CN103975745A - 坡地崩岗土壤改良系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种坡地崩岗土壤改良系统。本发明的目的在于提供一种通过对土、肥、水、种之间的平衡来有效保持坡面水土、改变基础土壤理化形状、恢复生态的坡地崩岗土壤改良系统，它包括覆盖在坡地坡面上的地膜覆盖层，所述地膜覆盖层包括水肥富集层；所述水肥富集层为海绵、吸水性树脂或超轻量营养基质层。

Description

坡地崩岗土壤改良系统

技术领域

本发明涉及一种坡地崩岗土壤改良系统。

背景技术

我国大部分地区属于季风气候，降水量集中，雨季降水量常达年降水量的60％～80％，且多暴雨。山地丘陵地形起伏，土壤松散的风化壳在缺乏植被保护情况下极易发生侵蚀。易于发生水土流失的气候条件和地质地貌条件是造成水土流失的主要原因。

1、自然因素。

主要有风雨、地形、土壤、植被四个方面。

①降雨：产生水土流失的降雨，一般是强度较大的暴雨，降雨强度超过土壤入渗强度才会产生地表(超渗)径流，造成对地表的冲刷侵蚀。

②地形：地面坡度越陡，地表径流的流速越快，对土壤的冲刷侵蚀力就越强。坡面越长，汇集地表径流量越多，冲刷力也越强。

③土壤：地面物质组成。

④植被：达到一定郁闭度的林草植被有保护土壤不被侵蚀的作用。郁闭度越高，保持水土的越强。

2、人为因素。

人类对土地不合理的利用、破坏了地面植被和稳定的地形，以致造成严重的水土流失。

①植被的破坏。

②不合理的耕作制度。

③开矿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过对土、肥、水、种之间的平衡来有效保持坡面水土、改变基础土壤理化形状、恢复生态的坡地崩岗土壤改良系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种坡地崩岗土壤改良系统，它包括覆盖在坡地坡面上的地膜覆盖层，所述地膜覆盖层包括水肥富集层；所述水肥富集层为海绵、吸水性树脂或超轻量营养基质层。

所述海绵为生物海绵或工业海绵。

所述的超轻量营养基质层为物理性能为干容重30～900kg/m3，湿容重450～1900kg/m3，总孔隙度50％～80％的材料。

海绵、吸水性树脂和超轻量营养基质层均为高容重的吸水持水性材料，它能够吸收自身重量数十倍至千倍的水分，无毒、无害、无污染；吸水能力强，保水能力高。应用于农林业方面，可在植物根部形成“微型水库”。海绵、吸水性树脂和超轻量营养基质层除了吸水，还能吸收肥料、农药，并缓慢的释放出来以增加肥效和药效。

所述地膜覆盖层还包括覆盖在水肥富集层上的覆膜网面层。

所述覆膜网面层为遮阳网布、农用网布、编织PE布或家用网布。

覆膜网面层的作用是控制水肥富集层的裸露面积，其具有隔水保温性能。

所述水肥富集层的表面或其内部设置有加强固定网，所述加强固定网为由若干根经线和若干根纬线相互横竖交织而成的经纬绳网。

所述水肥富集层上还设置有水肥灌溉系统；所述水肥灌溉系统为设置在坡顶的灌溉管道或在坡面由上而下间隔设有的若干根灌溉管道。

它还包括若干种植在坡体的坡面上的植物。植物生长离不开土壤和水，坡地崩岗的水土流失，是造成土壤肥力下降，土壤生产力低下，不断破坏植被生长环境条件的主因。地膜覆盖层就是控制坡地崩岗水土流失，使水肥条件满足地表覆盖植物的要求，当植物生长后，其对地表条件有促进修复功能。本发明把这种修复功能所带来有利条件作为复合土系统工作后的安全储备，做为防止极端气候变化时系统失衡破坏的基础。

本发明设置水肥富集层，覆膜网面层的目的是通过改变土壤含水量和入渗速度，减少土壤水土流失。土壤中的水肥运动是通过气象和植物不断循环，既有收入，又有支出。与系统外发生交换，处于一种动态的平衡状态。其储量和剖面分布是降水、植物蒸腾、土壤蒸发、地表径流、地下渗漏等多种因素综合作用的结果，并受土壤本身特性的影响，随时间和空间而不断发生变化。水肥富集层就是用来调节土壤基层水肥储量和剖面分布的，其作用在于改变复合土壤的物理特性，使其在入渗速度，持水能力，蒸发能力发生变化。覆膜网层面层是用来调节由土壤基层和水肥富集层形成的复合土壤与外界气象因子的平衡，通过调整覆膜网面层遮盖率，控制土壤表水入渗表面积和蒸发表面积同时又是土壤富集层的结构受力保护层。

