CN104350987A - 一种海雾防护毯 - Google Patents

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王婉清
高彦波
邢萌萌
樊蓓莉
蔡飞
郭宏凯
李伴海
罗舒姚
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Abstract

本发明涉及一种海雾防护毯，所述海雾防护毯在竖直方向上从上至下依次设有第一无纺布层、水盐缓冲层、离子吸附层、活化因子缓释层以及第二无纺布层，所述水盐缓冲层为海泡石绒与蛭石交替设置的缓冲层结构，所述离子吸附层为饱和的沸石层结构，所述活化因子缓释层为菌糠混合层结构。本发明的海雾防护毯能够有效防治沿海地区盐雾、清洗或降雨时洗下树体表面盐分进入植物根系层对植物产生盐害作用。

Description

一种海雾防护毯
技术领域
本发明涉及生态工程领域，特别是涉及一种海雾防护毯。
背景技术
滨海地区盐碱地的特点大致可以总结为：一大，三高、一低和一差。蒸发量大、地下水位高和地下水矿化度高是形成滨海盐碱地的根源，最终导致土壤盐分高、养分含量低和土壤结构差。目前，我国沿海地区市政道路两边的大规格乔木种植主要以暗管排盐和微区改土相结合的方法进行施工。该种植方法不仅能够阻碍地下水中盐分向地表的运移，而且通过微区改土为植物提供了一个良好的生长环境。但是，随着时间的推移，特别在沿海地区，海雾现象一年四季均有发生，成为沿海地区植物的“无声的杀手”。
由于海雾中含有大量的可溶性盐，当海雾凝结成雾水不断地附着在植物叶片上，或者在植物树穴表面不断积累，严重影响植物的正常生长。同时，人们常需进行人工清洗叶片或降雨时，叶片上的盐分也会随水再次进入更换客土的树坑中，从而对植物产生盐害，严重影响植物的正常生长。因此，开发具有保护树坑客土的海雾防护毯具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种防治沿海地区盐雾、清洗或降雨时洗下树体表面盐分进入植物根系层对植物产生盐害作用的海雾防护毯。
为实现上述目的，本发明提供了一种海雾防护毯，所述海雾防护毯在竖直方向上从上至下依次设有第一无纺布层、水盐缓冲层、离子吸附层、活化因子缓释层以及第二无纺布层，所述水盐缓冲层为海泡石绒与蛭石交替设置的缓冲层结构，所述离子吸附层为饱和的沸石层结构，所述活化因子缓释层为菌糠混合层结构。
优选地，所述第一无纺布层和第二无纺布层的颜色均为白色。
优选地，所述水盐缓冲层的厚度为0.5～2cm。
优选地，所述离子吸附层的厚度为1～5cm。
优选地，所述活化因子缓释层的厚度为0.5～2cm。
优选地，所述菌糠的粒径小于或等于2cm。
优选地，所述饱和的沸石为通过含有钙、镁离子的试剂进行饱和处理后的沸石层结构。
优选地，所述水盐缓冲层中蛭石与海泡石绒的体积比为1:1～4。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明是在我国沿海地区市政道路两边的大规格乔木种植方法的基础上，通过在树穴表层铺设一层海雾防护毯，该海雾防护毯可以达到以下作用：
(1)当海雾在树穴表层凝结成雾水时，雾水能够被海雾防护毯上层的水盐缓冲层充分吸收，且雾水中的盐分基本上可以在水盐缓冲层中被吸附和固定，保证植物的微区生长环境不受影响。
(2)人工清洗或下雨后，叶片中的盐分不断被淋洗，淋洗液中含有大量的盐分，沿着树干和叶片进入海雾防护毯。含有盐分的淋洗液经过海雾防护毯时，首先被水盐缓冲层大量吸收并减缓淋洗液的下渗速率，使淋洗液中的盐分经过第一轮的充分吸收和固定，当水盐缓冲层中的水盐缓慢进入离子吸附层时，淋洗液中的盐分再经过第二次的吸附和固定。当离子吸附层中的水分达到饱和时，海雾防护毯中的盐分进入活化因子缓释层。
