CN111466171B - 一种荒地土壤改造方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤改造领域，具体涉及一种荒地土壤改造方法及其装置。本发明提供一种荒地土壤改造方法，该方法包括以下步骤：步骤1.使用环保可控制的降解材料作为遮挡物将荒地土壤进行遮挡；步骤2.在所述遮挡物的上方种植植物，并营造所述植物适于生长的环境，使其适应环境生长；步骤3.随着时间推移，在遮挡物的防护保护作用(防风、阳光曝晒等)下，荒地处的土壤会逐渐变得潮湿并适合动植物生长，在所述遮挡物降解后，所述植物会随着土壤一起落在荒地处，并扎根于荒地，从而实现荒地改造。本发明能够从根本上解决现有荒地土壤的养护问题。本发明设计方案具有结构简单、结实耐用，可适用于户外复杂环境适用的特性。

Description

一种荒地土壤改造方法及其装置
技术领域
本发明涉及土壤改造领域，具体涉及一种荒地土壤改造方法及其装置。
背景技术
由于人类生产生活过渡使用，土壤环境遭到破坏，造成“年年灌，年年养”的恶性循环。生活中我们每年甚至每季可以看到各单位、组织投入了大量人力、物力、财力，进行花草种植、浇灌、养护，但依然不能改善土壤干燥的问题。这是因为相关技术的立足于“土壤干涸-浇灌-更高效的浇灌”的浇灌技术发展方面。但没有找到一种根本可行的方法方案。
在土壤环境干涸，且造成“年年灌，年年养”的循环下依然不能对进行有效改善的环境。现有技术只是立足于将水如何更高效、低耗地浇灌到土地上，但其不是一种能根本上解决土壤环境问题的方案。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种荒地土壤改造方法，该方法包括以下步骤：
步骤1.使用环保可控制的降解材料作为遮挡物将荒地土壤进行遮挡；
步骤2.在所述遮挡物的上方种植植物，并营造所述植物适于生长的环境，使其适应环境生长；
步骤3.随着时间推移，在所述遮挡物降解后，所述植物会随着土壤一起落在荒地处，并扎根于荒地，从而实现荒地改造。
优选地，所述的在所述遮挡物的上方种植植物，具体是：将植物种植于嵌套在所述遮挡物上方的花盆中，其中，所述花盆采用环保可控制的降解材料制备而成。
更优选地，所述花盆的降解速度慢于所述遮挡物。
优选地，所述步骤2中的植物通过水流营养灌溉生长。
优选地，所述遮挡物和花盆的材料中添加有营养肥料物质。
优选地，所述可控制的降解材料为秸秆、纸屑或木屑在高温高压下压制而成。
本发明的第二个目的是提供一种荒地土壤改造装置，包括遮挡物和嵌套于所述遮挡物上方的花盆。
优选地，所述遮挡物包括底板、外框体和内接于所述外框体的花盆架；所述底板上设置有底槽，所述花盆放置于底槽中；所述外框体上设置有凹槽，所述花盆架包括第一槽、第二槽和环形槽，所述第一槽与凹槽配合，所述环形槽套设在所述花盆的圆周壁，所述第二槽设于两个环形槽之间。
优选地，所述外框体上设置有凹槽，所述花盆架包括第一槽、第二槽和环形槽，所述第一槽与凹槽配合，所述环形槽套设在所述花盆的圆周壁，所述第二槽设于两个环形槽之间。
优选地，所述花盆圆周壁上还设置有第一排水口；所述环形槽靠近花盆的一侧设置有第二排水口；所述第一排水口与所述第二排水口为对应连通设置，可以起到通过槽道对植物进行灌溉作用。
优选地，所述第一槽、第二槽和环形槽为密封管型或开放管型。
优选地，所述花盆上沿内壁还设置有若干空心的毛细管道；所述毛细管道为上下两端开口；所述毛细管道的下端开口位于所述花盆底部的上方。
