CN109618584A - 一种治理沙漠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沙漠治理的技术领域，具体公开了一种治理沙漠的方法，具体包括以下步骤：1.制备颗粒：在固体水溶肥进入制粒工序前，将捕雾棉与固体水溶肥搅拌混合形成混合物，混合物经制粒、烘干工序后形成颗粒；2.安置颗粒：将步骤S1中制备的颗粒安置在沙漠上。由于沙漠地区的昼夜温差大，因此本发明利用捕雾棉在温度小于34℃时具有亲水性的海绵状结构，能够吸收空气中的水分；而在40℃以上时，捕雾棉将会由亲水性变为疏水性，将水分以液滴的形式排出，将固体水溶肥逐渐溶解至沙漠中，为沙漠植物提供养分和水分，促进植物生长，实现对沙漠的治理。

Description

一种治理沙漠的方法

技术领域

本发明涉及沙漠治理的技术领域，具体公开了一种治理沙漠的方法。

背景技术

沙漠，也称砂漠，全称沙质荒漠，指地面完全被沙覆盖，干旱缺水、植物稀少的地区。沙漠产生的原因有很多，包括过度放牧、不合理砍伐树木等。自1994年《联合国防治荒漠化公约》通过以来，中国就不断地在防治荒漠化方面做出自己的努力与贡献。目前的沙漠治理方法有：打机井浇水绿化和容器带水等方式。但是打机井浇水绿化和容器带水的方式都需要准备大量的水，而沙漠的保水能力有限，浇水再多保不住水也是枉然，不仅治理效果甚微，还极大浪费水资源，并且如何将大量的水运输至沙漠也是一个问题。为此，有人提出减少沙漠里的地下水蒸发的治理思路。申请号为201510714049.8的中国发明专利则公开了一种治理沙漠的方法，利用水泥加水形成水泥浆，喷涂在沙漠表面，在沙漠表面形成水泥覆盖层，把流沙固定的同时，使得沙漠里的地下水不会被太阳蒸发。这样的方法虽然能够在一定程度上防止地下水蒸发，但是却将沙漠变成了“水泥地”，不符合退沙还林的治理方针。

发明内容

本发明意在提供一种治理沙漠的方法，以解决现有的沙漠治理方法中水资源浪费严重的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种治理沙漠的方法，包括以下步骤：

S1、制备颗粒：在固体水溶肥进入制粒工序前，将捕雾棉与固体水溶肥搅拌混合形成混合物，混合物经制粒、烘干工序后形成颗粒；

S2、安置颗粒：将步骤S1中制备的颗粒安置在沙漠上。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：在步骤S1中，将捕雾棉和固体水溶肥混合在一起后进行制粒和烘干，制成颗粒；步骤S2中，将步骤S1中制备的颗粒安置在沙漠上即可。由于沙漠昼夜温差大，沙漠白天的地表温度可以达到70℃～80℃，夜间的温度一般在7℃～12℃之间。而捕雾棉在温度小于34℃时具有亲水性的海绵状结构，能够吸收空气中的水分。即在夜间时，颗粒中的捕雾棉能够吸收空气中的水分，特别是在23℃时，捕雾棉能够吸收自身重量340％的水分。而在温度40℃以上时，捕雾棉将会把吸收的水分以液滴的形式排出。即在白天时，颗粒中的捕雾棉能够将夜间吸收的水分以液滴的形式排出，而从捕雾棉中排出的水分将会溶解颗粒表面的固体水溶肥。于是，溶解在水中的固体水溶肥浸入沙土中，提高了沙土的肥沃力，为植物提供养分和水分，促进植物生长，达到治理沙漠的目的。

并且，随着颗粒中的固体水溶肥的逐渐溶解减少，包裹在颗粒内部的捕雾棉逐渐显露出来，继续在夜间吸收空气中的水分，并在白天释放液滴形式的水分，从而继续溶解剩余的固体水溶肥，实现颗粒的缓释功能，持续地为沙土内栽种的植物提供养分和水分。另外，捕雾棉是一种可重复使用的资源，因此，即使是颗粒中的固体水溶肥全部溶解后，剩下的捕雾棉会继续在夜间吸收空气中的水分并在白天排出液滴形式的水分，持续地对沙土进行补水，为植物不断地提供水分，减少人工灌溉，从而解决水资源浪费严重的问题。