(3)海雾防护毯底层的活化因子缓释层能够释放大量的有机质、全磷、速效磷、速效钾、微生物能量和可交换性的Ca2+和Mg2+等，随着雨水进入土层，可以为植物提供大量的营养物质和交换土壤中的Na+离子，从而改善土壤结构，活化土壤生态系统。
(4)海雾防护毯类似于地表覆盖，减少地表蒸发，从而抑制盐分表聚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为海雾防护毯结构示意图；
其中，1～第一无纺布层；2～水盐缓冲层；3～离子吸附层；4～活化因子缓释层；5～第二无纺布层。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种海雾防护毯，所述海雾防护毯在竖直方向上从上至下依次设有第一无纺布层1、水盐缓冲层2、离子吸附层3、活化因子缓释层4以及第二无纺布层5，所述水盐缓冲层2为海泡石绒与蛭石交替设置的缓冲层结构，所述离子吸附层3为饱和的沸石层结构，所述活化因子缓释层4为菌糠混合层结构。
本发明中的第一无纺布层1和第二无纺布层5属于海雾防护毯的外层，所述第一无纺布层1和第二无纺布层5均采用白色，由于白色能够反射所有颜色的光，在春夏季能够有效降低地表温度，抑制地表蒸发。两层的无纺布既能够保证无纺布中填充的其他层保持稳定，也能够使得其他层与无纺布形成一个整体结构。
所述水盐缓冲层2材料为体积比1：1～4的蛭石和海泡石绒混合物。所述水盐缓冲层2为海泡石绒与蛭石交替设置的缓冲层结构，厚度为0.5～2cm，属于海雾防护毯的第一道盐分过滤屏障。
所述海泡石绒呈絮状，属于层状硅酸盐类。根据布朗和普赖辛格的结构模型计算，海泡石的总表面积为800～900m2/g，其中内表面积为500m2/g，外表面积为400m2/g。正是因为海泡石绒具有如此强大的比表面积和孔容量，致使海泡石绒具有很强的吸附性能和吸水性能，海泡石绒的含水率最高能够达到其自身重量的200％～250％。
所述蛭石呈颗粒状，属于层状硅酸盐粘土矿物，其结构与蒙脱石相似，蛭石晶体结构内部有很多空穴和通道，因此蛭石具有非常庞大的比表面积。其次蛭石结构单元晶格内的硅元素可以被铝取代，导致蛭石带有永久性负电荷，因此蛭石对土壤中的阳离子具有很强的吸附性。蛭石的的阳离子交换量高达100～150mmol·100g-1，饱和含水量为自身重量的184％。
当海雾在树穴表层凝结成雾水，雾水首先被水盐缓冲层充分吸收，且雾水中的盐分基本上可以在水盐缓冲层2中被全部吸附和固定，保证植物的微区生长环境不受影响。当人工清洗或下雨后，植物叶片中的盐分不断被淋洗，淋洗液中含有大量的盐分，沿着树干和叶片进入海雾防护毯。进入海雾防护毯中淋洗液中的盐分首先被水盐缓冲层2大量吸收并减缓淋洗液的下渗速率，使淋洗液中的盐分经过第一轮的充分吸收和固定。
盐分经过第一轮的充分吸收和固定后，剩余的盐分就进入到离子吸附层3中。所述离子吸附层3由通过含有钙、镁离子的试剂进行饱和的饱和沸石组成。并且，所述离子吸附层3呈层状结构，厚度为1～5cm，属于海雾防护毯的第二道盐分过滤屏障。
沸石呈颗粒状，属于层状硅酸盐粘土矿物，沸石具有以下三个特点：(1)具有硅铝酸盐骨架结构，当沸石晶体结构中Si4+被Al3+所取代时，整个晶体结构带负电，为了保持中性，沸石一般由碱金属和碱土金属来补偿，比如Ca2+、Na+，Ba2+等；(2)整个硅酸盐骨架内部有大小均一且相互连接的通道和孔隙，这使得沸石具有强大的比表面积，每克沸石的比表面积可达355～1000m2，因此沸石的吸附能力很强；(3)沸石通道的孔径约为0.3～1nm，而沿海地区的盐渍化特征离子Na+、Ca2+的直径均小于沸石通道的孔径，因此这些盐分特征离子均可被沸石固定。通过钙、镁离子的试剂进行饱和后的沸后，具有最大的钙镁离子与钠离子的交换量，加强了对淋洗液中盐分的吸附作用。
