Προσδιορισμός της αντοχής σε υδατική καταπόνηση ειδών χλοοτάπητα, τα οποία αναπτύσσονται σε σύστημα φυτοδώματος

Abstract

Η μειωμένη δυνατότητα πρόσβασης και δημιουργίας χρηστικού χώρου σε φυτοδώματα εκτατικού και ημί-εντατικού τύπου, οδηγεί συχνά σε απροθυμία επένδυσης σε αυτά. Η εγκατάσταση χλοοταπήτων σε φυτοδώματα προσφέρει μια διέξοδο στο παραπάνω προβληματισμό. Στη παρούσα μελέτη αξιολογήθηκαν: α) η ικανότητα 4 ειδών χλοοτάπητα να προσαρμοστούν σε συνθήκες φυτοδώματος, (Cynodon dactylon x transvaαlensis ‘Mini verde’ , Paspalum vaginatum ‘Platinum’, Zoysia japonica ‘Zenith’, Festuca arundinaceae ‘Grande II’) β) η επίδραση διαφορετικού βάθους υποστρώματος (7,5 cm και 15 cm) και, γ) η εφαρμογή διαφορετικών αρδεύσεων και υδατικής καταπόνησης στα βιομετρικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά των γρασιδιών. Το υπόστρωμα που δημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε αποτελούνταν από κατ’ όγκο αναλογία ΑC40:Pum40:P8:C7:Z5 (όπου AC= θερμικά επεξεργασμένη άργιλος, Pum= ελαφρόπετρα, P= τύρφη, C= κόμποστ , Ζ= ζεόλιθος). Η μελέτη διεξήχθη από 17 Ιουλίου 2011 έως 14 Σεπτεμβρίου 2011 ,οι χλοοτάπητες τοποθετήθηκαν σε λυσίμετρα διαμέτρου 30cm, στα οποία είχαν τοποθετηθεί όλες οι διαστρώσεις φυτοδώματος και το υπόστρωμα. Οι μετρήσεις περιελάμβαναν τον προσδιορισμό της εξατμισοδιαπνοής, της υγρασίας του υποστρώματος, του δείκτη πρασινότητας/χλωροφύλλης του φυλλώματος (SPAD), της αντίσταση των στοματίων (Porometer), του κανονικοποιημένου δείκτη διαφοράς βλάστησης (NDVI) και ψηφιακή καταγραφή της φυτοκάλυψης για υπολογισμό του ποσοστού πράσινης φυτοκάλυψης (Green Turf Cover, GTC). Βρέθηκε ότι όλα τα είδη χλοοταπήτων εμφάνισαν καλύτερα αποτελέσματα με τη χρήση πλήρους αρδεύσεως και μεγάλου βάθους υπόστρωμα (15cm). Η άρδευση με μεγαλύτερη ποσότητα νερού επέδρασε θετικά στην ανάπτυξη των χλοοταπήτων. Τα λυσίμετρα που δέχονταν πλήρη άρδευση παρουσίασαν αυξημένο ποσοστό πράσινης φυτοκάλυψης,τιμές NDVI, πρασινότητας, μεγαλύτερη υγρασία στο υπόστρωμα τους και μικρότερη αντίσταση των στοματίων τους. Το βάθος του υποστρώματος δεν επέδρασε σημαντικά στις μετρήσεις που αφορούσαν τις φυσιολογικές διεργασίες των φυτών, αλλά επέδρασε θετικά στις μετρήσεις που αφορούσαν την οπτική ποιότητα του χλοοτάπητα, καθώς τα λυσίμετρα με βάθος υποστρώματος 15 cm κατέγραψαν μεγαλύτερο ποσοστό πράσινης