日本綠屋頂建置推廣經驗與借鏡

作者涂智益先生為 日本東京農業大學 客座研究員
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薄層式綠屋頂適用植栽選擇要點

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綠屋頂之防水工法及排保水工法

由「台灣防水技術協進會」謝宗義榮譽理事長同意刊登，請點下面連結閱覽。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～蛇木屑

蛇木屑

杪欏科（Cyatheaceae）的植物都是多年生的喬木狀的蕨類，其莖直立，外表常被有纏節結堅固的不定根，取下這些不定根分離或細碎以後，卽稱為蛇木屑，是台灣地區種植蘭花的重要介質。台灣產的杪欏科植物有杪欏屬六種和筆樹屬（Sphaeropteris）一種共七種。其中以筆樹和台灣杪欏最普遍。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～污泥

污泥（sewage sluge）

脫水下水道污泥性如泥炭土，可視為有機介質，也具有緩效性肥料之功用，在介質中拌入1/3用量對草花及盆菊非常理想，但切記不要種葉菜類，以免重金屬累積太多於菜葉，有傷人體健康。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～垃圾堆肥

垃圾堆肥（garbage compost）

垃圾堆肥為都市之廢棄物，經三週之處理便可使用，其用量為介質體積之25~30%為宜，一般垃圾堆肥大約含0.5%之氮、磷、鉀及一些硫、鈣、鎂、銅、鋅、硼、鐵等元素，拌入介質中可增加pH值及磷、鉀、鈣之含量。現在的廚餘拌入木屑製成堆肥，是很好有機堆肥。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～甘蔗渣

甘蔗渣（bagase）

甘蔗渣為農產品廢棄物之一，具有高度的保水力，含糖量高，且因其碳氮比高，分解快速，用於容器栽培常造成介質之通氣性不良與體積縮小，通常僅限短期栽培時使用。完全腐熟之甘蔗渣，使用量佔介質體積之20以下，並增加氮肥用量。台糖所產之甘蔗渣亦可用於無土介質，但效果不若杉木屑。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～稻殼

稻殼（rice hulls）

稻殼為農產品廢棄物之一，其優點為便宜、質輕而可減輕介質13~19%之重量，排水性與通氣性佳，不會影響介質之酸鹼度，可溶性塩類或肥分，不易分解，但若予以蒸氣消毒會釋出錳而對植物有害，使用前常半熟化（parboiled）以除去病害，由於稻殼的碳氮比高，施用時應增加氮肥10%之用量。稻殼對改善粘重土壤之通氣性有極佳之效果，但用量應少於介質體積之25%。經碳化的稻殼拌入介質中無需增加氮的用量，若碳化過度，顆粒粉碎則無法改善通氣性。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～木屑

木屑（sawdust）

木屑是最常被用為栽培介質之木材副產品之ㄧ，介質中1/2~2/3的泥炭可用木屑取代，對小苗生長並無不良影響。木屑之pH值與是否含有有毒之單寧酸、松脂或樹脂乃視樹種而異，使用時應選擇樹種，以避免毒害之發生；硬木（hardwood）屑常含有有毒之酚類物質，經堆積44天以上或以蒸氣加熱可除去大多數的對植物有物質（phytotoxins），而小苗對此類毒素之敏感性則視植物種類而定，如非洲鳳仙花小苗的介質若木屑含量超過1/3，則長不好。播種介質以不採用為宜。木屑之特性與樹皮相似，其碳氮比為1000：1，若拌入土中會造成嚴重缺氮。硬木屑顆粒較細，分解快，故其缺氮之情形較軟木屑嚴重。木屑堆積於底層者，可能會因未受到淋融作用（leaching），又發酵時無足夠的氧氣，產生揮發性有機酸傷害植物，此種木屑顏色較深且具有尖銳之辣味。木屑之堆積常拌入氮肥，堆積分解一個月後會呈酸性，故要拌入石灰物質，而木屑在完全分解後則近於中性。各種介質拌入木屑均改善介質之物理性質，木屑分解後其團粒性及陽離子交換能力均會增加，而木屑含有大量之木質素，故比一般有機肥更持久。選則木屑使用應選堆積越久之軟木屑越好。在台灣以福州杉木屑最易獲得，效果也是最好，與砂混合，若澆水施肥恰當，可生產極佳之盆花。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～人造土

