一种新型巢式固土排盐土壤改善系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种新型巢式固土排盐土壤改善系统及其施工方法。

背景技术

随着经济开发的不断深入，农村土地朝着集中化商业化的发展，18亿亩的耕地红线越来越成为重视的保底标杆。据统计，我国各类沿海滩涂地约有800万亩以上，这些滩涂地由于盐碱度高，含盐量大，大多被闲置，即使被勉强利用，其种植的作物产量也很低，很难达到经济效益。另外，随着环境的恶化，我国的土地沙漠化也越来越受到重视，防风固沙，改善沙漠种植一直是环境保护的重点也是农业发展的探索边缘。

现有的盐碱地改造利用最常用的方法有客土换填或利用排盐管排盐，客土换填首不仅需要大量的土壤资源，其短期效果好，但地下水盐仍会源源不断地返渗上来，致使新换的客土盐渍化，变成“次生”盐渍土，长期效果不佳。而排盐管排盐需要开挖预埋暗管以实施降渍脱盐技术，而预埋的排盐管造价相对较高，预埋排列方式讲究，施工困难，且其抗氧化能力、抗腐蚀能力较弱，难以适应大面积的土地改造使用。

现有的沙漠治理方式主要是种植防护树种或结合铺设灌溉管道种植地表植物改善生态。防护树种防风固沙作用虽好，但是其生长周期长，前期投入成本大，且实施周期长。而地表植物种植根系较浅，在风力较大或沙漠移动的情况下可能被连根拔起，无法适应恶劣环境的改善。

如何防风固沙、排盐排碱充分利用沿海滩涂及沙漠土地及改善耕地土壤成为当前农业土地利用的研究重点，合理开发和利用这些土地资源，变劣势资源为优势资源，不仅对确保我国粮食安全有重要意义，对保护环境也意义重大。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种新型巢式固土排盐土壤改善系统，采用巢式固土网，结合组合式栽培基质，实现沙地种植，盐碱地排盐的目的。具体技术方案如下：

首先，本发明提供一种新型巢式固土排盐土壤改善系统，包括巢式固土网、灌溉管网和填充在所述巢式固土网内的组合式栽培基质，固土或耐盐植物种植在所述组合式栽培基质上；所述巢式固土网为多个可折叠的网格状的固土网单元组成；每个固土网单元均包括构成巢式固土穴的固土网壁，用于将巢式固土网张拉成型的网片撑拉杆，以及将固土网单元固定在地面上的网片固定杆。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述固土网单元的固土网壁为碳纤维增强特种工程复合材料制成，其上设有管道通孔和多个匀质孔，所述管道通孔用于铺设灌溉管道，所述匀质孔用于连通相邻的巢式固土穴；所述匀质孔包括匀水孔和透气孔，所述匀水孔和透气孔混合分布，且下部的匀水孔和透气孔的孔径大于上部的匀水孔和透气孔的孔径。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述网片撑拉杆设置在固土网单元的四周，所述网片固定杆及设置在每个巢式固土穴交接角处；所述网片固定杆规格小于网片撑拉杆，且均设有伸出固土网单元的接地端。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述固土网单元的边缘处设有单元连接头；所述单元连接头包括搭接片和设置在搭接片上的连接孔，所述固土网单元之间通过耐腐蚀的螺钉连接。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述组合式栽培基质自下至上依次包括原土基层、渗透调节层、客土填充层、复合基质层和封顶沙土层；所述原土基层为沿海滩涂原土层或沙漠地原土层；所述渗透调节层为铺设在沿海滩涂原土层上的排盐除碱淋层或设置在沙漠地原土层上方的保水基质层；所述客土填充层和复合基质层用作种植层，其中复合基质层根据所种植的植物种类配制；所述封顶沙土层用于盖压复合基质层防止水流冲刷或风吹流失。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述沿海滩涂原土层中设有排盐槽，所述排盐除碱淋层为粗砂石层，其铺设在排盐槽内及沿海滩涂原土层上方；所述保水基质层平铺在沙漠地原土层上方。

优选的，前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述保水基质层为苔藓土和泥炭混合而成，二者混合的体积比为1～3:2～5。

