CN109627078A - 沙漠改造缓释剂及沙漠改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沙漠治理技术领域，具体公开了一种沙漠改造缓释剂及沙漠改造方法，沙漠改造缓释剂包括以下组份：捕雾棉团和水溶性固体肥料，捕雾棉团的一部分裸露在空气中，捕雾棉团的另一部分嵌入水溶性固体肥料中。沙漠改造方法包括以下步骤：1)制备沙漠改造缓释剂：将水溶性固体肥料溶于水形成肥料溶液，将肥料溶液注入捕雾棉团内经干燥工序后制成沙漠改造缓释剂；2)安置沙漠改造缓释剂。本发明提供的这种沙漠改造缓释剂能够根据温度的变化来吸收空气中的水分或是以液滴的形式将吸收的水分排出，实现水溶性固体肥料的缓释，为植物提供水分和养分，促进植物生长，减少甚至无需人工灌溉，降低水资源的使用量，大幅度减少沙漠治理的成本。

Description

沙漠改造缓释剂及沙漠改造方法

技术领域

本发明涉及沙漠治理技术领域，具体公开了一种沙漠改造缓释剂及沙漠改造方法。

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。为了治理沙漠，防止沙漠扩大化，人们想出了许多治理沙漠的方法，例如申请号为201110349693.1的中国发明专利公开了一种γ-聚谷氨酸混合肥料及其治理沙漠工艺，利用γ-聚谷氨酸良好的保水能力，将植物根系附近的水分吸收形成凝胶，防止沙漠中浇灌的水自由下渗。这样虽然减少了水的浇灌次数和使用量，但是仍旧需要每隔四天进行一次灌溉，即仍旧大量的人力物力来运输水资源以进行定期的灌溉，否则栽种的沙漠植物仍旧会因缺少水分而枯死，难以取得预期的治理效果。

发明内容

本发明意在提供一种沙漠改造缓释剂及沙漠改造方法，以解决现有的沙漠治理方法需要耗费大量人力物力的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：沙漠改造缓释剂，包括以下组份：捕雾棉团和水溶性固体肥料，捕雾棉团的一部分裸露在空气中，捕雾棉团的另一部分嵌入水溶性固体肥料中。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：本基础方案中的沙漠改造缓释剂包括捕雾棉团和水溶性固体肥料，裸露在空气中的捕雾棉团能够在温度低于34℃时，吸收空气中的水分，而在温度40℃以上时，捕雾棉团能够将之前吸收的水分以液滴的形式排出。而沙漠的昼夜温差很大，沙漠白天的地表温度可以达到70℃～80℃，夜间的温度却通常在7℃～12℃之间。因此，沙漠改造缓释剂能够在夜间吸收空气中的水分，在白天排出液滴形式的水分，逐渐溶解沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料，于是，水溶性固体肥料逐渐从沙漠改造缓释剂中释放出来，与水分一起浸入沙土之中，提高沙土的肥沃力，为植物提供水分和养分，促进植物生长。

并且，随着水溶性固体肥料的溶解，水溶性固体肥料逐渐减少，原来被水溶性固体肥料包裹的捕雾棉团部分逐渐显露出来，这部分捕雾棉团得以与空气接触，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水溶性固体肥料，实现沙漠改造缓释剂的缓释功能，持续地为沙漠内栽种的植物提供养分和水分，使得植物能够正常生长，以取得良好的沙漠治理效果。另外，捕雾棉团是一种可重复使用的资源，因此，即使是沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料全部溶解后，剩下的捕雾棉团将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，减少人工灌溉的次数甚至无需人工灌溉，从而大幅度地降低在沙漠治理过程中运输水源所需的人力物力，减少沙漠治理的成本。

优选方案一，作为基础方案的优选，所述水溶性固体肥料包括以下组份：氨基酸粉、尿素、硝酸钾、磷酸铵、磷酸氢二钾、硼酸、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、高效分散剂和助溶剂。