本发明的第三个目的是提供一种荒地土壤改造系统，该系统包括灌溉模块、检测模块、控制模块和显示模块；所述灌溉模块能够将水以及营养成分灌溉到所述花盆的土壤中，所述检测模块用于检测各个所述花盆的土壤的水分和营养成分的百分比含量，并将水分和营养成分的百分比含量传输至显示模块(例如手机、电脑等)；所述显示模块用于将所述水分和营养成分的百分比含量进行可视化展示；所述控制模块用于对灌溉模块进行控制，即用于控制所述荒地土壤改造装置的运行。
本发明的有益效果为：
1.本发明借鉴生活中常见自然现象，提出一套全新的荒地土壤环保改造的方法，并形成完整产品设计方案；该方案采用可控制的降解材料进行产品主体结构设计，前期使用降解材料做成遮挡物遮挡荒地，互相连接形成一大片覆盖荒地的“养护膜”，为土地遮挡阳光及风等自然条件对土壤的曝晒和水分营养蒸发，对荒地土壤的表层土壤和水分进行保护和养护，随着时间推移，所覆盖的土壤会产生类似石块下压着的土壤性状变化，变得湿润，并适合动植物生长，并随着产品主体结构的降解，使得花盆中的土壤与底下土壤结合，形成适合植物生长的土壤环境。
2.本发明还提供了一种荒地土壤改造装置，该装置能够在对土壤进行遮挡的同时，也能够为花盆内的植物方便浇水灌溉以及提供养分，在遮挡保护后，对花盆内植物灌溉的过程中，有部分水分，营养会进入到地下土地，同时自然界的下雨等情况的水分也会慢慢在浸润到土壤中。这样一方面对土壤进行长期保护性养护，另一方面还可以不断进行营养水分补充的方式根本性解决土壤荒芜的问题，这与现在常见的各种注重提高喷灌、浇灌、滴灌的产品效率、功能的设计思路有根本性区别。本发明的遮挡物和花盆均为可含有营养肥料物质，且可控制降解材料做成(采用秸秆、纸屑、木屑高温高压下压制)，随着在户外环境中与及灌溉的水的作用下慢慢会水解和降解；且花盆架在花盆和遮挡物降解后还能够重新回收利用，非常符合环保、无污染、可持续发展的战略。
3.本发明采用模块化设计思路，设计的环保产品具有易于运输、储存及方便组装使用的优点。每个荒地土壤改造装置可以独立组成一个模块单元，可采用多种连接方式将模块单元相互连接组成一个大面积的环保灌溉体系，设计方案具有结构简单、结实耐用，可适用于户外复杂环境适用的特性。
4.本发明在花盆内壁上还设置有毛细管道，该管道能够在花盆中水量较多的时候，存储一定的水分，之后水分能够沿毛细管道向上蒸发至花盆口处，蒸发上升过程中可在毛细管口部分冷凝，并滴落进一步润湿上层土壤；此外，在平时毛细管道还能够起到土壤底部通风的作用，增加土壤底部的含氧率，加快植物的根部呼吸，进而促进植物的生长。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的荒地土壤改造装置的结构示意图；
图2是本发明的荒地土壤改造装置中遮挡物的结构示意图；
图3是本发明的荒地土壤改造装置中花盆的结构示意图；
图4是本发明的荒地土壤改造装置中花盆架的结构示意图；
图5是本发明的荒地土壤改造装置中花盆的截面图；
附图标记：遮挡物1，花盆2，花盆架3，底板11，外框体12，第一排水口21，毛细管道22，第一槽31，第二槽32，环形槽33，底槽111，凹槽121，第二排水口331。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
通过观察，我们发现石块、木块长期压着土壤往往比，同一块土地其他地方更湿润，水分等营养充足，甚至能长出各种动物、植物和微生物。基于这个发现，本方法采用可控制在三年左右降解的环保材料，设计了一套土壤环保改造思路方案，本方法设计与传统的喷灌、浇灌等方式有个核心区别就在于将利用遮挡的方式长期阻挡阳光曝晒和水分蒸发，同时结合，环保花盆产品的设计对土壤上种植物进行养护，可以便于对荒地的土壤改造服务。
