一种屋顶绿化基质及其制备方法与流程

本发明涉及屋顶绿化，具体来说是一种屋顶绿化基质及其制备方法。

背景技术：

1、屋顶绿化被广泛用作新兴的城市生态系统，是城市绿化的一种新途径，能大幅度的提高城市的绿化率，给人们开辟了一个新资源用地和绿色区域。屋顶绿化作为城市空间中特殊的绿地系统，改变城市总体的气候，增加城市水量、提高雨水径流的质量和减轻城市雨水管理系统的负荷、增加建筑寿命、美化环境、增加城市绿化面积、降低能耗、改善空气质量、过滤酸雨、减少降水径流、减轻热岛效应等诸多生态效益。

2、虽然现在屋顶绿化的研究逐渐扩展到最关键的因素-屋顶栽培基质这一领域，并已成为绿色建筑与绿地之间矛盾的重要解决方案，对于改善现有的热岛效应、雾霾治理、生态环境具有重要意义。但从现实情况看，屋顶绿化并未得到快速发展，制约其推进进程的原因有两个。其一，屋顶环境较为特殊，长期面临风速大、高温、干旱、栽培基质层薄和低营养的生态挑战；其二，屋顶绿化与普通地面绿化相比技术含量要求较高，要考虑建筑物承重能力、自然因素(光照、水分、风力)、后期管护的问题。屋顶绿化基质是屋顶绿化的关键，相比地面土壤更具有重要性，不仅固定植物并提供养分，还为鸟类、昆虫和微生物的生物繁殖和栖息提供场所。由于屋顶环境十分严峻，具有太阳辐射强、昼夜温差大、风速大和栽培基质水分散失快的特点，并且由于建筑顶部承重和表层防腐防水的限制，屋顶绿化基质需满足质量轻、通气性好、蓄水足、性状稳定、可利用养分保留时间长和无污染的要求。

3、种植植物的栽培基质层性能在整个系统的长期稳定性中起关键作用，因此如何提高其性能并降低产品施工成本，是绿化栽培基质的主要研发方向。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种屋顶绿化基质及其制备方法，本发明以生物炭和栽培基质为原料制得屋顶绿化基质，并在不断筛选栽培基质配比、以及生物炭中，获得了最佳种植效果的屋顶绿化基质，采用本发明基质在种植植物的选择上，不局限于传统的景观植物，更趋向于具有固碳效果的植物，最终使得屋顶绿化不仅能够改善城市环境，而且提升城市绿化水平；另外，获得的屋顶绿化基质满足了质量轻、通气性好、蓄水足、性状稳定、可利用养分保留时间长和无污染的要求。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种屋顶绿化基质，由如下体积百分比的原料组成：生物炭5～20％，栽培基质80-95％，二者的体积百分比之和为100％。

4、优选的，栽培基质选自栽培基质i、栽培基质ii或栽培基质iii。

5、优选的，栽培基质i由如下体积百分比的原料组成：泥炭40～80％，蛭石10～30％，砂土10～30％，三者的体积百分比之和为100％。

6、优选的，栽培基质i由如下体积百分比的原料组成：泥炭40％，蛭石30％，砂土30％。

7、优选的，栽培基质ii由如下体积百分比的原料组成：黄泥40～80％，羊粪肥10～30％，珍珠岩10～30％，三者的体积百分比之和为100％。

8、优选的，栽培基质ii由如下体积百分比的原料组成：黄泥50％，羊粪肥30％，珍珠岩20％。

9、优选的，栽培基质iii由如下体积百分比的原料组成：泥炭40～70％，腐熟的锯屑10～30％，微生物有机肥10-20％，珍珠岩10-20％，四者的体积百分比之和为100％。

10、优选的，栽培基质iii由如下体积百分比的原料组成：泥炭50％，腐熟的锯屑20％，微生物有机肥10％，珍珠岩20％。

11、优选的，生物炭选自小麦生物炭、稻壳生物炭、玉米生物炭中的一种或几种的组合。

12、本发明还保护了屋顶绿化基质的制备方法，包括如下步骤：将生物炭与栽培基质进行混合，得到屋顶绿化基质；直接于屋顶绿化基质内种植植物。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、1、生物炭施加对土壤物理性质的改良具体表现在容重、透气性、水分和温度方面，对化学性质的改良具体体现在ph、有机质、阳离子交换量方面。土壤容重是表征土壤物理性质的重要指标，生物炭降低土壤容重，改善土壤结构，降低土壤板结度，并有利于土壤中养分的释放与保留。

