CN108157046A - 一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，包括减少古油松根部土壤流失，降雨时增加根部土壤保水能力，改善古油松根部土壤肥力，增进根系对土壤养分、水分的吸收，帮助减少古树根部土壤中多余水分，增强土壤通气性。本发明通过设置专门围堰和配套方法解决了坡地生长的古油松面临的水土流失，土壤储水能力差，雨季连续下雨土壤水分过高影响根系通气等问题，对古油松促进根系生长，增强树势，减少倾倒起到促进作用。

Description

一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、 气、肥的装置及方法

技术领域

本发明涉及城市林业和城市园林行业古树名木保护技术领域，尤其是一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法。

背景技术

古树是存活百年以上的大树，是城市林业和城市园林中的瑰宝，具有重要的价值，一旦死亡不可再生，古树身上记载的历史、文化信息也将消失。

油松(Pinus tabuliformis Carrière)是松科，松属的常绿乔木，喜欢排水性良好的酸性、中性土壤，不耐水湿，是北方的主要古树树种之一。北方山地、丘陵较多，有些古油松生长于山坡上，由于坡度原因降水不易被土壤吸收，相反降水量过大时会引起古树根部土壤流失，生长在坡地上的古油松面临几个难题：

1、控制古树根部水土流失。由于雨水和浇灌用水的冲刷，坡地生长的古油松根部会出现水土流失现象，严重的造成树根裸露，树体倾斜，表层土有机质含量丰富，水流带走大量的表层营养成分，使土壤愈加贫瘠。

2、保持土壤水分。雨水和浇灌用水在坡地土壤表面停留时间较短，渗入土层的水分有限，古油松通过降雨获得的水分远低于平地生长的油松，土壤缺少水分造成古油松生长不良。

3、土壤通气。油松喜欢通气良好的土壤，有利于根部的呼吸，雨季连续阴雨会造成土壤水分过多，影响根部呼吸。

由于厄尔尼诺现象天气变化加剧，降雨量过大和土壤干旱两种极端情况会在同一地区出现，而土壤中的水分直接影响着土壤通气性和土壤肥力的变化情况，有些古油松没能得到合适的土壤水分，造成树势衰弱，濒临死亡。因此，有效调控古油松根部土壤中的水、气、肥，同时减少根部水土流失，对于保护坡地生长的古油松具有重要意义。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，能够起到减少古油松根部水土流失、调控土壤含水量和增加土壤肥力的作用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其工作原理是：用种植草本植物和围堰拦截雨水，减少水土流失，拦截的雨水通过装置被引入古树根系周围土壤中，雨水中所富含的表层土壤养分被一同带到根系周围利于根系吸收。为防止极端降雨的出现，本发明在围堰上端增加了排水设计，可直接排放过量雨水，在土壤含水量达到饱和时打开本发明下端的排水管塞子，能排除土壤中多余水分，保持根系通气。

一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于以下内容：本发明装置本体包括A型和B型两种具有引导水流的PVC管子，PVC管子直径15厘米，长100厘米，A型管子底部有一根向外的管子作为排水管，末端设有塞子，排水管长度根据实际地形设定，B型管子没有排水管，A、B型管子的其它部分完全相同。A、B型管子上端是可以水平旋转的长方体结构，长方体结构横截面为圆筒形PVC管子横截面的圆内接正方形，长方体结构的四个立面中有两个相邻面有小孔，另外两个相邻面无孔，长方体结构下端与PVC管子相连通。PVC管子垂直埋入地下，长方体结构完全露出地面，土层表面正好与PVC管子可旋转部位齐平。埋入地下的PVC管子朝向古树一侧设有多个水平的半环形渗水出口，开口处向下倾斜，便于PVC管子内的水流向外渗出。管子底部设有两个相对的半圆缺口，当PVC管子并排时，半圆形缺口可以使管子下部相互连通，作为通气、流水的通道。PVC管子并排埋在古树下坡处，形成半“回”字形的围堰，围堰当中间隔设置两根A型管子，其余为B型管子，围堰与古树土层之间设置吸水层，围堰正下方设置储水层。

一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于以下内容：减少古油松根部土壤流失。降雨时增加根部土壤供水。改善古油松根部土壤肥力。增进根部土壤的保水供水能力，提高水的利用效率。帮助减少古树根部土壤中多余水分。增强土壤通气性。

进一步地，本发明所述减少古油松根部土壤流失包括以下内容：本发明在坡地的上、中部种植草本植物，减慢雨水下流速度，从而减缓水流对根部土层的冲击。在古油松的下坡处设置围堰拦截雨水，围堰由一排半“回”字形排列的PVC管子组成，管子上部的长方体结构露出地面，形成一排围挡，起到拦截雨水和沉淀土壤的作用。