本优选方案中的水溶性固体肥料利用高效分散剂和助溶剂，附着于固体肥料的表面，使其能快速分散在水中，增大粒子与水的接触面积，使得水溶性固体肥料能够快速溶解在水中。

优选方案二，作为优选方案一的优选，所述水溶性固体肥料还包括生根粉，所述生根粉占水溶性固定肥料总质量的0.5％。

生根粉能够促进沙漠中栽种的植物生根的速度，从而使得植物能够吸收更多的水分和养分，确保植物正常生长。

优选方案三，作为优选方案二的优选，所述捕雾棉团连接有捕雾棉条。

捕雾棉团上连接的捕雾棉条能够与空气接触并在合适的温度下吸收空气中的水分，又在合适的温度下排出液滴形式的水分，增加对沙土的补水量。

基于上述的沙漠改造缓释剂，本发明还提供了一种沙漠改造方法，该方法的基础方案是：沙漠改造方法，包括以下步骤：

S1、制备沙漠改造缓释剂：将水溶性固体肥料溶于水形成肥料溶液，将肥料溶液注入捕雾棉团内并润湿捕雾棉团，将湿润的捕雾棉团经干燥工序后制成沙漠改造缓释剂；

S2、安置沙漠改造缓释剂：将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂安置在沙漠上。

该方法的基础方案的工作原理及有益效果在于：在步骤S1中，首先将水溶性固体肥料溶解在水中形成肥料溶液，并将肥料溶液注入捕雾棉团内，使得捕雾棉团润湿，再将湿润的捕雾棉团经干燥工序后制成沙漠改造缓释剂；在步骤S2中，将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂安置在沙漠上即可。本方法的操作步骤简单，利用沙漠改造缓释剂的缓释作用，逐渐释放水溶性固体肥料，并且能够持续性地对沙土进行补水，减少人工浇灌次数，甚至无需人工浇灌，大幅度减少了人工灌溉所需的人力物力，从而降低了治理沙漠的成本。并且，由于沙漠改造缓释剂能够缓慢释放出水溶性固体肥，以及持续性地排出液滴形式的水分，因此，在沙土中栽种的植物能够更容易存活，使得沙漠转变为绿洲的可能性大幅度提高，符合退沙还林的治理方针。

优选方案四，作为关于方法的基础方案的优选，所述步骤S1中，湿润的捕雾棉团经过的干燥工序的条件为：干燥温度为70℃～80℃，干燥真空度为31.1KPa～47.3KPa。

综合考虑到捕雾棉团在40℃以上排水、以及抽真空的难易程度，将干燥温度选择在70℃～80℃之间，干燥真空度选择在31.1KPa～47.3KPa。

优选方案五，作为优选方案四的优选，所述步骤S2中，将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合后，部分沙漠改造缓释剂露出沙土表面，部分沙漠改造缓释剂半露出沙土表面，另一部分沙漠改造缓释剂埋于沙土之中。

在夜间，温度低于34℃，此时混合层表层的沙漠改造缓释剂中与空气接触的捕雾棉团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团排出液滴形式的水分，将沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料逐渐溶解，溶解后的水溶性固体肥料和水分一起流入沙土中，为沙漠植物提供养分和水分。

当混合层表层的沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料溶解完毕后，混合层表层的沙漠改造缓释剂中的捕雾棉团完全露出，将继续不断吸收空气中的水分和排出水分，而排出的水分将会渗透至混合层内，逐层溶解混合层中层、下层的沙漠改造缓释剂，持续地为沙漠植物提供水分和养分，促进沙漠植物生长。

优选方案六，作为优选方案五的优选，所述步骤S2后，在沙漠表面铺设用于防止沙漠改造缓释剂被风吹走的防风网。

随着时间的延长，沙漠改造缓释剂的质量逐渐减小，有可能被风吹走。因此，铺设的防风网覆盖着沙漠改造缓释剂，有效防止了沙漠改造缓释剂被风吹走。并且，最后沙漠改造缓释剂还剩下捕雾棉团时，防风网也能够压住捕雾棉团，有效防止捕雾棉团被风吹走，使得捕雾棉团能够继续工作，为沙土补充水分。

优选方案七，作为优选方案四的优选，所述步骤S2前，在沙漠上插设若干固定杆，固定杆上固定连接有用于放置沙漠改造缓释剂的保护网罩。

将沙漠改造缓释剂放置在保护网罩内，能够避免沙漠改造缓释剂被风刮走。同时，由于保护网罩与沙漠表面有距离，因此，沙漠中的沙土因风扬起后重新落下时不会覆盖沙漠改造缓释剂，确保沙漠改造缓释剂能够接触空气，以便捕雾棉团能够顺利发挥作用。而随着时间的延长，当沙漠改造缓释剂还剩下捕雾棉团时，保护网罩能够有效避免捕雾棉团被风吹走，将捕雾棉团储存在保护网罩内，以便捕雾棉团能够继续工作，持续为沙土补充水分，减少人工灌溉，从而减少水资源的使用量。

优选方案八，作为优选方案七的优选，所述固定杆之间的间隔距离为1.0～1.5m。

避免固定杆和保护网罩干扰沙漠植物的生长，为沙漠植物提供足够的生长空间。

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

本实施例中的沙漠改造缓释剂，包括以下组份：捕雾棉团和水溶性固体肥料，捕雾棉团的一部分裸露在空气中，捕雾棉团的另一部分嵌入水溶性固体肥料中。

捕雾棉团连接有捕雾棉条，捕雾棉团和捕雾棉条均是由捕雾棉揉搓而成。本实施例中的捕雾棉来自期刊《Advanced materials》2013年第25卷第8期第1149页的论文，论文题目为《Temperature-Triggered Collection and Release of Water from Fogs by aSponge-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。温敏性聚合物PNIPAAm层在温度低于34℃时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，能够吸收自身重量340％的水分。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。