当水盐缓冲层中2的水分缓慢进入离子吸附层3时，淋洗液中的盐分再经过第二轮的吸附和与离子交换。当整个海雾防护毯中的水分达到饱和时，海雾防护毯中的盐分从而进入到活化因子缓释层4中。所述活化因子缓释层4呈层状结构，厚度约为0.5～2cm，位于离子吸附层3的下部。当离子吸附层3被饱和后，活化因子缓释层4的活化因子随着雨水被缓慢释放，进入土层内部。
所述活化因子缓释层4为菌糠混合层结构，所述菌糠是由稻草、玉米芯、锯木屑、麦子壳等多种农作物的秸秆或工业废渣为主要原料，用以食用菌栽培的固体培养基，经食用菌栽培后剩余的固体废弃物。本发明使用的菌糠经过粉碎后，粒径小于或等于2cm。废弃菌糠中依然富含有机质、全磷、速效磷、速效钾、微生物能量、多种微量元素和可交换性的Ca2+和Mg2+等土壤活化因子。当菌糠经过淋洗时，菌糠中的这些活化因子可以被缓慢释放。菌糠中的活化因子能够为植物提供大量的营养物质和交换土壤中的Na+离子，从而改善土壤结构，活化土壤生态系统。
本发明的海雾防护毯适用于沿海地区中度及中度以上的盐渍化土壤，尤其是海雾频发地区。该海雾防护毯可以达到以下作用：
(1)当海雾在树穴表层凝结成雾水时，雾水能够被海雾防护毯上层的水盐缓冲层2充分吸收，且雾水中的盐分基本上可以在水盐缓冲层2中被吸附和固定，保证植物的微区生长环境不受影响。
(2)人工清洗或下雨后，叶片中的盐分不断被淋洗，淋洗液中含有大量的盐分，沿着树干和叶片进入海雾防护毯。含有盐分的淋洗液经过海雾防护毯时，首先被水盐缓冲层2大量吸收并减缓淋洗液的下渗速率，使淋洗液中的盐分经过第一轮的充分吸收和固定，当水盐缓冲层2中的水盐缓慢进入离子吸附层3时，淋洗液中的盐分再经过第二次的吸附和固定。当离子吸附层3中的水分达到饱和时，海雾防护毯中的盐分进入活化因子缓释层4中。
(3)海雾防护毯底层的活化因子缓释层4能够释放大量的有机质、全磷、速效磷、速效钾、微生物能量和可交换性的Ca2+和Mg2+等，随着雨水进入土层，可以为植物提供大量的营养物质和交换土壤中的Na+离子，从而改善土壤结构，活化土壤生态系统。
(4)海雾防护毯类似于地表覆盖，减少地表蒸发，从而抑制盐分表聚。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种海雾防护毯，其特征在于：所述海雾防护毯在竖直方向上从上至下依次设有第一无纺布层(1)、水盐缓冲层(2)、离子吸附层(3)、活化因子缓释层(4)以及第二无纺布层(5)，所述水盐缓冲层(2)为海泡石绒与蛭石交替设置的缓冲层结构，所述离子吸附层(3)为饱和的沸石层结构，所述活化因子缓释层(4)为菌糠混合层结构。 
2.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述第一无纺布层(1)和第二无纺布层(5)的颜色均为白色。 
3.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述水盐缓冲层(2)的厚度为0.5～2cm。 
4.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述离子吸附层(3)的厚度为1～5cm。 
5.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述活化因子缓释层的厚度为0.5～2cm。 
6.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述菌糠的粒径小于或等于2cm。 
7.根据权利要求1所述的海雾防护毯，其特征在于：所述饱和的沸石为通过含有钙、镁离子的试剂进行饱和处理后的沸石层结构。 
8.根据权利要求1或3所述的海雾防护毯，其特征在于：所述水盐缓冲层(2)中蛭石与海泡石绒的体积比为1:1～4。 
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