较之现有技术而言本发明的优点在于：

1、用工程措施治理坡地表面，直接给土壤加覆盖物,形成复合土壤,通过调整覆盖物物理性能,来改变土壤表层结构，其具有施工方法简单，造价低廉，且使用范围涵盖所有坡度及各类地面地形，因直接对护坡表面进行人工设计，将气象因子对土壤的水力、风力的作用通过人工方法调节控制。具有人工调节土壤物理性的优势。

2、用水肥富集层覆盖裸露土面，施工后保护着裸露土面，避免水土流失同时覆盖层可涵养水肥，改变土壤水肥条件及附着条件，避免新种植被在初期被水土冲刷或因水肥条件不良影响植被生长。

3、用经纬绳网做水肥富集层的加筋线，与水肥富集层配合可加固原土体，不仅可消除土壤性状变化带来重力和土力学影响，而且还可治理土体崩塌，从而达到对水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀的三重综合控制。

4、在水肥富集层上加覆膜网面层不仅可以提高地面粗糙度，承接上部落叶，避免枯枝落叶流失，使其在复合基层上部形成新的腐植层形成土壤新的外部条件，同时还可做为爬藤植物的固定网，供植物攀爬，与坡面草、树形成立体交叉植被。

5、水肥灌溉系统可以通过对水肥富集层进行垄灌或喷灌，其可以在极端气候条件下保护坡面植物，保障植物生长条件的稳定性。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图3是本发明实施例的工程施工流程图。

标号说明：1水肥富集层，2覆膜网面层，3经线，4纬线，5灌溉管道，6植物，7坡面。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1和2所示为本发明提供的一种坡地崩岗土壤改良系统的实施例示意图，它包括覆盖在坡地坡面7上的地膜覆盖层，所述地膜覆盖层包括水肥富集层1；所述水肥富集层1为海绵、高吸水性树脂或超轻量营养基质层。

所述海绵为生物海绵或工业海绵。

所述超轻量营养基质层是指满足植物生长条件，具有一定的渗透性能、蓄水能力和空间稳定性的轻质材料。

其物理性能一般为：干容重30～900kg/m3，湿容重450～1900kg/m3，总孔隙度50％～80％，例如：海绵土、蛭石、泥炭、珍珠岩、膨胀陶粒、水晶泥、枯枝落叶胶合板或高压压制板等。

例如：采用泥炭、珍珠岩、枯枝落叶等堆肥原料，配制下述栽培营养基质。

①蛭石：一种水合镁铝硅酸盐，能提供一定量的钾，少量的钙、镁等营养物质。

②泥炭：是低温、湿地的植物遗体经数千年的堆积，在气温较低、雨水较少的条件下，植物残体缓慢分化而成。

③珍珠岩：由灰色火山岩经粉碎加热至1000℃，膨胀形成的一种白色颗粒状物。

④水晶泥：是一种储存水分、养分及微量元素的高吸水性载体。

所述地膜覆盖层还包括覆盖在水肥富集层1上的覆膜网面层2。

所述覆膜网面层2为遮阳网布、农用网布、编织PE布或家用网布。

所述水肥富集层1的表面或其内部设置有加强固定网，所述加强固定网为由若干根经线3和若干根纬线4相互横竖交织而成的经纬绳网。

所述水肥富集层1上还设置有水肥灌溉系统；所述水肥灌溉系统为设置在坡顶的灌溉管道或在坡面由上而下间隔设有的若干根灌溉管道5。

它还包括若干种植在坡体的坡面上的植物6。

植物生长离不开土壤和水，坡地崩岗的水土流失，是造成土壤肥力下降，土壤生产力低下，不断的破坏植被生长的环境条件的主因。水土流失过程是地形、土壤、植被、土地利用等多因素综合作用的结果，其中地形因子对其他因子均具有一定影响。其作用是由于地形坡度不同，降雨后的径流速度和径流量不同，入渗速度不同，土壤含水量不同，因为坡度的大小，决定着地表侵蚀作用的强度、水土流失强度、土层厚度等。本发明通过设置水肥富集层和覆膜网面层来实现坡地上降雨入渗速度、径流速度和径流量的控制。

土壤养分的流失过程，实际上是土壤养分和径流的相互作用过程，主要表现在：土壤液相中可溶性养分在径流中的溶解；土壤汲附矿物质养分在径流中的解吸；养分随产流在坡面传递和被水体携带。