水溶性固体肥料按照质量百分比包括以下组份：6％氨基酸粉、34％尿素、13％硝酸钾、16％磷酸铵、18％磷酸氢二钾、2％硼酸、2％硫酸镁、1.5％硫酸锌、0.5％硫酸铜、1％硫酸锰、3.5％高效分散剂、2％助溶剂和0.5％生根粉。

本实施例中的沙漠改造方法，具体包括以下步骤：

S1、制备沙漠改造缓释剂：将水溶性固体肥料溶解在水中，形成肥料溶液，将肥料溶液注入捕雾棉团中，将捕雾棉团和捕雾棉条润湿，再将湿润的捕雾棉团和捕雾棉条放入干燥室内，在温度为80℃、真空度为47.3KPa的条件下进行干燥，直至水分完全蒸发，此时，水溶性固体肥料均匀粘附在捕雾棉团和捕雾棉条的棉纤维上。

S2、安置沙漠改造缓释剂：将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合层的厚度为30～35cm。混合后，部分沙漠改造缓释剂露出沙土表面，部分沙漠改造缓释剂半露出沙土表面，另一部分沙漠改造缓释剂埋于沙土之中。为保证混合层上有沙漠改造缓释剂裸露在空气中，可以再播撒一次沙漠改造缓释剂，播撒时，让捕雾棉条朝上。

S3、铺设防风网：在沙漠表面铺设用于防止沙漠改造缓释剂被风吹走的防风网，将沙漠改造缓释剂覆盖。

S4、栽种沙漠植物：选择合适的沙漠植物栽种在混合层中。

在夜间，沙漠的温度低于34℃，此时混合层表层的沙漠改造缓释剂中，捕雾棉条和部分捕雾棉团开始吸收空气中的水分，将水分保存，待到温度上升至40℃后，这部分捕雾棉条和捕雾棉团开始排出液滴形式的水分，将沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料逐渐溶解，溶解后的水溶性固体肥料和水分一起流入沙土中，为沙漠植物提供养分和水分。且沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料溶解过程中，将会先溶解外层的水溶性固体肥料，随着时间的延长，逐渐向内溶解，实现沙漠改造缓释剂的缓释功能。

当混合层表层的沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料溶解完毕后，混合层表层的沙漠改造缓释剂中的捕雾棉团完全露出，捕雾棉团和捕雾棉条将继续不断吸收空气中的水分和排出水分，而排出的水分将会渗透至混合层内，逐层溶解混合层中层、下层的沙漠改造缓释剂，实现混合层整体上的缓释功能，持续地为沙漠植物提供水分和养分，促进沙漠植物生长，达到治理沙漠的目的，符合退沙还林的治理方针。并且，由于沙漠改造缓释剂能够持续提供水分，减少人工灌溉次数甚至无需人工灌溉，大幅度减少了水资源的使用量，从而减少了沙漠治理的成本。

另外，由于混合层的温度由上至下是逐渐降低的，因此，在升温过程中，混合层表层的温度率先达到40℃，于是，混合层表层的沙漠改造缓释剂率先将吸收的水分以液滴形式排出，此时混合层下层的温度还处于34℃以下，因此，混合层表层的沙漠改造缓释剂释放的水溶性固体肥料溶液渗透混合层时，没有被植物吸收的部分将会被处于混合层下层的沙漠改造缓释剂所吸收，减少甚至避免水分和养分的流失。

随着时间的延长，沙漠改造缓释剂的质量逐渐减小，有可能被风吹走。因此，铺设的防风网覆盖着沙漠改造缓释剂，有效防止了沙漠改造缓释剂被风吹走。并且，最后沙漠改造缓释剂还剩下捕雾棉团和捕雾棉条时，防风网也能够压住捕雾棉团和捕雾棉条，有效防止其被风吹走，使得捕雾棉团和捕雾棉条能够继续工作，为沙土补充水分。

沙漠植物吸收沙漠改造缓释剂释放的水分和养分，在沙漠中正常生长，改变沙漠地貌，达到治理沙漠的目的。同时，由于沙漠改造缓释剂能够持续地为沙土补充水分，因此，大大减少了人工灌溉的次数甚至无需人工灌溉，减少了水资源的使用量，也减少了运输水资源的成本。