φυτοκάλυψης και μεγαλύτερες τιμές NDVI με αυξητική τάση διαφοράς όσο η επιβαλλόμενη καταπόνηση αυξανόταν. Η αύξηση του βάθους του υποστρώματος όμως σημαίνει και αύξηση της στατικής επιβάρυνσης του κτιρίου, κάτι που δεν είναι εφικτό σε όλες τις περιπτώσεις. Το είδος Zoysia japonica ‘Zenith’ είναι αυτό που επέδειξε τη μεγαλύτερη αντοχή στην υδατική καταπόνηση, καθώς διατήρησε το χρώμα και τις φυσιολογικές διεργασίες κατά 24 περισσότερες ημέρες υπό ελλειπή άρδευση. Σε πλήρη άρδευση και βαθύτερο υπόστρωμα τα είδη Z. japonica ‘Zenith’ και P. vaginatum ‘Platinum’ διατήρησαν το χρώμα και τις φυσιολογικές διεργασίες τους καθ’ όλη τη διάρκεια του πειράματος (59 ημέρες). Επίσης το Z. japonica ήταν το μόνο που κατάφερε να διατηρήσει το χρώμα και τις φυσιολογικές της διεργασίες, σε υπόστρωμα 7,5 cm με χρήση πλήρους άρδευσης. Σε όλα τα είδη βλέπουμε ότι η αντικατάσταση της πλήρης άρδευσης σε ρηχό υπόστρωμα 7,5 cm, με βαθύτερο υπόστρωμα 15 cm απαιτεί μικρότερη ποσότητα άρδευσης. Η μικρότερη ποσότητα νερού καταναλώθηκε από το είδος Z. japonica (299,94mm για 59 ημέρες) σε υπόστρωμα ύψους 15 cm με εφαρμογή ελλειμματικής άρδευσης. Οι επεμβάσεις του Z. japonica με πλήρη άρδευση σε βαθύ και ρηχό υπόστρωμα χρειάστηκαν 332,82 και 307,80 mm αντίστοιχα. Αντίθετα το P. vaginatum χρειάστηκε 323,63 mm νερού σε βάθος υποστρώματος 15cm με εφαρμογή πλήρους αρδεύσεως. Η μέση ημερήσια εξατμισοδιαπνοή για όλες τις επεμβάσεις τη περίοδο της καταπόνησης ήταν: F.arundinacea 6,91 mm d 1 και C.dactylon 5,88 mm d -1 -1 , P. vaginatum 5,73 mm d -1 , Ζ. japonica 5,31 mm d . Αυξημένες συνολικά υδατικές ανάγκες κατά 16% εμφάνισε η F.arundinacea σε σύγκριση με τα θερμόφιλα είδη. Από τα αποτελέσματα υπολογίζεται ότι για την περίοδο της μελέτης, η οποία ταυτίζεται με την περίοδο αιχμής των υδατικών απαιτήσεων, Tο κόστος άρδευσης ,με τις υπάρχουσες τιμολογιακές τιμές, ενός χλοοτάπητα Ζ. japonica συνολικής έκτασης 100 m 2 με υπόστρωμα 15 cm σε φυτοδώμα των Αθηνών θα ήταν 8,55 € μηνιαίως. Όλα τα είδη επέδειξαν πολύ καλή ικανότητα επαναφοράς μετά από τη συγκεκριμένη περίοδο καταπόνησης. Τα είδη F.arundinacea και P.vaginatum παρουσίασαν συμπτώματα ανοξείας με τη συνεχή άρδευση στο 100% της εξάτμισης κατά τη περίοδο επαναφοράς. H μέση ημερήσια εξατμισοδιαπνοή για όλες τις επεμβάσεις κατά τι περίοδο επαναφοράς ήταν: για το F.arundinacea 6,60 mm d 4