优选方案一，作为基础方案的优选，所述颗粒中，捕雾棉占颗粒总质量的10％～15％，固体水溶肥占颗粒总质量的85％～90％。

科学配比颗粒中的捕雾棉与固体水溶肥的用量，使得颗粒能够缓慢释放固体水溶肥，避免出现捕雾棉一次释放出的液滴形式的水分过多或者过少，导致固体水溶肥释放速度过快，或者导致固体水溶肥释放速度过慢。

优选方案二，作为优选方案一的优选，所述步骤S1中，捕雾棉分多次等量添加至固体水溶肥中形成混合物。

将捕雾棉分多次等量添加至固体水溶肥中，能够提高捕雾棉与固体水溶肥混合的均匀性，从而提高颗粒缓释固体水溶肥和水分的稳定性。

优选方案三，作为优选方案二的优选，所述步骤S1中，在混合物制粒后、烘干前，添加一道滚粒工序，将捕雾棉粘附在混合物所制成的颗粒的外表面。

滚粒工序的目的是确保制成后的颗粒的外表面有捕雾棉，这部分捕雾棉在白天释放液滴形式的水分，确保颗粒能够顺利进行缓释。

优选方案四，作为优选方案三的优选，所述步骤S2中，将S1中制备的颗粒播撒在沙漠的表面上，随后在沙漠表面铺上用于防止颗粒被吹走的防风网。

沙漠的风力较大，随着时间的延长，颗粒的质量逐渐减小，有可能被风吹走，因此，铺设防风网能够有效防止颗粒被风吹走。并且，最后颗粒还剩下捕雾棉时，防风网也能够有效防止捕雾棉被风吹走，使得捕雾棉能够继续工作，为沙土补充水分。

优选方案五，作为优选方案三的优选，所述步骤S2前，在沙漠上插设若干竖杆，竖杆的顶部设有用于放置颗粒的防风笼。

竖杆顶部的防风笼能够避免颗粒被风吹走，并且，由于防风笼与沙漠表面有距离，因此，沙漠中的沙土因风扬起后重新落下时不会覆盖颗粒，确保颗粒能够接触空气，以便捕雾棉能够顺利发挥作用。另外，沙漠植物能够绑定在竖杆上，避免植物被风吹倒，辅助植物正常生长。

优选方案六，作为优选方案五的优选，所述竖杆之间的间隔距离为1.0～1.5m。

避免竖杆和防风笼干扰沙漠植物的生长，为沙漠植物提供足够的生长空间。

优选方案七，作为优选方案三的优选，所述步骤S2中，将步骤S1中制备的颗粒与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合后，部分颗粒露出沙土表面，部分颗粒半露出沙土表面，另一部分颗粒埋于沙土之中。

裸露出沙土表面的颗粒中的捕雾棉在夜间吸收空气中的水分，在白天温度上升至40℃后，捕雾棉排出液滴形式的水分，将颗粒中的固体水溶肥逐渐溶解，为沙土补充养分和水分。并且，由于沙土表面的温度高于沙土内部的温度，因此，当裸露出沙土表面的颗粒中的捕雾棉处于排水状态时，埋于沙土之中的颗粒中的捕雾棉可能仍处于吸水状态，因此在裸露出沙土表面的颗粒中的捕雾棉排出的水分混合着固体水溶肥，沿沙土粒之间的缝隙向下渗透的过程中，埋于沙土之中的颗粒中的捕雾棉将会吸收部分水分并保存，在植物缺水时为植物提供水分和养分，以此实现保水保肥。而当裸露出沙土表面的颗粒中的固体水溶肥溶解完毕后，沙土表层的捕雾棉排出的水分将渗透至沙土中，逐层溶解埋于沙土之中的颗粒中的固体水溶肥，实现持续地为植物提供水分和养分。

优选方案八，作为优选方案七的优选，所述步骤S2后，选择温度小于34℃的时间段，向沙土与颗粒的混合层浇水。

在温度小于34℃的时间段内浇水，颗粒中的捕雾棉能够吸收水分，避免水分流失，实现保水保肥，减少灌溉用水量，从而减少水资源的浪费。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

