CN111837712A - 一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法，包括种植盆、微咸水储存箱、淡水储存箱、液态肥储存箱和灌水施肥管路系统，种植盆包括内层结构和外层结构，内层结构采用疏松多孔的透水材料制成，外层结构采用毛细孔丰富的材料制成，种植盆内填充有种植土，种植土内种植植物，微咸水储存箱上设有微咸水控制阀，淡水储存箱上设有淡水控制阀，液态肥储存箱上设有液态肥控制阀，灌水施肥管路系统一端分别与微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱连接，另一端置于种植土内，微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱分别通过灌水施肥管路系统将微咸水、淡水和液态肥输送至种植土中；本发明可长期起到改良盐碱土的作用。

Description

一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体是一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法。

背景技术

目前，土地盐碱化已成为一个全球性的问题，土地盐碱化的面积广阔并呈逐年增长的趋势，我国盐碱土地的面积为9913万hm²，约占国土面积的10.33%，其中具有农业生产发展潜力的土地占我国耕地总面积的10%以上，盐碱地土壤资源的优化和合理开发利用是我国农业可持续发展的重要途径之一，对改善生态环境，促进区域经济、社会和生态的可持续发展具有重要意义。

和普通的农耕地区不同，盐碱地淡水资源较为紧缺、微咸水较多，故对盐碱地种植的作物大多用微咸水进行灌溉，而长期用微咸水灌溉会进一步加重土壤的盐碱化程度，恶化土壤状态；并且盐碱也是植物生长的“抑制剂”，会对植物产生毒害，影响植物生长发育。目前，已有研究发现在盐碱地区采用咸淡水混灌的方式可以降低灌溉用水的盐碱度和采用咸淡水在作物不同生育期交替灌溉的方式可保证较高产量并实现微咸水资源的合理利用。但是咸淡水混灌和咸淡水在作物不同生育期交替灌溉都无法将淡水与肥料锁在植物根部，都无法实现淡水与肥料的高效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法，以解决现有技术中咸淡水混灌和咸淡水在作物不同生育期交替灌溉都无法将淡水与肥料锁在植物根部，都无法实现淡水与肥料的高效利用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种适用于盐碱地改良的种植装置，包括种植盆、微咸水储存箱、淡水储存箱、液态肥储存箱和灌水施肥管路系统，种植盆包括内层结构和外层结构，内层结构采用疏松多孔的透水材料制成，外层结构采用毛细孔丰富的材料制成，种植盆内填充有种植土，种植土内种植植物，微咸水储存箱上设有微咸水控制阀，淡水储存箱上设有淡水控制阀，液态肥储存箱上设有液态肥控制阀，灌水施肥管路系统一端分别与微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱连接，另一端置于种植土内，微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱分别通过灌水施肥管路系统将微咸水、淡水和液态肥输送至种植土中。

进一步的，内层结构的材料为秸秆，外层结构的材料为海绵或压实的秸秆。

进一步的，微咸水储存箱的侧壁上、淡水储存箱的侧壁上和液态肥储存箱的侧壁上分别设有液位尺以及用于观察液位的透明区域。

进一步的，灌水施肥管路系统包括管道，管道一端分为三个岔路，并分别与微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱连接，另一端设有滴头，滴头置于种植土内，且位于植物根部。

进一步的，种植盆上设有与种植盆盆口相适配的盖子，盖子上开设有用于植物茎秆穿过的孔，盖子采用毛细孔丰富的材料制成。

另一方面，本发明提供了一种上述适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，包括：

于种植盆内填充种植土，于种植土中种植植物，将种植盆埋于盐碱土中；

当种植土干旱时，先开启微咸水控制阀，由微咸水储存箱提供的微咸水通过灌水施肥管路系统输送至种植土中，待微咸水的量达到微咸水灌溉量时，关闭微咸水控制阀；

再开启淡水控制阀，由淡水储存箱提供的淡水通过灌水施肥管路系统输送至种植土中，待淡水的量达到淡水灌溉量时，关闭淡水控制阀；

当植物需要施肥时，同时开启液态肥控制阀和淡水控制阀，由液态肥储存箱提供的液态肥和由淡水储存箱提供的淡水在灌水施肥管路系统中混合后输送至种植土中，待液态肥和淡水的量达到液态肥和淡水的灌溉量时，同时关闭液态肥控制阀和淡水控制阀。

