64.)我国传统城市建设模式在应对内涝洪灾和水安全问题的能力存在明显不足，无法有效缓解和改善城市水生态问题，呈日趋恶化之态。

许多科研工作者通过学习借鉴国外先进理念和技术，提出了许多我国城市雨洪问题的理论和方法创新，这大力推动了我国海绵城市概念的发展。

在国家鼓励建设海绵城市的前提下，立体绿化成为了建设海绵城市建设的一个重要手段，立体绿化在蓄积雨水、缓慢排除雨水、减缓城市暴雨袭击上起到了巨大作用。而栽培基质是决定立体绿化功能稳定的关键技术。泥炭是传统的理化性状优良、使用效果良好的栽培基质，蛭石、珍珠岩等也可用作栽培基质。基质的容重与基质的质地、比重、粒径和松紧程度密切相关，一般认为，小于0.25g/cm³属于低容重基质，0.25～0.75g/cm³属于中容重基质，大于0.65～0.80g/cm³属于高容重基质，而基质容重在0.1～0.8g/cm³范围内栽培作物效果较好。

基质的吸水性和保水性直接影响基质向作物的供水性能，使用强亲水型表面活性剂或湿润剂作为添加剂，以降低水分子的表面张力来改善其亲水性和吸水性能。由于当前栽培基质保水性和轻质性的不足，限制了城市立体绿化建设的发展，因此未来立体栽培基质一定是朝着更轻质、更保水的方向发展。

发明内容

本发明的目的在于提供具超保水性能以及一定营养，在减轻基质重量的同时提高立体绿化蓄水、供肥及污染物质吸附能力，降低养护成本的一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方。

一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方按功能分三部分：轻质基料部分(M1)，超保水剂部分(M2)和长效基肥部分(M3)；三部分的质量体积比为轻质基料部分7.0～12.0g/L、超保水剂部分0.65～0.80g/L、长效基肥部分0.1～0.2g/L；

所述轻质基料部分按体积比的原料组成为：菇士20～30、椰糠20～30、珍珠岩10～18、园土30～40；

所述超保水剂部分采用Φ＝0.4～0.6mm的高吸水性树脂；

所述长效基肥部分可采用缓释复混肥，所述缓释复混肥可为商品控释肥添加钙镁磷肥和硫酸钾肥自配而成；商品控释肥︰钙镁磷肥︰硫酸钾肥＝(4～6)︰(5～8)︰1。

一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质的制备方法，具体步骤为：先将一定量的菇士、椰糠、珍珠岩、园土混匀，再加入高吸性树脂和缓释复混肥，充分混匀即可。

与普通园土栽培基质相比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果：配方简约科学，原料易购易得。配置后易保存，成本低且使用方便；不仅具有良好的保水能力而且基底成分能短时间提供植物营养，促进植物生长；可提高黑麦草的耐萎力。使用本发明可显著延缓干旱胁迫下植物叶片的凋落，增强黑麦草的黑麦草种子的萌发，进而提高黑麦草的存活率；在正常状况下，该发明可促进植物生长，能延长浇水间隔时间，可缓解我国水资源严重短缺的局面。该基质具有发达孔隙结构，对污染物具有一定的截污性能。该基质具有强吸水能力，能吸收大量雨水，起到抗洪减灾，保护生态的目的。还具有较强的净化水质的功效，经济成本低，该发明适合大规模应用于屋顶绿化、墙体垂直绿化、立体造形花坛等各类立体绿化工程。

附图说明

图1为植物凋萎率变化曲线图。

图2为植物凋萎实验照片。

具体实施方式

以下结合实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

1.配方

一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，该栽培基质配方按功能分三部分：轻质基料部分(M1)、超保水剂部分(M2)和长效基肥部分(M3)。其中轻质基料部分由菇士、椰糠、珍珠岩、园土按不同比例配置；超保水剂部分由高吸水树脂所组成的；长效基肥部分为缓释复混肥，三个部分混匀即可。