人造土

人造土是由紡織廠織布時形成的細綿絲或尼龍碎絲製成，原本為紡織業之綿絲塵廢棄物。將這些綿絲塵用機器加以造粒製成直徑0.3公分的毛球後，便成為人造土。其主要成分是化學纖維，不易腐爛，含水性好，排水性也佳，但因質量輕，澆水時會浮水，故不易固定植物，通常可與其他植材混合使用。
「保綠」人造土，「保綠」是商品名，具有良好保水力及通氣性，可吸收本身乾重5-6倍的水分（黃和黃，1988）。而保水力及通氣性良好的原因，有學者認為人造土顆粒有50%大於1mm，使各粒子間形成大孔隙，因此通氣性佳；觀察其粒仔結構，皆由棉纖維纏繞成球形，水分吸附於棉纖維之間，使棉球間充滿水分，因此保水性佳。ㄧ些學者調查其物理化學性狀，觀察其總孔隙度97.6~99.0%，充氣孔隙度在17.7~21.1%，容器保水量在77.2~80.8%，容積密度在0.05-0.08g/cm3，CEC在1.6-3.8meq/100g，K含量在65-77ppm，Ca含量在187-343ppm，Mg含量在5-15ppm。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～椰纖

椰纖

椰纖是近年來才逐漸受到園藝學家關注的替代性介質，它屬於農工業廢棄物，價格也較泥炭苔便宜，因此符合環保和經濟的原則。雖然具有EC和Na、Cl離子過高的問題，但是其他的物理化學性狀皆在可接受的範圍之內，而且不含其他有害的物質，加上來源穩定、產量充足，足以供應市場的需求，因此具有取代泥炭苔的潛力。椰纖最早在1986年時，就被玫瑰栽培業者作為介質使用，在東南亞生產熱帶蘭花的國家，也早已用椰殼來栽培蘭花，在新加坡栽種景觀植物也是都以椰纖改良土壤。在1993年時，椰纖開始出現在栽培袋中，而到1995年時被RHP（substrate quality control）組織所接受，表示椰纖具有一定之品質；許多專家預期在未來的15年內，全世界椰纖的消費量會以每年15%的速率上升（James,2002）。
椰纖主要來自於椰子（Cocos nucifera L.）的中果皮部分，
椰子主要由外部纖維的椰殼（35%）和堅硬的外皮（12%）以及內部白色的椰肉（28%）和椰子水所構成。其中椰殼部分（也就是中果皮）是由70%有彈性的、像軟木狀的髓（pith）物質形成的非纖維組織和30%的纖維所構成。椰子主要出產於斯里蘭卡、印度、越南、墨西哥、哥斯大黎加、圭亞那、象牙海岸等亞、美、非洲的熱帶地區，總面積約有1,160萬公頃且在過去數十年間以每年約2%的面積逐漸增加中。在1990年菲律賓的報告中有超過4億2千7百萬棵椰子樹，在1992年斯里蘭卡種植椰子樹的面積約有42萬公頃，每年生產出約35-50萬噸的椰纖，椰子殼經過自然浸漬或機械過程將纖維從殼中抽出後，長纖維可做為工業之用，餘下的髓質和短纖維變成為椰子工業的廢棄物堆棄在外；而經年的累積和增加，會造成環境上的問題。將椰殼廢棄物經過過篩處理後移去部分纖維，剩下的部分便是椰纖，然後將其經過乾燥後便可壓縮成磚塊狀或包裝成包裹，以方便運輸至世界各地做為園藝資材使用。
椰纖的孔隙（air space）在9~48%（v/v），變異大，主因其粒經大小、產地及製造方式不同而造成其差異性。其保水力（Water holding capacity ）與泥炭苔相近約35.7%（v/v），但無效水（unavailable Water）較泥炭苔多。其總體密度（Bulk density）約在0.04~0.8g/㎝3，較泥炭苔為輕（1.25~1.31 g/㎝3）。
椰纖的EC值範圍和物理性質一樣也是隨著來源不同而有所差異，範圍在0.31~5.97mS/cm之間。當介質中的EC值超過1.25mS/cm（1：2介質比水淬取法）時便需要淋溶處理，以免過高的鹽類含量會對鹽分敏感的植物造成滲透逆境而影響生長，造成椰纖的EC值過高的主要原因為椰纖所含有之K、Na和Cl等離子過多所導致。
隨著椰纖來源不同，其pH值範圍在4.8~6.9之間，大多位於適合觀賞盆栽植物的理想介質的pH值範圍內（5.2~6.3）。椰纖的陽離子交換能力（CEC值）範圍在20~95meq/100g之間，比泥炭苔（Sphagnum peat）的範圍在90~140meq/100g之間低，但仍在理想範圍2~40meq/100g之內。由於椰纖的CEC較低，無法有效地吸附住陽離子，因此NH-N和NO3-N等元素容易被淋洗出來，又其C/N在75~186之間，比一般推薦的20~40為高，施用氮肥易被微生物所固定，故種植早期，宜多施肥，尤其氮肥甚為重要。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～樹皮