-1 - , για το P. vaginatum 6,43 mm d -1 , για το Ζ. japonica 6,46 mm d -1 και για το C. dactylon 5,72 mm d -1 εάν συγκρίνουμε αυτές τις τιμές με τη μέση ημερήσια εξατμισοδιαπνοή κατά τη περίοδο της καταπόνησης, παρατηρούμε ότι μόνο τα είδη Z. japonica και P. vaginatum είχαν την ικανότητα να μειώσουν τις ανάγκες τους κατά τη περίοδο καταπόνησης.

The limited access and creation of usage space in extensive and semi-intensive green roofs, often results in a reluctancy towards investing on them. The installation of turfgrass in planted roofs offers a useful solution to this speculation. In the specific research the following issues were evaluated : a) the capacity of four grass species to adjust in planted roof’s circumstances, (Cynodon dactylon x transvaαlensis ‘Mini verde’ , Paspalum vaginatum ‘Platinum’, Zoysia japonica ‘Zenith’, Festuca arundinaceae ‘Grande II’) . b) The effect of a different depth of the substrate (7,5 cm and 15 cm) and c) the application of different irrigation methods and drought periods at grasses biometric and natural characteristics. The substrate that was created and used consisted of volume ratio AC : C 7 : Z (where AC = heat-treated clay, Pum = pumice, P = peat, C = compost, Z = zeolite). 5 The study took place from July 17, 2011 until September 14,2011. The turfgrass were planted in lysimeters of 30 cm diameter, in which all planted roof layers and the substrate were placed. The measurements included : the specification of the evapotraspiration, the measuring of the humidity of the substrate, the weight of planted roof, the level of greening/chlorophyll of the foliage (SPAD), the resistance of the leafs stomatal (Porometer), the normalized difference vegetation index (NDVI) and the digital recording of plant coverage in order to calculate thw percentage of green turf cover (GTC). It was found that all species of turfgrass provided better results combined with full irrigation and big depth of substrate (15 cm). The irrigation with bigger quantity of water, helped the development of the turfgrass. Fully-irrigated lysimeters showed increased percentage of green turfgrass cover, NDVI ,SPAD, and substrate humidity values and lower resistance of the stomata. The depth of the substrate did not affect significantly the measurements concerning the physiological processes of plants, but had a positive impact on the measurements concerning the visual quality of the grass, lysimeters to the substrate depth of 15 cm recorded higher percentage of green turfgrass cover and higher NDVI values with increasing difference trend as the imposed stress increased. Increasing the depth of the substrate also means an increase of the static charge of the building, something not possible in all cases. Zoysia japonica 'Zenith' showed the greatest resistance to water stress, and retained the color and physiological processes by 24 more days with poor irrigation. In full irrigation and deeper substrate species Zoysia japonica 'Zenith' and Paspalum vaginatum 'Platinum' maintained their color and their physiological processes throughout the duration of the experiment (59 days). Also Z. japonica is the only specie that has maintained its color and physiological processes in 7,5 cm substrate using full irrigation. In all species we see that the replacement of full irrigation in shallow substrate (7,5 cm), with a 15 cm substrate, requires less amount of irrigation. The smallest amount of water was consumed by Z. japonica (299,94 mm for 59 days) on a substrate of 15 cm by applying deficit irrigation. The operations of Z. japonica with full irrigation in deep and shallow substrate took 332.82 and 307,80 mm, respectively. While P. vaginatum needed 323,63 mm of water in depth of 15cm substrate by applying full irrigation. The average daily evapotranspiration for all operations in the water stress period were: F.arundinacea 6,91 mm d , P. Vaginatum 5,73 mm d -1 , Z. japonica 5,31 mm d -1 and C.dactylon 5,88 mm d -1 . Increased total water needs by 16% showed the F.arundinacea compared with warm season species. According to the results, it is estimated that for the period of study, which coincides with the period of peak water requirements, the irrigation cost, with existing tariff rates, for Z. japonica green roof with total area of 100 m 2 with a 15 cm substrate in Athens would be 8,55 € per month. All species presented very good ability to restore after the water stress period. F.arundinacea and P.vaginatum had anaerobic symptoms with continuous irrigation at 100% of evaporation during the return period. The average daily evapotranspiration for all interventions at this restore period were for the F.arundinacea 6,60 mm d , for P. vaginatum 6,43 mm d -1 , the Z. japonica 6,46 mm d -1 -1 -1 and the C. dactylon 5,72 mm d

.If we compare these values with the average daily evapotranspiration during the period of stress, we observe that only the species Z. japonica and P. vaginatum were able to reduce their needs during the period of stress.