进一步地，本发明所述降雨时增加根部土壤供水包括以下内容：由于坡度原因，坡地生长的古油松在降雨和浇灌时，水很难在土壤表面停留较长时间，因此水分难以下渗至古油松根部土层，本发明利用PVC管子上端的长方体结构拦截雨水，两个相邻面上设计有小孔，作用是让拦截到的雨水经过小孔进入PVC管子，同时小孔可以过滤掉水中的较大颗粒物。长方体结构的可旋转设计提供了两种可选择模式分别适用于不同情况：选择两个带小孔相邻面完全朝向古树，提供最大水量进入管子，用于土壤干旱情况。选择一个有小孔面和一个无孔面朝向古树，进水量减少一半，用于表层土壤缺水，深层土壤具有一定含水量的情况。

进一步地，本发明所述改善古油松根部土壤肥力包括以下内容：表层土中富含落叶形成的腐殖质，腐殖质为酸性，是含氮量较高的有机化合物，土壤表层大量有机养分跟随雨水，通过本发明被输送到根系周围的土壤中，增加了根系土层中的养分，并营造出油松喜爱的弱酸性土壤环境。

进一步地，本发明所述增进根部土壤的保水供水能力，提高水的利用效率包括以下内容：为了便于根系吸收水分和养分，在PVC管子外侧，朝向树根一侧设置了吸水层，吸水层由蛭石、草炭、细沙混合而成，比例为1；1；1。 PVC管子渗水出口设计为向下倾斜，方便雨水向外渗出进入吸水层。吸水层靠近根系分布的土壤，根系更容易吸收到渗透过来的水和养分。在PVC管子和吸水层下方设计一个由砾石和粗砂混合组成的储水层，作用是储存顺着管子流下来的水，储水层的水一部分会逐渐渗入周围土壤，另一部分水会在吸水层缺水时被向上传导，通过吸水层渗入根系周围土壤。

进一步地，本发明所述帮助减少古树根部土壤中多余水分包括以下内容：当古油松根部土壤含水量已经达到饱和，不用再拦储雨水时，PVC管子上端的可旋转长方体结构，旋转成两个无孔面朝向古树，在管子与管子之间留出一定空隙，让多余的雨水从缝隙流走。土壤中的多余水分也会反渗到PVC管子中，打开A型PVC管子下端设计的排水管塞子，可排除管子中渗水，减少土壤中多余水分。

进一步地，本发明所述增强土壤通气性包括以下内容：PVC管子是中空的，其下端的半圆形缺口将围堰的PVC管子连通，围堰内部成为一个通风的整体，上端的进水小孔和下端的出水口在无水时成为空气进入的通道，增强土壤的通气性。

本发明的有益效果是：在实现坡地水土保持的同时，尽可能多的拦截降雨来增加古油松根系周围土壤的含水量。本发明无需额外添加肥料，就能增加根系周围土壤养分，古树根部得到表层土壤分解的养分和有机质，充分利用了自然环境中的有益成分，提高了生态效应。本发明解决了坡地生长古油松的雨水下渗难题，消除了雨季连续降水对古油松根系透气的影响，实现了古油松在坡地环境中对水、气、肥的有效调控。

附图说明

图1为本发明平面示意图

图2为本发明剖面结构示意图

图3为本发明装置A型PVC管子和B型PVC管子立面透视图和B型PVC 管子剖面图。

图4为本发明可旋转长方体结构排放雨水示意图。

图中1.长方体结构、2.进水小孔、3.旋转装置、4.渗水出口、5.PVC 管子、6.半圆形缺口、7.排水管、8.排水管塞子、9.储水层、10.吸水层、11. 栽植的草本植物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细完整的说明，本具体实施例所描述仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1-4所示，本发明提供了的一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，在古油松下坡处正下方的树冠投影内设置围堰，有利于收集雨水和根系吸收水分，PVC管子5组成半“回”字形围堰，PVC管子5垂直埋入临近根系的土中，土壤表面与旋转装置3齐平。可以水平旋转的长方体结构1在两个相邻立面设计有进水小孔2，另外两个相邻立面没有小孔。当土壤缺水时，将有进水小孔2的两个相邻立面朝向古树，一旦降雨，雨水会沿着坡地流入围堰，流动过程中受到栽植的草本植物11拦截，减小水流冲刷，围堰汇集的雨水通过长方体结构1上的进水小孔2流进PVC管子5， PVC管子5朝向古树一侧设有半环形渗水出口4，雨水经过向下倾斜的渗水出口 4渗出PVC管子5，雨水被吸水层10吸收，吸水层10将雨水传导给根系临近的土壤，根系就能容易吸收到水分。

