CN109699437A - 一种用于粘性土壤的改良结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于粘性土壤的改良结构，包括：土壤本体和透气管；土壤本体自上而下依次包括粘性土层、复合基质层和过滤层；粘性土层的材质为粘性土，复合基质层的材质为复合基质与粘性土的混合物，过滤层的材质为粗砂；透气管间隔插设在所述土壤本体内，透气管穿过粘性土层和复合基质层直至插进过滤层，透气管的顶端高于粘性土层的上表面；透气管上设置有凹槽；透气管的材质为木头。通过上述方式，本发明通过粗砂、复合基质及粘性土的分层填铺，并加以具有透气功能的开槽透气管，可以有效改善粘性土壤生态环境。

Description

一种用于粘性土壤的改良结构

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，特别是涉及一种用于粘性土壤的改良结构。

背景技术

粘土类土壤质地粘重结构紧密，保水保肥能力强但孔隙小，通气透水性能差，排水不畅，且水分含量高，湿时粘干时硬。空气相对少，地温上升下降均缓慢，土温变幅小，尤其在早春，气温低、土温不易回升，常常影响植物生长。由于土壤的粘结性、可塑性、湿涨性强，因此粘性土壤不利于植物的种植，一般需要对粘性土壤进行改良。传统的改良粘性土壤的方法通常有以下三种：

1、客土法：人为掺沙。掺沙是提高粘性土孔隙度、增加通透能力的有效措施。具体掺沙比例视土壤黏重程度而定，但是掺沙只是改善土壤物理结构，没有改善其他性能。

2、改善土壤结构：增施有机肥。适当增施热性有机肥，也是改良粘性土壤的有效措施。半分解的有机质能使土壤疏松，土壤孔隙度增加。由于腐殖质的粘结力和粘着力均明显低于粘土粒粒，因此有机肥能降低粘土的粘性。施用有机肥料可以促进土壤团粒结构的形成，使土壤中空气和水的比值协调，使土壤疏松，增加保水、保温、透气、保肥的能力。

3.深刨深耕：粘性土底层(20～40cm)的通气性和渗水性很差，整地时应适当深刨深耕，促进土壤熟化，增加孔隙度。如果底层土过于冷凉，可将底层疏松一下，但不把底层生土翻上来。

在实践生产中，一般通过添加土壤改良剂，但是土壤改良剂见效慢，需要每年投入资金维护，成本较高。或者对粘性土壤进行参沙，但参沙土壤粘性过大孔隙度小，水汽热都不好。土壤中的有机质及氮磷钾就不能很好的矿化，即使养分很充足也不能够释放出来。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于粘性土壤的改良结构，能够提高粘性土壤透水透气能力，有效改善粘性土壤生态环境。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于粘性土壤的改良结构，包括：土壤本体和透气管；

所述土壤本体自上而下依次包括粘性土层、复合基质层和过滤层；所述粘性土层的材质为粘性土，所述复合基质层的材质为复合基质与粘性土的混合物，所述过滤层的材质为粗砂；

所述透气管间隔插设在所述土壤本体内，所述透气管穿过所述粘性土层和复合基质层直至插进所述过滤层，所述透气管的顶端高于所述粘性土层的上表面；所述透气管上设置有凹槽；所述透气管的材质为木头。

优选的，所述粘性土层的厚度为30cm～40cm，所述复合基质层的厚度为20cm～30cm，所述过滤层的厚度为20cm～30cm。

优选的，所述复合基质包括纤维、粗砂、粉煤灰和腐殖质，所述复合基质层内纤维、粗砂、造粒粉煤灰、腐殖质和粘性土的重量比例为1:(1～2):(2～4):(2～4):(7～9)。

优选的，所述纤维为植物纤维。

优选的，所述粗砂的粒径为0.1cm～0.2cm，所述造粒粉煤灰的粒径为0.15cm～0.2cm。

优选的，所述透气管的顶端高于所述粘性土层上表面的高度小于3cm。

优选的，所述透气管插进所述土壤本体的一端设置为楔形或锥形。

优选的，所述透气管内的凹槽包括管内凹槽和管壁凹槽，所述管内凹槽沿透气管的轴向设置在所述透气管内，所述管壁凹槽设置在所述透气管的外壁上。

优选的，所述管壁凹槽包括第一管壁凹槽和第二管壁凹槽，所述第一管壁凹槽沿透气管的轴向设置在所述透气管的外壁上，所述第一管壁凹槽的长度等于所述透气管的长度；所述第二管壁凹槽沿透气管的径向设置在所述透气管的外壁上，所述第二管壁凹槽与所述管内凹槽连通。