一种治理沙漠的方法，具体包括以下步骤：

S1、制备颗粒：将质量百分比为5.1％的氨基酸粉加入高速搅拌器中，再加入占氨基酸粉质量6％的稀硫酸，设定高速搅拌器的转速为100r/min，对氨基酸粉进行表面处理；

将处理后的氨基酸粉送入封闭反应釜中，再将质量百分比为30.6％的尿素、11.05％的硝酸钾、13.6％的磷酸铵、15.3％的磷酸氢二钾、1.7％的硼酸、1.7％的硫酸镁、1.275％的硫酸锌、0.425％的硫酸铜、0.85％的硫酸锰、3.4％的高效分散剂依次添加至封闭反应釜中，搅拌温度为75℃，转速20r/min，搅拌时间为30min；

再将质量百分比为15％的捕雾棉分三次等量添加至封闭反应釜中，搅拌温度为45℃，转速为20r/min，搅拌时间为30min，形成混合物；

混合物经制粒、滚粒和烘干工序制成颗粒；滚粒工序中，将捕雾棉铺设在滚道上，混合物的制成的颗粒表面粘附捕雾棉。

本实施例的捕雾棉来自期刊《Advanced materials》2013年第25卷第8期1149页的论文，论文题目为《Temperature-Triggered Collection and Release of Water fromFogs by a Sponge-Like Cotton Fabric》，该论文中的捕雾棉的棉纤维上具有温敏性聚合物PNIPAAm层。

S2、安置颗粒：将步骤S1中制备的颗粒播撒在沙漠的表面上，随后在沙漠表面铺上用于防止颗粒被吹走的防风网。

S3、栽种沙漠植物：在颗粒旁栽种沙漠植物。

在夜间时，沙漠的温度一般在7℃～12℃之间，此时颗粒中的捕雾棉的温敏性聚合物PNIPAAm层具有亲水性的海绵状结构，能够吸收空气中的水分，特别是在23℃时，捕雾棉能够吸收自身重量340％的水分。在白天时，沙漠地表的温度达到70℃～80℃，而温敏性聚合物PNIPAAm层在温度40℃以上时，将会由亲水性变为疏水性，将吸收的水分以液滴的形式排出。排出的水分将会溶解颗粒表面的固体水溶肥，于是固体水溶肥和水分均浸入沙土之中。日复一日，固体水溶肥和水分不断浸入沙土中，提高沙土的肥沃力。

随着时间的延长，颗粒的质量逐渐减小，有可能被风吹走。因此，铺设的防风网覆盖着颗粒，有效防止了颗粒被风吹走。并且，最后颗粒还剩下捕雾棉时，防风网也能够压住捕雾棉，有效防止捕雾棉被风吹走，使得捕雾棉能够继续工作，为沙土补充水分。如此，减少人工灌溉次数甚至不需要人工灌溉，不仅减少了水资源的使用量，还降低了运输水资源的成本，即降低了治理沙漠的成本。

而颗粒缓释出来的固体水溶肥和水分能够有效促进沙漠植物生长，达到治理沙漠的目的，取得退沙还林的效果。

实施例二

一种治理沙漠的方法，具体包括以下步骤：

S1、制备颗粒：与实施例一中的制备颗粒的步骤相同。

S2、插设竖杆：在沙漠上插设若干竖杆，相邻竖杆之间的距离为1.2m，竖杆插入沙土内的部分长0.5m以上。每个竖杆的顶部固定连接有防风笼，防风笼开设有开口，开口处转动连接有能盖合开口的盖体，翻转盖体便能打开防风笼。防风笼的笼孔径为3mm×3mm，防风笼内设有用于放置颗粒的放置爪。

S3、安置颗粒：将步骤S1中制备的颗粒放在防风笼内的放置爪内。

S4、栽种沙漠植物：在竖杆旁栽种沙漠植物，并将沙漠植物通过支架绑定在竖杆上，避免沙漠植物被风吹倒，协同颗粒促进沙漠植物正常生长，达到治理沙漠的目的。

在夜间，温度在34℃以下时，颗粒中的捕雾棉吸收空气中的水分，在白天，温度上升至40℃以上时，捕雾棉将水分以液滴形式排出，水分将颗粒中的固体水溶肥溶解，沿着竖杆流入沙土中，提高沙土的肥沃力。并且，防风笼能够有效防止颗粒被风吹走，同时，又由于防风笼与沙漠表面有距离，因此，沙漠中的沙土因风扬起后重新落下时不会覆盖颗粒，确保颗粒能够大面积接触空气，以便捕雾棉能够顺利排出更多液滴形式的水分。而随着时间的延长，当颗粒还剩下捕雾棉时，防风笼能够有效避免捕雾棉被风吹走，将捕雾棉储存在防风笼内，以便捕雾棉能够继续工作，持续为沙土补充水分，减少人工灌溉次数甚至避免人工灌溉，从而减少水资源的使用量。