樹皮（barks）

樹皮為木材廢棄物之ㄧ，目前已被廣泛地應用於盆栽介質，可取代泥炭苔及土壤，價錢非常低廉，使用前雖要經過堆積，但其成本在美國進口泥炭苔的1/4~2/3左右，盆栽介質中常用者為粒徑在一公分（3/8”）以下之樹皮，有抑制線蟲生長之效。樹皮之分解與其碳氮（C/N）比有關，樹皮的碳氮比約為300：1，與土壤混合，土中之微生物會分解樹皮組織而利用其中的碳和氮，若樹皮含氮量不足供微生物利用，則會與植物競爭土壤中的氮而易造成植物缺氮的情形，尤以分解初期最嚴重。樹皮上若附有形成層及木材等組織，則分解更快，更加強了氮固定之問題。此外有些樹皮含有各種酚類化合物，會抑制植物生長，而且新鮮樹皮之離子交換能力低，僅8meq/100g，故保肥力不好。樹皮經堆積分解後，陽離子交換能力達60meq/100g以上，並可除去其中所含之酚類化合物。堆積分解其間會產生熱，可除去有害之昆蟲、線蟲、病原體及草籽；經3個月~1年的堆積後再拌入銨態氮經4~6週堆積卽可使用。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～有機成份～泥炭