该思路将通过在设计一套产品系统，前期借助环保材料、智能技术及模块化产品组件形成连片的养护系统对荒地环境进行养护和绿化。由于该套产品在设计过程中考虑遮挡阳光、降低环境气候(风)对荒地土壤表层破坏和对水分的蒸发，从而达到对所覆盖土地进行水分、阳光、营养的保护和养护。同时所设计产品灌溉的过程中富余的水分、营养也将不断补充到土壤中。
随着时间推移，一方面所覆盖的土壤会产生类似石块下压着的土壤性状变化；另外，由于采用含有营养物质且可降解材料设计的环保产品主体慢慢的降解(遮挡物、花盆等控制不同水溶性的材料依次降解)，最终小花盆中的土壤与花草将渐渐与所压处土壤结合，植物根茎也将慢慢进入到土壤中，并在该区域继续生长，经过长时间也就可以将当地改造成绿地(所设计的灌溉槽道将长时间维持对植物的补充养护)。
该产品还设计在每个小花盆中利用智能技术实时监控土壤水分、营养状况、并可以实现对植物的智能补充养分功能，为改善土壤生态以及灌溉系统设计提供新的思路。
下面将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一种荒地土壤改造方法，该方法包括以下步骤：
步骤1.使用环保可控制的降解材料作为遮挡物将荒地土壤进行遮挡；
步骤2.在所述遮挡物的上方种植植物，并营造所述植物适于生长的环境，使其适应环境生长；
步骤3.随着时间推移，在所述遮挡物降解后，所述植物会随着土壤一起落在荒地处，并扎根于荒地，从而实现荒地改造。
在一种实施方式中，所述的在所述遮挡物的上方种植植物，具体是：将植物种植于嵌套在所述遮挡物上方的花盆中，其中，所述花盆采用环保可控制的降解材料制备而成。
在一种实施方式中，花盆的降解速度慢于遮挡物。
在一种实施方式中，步骤2中的植物通过水流营养灌溉生长。
在一种实施方式中，遮挡物和花盆的材料中添加有营养肥料物质。
在一种实施方式中，可控制的降解材料为秸秆、纸屑或木屑在高温高压下压制而成。
一种荒地土壤改造装置，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括遮挡物1和嵌套于所述遮挡物上方的花盆2。
在一种实施方式中，遮挡物1包括底板11、外框体12和内接于外框体的花盆架3；底板11上设置有底槽111，花盆2放置于底槽111中；底板11及底板11上的底槽111起到稳定花盆2和部分储水的作用，同时还起到对所覆盖土壤遮挡阳光、抵抗风对土壤表层破坏和对水分的蒸发的作用；
在一种实施方式中，外框体12上设置有凹槽121，花盆架3包括第一槽31、第二槽32和环形槽33，第一槽31与凹槽121配合，环形槽33套设在花盆2的圆周壁，第二槽32设于两个环形槽33之间；花盆架3可以起到连接、固定花盆2的作用，同时起到水流营养灌溉通道的作用。
在一种实施方式中，第一槽31靠近凹槽121的一侧可以活动连接其他花盆架3。
在一种实施方式中，花盆2圆周壁上还设置有第一排水口21；环形槽33靠近花盆2的一侧设置有第二排水口331；第一排水口21与第二排水口331为对应连通设置。
在一种实施方式中，花盆2上沿内壁还设置有若干空心的毛细管道22；毛细管道22为上下两端开口；毛细管道22的下端开口位于花盆2底部的上方。在花盆2被浇水的时候(如图5中①过程)，该毛细管道22能够存储一定的水分(如图5中②过程)，之后水分能够沿毛细管道22蒸发至花盆口处(如图5中③和④的指向)，进一步润湿上层土壤(如图5中⑤过程)；图5中⑥表示土壤内部水分的蒸发；此外，在平时毛细管道22还能够起到土壤底部通风的作用，增加土壤底部的含氧率，加快植物的根部呼吸，进而促进植物的生长。