本发明所述立体绿化的轻型超保水栽培基质配方具体如下：

1、基料部分为：菇士20～30份、椰糠20～30份、珍珠岩10～18份、园土30～40份配制成基质；

2、保水剂部分：按0.65～0.80g/L添加Φ＝0.4～0.6mm的高吸水性树脂；

3、基肥部分：按0.1～0.2g/L添加缓释复混肥，混均即可。

本发明的作用机理如下：

组成材料主要包括三个方面：基质的母质材料，吸水材料以及营养供给材料。基质的容重与基质的质地、比重、粒径和松紧程度密切相关，一般认为，小于0.25g/cm³属于低容重基质，0.25～0.75g/cm³属于中容重基质，大于0.75g/cm³属于高容重基质，而基质容重在0.1～0.8g/cm³范围内栽培作物效果较好。可作为栽培用的固体基质有珍珠岩、离子交换树脂、泥炭、锯末、稻壳、菇渣、芦苇末等。基质母质是栽培基质的主体组成，主要是用于降低成本和提供一定的矿质营养作用，材料上拟选取菇土、椰糠等生物材料和当地的园土作为母质材料。其中，这四种材料易于获取，是非常经济的物质，具体价格可参考表1。此外，四种材料密度均在0.1～0.8g/cm³之间，轻且易于植物栽培。

表1

吸水材料主要是保水作用，基质的吸水性和保水性直接影响基质向作物的供水性能，使用强亲水型表面活性剂或湿润剂作为添加剂，以降低水分子的表面张力来改善其亲水性和吸水性能，配方中的吸水材料采用市售的超吸水性树脂，该材料易购易得，具有超强水分收贮回用能力和缓慢释放营养物质的功能，与泥炭和树皮相比，改善吸水性的效果更持久。(郭世荣.固体栽培基质研究、开发现状及发展趋势[J].农业工程学报，2005，21(s2):1-4)在立体绿化过程中，植物无需过多的外界养护，包括施加营养物质以及浇灌水分；增强植物耐萎力，减缓植物叶片凋落速率，并且不会造成环境污染，符合生态环保的要求。

营养供给材料主要补强基质的营养，类似栽培的基肥部分，选用缓释肥料提供N、P等元素，并通过基质中加入珍珠岩等矿物质提供矿质元素，(张华，李茂，曹金露，张沣.常用屋顶绿化基质材料的保水性能[A].土木建筑与环境工程,2015.01.012)进而向植物提供营养，促进植物种子萌发、生长。

基质的母质材料，吸水材料以及营养供给材料混匀添加，不仅符合立体栽培基质质量轻，而且促使绿地达到“海绵”的效果，不断促进植物生长，进而提高绿地保水固土能力，最终缓解和改善城市水生态问题；发明配方经济成本低，适合大规模应用。

2.实验材料及实施方法：轻质化基质配方对栽培基质水分蒸发的影响实验：根据表2的基质配比方案进行栽培基质配制，各组基质混合均匀后取出一定量，置于花盆中，向其中加入过量水，待其吸足水分并沥干水分，取60～70g土于瓶中，记录每天的质量。绘制各基质配方的水分蒸发曲线，分析比较不同配方的保水性能。

表2栽培基质配方*

*，％均为体积百分比**按商品控释肥︰钙镁磷肥︰硫酸钾肥＝4︰5︰1组成。

结果：总水分蒸发量(g/g)从大到小排序为：M-IV、M-II、M-V、M-III、M-VII、M-I、M-VI，结果表明，配方M-IV蒸发平衡时间最长，配方M-VI时间最短，因此从保水性能的角度来看，配方M-IV、M-II的保水性能最好。

栽培基质植物生长情况分析：考虑到栽培基质对植物生长及水分供应的影响，植物生长情况分析通过植物萌发、植物生长和植物凋萎实验完成，具体如下：

(1)植物萌发实验：将适量的各配方基质装入花盆，每个配方设置3组平行，每个花盆中放入20颗黑麦草种子，每天记录当时的时间、温度、湿度、种子萌发数，计算种子萌发率。