泥炭（peats）

依李（1988）文獻回顧，泥炭大致可分為三大類：泥炭苔（peat moss），成淺黃褐色~褐色，多來自水苔（sphagnum）或立灰蘚（hypnum moss）。其pH值在3.0~4.0，含氮1~2%但不被視為肥料來源，且其本身分解很慢，所以不會發生因氮被微生物固定而使植物缺氮之情形；含磷0.02~0.1%，鉀0.02~0.08%，鈣0.12~1.78%。陽離子交換能力及保水力很強，可保存其體積60%或乾重10~20倍的水分，但乾燥時非常不易吸濕，故介質中應拌入展着劑（wetting egent）。在介質中加入25~75%的泥炭苔，可增加粘重土壤之排水性與通氣性，亦可增加輕鬆介質之保水保肥力。介質中拌入泥炭者，植株葉片中鎂及鐵含量會增高。
蘆葦莎草泥炭：呈紅褐色~褐色，多為蘆葦、莎草等沼澤植物所形成，分解程度較高；pH 4.0~7.5，質細且分解快速，不宜用於盆栽介質。
腐質泥炭（peat humus）：呈紅褐色~黑色，由前二種泥炭所構成，分解程度較大，pH5.0~7.5，保水力最低，含氮2.0~3.5%，不宜種植對塩分敏感植物或作為播種之用，當被微生物分解時，會放出氨態氮而對小苗、非洲堇、金魚草、杜鵑等植物有害。泥炭產於潮濕冷涼地區，尤以北歐之芬蘭及北美洲之加拿大等靠近北極圈之地區所產者最優良。台灣之埔里也有少量出產，品質不佳，不適用為盆栽介質。
泥炭苔多於北方沼澤地區域形成，以加拿大所產之泥炭苔，約每300年生成ㄧ呎厚，距地表愈下者生成的愈早，上面的生成時間較短，深50呎處之泥炭苔，則約於15,000年前生成。生成較久者色深，纖維較細，生成年代較近者色淺，較輕，通氣性較好，可說品質優於色深者。ㄧ般泥炭苔開採公司，將泥炭苔開採後設法把水份降到35%，再打包。為方便園藝用途，常加入白雲石粉調pH至5.5，有者再加入肥料。泥炭苔主要由溼地開採而來，生態學家認為溼地生態系統無法忍受長期且大量的開採，泥炭苔是屬有限的生態資源如石油，不斷開採下產量逐漸減少而用盡，未來勢必愈來愈貴，故尋求替代介質有其迫切性。現在盆栽介質已大量以農業廢棄物如樹皮和椰纖所取代；屋頂的薄層栽培此二種介質具質輕，容氣量高的優點，但含水量不高，且對氮肥需求甚殷，則在台灣的天候下，植物的選擇、澆水與施肥技術，有待加強研究。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～礦渣、浮石與岩棉

礦渣、浮石（Acoria，pumice）與岩棉（rockwool）

礦渣具有多數孔隙，約重30磅/ft3。浮石為火山熔岩經快速冷卻所形成，重量極輕，可取代真珠石使用。

岩棉最早係瑞士Grodania公司產品，是將類似花崗岩的diabas加熱至1600℃，為熔解成小滴時將之拉成纖維狀，再壓縮成塊或造粒，無毒無菌，含97%空隙，保水力達82%，pH7~8.5，對通氣性與保水力而言優於水苔泥炭。在德荷北歐等國普遍被採用於溫室內番茄、小黃瓜、玫瑰、非洲菊等養液栽培。

照片右邊黃色者為岩棉

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～煤渣

煤渣（cinders）

煤渣具有多量孔隙並具有粒狀結構，能使介質產生較大的空隙，其陽離子交換能力及保水、保肥力均低，但含大量硫酸塩，使用前應先堆積一年並篩除顆粒過大或過小者，故價錢雖然低廉，但因需要沖洗脫塩及過篩而增加成本，無法與真珠砂或蛭石競爭。於介質中拌入50%的煤渣可使排水及通氣性大為提高。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～鍛燒粘土

鍛燒粘土（calcined clay）

係由粒徑均一的蒙特石（montmorillonite）粘土礦物經740℃~760℃之高溫鍛燒而成，具有多數孔隙，其陽離子交換能力及保水、保肥力均高，不含病蟲害或草籽，每立方英尺重約38磅，性質穩定不分解，能抗緊壓，適用於栽培期長的盆栽介質，多半以介質体積10~20%之比例拌入使用，主要功能在增加介質之通氣性。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～真珠砂

真珠砂（Perlite）

真珠砂又稱白硅石、白圭素，原石出產於日本與希臘。市售之真珠砂由希臘進口原石將此矽酸鋁火山岩先經粉碎，再經760°~982℃高溫加熱，使粒子內的水分變成蒸氣而膨脹成白色小球，並且有無數封閉而充滿空氣的小室，可浮於水面。真珠砂本身並不會吸水，但水分可附著於顆粒表面，可攜帶本身重量３~4倍的水分。pH值約為7.0~7.5，近中性，不引起化學變化，不具緩衝力，無陽離子交換能力，不影響介質之酸鹼度，品質一致，無病蟲害，不腐化或分解，與土壤混合使用不易擦破變碎。真珠砂是建造高樓輕質建材之ㄧ。真珠砂極輕，僅6~8磅/立方英尺，可取代笨重的砂而增加介質的通氣性，潮濕時極易與其他成分混合均勻。其成分主含二氧化矽（SiO2）75.5%、二氧化鋁（Al2O3）15.3%、三氧化二鐵（Fe2O3）0.9%、氧化鈣（CaO）0.12%、氧化鉀（K2O）4.0%和氧化鈉（Na­2O）3.5%，其中鉀、鈉、鈣、硼可供植物生長所需，但若用於觀葉植物，則其內所含的鈉、鋁及一些可溶性氟可能會傷害葉片，使用前應充分以水淋洗。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～蛭石