当雨水进入PVC管子5后，一部分雨水未能沿着渗水出口4渗出，而是沿着PVC管子5流到底部，渗入正下方储水层9，储水层9由砾石和粗砂组成，作用是储存多余雨水，这部分雨水中的一部分逐渐深入周围土壤，另一部分会在吸水层10缺水时补充到吸水层10，吸水层10再将水传递给根系邻近土壤被根系吸收，雨水通过该发明得到充分利用，增加了根系可利用水的总量。

在这一过程中，雨水流经表层土壤，将大量有机养分带给土层深处的根系，为根系提供了天然的养料。

在连续降水的雨季，土壤含水量提高，不再需要过多水分时，旋转长方体结构1，将两个相邻的无孔立面朝向古树，在相邻的长方体结构1之间留出空隙，放走多余雨水，实现雨水的控制。

当土壤水分达到饱和时，水分会反渗到PVC管子5中，打开A型管子的排水管塞子8，放出水，实现根部土壤水分调控。

管子下端的半圆形缺口6将围堰所有PVC管子5相连，A型管子的排水管塞子8打开后，围堰PVC管子5内部成为连通的管道，空气可以流通，增强了根部的通风能力。

Claims (7)

1.一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：本发明装置本体包括A型和B型两种具有引导水流的PVC管子(5)，A型管子底部有一根向外的管子作为排水管(7)，末端设有排水管塞子(8)，B型管子没有排水管(7)，A、B型管子的其它部分完全相同，A、B型管子上端是可以水平旋转的长方体结构(1)，长方体结构(1)横截面为圆筒形PVC管子(5)横截面的圆内接正方形，长方体结构(1)的四个立面中有两个相邻面有进水小孔(2)，另外两个相邻面无孔，长方体结构(1)下端与PVC管子(5)相连通，埋入地下的PVC管子(5)朝向古树一侧设有多个水平的半环形渗水出口(4)，开口处向下倾斜，便于PVC管子(5)内的水流向外渗出，管子底部设有两个相对的半圆形缺口(6)，当PVC管子(5)并排时，半圆形缺口(6)可以使管子下部相互连通，作为通气、流水的通道。

2.根据权利要求1所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：PVC管子(5)并排埋在古油松下坡处正下方的树冠投影内，临近根系的土中，组成半“回”字形的围堰，围堰当中间隔设置两根A型管子，其余为B型管子，土壤表面与旋转装置(3)齐平，围堰与古树之间设置吸水层(10)，吸水层(10)由蛭石、草炭、细沙混合而成，比例为1；1；1，围堰正下方设置储水层(9)，储水层(9)由砾石和粗砂混合组成的，吸水层(10)和储水层(9)的配比可根据实际土壤情况进行调整。

3.根据权利要求1、2所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：可以水平旋转的长方体结构(1)在两个相邻立面设计有进水小孔(2)，另外两个相邻立面没有小孔，当土壤缺水时，将有进水小孔(2)的两个相邻立面朝向古树，一旦降雨，雨水会沿着坡地流入围堰，流动过程中受到栽植的草本植物(11)拦截，减小了水流对土壤的冲刷，汇集的雨水通过长方体结构(1)上的进水小孔(2)流进PVC管子(5)，PVC管子(5)朝向古树一侧设有多个半环形渗水出口(4)，雨水经过向下倾斜的渗水出口(4)渗出PVC管子(5)，被吸水层(10)吸收，雨水通过吸水层(10)传导给根系临近的土壤，利于根系吸收到水分。

4.根据权利要求1、2、3所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：当雨水进入PVC管子(5)后，一部分雨水未能沿着渗水出口(4)渗出，而是沿着PVC管子(5)流到底部，渗入储水层(9)，储水层(9)由砾石和粗砂组成，作用是储存多余雨水，储水层(9)中部分雨水逐渐深入周围土壤，另一部分会在吸水层(10)缺水时补充到吸水层(10)，吸水层(10)再将这部分水传递给根系邻近土壤被根系吸收，本发明储存了更多雨水提供给根系，增加了根系可利用水的总量，提高了水的利用效率。

5.根据权利要求1所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：当土壤水分达到饱和时，水分会反渗到PVC管子(5)中，打开A型管子的排水管塞子(8)，可以排出渗水，调节土壤含水量。

6.根据权利要求1、5所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：PVC管子(5)下端的半圆形缺口(6)将围堰所有PVC管子(5)连通，当A型管子的排水管塞子(8)打开后，围堰PVC管子(5)内部成为连通的管道，空气可以进入通道，增强根部的通风能力。

7.根据权利要求1所述，一种有利于坡地生长古油松根部水土保持和调节土壤中水、气、肥的装置及方法，其特征在于：PVC管子(5)直径15厘米，长100厘米，长方体结构(1)长20厘米，根据实际情况可以采用不同规格。