Page 429 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 陈璇等：绿色屋顶景天植物根系分布特征及其对饱和导水率的影响 · 425 ·

弱，故采用室内小尺寸培养（培养体直径≥10 cm）的 由流出容器底部后，测得水位 从 4.5 c m 下降 到 3.5
[23]
方式来模拟绿色屋顶条件 [19] 。 将 2 种试验植物按照 c m 时的时间 差 (t，min)。K 计算公式如下 ：
s
2 cm×2 c m 的株行距扦插于直径 为 10 c m 的圆柱体 K s = H/(Ht +0.4t) （1）
中。珍珠岩基质设 定 6、10、14 cm 种厚度，则试验 1.3 数据分析
3
0
形 成 6 组种植模块，每组设 置 3 个重复样， 共 1 个 所有数据均采 用 SPSS 26. 软件进行分析，对重
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样品。 复试验结果取平均值，为确保数据质量，检查重复试
选取形态相同的健康植物茎段进行扦插，扦插 验结果的标准偏差均低 于 10%。对于不同数据组间
密度为 5 株/组，将剪下的部分插入种植基质约 的差异，采用单因 素 ANOVA（用于三者间的比较）、
10～20 mm，再把插穗周围捏实后浇透水，之后对其 T 检验（用于二者间的比较）来分析。
进行统一浇水管理 [20] 。由中国气象数据网（http://
2 结果与分析
data.cma.cn）提供的地面气象站逐小时观测资料可
知，武汉 市 1981—201 年的年均降水量 为 1 316 mm， 2.1 根系分布特征
0
其中日降水量≥0.1 m m 的日数 为 121.3 d。基于种 珍珠岩基质中，不同厚度下植物的根长密度有
植容器开口的面积及武汉市降水数据确定各种植模 显著差异（ 图 1）。对 于 2 种植物，6 c m 厚度基质组
块的浇水量及频次，即每 隔 3 定时给每个种植模块 的 总 根 长 密 度 显 著 大 于 10 、 14 c m 厚 度 基 质 组
d
浇灌大 约 85 m 水。 （P 垂盆草 =0.000，P 佛甲草 =0.000）。垂盆草的总根长密
L
为模拟屋顶环境，将试验植物放入人工气候箱 度 在 6、10、14 c m 厚度基质中均显著大于佛甲草在
（MGC400H，上海一恒科学仪器有限公司）内培养， 同等基质厚度下的总根长密度（P<0.05）。由 图 1(a)
试验全程保持室 温 25 ℃，光 照 14 h/10 h（明/暗），控 可知，垂盆草 在 6、10、14 c m 厚度珍珠岩基质中的根
制湿度 为 40%～50% [21] 。培 养 10 后开始检查生根 长密度分别为 0.11～4.27、0.78～3.97、0.16～2.36
d
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3
情况，共计生 长 103 后，进行植物根系特征测定。 mm/cm ， 种基质厚度下均 以 0.2～0.4 m m 根系直
d
1.2.2 植物根系特征测定 径的根长密度最大，分别占总根长密度 的 47.35%、
)
取样时，用手轻轻拍打容器外侧，使根系与种植 64.00%、36.74%。由 图 1(b 可知，佛甲草 在 6、10、
基质分离，再用蒸馏水慢慢冲洗根系，去除表面泥 14 c m 厚 度 珍 珠 岩 基 质 中 的 根 长 密 度 分 别为
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土。冲洗时，在根系下方放 置 10 目筛，防止脱落的 0.22～3.29、0.32～0.24、0.27～1.69 mm/cm 。与垂
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根系被水冲走。接着，用毛刷轻轻刷去根系附着的 盆草类似，佛甲草 在 3 种基质厚度下均 以 0.2～0.4
杂物，再将根系置于装有蒸馏水的烧杯中，24 内完 m m 根系直径的根长密度最大，分别占总根长密度
h
成根系特征测定。 的 49.54%、56.99%、36.64%。
根系特征由根系平板扫描系统（PMT-RTP-A3， 珍珠岩基质中，不同厚度下植物根系的根表面
德国）进行扫描后获取，像素设置 为 600 dpi。首先将 积密度有显著差异（ 图 2）。对 于 2 种植物，均表现
根系置于根盘内，利用毛刷和镊子拨动根系，使之呈 为 14 c m 厚度基质组的总根表面积密度显著大于
现自然舒展状态，并尽量减少交叉和重叠，接着进行 6、10 c m 厚度基质组（P 垂盆草 =0.007，P 佛甲草 =0.000），
扫 描 操 作。将扫描根系图 像保 存后，使用 Root 且 14 c m 厚度基质组中垂盆草的总根表面积密度显
Analysi 系统对根系图像进行分析，可获得根系直径 著大于佛甲草（P<0.05）。由 图 2（a）可知，垂盆草在
s
分类、根长、根系表面积、根系体积等根系特征参 6、10、14 c m 厚度基质中的根表面积密度分别为
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数，根长密度（mm/cm ）、根表面积密 度 (mm /cm )、 0.23～3.57、0.76～3.67、0.48～2.23 mm /cm 。6、10
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3
根体积密 度 (mm /cm ) 分别由根长、根表面积和根 c m 厚度基质中，垂盆草 在 0.2～0.4 m m 根系直 径的
3
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体积与种植基质体积之比求得。 根 表 面 积 密 度 最 大 ， 分 别 占 总 根 表 面 积 密 度的
1.2.3 饱和导水率测定 52.75%、67.07%；而 14 c m 厚度基质中，垂盆草在
基质 的 K 根据国际上最为系统且成熟的《绿色 0.2～0.4、0.4～0.6 m m 根系直径的根表面积密度较
s
屋顶用地规划、建设和实施指南》 [22 ] 中的方法测得， 大，分别占总根表面积密度 的 28.34%、28.82%，且无
每 组 重 复 3 次 试 验 。 具 体 步 骤 ： 测 量 样 品 厚度 显著差 异 (P=0.786)。由 图 2（b）可知，佛甲草 在 6、
(H,cm 后，将样品浸没于水中至 少 24 h，接着将其静 10、14 c m 厚度珍珠岩基质中的根表面积密度分别
)
置排水， 达 2 后，在样品顶部放置金属环针（两针长 为 0.48～3.28、0.25～0.11、0.34～1.44 mm /cm 。佛
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h
度分别 为 4. 和 3.5 cm），不断加水通过样品，当水自 甲草 在 3 个基质厚度下均 以 0.2～0.4 m m 根系直径
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