实施例二

本实施例中的沙漠改造缓释剂与实施例一中的沙漠改造缓释剂相同。

本实施例中的沙漠改造方法，具体包括以下步骤：

S1、制备沙漠改造缓释剂：与实施例一中的沙漠改造缓释剂的制备方法相同。

S2、插设固定杆：在沙漠上插设若干固定杆，相邻固定杆之间的距离为1.5m，固定杆插入沙土之中0.6m。每根固定杆上固定连接有保护网罩，保护网罩开设有开口，开口处转动连接有能盖合开口的盖体，翻转盖体便能打开保护网罩。

S3、安置沙漠改造缓释剂：将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂放在保护网罩内。

S4、栽种沙漠植物：择合适的沙漠植物，将沙漠植物栽种在固定杆旁，并利用支架、绳索将沙漠植物绑定在固定杆上，避免沙漠植物被风吹倒。

温度在34℃以下时，沙漠改造缓释剂中的捕雾棉团以及捕雾棉条吸收空气中的水分。而温度上升至40℃以上时，捕雾棉团和捕雾棉条将水分以液滴形式排出，水分将沙漠改造缓释剂中的水溶性固体肥料逐渐溶解，而水溶性固体肥料的溶解是由外至内的，每次的溶解量由捕雾棉团和捕雾棉条的排水量所决定，因此，水溶性固体肥料将会缓慢逐渐地被释放出来。每次水溶性固体肥料溶解后将会沿着固定杆流入沙土中，或者是直接从保护网罩上滴落至沙土中，提高沙土的肥沃力。

将沙漠改造缓释剂放入保护网罩内，能够有效防止沙漠改造缓释剂被风吹走。同时，又由于保护网罩与沙漠表面有距离，因此，沙漠中的沙土因风扬起后重新落下时不会覆盖沙漠改造缓释剂，确保沙漠改造缓释剂能够大面积接触空气，以便捕雾棉团和捕雾棉条能够顺利排出更多液滴形式的水分。而随着时间的延长，当沙漠改造缓释剂还剩下捕雾棉团和捕雾棉条时，保护网罩能够有效避免捕雾棉团和捕雾棉条被风吹走，将捕雾棉团和捕雾棉条储存在保护网罩内，以便捕雾棉团和捕雾棉条能够继续工作，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。

沙漠植物吸收沙漠改造缓释剂释放的水分和养分，在沙漠中正常生长，改变沙漠地貌，达到治理沙漠的目的。同时，由于沙漠改造缓释剂能够持续地为沙土补充水分，因此，大大减少了人工灌溉的次数甚至无需人工灌溉，减少了水资源的使用量，也减少了运输水资源的成本。

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 (10)

1.沙漠改造缓释剂，其特征在于：包括以下组份：捕雾棉团和水溶性固体肥料，捕雾棉团的一部分裸露在空气中，捕雾棉团的另一部分嵌入水溶性固体肥料中。

2.根据权利要求1所述的沙漠改造缓释剂，其特征在于：所述水溶性固体肥料包括以下组份：氨基酸粉、尿素、硝酸钾、磷酸铵、磷酸氢二钾、硼酸、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、高效分散剂和助溶剂。

3.根据权利要求2所述的沙漠改造缓释剂，其特征在于：所述水溶性固体肥料还包括生根粉，所述生根粉占水溶性固定肥料总质量的0.5％。

4.根据权利要求3所述的沙漠改造缓释剂，其特征在于：所述捕雾棉团连接有捕雾棉条。

5.沙漠改造方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备沙漠改造缓释剂：将水溶性固体肥料溶于水形成肥料溶液，将肥料溶液注入捕雾棉团内并润湿捕雾棉团，将湿润的捕雾棉团经干燥工序后制成沙漠改造缓释剂；

S2、安置沙漠改造缓释剂：将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂安置在沙漠上。

6.根据权利要求5所述的沙漠改造方法，其特征在于：所述步骤S1中，湿润的捕雾棉团经过的干燥工序的条件为：干燥温度为70℃～80℃，干燥真空度为31.1KPa～47.3KPa。

7.根据权利要求6所述的沙漠改造方法，其特征在于：所述步骤S2中，将步骤S1中制备的沙漠改造缓释剂与沙漠表层的沙土进行混合形成混合层，混合后，部分沙漠改造缓释剂露出沙土表面，部分沙漠改造缓释剂半露出沙土表面，另一部分沙漠改造缓释剂埋于沙土之中。

8.根据权利要求7所述的沙漠改造方法，其特征在于：所述步骤S2后，在沙漠表面铺设用于防止沙漠改造缓释剂被风吹走的防风网。

9.根据权利要求6所述的沙漠改造方法，其特征在于：所述步骤S2前，在沙漠上插设若干固定杆，固定杆上固定连接有用于放置沙漠改造缓释剂的保护网罩。

10.根据权利要求9所述的沙漠改造方法，其特征在于：所述固定杆之间的间隔距离为1.0～1.5m。