温度和水分胁迫对不同基质上屋顶绿化植物生长特性的影响

李伊娜,赵雅琼,闫洁,陶玲

(兰州交通大学,甘肃 兰州 730070)



温度和水分胁迫对不同基质上屋顶绿化植物生长特性的影响

李伊娜,赵雅琼,闫洁,陶玲

(兰州交通大学,甘肃 兰州 730070)

摘要：对不同基质上生长的早熟禾、黑麦草、高羊茅进行了胁迫试验,通过观察植物的形态及生长特性,筛选出适合于兰州地区屋顶绿化种植的植物高羊茅和黑麦草,得出了泥炭土、松树皮、珍珠岩的混合而成的固体基质较适合这类草种生长的结论,为在兰州地区推广的屋顶绿化植物提供依据。

关键词：胁迫试验;温度;水分;屋顶绿化

1引言

屋顶绿化对建筑可起隔热作用,也能为建筑节能、改善室内环境并蓄积雨水[1],屋顶绿化的优点主要表现在提高绿化覆盖率减轻城市污染。国际生态和环境组织调查指出要使城市获得最佳环境,人均占有绿地面积需达到60 m2以上。我国绿化覆盖率一般要求达到30 %,最好是50 %,目前大多数城市非但没有达到这个要求,绿化覆盖率还有下降的迹象。屋顶花园使绿化向空间发展,为提高绿化覆盖率提供了一条新的途径,也为减轻城市污染起到了相当大的作用。据估算,如果大城市1 %的建筑物建成屋顶花园,则城市大气中二氧化碳和硫化物可减少一半[2]。

目前,屋顶绿化主要研究工作一直集中在屋顶荷载力、排水和轻质材料的选择上,而植物的选择在近几年才有所涉及[3]。城市中心屋顶种植环境恶劣,风速比地面大,水分蒸发快,土温、气温变化较大,对植物生长不利。因此,选择新的适于大面积屋顶绿化的植物迫在眉捷。通过干旱和高温胁迫试验,确定早熟禾、黑麦草和高羊茅在不同基质上的抗旱性和耐受高温的性能,为选择低成本、适于在兰州地区大面积推广的屋顶绿化植物提供依据。

2实验材料与方法

2.1实验材料

选用早熟禾(Poaannua)、黑麦草(Ryegrasslolium)、高羊茅(Festucaaruidinatea)三种草种的健壮植株作为试验用草。将泥炭土、松树皮、珍珠岩、园艺蛭石粉、细沙这些固体基质按一定比例混合,作为试验用基质。方案A选用泥炭土、松树皮和珍珠岩做为基质,方案B选项用泥炭土、园艺蛭石粉和细沙做为基质。每种方案分别设置9种体积配置处理(表1)。

2.2实验方法

试验于2006年在兰州交通大学环境与市政工程学院环境生态研究所内进行。选取生长一致的健壮植株,定植于10 cm的塑料盆中,每个处理所用基质配比不相同。分别对不同基质处理下的植物进行形体观测。试验设3次重复[1]。

表1　用于屋顶绿化的固体基质配比方案

干旱胁迫实验:植株恢复生长3个星期后一次性浇足水,灌水第2 d取样测定做对照,此后对植株进行断水处理,开始抗旱性测试。干旱半致死时间是以植株地上部死亡为标准,植物自干旱胁迫处理时至1/2数量植株死亡时所需的时间。

高温胁迫实验:将植株放置于光照培养箱里,箱内相对湿度保持在80 %～90 %,分别在30(对照)、35、40、45、50 ℃条件下连续培养,每个水平处理3 d。第3 d进行取样测定,提高温度时缓冲时间为1 d,同时对每种植物浇等量的水。

3结果与分析

3.1水分胁迫对植物生长的影响

通过干旱胁迫试验,各植株在不同基质配比的形态和干旱半致死时间,见表2～表4。

3.2温度胁迫的试验结果

通过高温胁迫,进一步考察所选草种的耐受高温的特性。试验结果如表5～表7所示。

在胁迫处理的10 d内,随着干旱时间的延长,两种方案基质上生长的早熟禾,黑麦草,高羊茅的萎蔫症状逐渐加重,不同配比之间的干旱半致死时间差距不大,且半致死时间相对较长。其中,供试植物的抗旱性从高到低依次为:高羊茅、黑麦草、早熟禾。同时可以看出,在方案A上生长的植株半干旱致死时间要长于方案B上的,8号的最长。因此,方案A栽培的草种抗旱性较好。当然,两种方案下基质配比早熟禾都具有一定的抗旱优势,适合于大多数干旱地区屋顶绿化的植物要求。

同时按不同固体基质方案配比栽种同一种植物,泥炭土、松树皮、珍珠岩组合上生长的植株要比泥炭土、园艺蛭石粉、细沙这一组合的半干旱致死时间长,植株抗旱性较好(表5～表7)。

表2干旱胁迫对各方案基质配比早熟禾(Poaannua)生长状况的影响

处理号方案A方案B半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态18严重萎蔫6严重萎蔫27严重萎蔫8中度萎蔫39中度萎蔫,叶梢发黄7叶片干枯47叶片干枯9中度萎蔫,叶梢发黄58中度萎蔫,叶梢发黄7中度萎蔫,老叶梢发黄67中度萎蔫,老叶梢发黄8严重萎蔫78叶片干枯8叶片干枯89中度萎蔫7中度萎蔫97中度萎蔫5中度萎蔫