蛭石（Vermiculite）

蛭石是由類雲母（micalike）之矽酸鹽礦物輕760°~1000℃的高溫加熱膨脹為無數互相平行的薄片，薄片之間可保存水份與養分，並且表面有無數負電荷，故陽離子交換能力甚高，可達20~30meq/100g。依產地可分兩種，一為美國蛭石，一為非洲蛭石，其pH值再7~9間。台灣市面出售的蛭石，原石來自非洲，其成分含二氧化矽（SiO2）42.2%，三氧化二鋁（Al2O3）19%，三氧化二鐵（Fe2O3）14%，氧化鈣（CaO）2.08%、氧化鎂（MgO）12.75%、氧化鉀（K2O）3.38%，可見含鎂量高，可供植物全部之鎂需求量，鉀含量也可供植物部分需求。蛭石拌入土中可使介質的pH值與鉀、鎂、鈣之含量增高，磷含量降低，使植株之鉀含量增高，但會降低其鈣含量，蛭石隔熱佳，是防火建材。蛭石之保水力與保肥力極佳，通氣性好，質輕（7~10磅/ft3英尺），故為極佳的無士介質之ㄧ。但其結構疏鬆易受外力破壞，而嚴重降低其通氣性，故不宜與土壤共同使用，適用於短期（3~4個月內）之盆栽，並為極佳之播種介質，在商業上常與水苔泥炭共同使用於花壇植物之栽培。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～無土介質～砂

砂（sand）

砂可增加介質中較粗之質地而增進介質之排水性與通氣性，粒徑0.05~2.0㎜者均屬之，但以0.25~0.5㎜最適合用於盆栽介質中，太小反而會填滿小空隙使介質之結構更加緊密。砂不會引起化學或生物變化，不具緩衝力（buffer），含有極微量養分，保水力與陽離子交換能力極低，價錢低廉但非常重（約100磅/ft3），通常用量佔介質体積的25%以內，以減少搬運費用，其主要功用在增加介質通氣性與排水性，並固定、支持植株，使花盆不易被風吹倒。

綠屋頂適用輕質人工介質與應用～前言

李 哖
財團法人七星環境綠化基金會執行長
台灣大學園藝系榮譽教授

前言現在推行的綠屋頂，係採薄層綠化技術，其厚度約5~7㎝，濕潤時的重量，以日本國際環境設計協會株式會社所開發的生態苔系統（Eco-Mos System）其生態毯（Eco-Mos Mat）乾時2㎏/㎡，吸滿水時重15㎏/㎡，其生態盤（Eco-Mos Tray），乾時重約5.7㎏/㎡，吸滿水時重43㎏/㎡，由此可見栽培介質須質輕，保水力強，且在淺盤的栽培條件下，需有大孔隙以利透氣性，這種現象與花壇植物中之花苗、菜苗之穴盤培育系統（Plug System）非常類似。但景觀生態綠化的人，希望種後靠天然雨水就可存活，且達到綠美化、淨化空氣的效果，則選擇能被利用的植物必然非常嚴苛。本文就穴盤無土介質之物理化學性狀及近來台大園藝系花卉研究室對以椰纖粉（Coir dust），保綠人造土（合成纖維）取代部分水苔泥炭培育盆花，其介質之物理化學性研究成果，供業者參考。

『綠屋頂適用輕質人工介質與應用』系列圖文承李哖教授同意登載，特此致謝。