15、2、本发明的栽培基质选用了泥炭、蛭石、砂土、黄泥、羊粪肥、珍珠岩、腐熟的锯屑和微生物有机肥；

16、珍珠岩：容重小、持水量低、吸肥性能低，但通气性好；

17、蛭石：容重小，疏松透气，保水排水性好，有保肥能力；

18、泥炭：有机质含量高，水溶液呈酸性，保肥性能好；

19、腐熟的锯屑：c/n比含量高，容重小，具有持水量和通气性，且价格便宜；

20、本发明的栽培基质均是自然产生而非人工合成，此外除上述材料还有羊粪肥、微生物有机肥以及砂土和黄泥，也作为栽培基质材料的一部分，材料易得。

21、3、经过对比研究表明，以泥炭、蛭石、砂土体积比为4：3：3进行配比，外加屋顶绿化基质总体积15％的稻壳生物炭增加其性能，制备出最佳的轻型屋顶绿化基质，其中泥炭质地轻、提供有机质作为主要营养基质，蛭石质地轻、疏松透气、保水排水，沙土提供良好通透性、固定土壤，此外生物炭对栽培基质容重进行改良，使得透气持水性能也得到提高，该基质在解决屋顶承重、排水蓄水、植物生长方面皆有显著的作用。

22、性能最优的屋顶绿化基质突出优势在于：(1)质地轻，容重在690kg/m3；(2)透气性好，透气孔隙度为10.9％；(3)养分充足，有机质含量丰富；(4)酸碱度为6-8，适合植物生长；(5)保水性好，持水量可达76.01％；(6)基质环保无污染，重金属浓度均达到国家一级质量标准。

23、4、本发明的栽培基质满足光照、保水、良好的通风和排水、足够的营养成分、稳定的性能和环境要求。

24、本发明还阐明了生物炭添加能够显著提高屋顶绿化基质土壤物化性能，为揭示生物炭作为基质改良剂促进基质土壤养分供应，改善绿化植物生长的养分条件提供理论依据。

技术特征：

1.一种屋顶绿化基质，其特征在于，由如下体积百分比的原料组成：生物炭5～20％，栽培基质80-95％，二者的体积百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：泥炭40～80％，蛭石10～30％，砂土10～30％，三者的体积百分比之和为100％。

3.根据权利要求2所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：泥炭40％，蛭石30％，砂土30％。

4.根据权利要求1所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：黄泥40～80％，羊粪肥10～30％，珍珠岩10～30％，三者的体积百分比之和为100％。

5.根据权利要求4所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：黄泥50％，羊粪肥30％，珍珠岩20％。

6.根据权利要求1所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：泥炭40～70％，腐熟的锯屑10～30％，微生物有机肥10-20％，珍珠岩10-20％，四者的体积百分比之和为100％。

7.根据权利要求6所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述栽培基质由如下体积百分比的原料组成：泥炭50％，腐熟的锯屑20％，微生物有机肥10％，珍珠岩20％。

8.根据权利要求1所述的屋顶绿化基质，其特征在于，所述生物炭选自小麦生物炭、稻壳生物炭、玉米生物炭中的一种或几种的组合。

9.一种权利要求1-8任一项所述的屋顶绿化基质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将生物炭与栽培基质进行混合，得到屋顶绿化基质。

技术总结本发明涉及屋顶绿化技术领域，具体来说是一种屋顶绿化基质及其制备方法。屋顶绿化基质由如下体积百分比的原料组成：生物炭5～20％，栽培基质80‑95％，二者的体积百分比之和为100％。本发明以生物炭和栽培基质为原料制得屋顶绿化基质，并在不断筛选栽培基质配比、以及生物炭中，获得了最佳种植效果的屋顶绿化基质；采用本发明基质在种植植物的选择上，不局限于传统的景观植物，更趋向于具有固碳效果的植物，最终使得屋顶绿化不仅能够改善城市环境，而且提升城市绿化水平；另外，获得的屋顶绿化基质满足了质量轻、通气性好、蓄水足、性状稳定、可利用养分保留时间长和无污染的要求。技术研发人员：刘晋文,姬国强,谢丹妮,薛萌,胡艺泓,周科,贺文静,洪蓉蓉受保护的技术使用者：陕西西咸海绵城市工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26