水肥富集层还具有相比土壤更好的持水能力和水分渗透性。土壤的持水能力直接决定于土壤的结构，适宜的土壤容重对于土壤保水是很重要的，容重小的土壤上层土壤容易蒸发、下层容易渗透，容重太大的土壤则不利于降水渗入土壤，易造成径流损失。土壤的质地在很大程度上影响土壤持水能力和水分渗透速度。

覆膜网面层覆盖在水肥富集层上，能够调节各种外部气象因子对土壤的影响(例如太阳辐射、土壤入渗、土壤蒸发、土壤温度)，来控制各种外部因子对坡地上土壤水肥运动波动，使土壤中的水肥量达到一个平衡。

为了便于对本发明的技术方案进行进一步的说明，现结合图3所示的施工流程图对本发明技术施工流程作进一步的说明：

一、数据采集：

本发明是用工程地膜覆盖技术，来达到建立风雨、地形、土壤、植被四要素的平衡。其建立平衡模型的基本要素相对应就是气象\地形\土壤\植物因子,它们的作用分别是：

气象因子：风\雨\日照\空气温湿度条件；

地形因子：坡度、坡向—坡度影响风雨侵蚀强度,坡向影响日照及温湿度条件；

土壤因子：土壤理化--土壤的持水性，有机质含量及养分供应是影响植被恢复的物质基础；土壤水分和养分是植物生存、分布和生长的一个重要限制因子，也是决定土壤生产力的一个重要因素；只有对原有土壤理化性状了解的基础上,才能根据植被条件设计合适的水肥条件；

植物因子：植物种类对环境要求，是坡地崩岗水土保持的目标条件,是功能设计部分。

二、地膜覆盖层设计：

定水肥富集层厚度:土壤的持水能力直接决定于土壤的结构，适宜的土壤容重对于土壤保水是很重要的，容重小的土壤上层土壤容易蒸发、下层容易渗透，容重太大的土壤则不利于降水渗入土壤，易造成径流损失。土壤的质地在很大程度上影响土壤持水能力和水分渗透速度。水肥富集层厚度由降水条件、土壤蒸发和植物蒸腾的平衡计算确定。

定覆膜网面层的遮阴率---控制地温、蒸发、土壤入渗量，是复合土壤水分渗透与土壤蒸发平衡的调节层。

三、种植设计：

根据植物种类对环境要求及土壤基层(原土壤)条件，确定初始水肥设计、土壤改良设计参数，设计适合当地条件的地表覆盖层。

四、地膜制作施工:

按图1制作地膜覆盖层，根据种植条件给地膜打孔，到现场安装后，植入种植杯(也可以在制作地膜覆盖层时将种子放入)，地膜覆盖层为结构基层,对新植物起固定作用。

五、植物养护：

垄灌和喷灌。根据土壤条件设计水肥参数，改良土壤化学成分,形成适合植物的水肥供应条件。

需要说明的是，图3中所列“修复规划、土壤改良规划、灌溉系统设计”只需根据具体坡面的基础数据，例如坡度、降水量、坡面土层情况等制定而成。

Claims (8)

1.一种坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：它包括覆盖在坡地坡面(7)上的地膜覆盖层，所述地膜覆盖层包括水肥富集层(1)；所述水肥富集层(1)为海绵、吸水性树脂或超轻量营养基质层。 

2.根据权利要求1所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述地膜覆盖层还包括覆盖在水肥富集层(1)上的覆膜网面层(2)。 

3.根据权利要求2所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述覆膜网面层(2)为遮阳网布、农用网布、编织PE布或家用网布。 

4.根据权利要求1-3任意一项所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述海绵为生物海绵或工业海绵。 

5.根据权利要求1-3任意一项所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述的超轻量营养基质层为物理性能为干容重30～900kg/m3，湿容重450～1900kg/m3，总孔隙度50％～80％的材料。 

6.根据权利要求1-3任意一项所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述水肥富集层(1)的表面或其内部设置有加强固定网，所述加强固定网为由若干根经线(3)和若干根纬线(4)相互横竖交织而成的经纬绳网。 

7.根据权利要求1-3任意一项所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：所述水肥富集层(1)上还设置有水肥灌溉系统；所述水肥灌溉系统为设置在坡顶的灌溉管道或在坡面由上而下间隔设有的若干根灌溉管道(5)。 

8.根据权利要求1-3任意一项所述的坡地崩岗土壤改良系统，其特征在于：它还包括若干种植在坡体的坡面上的植物(6)。