优选的，所述管内凹槽的长度小于所述透气管的长度。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：

提供了一种用于粘性土壤的改良结构，通过粗砂、复合基质及粘性土的分层填铺，并加以具有透气功能的开槽透气管，可以有效改善粘性土壤生态环境。粗砂及复合基质可增加粘性土孔隙度，提高透水透气能力，增加粘性土营养成分及保肥能力。而透气管上遍布的凹槽可增加铺填物质之间的通透性，达到保温和透气透水的功能。

附图说明

图1是本发明一种用于粘性土壤的改良结构的结构示意图。

图2是本发明一种用于粘性土壤的改良结构中透气管的结构示意图。

图3是本发明一种用于粘性土壤的改良结构中透气管的俯视图。

附图说明：

土壤本体1、粘性土层11、复合基质层12、过滤层13、底部基础14；

透气管2、管内凹槽21、第一管壁凹槽221、第二管壁凹槽222。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅附图，一种用于粘性土壤的改良结构，包括土壤本体1和透气管2。土壤本体1自上而下依次包括粘性土层11、复合基质层12和过滤层13，在土壤本体1的下方可以设置一层底部基础14并夯实，再将土壤本体1一层一层铺在上面。

粘性土层11的材质为粘性土，粘性土是指塑性指数大于10、且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全土中50％的土。在粘性土类土壤中主要以粉砂和粘粒为主，约占60％以上，甚至可超过85％。土壤中的粘性成分主要受到土壤中的次生层状铝硅酸盐矿物影响，如1:1型粘土矿物高岭石，2:1型蒙脱石等。这些成分使土壤表现出可塑性、粘着性。在土壤本体1的最表层铺设粘性土，铺设厚度约为30cm～40cm。

复合基质层12的厚度约为20cm～30cm，复合基质层12的材质为复合基质与粘性土的混合物，复合基质主要包括纤维、粗砂、造粒粉煤灰和腐殖质，也就是复合基质层12的材质为纤维、粗砂、粉煤灰、腐殖质和粘性土的混合物。复合基质层12内纤维、粗砂、粉煤灰、腐殖质和粘性土的重量比例为1:(1～2):(2～4):(2～4):(7～9)，优选的，复合基质层12内各物质的重量比可以为1:1:2:2:7。

其中，纤维选用植物纤维，可以植物秸秆，树木枯枝落叶等。粗砂一般选用粒径为0.1cm～0.2cm；造粒粉煤灰为粉煤灰经过造粒加工制成，粒径为0.15cm～0.2cm。腐殖质主要可以是动物粪便，动物粪便一般选用猪牛羊等粪便，且选用经过发酵后的猪牛羊等粪便。这样的成分选择使得该复合基质含有半分解的有机物，能使土壤疏松，土壤孔隙度增加，同时降低粘土的粘性。有机物的含量可增加粘性土壤的营养物质，提高土壤肥力，达到保水保肥的功能。复合基质中的粗砂、粉煤灰等物质可提高粘性土壤的通透性，达到保温、透水透气的作用。复合基质中的纤维、粉煤灰及动物粪便等物质都可以直接来源于园林建设及生产活动中的废弃物，取材方便，可实现废弃资源二次利用，节能环保，降低成本。

过滤层13的材质为粗砂，过滤层13的厚度为20cm～30cm，粗沙及复合基质可增加粘性土孔隙度，提高透水透气能力，增加粘性土营养成分及保肥能力。

透气管2间隔插设在所述土壤本体1内，通过透气管2将土壤本体1进行部分分隔。透气管2的材质为木头，可以为木棍、木桩等。相较于其他材料，木棍、木桩等材料埋入土壤里易于降解，不会影响美观，也不会污染环境，可以加固植物根系，不会对植物造成不良影响。

每个透气管2的长度约70cm左右，透气管2的直径约为5cm左右。透气管2穿过粘性土层11和复合基质层12直至插进过滤层13，透气管2的顶端高于粘性土层11的上表面，透气管2的顶端高于粘性土层11上表面的高度小于3cm。透气管2插进土壤本体1的一端设置为楔形或锥形，透气管2上楔形或锥形部分的长度约为3cm左右，便于将透气管2插进土壤本体1内。