前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述灌溉管网包括灌溉主管和灌溉支管，和设置在灌溉主管和灌溉支管上的水流控制阀；所述灌溉主管铺设在固土网单元之间，所述灌溉支管铺设在渗透调节层上方，其包括滴灌管和套设在滴灌管外部的硬式排碱管。

其次，本发明提供一种前述的新型巢式固土排盐土壤改善系统的施工方法，包括如下步骤：

1）原土翻耕：将需要改善的沿海滩涂或沙漠地块的原土翻耕，翻耕深度不低于网片固定杆接地端的高度，并在沿海滩涂的耕层上整理出排盐槽；

2）铺设渗透调节层：将粗砂石铺设在排盐槽及沿海滩涂原土耕层上作为排盐除碱淋层；将混合好的苔藓土和泥炭平铺在沙漠地耕层上用于保水蓄水；

3）张拉巢式固土网：将固土网单元张拉，网片撑拉杆订入未翻耕的原土中，巢式固土网掩埋深度至固土网壁上的管道通孔下缘，并通过网片固定杆固定好每个巢式固土穴的形状；

4）铺设灌溉管网：将灌溉主管铺设在设定的固土网单元之间，将灌溉支管穿过固土网壁上的管道通孔并与灌溉主管连接，形成灌溉管网，并将固土网单元连接头处连接；

5）铺设种植层：灌溉管网铺设完成后，在各每个巢式固土穴内铺设运来的适合种植的客土，并根据所种植的植物铺设一层适宜的复合基质；

6）种植：通过移栽秧苗或直接播种的方式将需要种植的植物种苗种植在铺设好的复合基质上，并再铺设一层沙土覆盖，防止复合基质被水流冲刷或风吹流失；

7）灌溉管理：通过灌溉管网上的水流控制阀控制灌溉主管和灌溉支管内的水流，进行淋洗排盐除碱或补充水分。

本发明的有益效果是：

发明系统通过采用巢式固土网将栽培基质固定在盐碱地或沙地中，并通过灌溉管网冲洗盐碱地中的盐碱成分或补充水分。对于各类沿海滩涂地不仅解决盐碱地改造地下水盐返渗问题，还能通过灌溉网清洗盐碱土中的盐渍，充分利用沿海滩涂土地资源的同时，改造滩涂土质，可保证长期的种植效果；对于沙漠地区，采用巢式固土网固定栽培基质为沙漠种植提供营养基础的同时，防止沙漠土壤随风转移，而铺设的灌溉管网在滴灌及保水基质的作用下可有效解决沙漠种植缺水问题，阻止土地沙化的同时还能很好地利用沙漠土地，具有非常重要的经济、实用及环保价值。另外，本发明采用组合式栽培基质，自上至下充分合理配置基质；复合基质层可提供幼苗或种植萌发及早期生长的合适环境，首先保证其成活率；适宜种植的客土填充层保证植物深根营养，保证植物长期生长；而渗透调节层利用灌溉管网，为植物提供水分的同时对下层的土壤进行改造；从而达到合理开发利用沿海滩涂及沙漠土地资源，真正的变劣势资源为优势资源，确保我国粮食安全的同时对保护环境也具有重大意义。

附图说明

图1为本发明新型巢式固土排盐土壤改善系统的结构俯视示意图；

图2为本发明的巢式固土穴结构俯视示意图；

图3为本发明的巢式固土穴结构立体示意图；

图4为本发明的组合式栽培基质构层示意图。

图中：1、巢式固土网；11/A、巢式固土穴；12、固土网壁；13、网片撑拉杆；14、网片固定杆；15、接地端；2、灌溉管网；21、灌溉主管；22、灌溉支管；23、水流控制阀；3、组合式栽培基质；31、原土基层；32、渗透调节层；33、客土填充层；34、复合基质层；35、封顶沙土层；4、管道通孔；5、匀质孔；51、匀水孔；52、透气孔；6、单元连接头；61、搭接片；62、连接孔。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。具体实施例如下：