表3干旱胁迫对各方案基质配比黑麦草(ryegrassLolium)生长状况的影响

处理号方案A方案B半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态19严重萎蔫8叶子卷曲,叶梢干黄28中度萎蔫,叶子卷曲8严重萎蔫39中度萎蔫,叶梢干黄6叶子卷曲,叶梢干黄48叶片枯梢7严重萎蔫57中度萎蔫,叶梢干黄7萎蔫,叶梢干黄69叶梢干黄8中度萎蔫79中度萎蔫7严重萎蔫810严重萎蔫9叶梢干黄98萎蔫,叶梢干黄7严重萎蔫

表4干旱胁迫对各方案基质配比高羊茅(Festucaaruidinateaschreb)生长状况的影响

处理号方案A方案B半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态半致死时间/d胁迫处理10d的植株形态19严重萎蔫8叶子卷曲,叶梢干黄211中度萎蔫,叶子卷曲9严重萎蔫310中度萎蔫,叶梢干黄8叶子卷曲,叶梢干黄49叶片枯梢9严重萎蔫510中度萎蔫,叶梢干黄9萎蔫,叶梢干黄610叶梢干黄8中度萎蔫79中度萎蔫8严重萎蔫811严重萎蔫10叶梢干黄910萎蔫,叶梢干黄9严重萎蔫

表5　早熟禾(Poa annua L.)高温胁迫试验结果

表6　黑麦草(ryegrass Lolium)高温胁迫试验结果

随着处理时间的延长,叶片枯萎程度加重。各栽种植物抗湿热的能力依次为:高羊茅>黑麦草>早熟禾。方案A 上生长的植株到44 ℃时枯萎致死。而方案B上的在41 ℃时就已经有大半死亡了(表5)。表6和表7所显示的结果都表明在泥炭土、松树皮、珍珠岩混合的各种基质配方上生长的草种更加能够抵挡湿热高温的气候。并且无论何种基质配比,植株在35 ℃时均未出现枯萎的症状。方案A配比种植的各种草种相比方案B而言,耐受湿热的能力较强一些。

以上各项试验结果表明,高羊茅,黑麦草两种草种其抗干旱和湿热的能力较强,在具体工程实施过程中可以考虑选用其中一种或两种混播。同时,方案A配比的基质其容重较轻,所以由干旱胁迫及高温胁迫试验结果试表明选择方案A作为兰州地区屋顶绿化的轻量基质较为合理。

4结语

干早胁迫对植物外观形态与干早半致死时间的影响从表5～表7可以看出,三种植物的抗旱性都较好。其中,高羊茅最好。 同时,在方案A上生长的植株半干旱致死时间要长于方案B上的。因此,方案A栽培的草种抗旱性较好。

高温胁迫试验表明:随着处理时间的延长,叶片枯萎程度加重;无论何种基质配比,植株在35 ℃时均未出现枯萎的症状;方案A配比种植的各种草种相比方案B而言,耐受湿热的能力较强一些,同时,高羊茅和黑麦草的耐高温能力较早熟禾更强一些。

综合温度胁迫和水分胁迫试验,高羊茅和黑麦草在抗干旱和湿热方面的能力较早熟禾强,因此应从这两种草种中选择。同时,由于泥炭土、松树皮、珍珠岩混合而成的固体基质的容量相对泥炭土、蛭石粉、细沙的组合较轻,选择方案A作为兰州地区屋顶绿化的轻量基质较为合理。

参考文献：

[1] 黄卫昌,秦俊.屋顶绿化植物的选择-景天类上海地区的应用[J].安徽农业科学,2005,33(6):1041～1043.

[2] 白钊义.浅谈屋顶绿化[J].科技情报开发与经济,2003,3(5):188～189.

[3] 郑学军.园林城市呼唤屋面绿化- 对福州市住宅建筑屋面绿化的探讨[J].福建建筑,2001,75(增刊):93～94.

[4] 张明.浅谈城市居住区新型绿化空间的开拓[J].华东森林经理,1997,11(4):54～55.

[5] 瞿志.屋顶花园[D].北京:北京林林业大学,1989.

[6] 王祥荣.论生态城市建设的理论、途径与措施- 以上海为例[J].复旦学报(自然科学版),2001,40(4):8.

[7] 曹仪植,宋占午.植物生理学[M]兰州:兰州大学出版社,1998:138～139.

[8] 陈建勋,王晓峰.植物生理学实验指导[M].广州:华南理工大学出版社,2002:4～8.

[9] 中国科学院上海植物生理研究所,上海市植物生理学会编.现代植物生理学实验指南[M].北京:科学出版社,1999.

Study on the Influence of Temperature and Water Stress on Growth Characteristic of Roof Greening Plants Cultivated in Different Bases

Li Yina,Zhao Yaqiong,Yan Jie,Tao Ling

(LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China)

Abstract:The stress experiments have been done on bluegrass,ryegrass and festuca aruidinatea cultivated in different bases. Through the observation of the form and growing characteristics of plants,the article finds out the ryegrass and festuca aruidinatea are suitable varieties which can be used in roof greening in Lanzhou. At the same time,this kind of grass can be cultivated on solid base which is mixed by peat soil,pine bark and perlite.

Key words:stress experiment;temperature;moisture;roof greening

中图分类号：TU986

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)03-0064-03

作者简介：李伊娜(1992—)，女，主要从事生态学方面的研究工作。

收稿日期：2015-12-22