结果：配方M-II的萌发率达92％，结果表明，配方M-I、M-II、M-IV、M-V、M-VII对植物的萌发效果相近。

(2)植物生长实验：将适量的各配方基质装入花盆，每个配方设置3组平行，每个花盆中放入20颗黑麦草种子。待各组配方长出至少三株幼苗时开始，每3天测量1次植物株高，共测量5次。待植株生长15～20天左右开始进行测量根长度，从各组配方的平行中随机选取三株，测量其根长度。完成根测定后用刈割法将植物全部剪割，测量植物根层与冠层数据，称量各组样品鲜重，然后将所取样品置于烘箱中，在80℃条件下烘至恒重(24～48h)，在干燥器中冷却20min，用感量天平(精确到0.01g)称干重，计算植物生物量。

根据实验测量的根长度、根层/冠层、生物量数据来绘制曲线，分析不同基质配方的肥力差异。

结果：基质对根冠比的影响实验，实验表明配方M-I、M-V、M-II的性能最好。

(3)植物凋萎实验：将适量的各配方基质装入花盆，每个配方设置3组平行，每个花盆中放入20颗黑麦草种子。每天定时浇水，浇水量保持一致，记录浇水量和温、湿度。在生物量实验完成后停止给植物浇水，每天观察植物的生长情况，记录各组配方平行组中植物的凋萎情况以及日常温湿度，分析不同基质配方对植物耐萎力的影响。

结果：植物耐萎力受栽培基质和环境温、湿度的影响，当环境温、湿度一致时，栽培基质的保水性能是影响植物耐萎力的主要因素。植物起始的凋萎率越低，达到最高凋萎率的时间越长，则植物的耐萎力越强，即栽培基质对植物的生长生存越有利。当植物生长达到成熟期时，停止浇水，观察植物的凋萎情况，结果如图1和2所示，凋萎率变化表明，配方I的植物耐萎力最好，接下来耐萎力按高低为配方M-V、M-II、M-IV、M-III，配方M-VI、M-VII的耐萎力最差。

总结：根据以上基质的吸水性能和保水性能影响实验，植物的生长实验，栽培基质对根冠比的影响实验，植物的耐萎力实验，综合以上实验及分析，选出M-V、M-II两个各性能均较优的基质配方。

对选出的两种基质配方M-V、M-II以及市面上购买的营养土进行成本比较分析。配方M-II每升为1.60047元，配方M-V每升为1.60922，营养土价格为每升6元(价格包含树脂及肥料)。配方M-V、M-II的价格远远低于市面上营养土价格，且各项性能均有一定优势，因此，可认为实验选出的两个配方性能较好、成本较低；因此配方M-II成本相对更低。

以上仅为实例参考，本发明具有质量轻、荷载小、保水性能较优等特点，能够在较长时间内提供植物营养，对植物生长效果较好，还具有较强的净化水质的功效，经济成本低，适合大规模应用于屋顶绿化、墙体垂直绿化、立体造形花坛等各类立体绿化工程。

Claims

1.一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于包括轻质基料部分，超保水剂部分和长效基肥部分；按质量体积比为轻质基料部分7.0～12.0g/L、超保水剂部分0.65～0.80g/L、长效基肥部分0.1～0.2g/L。

2.如权利要求1所述一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于所述轻质基料部分按体积比的原料组成为：菇士20～30、椰糠20～30、珍珠岩10～18、园土30～40。

3.如权利要求1所述一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于所述超保水剂部分采用Φ＝0.4～0.6mm的高吸水性树脂。

4.如权利要求1所述一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于所述长效基肥部分采用缓释复混肥。

5.如权利要求4所述一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于所述缓释复混肥采用商品控释肥添加钙镁磷肥和硫酸钾肥自配而成。

6.如权利要求5所述一种适用于立体绿化的轻型超保水栽培基质配方，其特征在于所述商品控释肥︰钙镁磷肥︰硫酸钾肥＝(4～6)︰(5～8)︰1。