实施例1

本实施例是一种新型巢式固土排盐土壤改善系统，其结构如图1至图4所示，包括巢式固土网1、灌溉管网2和填充在所述巢式固土网1内的组合式栽培基质3，固土或耐盐植物种植在所述组合式栽培基质3上；所述巢式固土网1为多个可折叠的网格状的固土网单元组成；每个固土网单元均包括构成巢式固土穴11的固土网壁12，用于将巢式固土网1张拉成型的网片撑拉杆13，以及将固土网单元固定在地面上的网片固定杆14。通过采用这种巢式固土网将栽培基质固定在盐碱地或沙地中，并通过灌溉管网冲洗盐碱地中的盐碱成分或对沙漠种植补充水分，不仅解决盐碱地改造地下水盐返渗问题，还防止沙漠土壤随风转移。

具体而言，本实施例所述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述固土网单元的固土网壁12为碳纤维增强特种工程复合材料制成，其上设有管道通孔4和多个匀质孔5，所述管道通孔4用于铺设灌溉管道，所述匀质孔5用于连通相邻的巢式固土穴11；所述匀质孔5包括匀水孔51和透气孔52，所述匀水孔51和透气孔52混合分布，且下部的匀水孔51和透气孔52的孔径大于上部的匀水孔51和透气孔52的孔径，这是因为下层匀质孔5需要结合灌溉管网冲洗盐碱或给上部基质补充水分，需要水分能迅速扩散以供利用，而上部的匀质孔5主要作用是透气，保证植物根系生长。本实施例中，所述网片撑拉杆13设置在固土网单元的四周，所述网片固定杆14及设置在每个巢式固土穴11交接角处；所述网片固定杆14规格小于网片撑拉杆13，且均设有伸出固土网单元的接地端15，方便将固土网固定在地面。为了将固土网单元连成整体，所述固土网单元的边缘处设有单元连接头6；所述单元连接头6包括搭接片61和设置在搭接片61上的连接孔62，所述固土网单元之间通过环氧树脂螺钉连接，或其他耐腐蚀螺钉连接，以防盐碱腐蚀。

本实施例所述的新型巢式固土排盐土壤改善系统，所述的组合式栽培基质3自下至上依次包括原土基层31、渗透调节层32、客土填充层33、复合基质层34和封顶沙土层35；所述原土基层31为沿海滩涂原土层或沙漠地原土层；所述渗透调节层32为铺设在沿海滩涂原土层上的排盐除碱淋层或设置在沙漠地原土层上方的保水基质层；所述客土填充层33和复合基质层34用作种植层，其中复合基质层34根据所种植的植物种类配制；所述封顶沙土层35用于盖压复合基质层34防止水流冲刷或风吹流失。所述沿海滩涂原土层中设有排盐槽，该排盐槽倾斜设计，角度为15-40度，方便将冲刷的盐水排出；所述排盐除碱淋层为粗砂石层，其铺设在排盐槽内及沿海滩涂原土层上方；所述保水基质层平铺在沙漠地原土层上方。本实施中，所述保水基质层优选为苔藓土和泥炭混合而成，二者混合的体积比为1～3:2～5，优选为1:2和3:5。

另外，本实施例中，所述灌溉管网2包括灌溉主管21和灌溉支管22，和设置在灌溉主管21和灌溉支管22上的水流控制阀23；所述灌溉主管21铺设在固土网单元之间，所述灌溉支管22铺设在渗透调节层32上方，其包括滴灌管和套设在滴灌管外部的硬式排碱管，硬式排碱管不仅能保护滴灌管，还能阻隔周围的基质进入灌管孔，堵住通。在沿海滩涂土壤改善时，通过灌溉支管22滴灌在粗砂石层，淋洗下部沿海滩涂原土层内的盐碱，并经排盐槽排出；在沙漠治理土壤改善时，通过灌溉支管22滴灌在苔藓土和泥炭混合的保水基质层中，保住水分并向上渗透供植物利用。

实施例2

本实施例是利用实施例1所述的新型巢式固土排盐土壤改善系统对沿海滩涂的土壤改造并种植作物的施工方法，包括如下步骤：

1）原土翻耕：将需要改善的沿海滩涂，翻耕深度不低于网片固定杆14接地端15的高度，并耕层上整理出排盐槽，排盐槽倾斜设计，角度为15-40度，方便将冲刷的盐水排出；