一种荒地土壤改造系统，该系统包括灌溉模块、检测模块、控制模块和显示模块；所述灌溉模块用于将水以及营养成分灌溉到所述花盆2的土壤中，所述检测模块用于检测各个所述花盆2的土壤的水分和营养成分的百分比含量，并将水分和营养成分的百分比含量传输至显示模块；所述显示模块用于将所述水分和营养成分的百分比含量进行可视化展示；所述控制模块用于根据所述检测模块的检测结果，调节所述灌溉模块的运行状态。管理员根据显示面板观察到水分或营养成分的百分比含量判断是否对控制模块进行操作。
具体地，当管理员观察到水分或营养成分的百分比含量低于预设的阈值，即可对控制模块发动第一控制指令，第一控制指令向灌溉模块发出运行指令以驱动灌溉模块开始工作；当管理员观察到水分或营养成分的百分比含量高于预设的阈值，即可对控制模块发动第二控制指令，第二控制指令向灌溉模块发出停止指令以驱动灌溉模块停止工作。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种荒地土壤改造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1.使用环保可控制的降解材料作为遮挡物将荒地土壤进行遮挡；
步骤2.在所述遮挡物的上方种植植物，并营造所述植物适于生长的环境，使其适应环境生长；
步骤3.随着时间推移，在所述遮挡物降解后，所述植物会随着土壤一起落在荒地处，并扎根于荒地，从而实现荒地改造；
所述的在所述遮挡物的上方种植植物，具体是：改造装置包括遮挡物和嵌套于所述遮挡物上方的花盆，将植物种植于嵌套在所述遮挡物上方的花盆中，其中，所述花盆采用环保可控制的降解材料制备而成，所述花盆的降解速度慢于所述遮挡物；
所述遮挡物包括底板、外框体和内接于所述外框体的花盆架；所述底板上设置有底槽，所述花盆放置于底槽中；所述外框体上设置有凹槽，所述花盆架包括第一槽、第二槽和环形槽，所述第一槽与凹槽配合，所述环形槽套设在所述花盆的圆周壁，所述第二槽设于两个环形槽之间。
2.根据权利要求1所述的一种荒地土壤改造方法，其特征在于，所述步骤2中的植物通过水流营养灌溉生长。
3.根据权利要求1所述的一种荒地土壤改造方法，其特征在于，所述遮挡物和花盆的材料中添加有营养肥料物质。
4.根据权利要求1所述的一种荒地土壤改造方法，其特征在于，所述可控制的降解材料为秸秆、纸屑或木屑在高温高压下压制而成。
5.根据权利要求1所述的一种荒地土壤改造方法，其特征在于，所述花盆外壁上还设置有第一排水口；所述环形槽靠近花盆的一侧设置有第二排水口；所述第一排水口与所述第二排水口为对应连通设置。
6.根据权利要求1所述的一种荒地土壤改造方法，其特征在于，所述花盆上沿内壁还设置有若干空心的毛细管道；所述毛细管道为上下两端开口；所述毛细管道的下端开口位于所述花盆底部的上方。
7.一种荒地土壤改造系统，其特征在于，用于控制权利要求1所述的荒地土壤改造方法的运行，该系统包括灌溉模块、检测模块、控制模块和显示模块；所述灌溉模块用于将水以及营养成分灌溉到所述花盆的土壤中，所述检测模块用于检测各个所述花盆的土壤的水分和营养成分的百分比含量，并将水分和营养成分的百分比含量传输至显示模块；所述显示模块用于将所述水分和营养成分的百分比含量进行可视化展示；所述控制模块用于根据所述检测模块的检测结果，调节所述灌溉模块的运行状态。
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