CN108605567A - 一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋 - Google Patents

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王增如
郭胜安
刘立超
王炳尧
冒万兵
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Abstract

本发明旨在提供一种可实现与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，该植树袋是由汇水漏斗、植树袋圆柱体、通导管和圆环带组成，汇水漏斗置于植树袋圆柱体之上，通导管位于植树袋圆柱体下端中部，植树袋圆柱体和通导管通过圆环带连接。本发明的通导管和圆环形半封闭结构分别用于放置树苗主根和侧根，充分考虑了树苗根系结构功能和发育生物学特征，有利于根系的自然呼吸以及主根向深层发育；汇水漏斗通过汇集自然降雨所增加的雨量，理论上相当于自然降水量的2倍以上。本发明为干旱区植树提供一种结构简单、成本较低、功能多样性的植树袋，可显著提高干旱区植树成效，避免出现长势衰弱的“小老树”现象。

Description

一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋
技术领域
本发明涉及干旱区植树造林技术领域，具体说是一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋。
背景技术
干旱区降水量小，蒸发量大，水资源短缺水或灌溉条件欠缺等客观因素，导致了原始的直接挖坑植树法成活率低下，并且浇灌维护工作繁重。为了提高干旱区植树成效，利用植树袋植树是一种得到广泛认可和采用的手段。目前，常见的植树袋从结构上，一类是全封闭式，如专利CN 2547124Y、CN 87100539 A、CN203194191U和CN 2602584 Y；另一类是上端敞开底部半封闭式，如专利CN 201365431 Y、CN 103299852 B、CN 204697616 U、CN103299852 B、CN 201640057 U和CN 202514373 U。这两类植树袋，通过全封闭或半封闭结构来减少土壤水分的散失，达到保墒效果，一定程度上提高了植树成活率，但由于这两类植树袋的底部均是与下面土壤隔绝，无法实现与地下土壤的自然贯通，严重限制了根系呼吸和发育，这造成植树初期成活率虽然得到提高，但后期树苗往往呈现出长势衰弱的“小老树”的现象。
因此，理想的植树袋在结构上应该是一种既能与土壤贯通，又具备保墒功能的结构，然而，植树袋结构设计上实现与土壤贯通，与封闭式的保墒功能似乎是矛盾的。如何将贯通与封闭或半封闭的结构有机结合起来，功能上既不限制根系生长发育又具有保墒功能的植树袋，是干旱区植树造林急需要解决的重要技术难题之一。
发明内容
为了解决上述的技术难题，本发明提供了一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，目的在于提高干旱区植树成活率，促进树苗健壮成长，避免出现长势衰弱的“小老树”现象。
本发明是通过以下技术来实现的：
一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，是由汇水漏斗、植树袋圆柱体、通导管和圆环带组成，通导管位于植树袋圆柱体的下端中部，植树袋圆柱体与通导管为同心套接，其底部通过圆环带连接；汇水漏斗置于植树袋圆柱体之上，其外缘半径r1，内缘半径r3。
上述植树袋为一种半封闭结构，下端由通导管与下层土壤贯通，上端由汇水漏斗内缘与大气贯通，通导管与植树袋圆柱体以及圆环带形成圆环柱形的底部封闭结构。
上述的植树袋圆柱体和通导管之内填充土壤或培养基质；树苗定植在所述的植树袋圆柱体之内，树苗主根置于所述的通导管之内，树苗侧根置于植树袋圆柱体与通导管之间。
上述的汇水漏斗呈上下开口的漏斗状，汇水漏斗外缘半径r1大小是汇水漏斗内缘半径r3的3倍以上，即r1≥3r3；汇水漏斗的侧面与水平面呈10-15°的夹角。
上述的植树袋圆柱体呈中空的圆柱状，其水平截面的半径r2是汇水漏斗内缘半径r3的2倍，即r2=2r3；植树袋圆柱体高度为通常植树深度，一般为40-60cm。
上述的汇水漏斗的雨水汇集面积可由汇水漏斗外缘与内缘面积之差进行计算，S汇水=πr1 2-πr3 2≥8πr3 2，雨水汇集面积是植树袋圆柱体水平截面面积（S圆柱体=πr2 2=4πr3 2）的2倍以上，即理论增加的雨水量（汇集的雨水量）相当于自然降雨量的2倍以上。
上述的汇水漏斗下端开口是植树袋内土壤水分散失的通道，其面积（S蒸散发=πr3 2）为植树袋圆柱体水平截面面积（S圆柱体=4πr3 2）的25%，即理论上土壤水分散失率为自然蒸散发量的25%。
上述的通导管呈中空圆柱状，半径r4大小为3-5cm，以能够顺利让树苗主根通过为宜；其高度小于植树袋圆柱体高度。
上述的植树袋圆柱体和通导管通过圆环带的连接为不透水的拼接，即通导管与植树袋圆柱体以及圆环带形成圆环柱形的底部封闭结构，一方面，防止了土壤水分向下层运移；另一方面，通导管形成了植树袋与土壤深层的水气通道，可以使树苗垂直根系向深层发育，利用深层地下水。
上述的植树袋制作材料为全生物降解材料，主要原料是淀粉、纤维素、甲壳素、蛋白质以及可以增加土壤肥力的废弃物等。植树袋2-3年后依靠自然力完全分解变成低分子化合物，不会对环境造成污染，且降解后可以增加土壤肥力。
本发明的优点及有益效果：
1、本发明的植树袋实现了与土壤贯通，有利于根系的自然呼吸，树苗根系可自由向深层发育，并有效避免了成活的树苗出现长势衰弱的“小老树”现象。
2、本发明的植树袋汇集雨水和保墒功能显著，理论上汇集雨水功能所增加的降水量相当于自然降雨的2倍以上，土壤水分散失率相当于自然蒸散发的25%，特别是对于降水量在200mm以上的干旱区，植树后期基于不需要人工灌水维护。
3、本发明植树袋的设计充分考虑了树苗根系的结构和功能特征，使树苗主根便于深层发育和充分利于深层土壤水分；侧根凭借植树袋汇水和保墒功能提高了对水分和养分利用率，确保树苗的健康生长。
4、本发明的植树袋采用的材料为全生物降解材料，不会对环境造成污染，且降解后可以增加土壤肥力。
5、本发明的植树袋具有结构简单、成本较低、功能多样性的特点，具有大规模推广和应用前景。
6、本发明的植树袋，不仅可以用于干旱区植树造林，还可以广泛应用于生态学、生物学、农业科学等相关学科领域的育苗工作或相关科学研究领域。
附图说明
图1为本发明的垂直剖面示意图。
图2为本发明的上端水平剖面示意图。
图3为本发明的下端水平剖面示意图。
图中：1-树苗、2-汇水漏斗、3-植树袋圆柱体、4-土壤或培养基质、5-通导管、6-树苗侧根、7-树苗主根、8-圆环带、21-汇水漏斗外缘、22-汇水漏斗内缘、r1-汇水漏斗外缘半径、r2-植树袋圆柱体半径、r3-汇水漏斗内缘半径、r4-通导管半径。
具体实施方式
下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明。
一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其组成结构如图1和图2所示，由汇水漏斗2、植树袋圆柱体3、通导管5和圆环带8组成，植树袋圆柱体3与通导管5为同心套接，其底部通过圆环带8连接；汇水漏斗2置于植树袋圆柱体3之上，其外缘半径r1，内缘半径r3。
所述植树袋为一种半封闭结构，下端由通导管5与下层土壤贯通，上端由汇水漏斗内缘22与大气贯通，通导管5与植树袋圆柱体3以及圆环带形成圆环柱形的底部封闭结构。
所述的植树袋圆柱体3和通导管5之内填充土壤或培养基质4；树苗定植在所述的植树袋圆柱体5之内，树苗主根7置于所述的通导管5之内，树苗侧根6置于植树袋圆柱体与通导管之间。
所述的汇水漏斗2呈上下开口的漏斗状，汇水漏斗2的侧面与水平面呈10-15°的夹角。汇水漏斗外缘半径r1为60cm，汇水漏斗内缘半径r3为20cm；植树袋圆柱体3的横截面半径r2为40cm，高50cm；通导管半径r4为3cm（可顺利使1-3年生干旱区常用树苗主根顺利通过），高25cm。
由本发明各组成部分的规格可以计算，汇水漏斗2的雨水汇集面积为汇水漏斗上下开口面积之差，即S汇水=πr1 2-πr3 2=10048 cm2，雨水汇集面积是植树袋圆柱体3水平截面面积（S圆柱体=πr2 2=5024cm2）的2倍，即理论增加的雨水量相当于自然降雨量的2倍。
本发明的汇水漏斗2下端开口是植树袋内土壤水分散失的通道，其面积（S蒸散发=πr3 2=1256cm2）为植树袋圆柱体3水平截面面积（S圆柱体=πr2=4πr3 2=5024 cm2）的25%，即理论上土壤水分散失率为自然蒸散发量的25%。
本发明的通导管5和植树袋圆柱体3的连接在制作时一次压制成型。通导管5与植树袋圆柱体3以及圆环带8形成圆环柱形的底部封闭结构，可以防止土壤水分向下层运移，为树苗侧根6提供了足的水分，提高了侧根的养分利用率，确保树苗的存活。此外，通导管5形成了植树袋与土壤深层的水气通道，可以使树苗主根7向深层发育，利用深层地下水。
本发明的制作材料为全生物降解材料，主要原料是淀粉、纤维素、甲壳素、蛋白质以及农作作物秸秆、动物粪便等废弃物。植树袋2-3年后依靠自然力完全分解变成低分子化合物，不会对环境造成污染，且降解后可以增加土壤肥力。