2）铺设渗透调节层：将粗砂石铺设在排盐槽及沿海滩涂原土耕层上作为排盐除碱淋层，结合灌溉支管22滴灌在粗砂石层，淋洗下部沿海滩涂原土层内的盐碱，并经排盐槽排出，并防止返盐；

3）张拉巢式固土网：将固土网单元张拉，网片撑拉杆13订入未翻耕的原土中，巢式固土网1掩埋深度至固土网壁12上的管道通孔4下缘，并通过网片固定杆14固定好每个巢式固土穴11的形状；

4）铺设灌溉管网：将灌溉主管21铺设在设定的固土网单元之间，将灌溉支管22穿过固土网壁12上的管道通孔4并与灌溉主管21连接，形成灌溉管网2，并将固土网单元连接头6处连接；

5）铺设种植层：灌溉管网2铺设完成后，在各每个巢式固土穴11内铺设运来的适合种植的客土，并根据所种植的植物铺设一层适宜的复合基质；

6）种植：通过移栽秧苗或直接播种的方式将需要种植的植物种苗种植在铺设好的复合基质上，并再铺设一层沙土覆盖，防止复合基质被水流冲刷流失；

7）灌溉管理：通过灌溉管网2上的水流控制阀23控制灌溉主管21和灌溉支管22内的水流，进行淋洗排盐除碱，还可以视植物的生长情况，上部喷洒水肥及进行病虫管理等。

实施例3

本实施例是利用实施例1所述的新型巢式固土排盐土壤改善系统对沙漠地区的土壤改造并种植作物的施工方法，包括如下步骤：

1）原土翻耕：将需要改善的沙漠地块原土翻耕，翻耕深度不低于网片固定杆14接地端15的高度；

2）铺设渗透调节层：将混合好的苔藓土和泥炭平铺在沙漠地耕层上用于保水蓄水；

3）张拉巢式固土网：将固土网单元张拉，网片撑拉杆13订入未翻耕的原土中，巢式固土网1掩埋深度至固土网壁12上的管道通孔4下缘，并通过网片固定杆14固定好每个巢式固土穴11的形状；

4）铺设灌溉管网：将灌溉主管21铺设在设定的固土网单元之间，将灌溉支管22穿过固土网壁12上的管道通孔4并与灌溉主管21连接，形成灌溉管网2，并将固土网单元连接头6处连接；

5）铺设种植层：灌溉管网2铺设完成后，在各每个巢式固土穴11内铺设运来的适合种植的客土，并根据所种植的植物铺设一层适宜的复合基质；

6）种植：通过移栽秧苗或直接播种的方式将需要种植的植物种苗种植在铺设好的复合基质上，并再铺设一层沙土覆盖，防止复合基质被水流冲刷或风吹流失；

7）灌溉管理：通过灌溉管网2上的水流控制阀23控制灌溉主管21和灌溉支管22内的水流补充水分，还可以视植物的生长情况，上部喷洒水肥及进行病虫管理等。

总体而言，本发明系统通过采用巢式固土网将栽培基质固定在盐碱地或沙地中，并通过灌溉管网冲洗盐碱地中的盐碱成分或补充水分。对于各类沿海滩涂地不仅解决盐碱地改造地下水盐返渗问题，还能通过灌溉网清洗盐碱土中的盐渍，充分利用沿海滩涂土地资源的同时，改造滩涂土质，可保证长期的种植效果；对于沙漠地区，采用巢式固土网固定栽培基质为沙漠种植提供营养基础的同时，防止沙漠土壤随风转移，而铺设的灌溉管网在滴灌及保水基质的作用下可有效解决沙漠种植缺水问题，阻止土地沙化的同时还能很好地利用沙漠土地，具有非常重要的经济、实用及环保价值。另外，本发明采用组合式栽培基质，自上至下充分合理配置基质；复合基质层可提供幼苗或种植萌发及早期生长的合适环境，首先保证其成活率；适宜种植的客土填充层保证植物深根营养，保证植物长期生长；而渗透调节层利用灌溉管网，为植物提供水分的同时对下层的土壤进行改造；从而达到合理开发利用沿海滩涂及沙漠土地资源，真正的变劣势资源为优势资源，确保我国粮食安全的同时对保护环境也具有重大意义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。