实施例三

S1、制备颗粒：与实施例一中的制备颗粒的步骤相同。

S2、混合沙土与颗粒：将步骤S1中制备的颗粒与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合层的厚度为20～25cm，混合后，部分颗粒露出沙土表面，部分颗粒半露出沙土表面，另一部分颗粒埋于沙土之中。

S3、栽种沙漠植物：在混合层中栽种沙漠植物。

S4、浇水：选择温度小于34℃的时间段，本实施例中，选择温度为23℃的时间段，向沙土与颗粒的混合层浇水，每周一次。

在温度小于34℃的时间段内，混合层内的颗粒中的捕雾棉均处于能够吸收水分的状态，因此，此时浇水，混合层上层的颗粒将会吸收水分保存，没有被吸收的水分将会沿着沙土粒之间的缝隙渗透，由混合层中层、下层的颗粒先后吸收，避免水分的流失，减少水资源的使用量。

随着温度的上升，由于沙土与颗粒的混合层的温度是从表层至底层逐渐降低的，因此，混合层表层的温度将会先达到40℃，于是，混合层表层的颗粒中的捕雾棉开始排出液滴形式的水分，排出的水分逐渐溶解颗粒中的固体水溶肥，为沙漠植物提供水分和养分，促进沙漠植物生长。当混合层中层的温度上升至40℃时，中层的颗粒中的捕雾棉也会开始排出水分，并溶解颗粒中的固体水溶肥，为沙漠植物提供水分和养分，混合层下层的颗粒也是如此，以此实现混合层整体的缓释功能，持续地为沙漠植物提供水分和养分。

另外，在没有浇水的期间，混合层表层的颗粒中的捕雾棉与空气接触，在夜间，温度低于34℃，此时混合层表层的颗粒中的捕雾棉开始吸收空气中的水分。待到温度上升至40℃后，混合层表层上的捕雾棉排出液滴形式的水分，将颗粒中的固体水溶肥逐渐溶解，为沙漠植物提供养分和水分。当混合层表层的颗粒中的固体水溶肥溶解完毕后，混合层表层的捕雾棉吸收后排出的水分将会渗透至混合层内，逐层溶解混合层中层、下层的颗粒，持续地为沙漠植物提供水分和养分，促进沙漠植物生长，取得良好的沙漠治理效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (9)

1.一种治理沙漠的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备颗粒：在固体水溶肥进入制粒工序前，将捕雾棉与固体水溶肥搅拌混合形成混合物，混合物经制粒、烘干工序后形成颗粒；

S2、安置颗粒：将步骤S1中制备的颗粒安置在沙漠上。

2.根据权利要求1所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述颗粒中，捕雾棉占颗粒总质量的10％～15％，固体水溶肥占颗粒总质量的85％～90％。

3.根据权利要求2所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S1中，捕雾棉分多次等量添加至固体水溶肥中形成混合物。

4.根据权利要求3所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S1中，在混合物制粒后、烘干前，添加一道滚粒工序，将捕雾棉粘附在混合物所制成的颗粒的外表面。

5.根据权利要求4所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S2中，将S1中制备的颗粒播撒在沙漠的表面上，随后在沙漠表面铺上用于防止颗粒被吹走的防风网。

6.根据权利要求4所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S2前，在沙漠上插设若干竖杆，竖杆的顶部设有用于放置颗粒的防风笼。

7.根据权利要求6所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述竖杆之间的间隔距离为1.0～1.5m。

8.根据权利要求4所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S2中，将步骤S1中制备的颗粒与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合后，部分颗粒露出沙土表面，部分颗粒半露出沙土表面，另一部分颗粒埋于沙土之中。

9.根据权利要求8所述的治理沙漠的方法，其特征在于：所述步骤S2后，选择温度小于34℃的时间段，向沙土与颗粒的混合层浇水。