透气管2上设置有凹槽，包括管内凹槽21和管壁凹槽，管内凹槽21沿透气管2的轴向设置在透气管2内，管内凹槽21的深度小于透气管2的长度。这里的管内凹槽21就相当于在透气管2内设置一个盲孔，也就是在透气管2的中心轴线位置开孔，透气管2上楔形或锥形部分不开通，管内凹槽21的直径可以为1cm左右。管内凹槽21不贯穿透气管2，可以有效保证透气管插进土壤的过程不会发生堵塞。

管壁凹槽设置在透气管2的外壁上，管壁凹槽包括第一管壁凹槽221和第二管壁凹槽222，第一管壁凹槽221沿透气管2的轴向设置在透气管2的外壁上，第一管壁凹槽221的长度等于所述透气管2的长度，即第一管壁凹槽221沿透气管2的轴向是贯穿透气管外壁的。第二管壁凹槽222沿透气管2的径向设置在透气管2的外壁上，且第二管壁凹槽222与管内凹槽21连通。即第二管壁凹槽222横向贯穿第一管壁凹槽221，可以理解为第一管壁凹槽221和第二管壁凹槽222相互垂直设置。

也就是在透气管2的外壁上沿透气管2轴向方向上开凿第一管壁凹槽221，第一管壁凹槽221的长度与透气管2的长度相同，第一管壁凹槽221的深度可以设置为0.5cm，第一管壁凹槽221的宽度可以设置为1cm。在透气管2的外壁上沿透气管2径向方向上开凿第二管壁凹槽222，第一管壁凹槽221和第二管壁凹槽222相互垂直设置。第二管壁凹槽222的宽度可以设置为1cm，第二管壁凹槽222的高度(沿透气管2长度方向为第二管壁凹槽222的高度)可以设置为2cm～3cm，第二管壁凹槽222的长度为绕着透气管2外壁一圈。

土壤本体内使用经开槽的透气管进行错落间隔排列，可将粗砂、复合基质及粘性土进行分隔，而透气管上遍布的凹槽可增加土壤本体内铺填物质之间的通透性，达到保温和透气透水的功能。

在实际使用的场地中，首先需要挖一个树坑，树坑的深度可以为80cm～100cm，并对树坑的底部基础进行填充处理并夯实，再依次分层铺填厚度为25cm左右的粗砂、厚度为25cm左右的复合基质及厚度为35cm左右的粘性土壤，树坑内部再间隔插设几根透气管错落排列，可增加粘性土壤的通透性，提高其保水保肥的功能。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于，包括：土壤本体和透气管；

所述土壤本体自上而下依次包括粘性土层、复合基质层和过滤层；所述粘性土层的材质为粘性土，所述复合基质层的材质为复合基质与粘性土的混合物，所述过滤层的材质为粗砂；

所述透气管间隔插设在所述土壤本体内，所述透气管穿过所述粘性土层和复合基质层直至插进所述过滤层，所述透气管的顶端高于所述粘性土层的上表面；所述透气管上设置有凹槽；所述透气管的材质为木头。

2.根据权利要求1所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述粘性土层的厚度为30cm～40cm，所述复合基质层的厚度为20cm～30cm，所述过滤层的厚度为20cm～30cm。

3.根据权利要求1所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述复合基质包括纤维、粗砂、造粒粉煤灰和腐殖质，所述复合基质层内纤维、粗砂、粉煤灰、腐殖质和粘性土的重量比例为1:(1～2):(2～4):(2～4):(7～9)。

4.根据权利要求3所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述纤维为植物纤维。

5.根据权利要求3所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述粗砂的粒径为0.1cm～0.2cm，所述造粒粉煤灰的粒径为0.15cm～0.2cm。

6.根据权利要求1所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述透气管的顶端高于所述粘性土层上表面的高度小于3cm。

7.根据权利要求1所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述透气管插进所述土壤本体的一端设置为楔形或锥形。

8.根据权利要求1所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述透气管内的凹槽包括管内凹槽和管壁凹槽，所述管内凹槽沿透气管的轴向设置在所述透气管内，所述管壁凹槽设置在所述透气管的外壁上。

9.根据权利要求8所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述管壁凹槽包括第一管壁凹槽和第二管壁凹槽，所述第一管壁凹槽沿透气管的轴向设置在所述透气管的外壁上，所述第一管壁凹槽的长度等于所述透气管的长度；所述第二管壁凹槽沿透气管的径向设置在所述透气管的外壁上，所述第二管壁凹槽与所述管内凹槽连通。

10.根据权利要求8所述的一种用于粘性土壤的改良结构，其特征在于：所述管内凹槽的长度小于所述透气管的长度。