Claims (6)

1.一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，是由汇水漏斗（2）、植树袋圆柱体（3）、通导管（5）和圆环带（8）组成，其特征在于：所述的植树袋圆柱体（3）是半径为r2的空心圆柱体；所述的通导管（5）是半径为r4的空心圆柱体；所述的植树袋圆柱体（3）与通导管（5）为同心套接，其底部通过圆环带（8）连接；所述汇水漏斗（2）置于植树袋圆柱体（3）之上，其外缘半径r1，内缘半径r3。
2.如权利要求1所述的一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其特征在于：所述的植树袋圆柱体（3）和通导管（5）之内填充土壤或培养基质（4）；树苗（1）定植在所述的植树袋圆柱体（3）之内；树苗主根（7）置于所述的通导管（5）之内；树苗侧根（6）置于植树袋圆柱体（3）与通导管（5）之间。
3.如权利要求1所述的一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其特征在于：所述的汇水漏斗（2）呈上下开口的漏斗状，汇水漏斗外缘半径r1大小是汇水漏斗内缘半径r3的3倍以上，即r2≥3r1。
4.如权利要求1所述的一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其特征在于：所述的汇水漏斗（2）的侧面与水平面呈10-15°的夹角。
5.如权利要求1所述的一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其特征在于：所述的植树袋圆柱体（3），其水平截面的半径r2是汇水漏斗内缘半径r3的2倍，即r=2r1。
6.如权利要求1所述的一种与土壤贯通的半封闭式多功能植树袋，其特征在于：所述的通导管（5）高度小于植树袋圆柱体（3）的高度。
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