进一步的，微咸水灌溉量为灌溉总量的30-50%，液态肥和淡水的灌溉量为灌溉总量的50-70%。

进一步的，该适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法还包括：当种植盆盆口周围和盖子上析出的盐晶厚度达到1mm以上时，对种植盆盆口周围和盖子上析出的盐晶进行清理。

进一步的，种植盆的盆口高于盐碱土的上表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种适用于盐碱地改良的种植装置，包括种植盆，种植盆内填充有种植土，种植土内种植植物，种植盆埋于盐碱土中，种植盆包括内层结构和外层结构，内层结构采用疏松多孔的透水材料制成，外层结构采用毛细孔丰富的材料制成，种植盆在外部盐碱土和内部种植土之间形成一个立体隔离层，内层结构能够隔离外部盐碱土中的盐分，最大限度地减少外部盐碱土中的盐分向内部种植土中迁移，外层结构能够引导外部盐碱土中的盐分随土壤水向上运移到土壤表层，降低深层土壤含盐量；该种植装置还包括微咸水储存箱、淡水储存箱、液态肥储存箱和灌水施肥管路系统，微咸水储存箱、淡水储存箱和液态肥储存箱分别通过灌水施肥管路系统将微咸水、淡水和液态肥输送至种植土中，采用滴灌水肥一体化设备进行咸淡水交替灌溉，通过灌水时间过程的调控实现盐分外移、肥料内聚的理想水肥盐分布，使淡水和肥料达到较高的利用效率，大大节省了盐碱地区的淡水资源；

本发明提供的一种适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，采用滴灌水肥一体化设备进行咸淡水交替灌溉，在后期肥水灌溉过程中，肥水推动前期灌溉的微咸水由植物根部向四周运移，微咸水再由种植盆的内层结构排出至外层结构，外层结构引导微咸水向上运移至土壤表层，肥水则留在相对靠近植物根部附近，形成了一个以植物根部为中心的淡水和肥料的包围圈，处于包围圈内的离子主要为肥料中的养分离子，盐分离子浓度较低，处于包围圈外的离子主要为盐分离子，肥料中的养分离子浓度较低，使淡水和肥料达到较高的利用效率；

在植物生育期结束后，种植盆可直接翻入盐碱土中，腐殖化后可增加土壤有机质，起到长期改良盐碱土的作用，为盐碱地区长期种植植物提供了一种可能，本发明适用于各种类型的盐碱土，应用广泛。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种适用于盐碱地改良的种植装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的以植物根部为中心的淡水和肥料的包围圈结构示意图；

图3是本发明实施例提供的外层结构引导地下盐水向地面运输的结构示意图。

图中：1-种植盆、101-内层结构、102-外层结构、103-盖子、2-微咸水储存箱、201-微咸水控制阀、3-淡水储存箱、301-淡水控制阀、4-液态肥储存箱、401-液态肥控制阀、5-灌水施肥管路系统、501-岔路、502-滴头、6-种植土、7-植物、8-盐碱土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，是本发明实施例提供的一种适用于盐碱地改良的种植装置，包括种植盆1、微咸水储存箱2、淡水储存箱3、液态肥储存箱4和灌水施肥管路系统5，种植盆1包括内层结构101和外层结构102，内层结构101采用疏松多孔的透水材料制成，外层结构102采用毛细孔丰富的材料制成，种植盆1内填充有种植土6，种植土6内种植植物7，微咸水储存箱2上设有微咸水控制阀201，淡水储存箱3上设有淡水控制阀301，液态肥储存箱4上设有液态肥控制阀401，灌水施肥管路系统5一端分别与微咸水储存箱2、淡水储存箱3和液态肥储存箱4连接，另一端置于种植土6内，微咸水储存箱2、淡水储存箱3和液态肥储存箱4分别通过灌水施肥管路系统5将微咸水、淡水和液态肥输送至种植土6中；本发明是针对盐碱地淡水资源较为紧缺、微咸水较多的现状，种植盆1在外部盐碱土8和内部种植土6之间形成一个立体隔离层，内层结构101能够隔离外部盐碱土8中的盐分，最大限度地减少外部盐碱土8中的盐分向内部种植土6中迁移，外层结构102能够引导外部盐碱土8中的盐分随土壤水向上运移到土壤表层，降低深层土壤含盐量；采用滴灌水肥一体化设备进行咸淡水交替灌溉，通过灌水时间过程的调控实现盐分外移、肥料内聚的理想水肥盐分布，使淡水和肥料达到较高的利用效率，大大节省了盐碱地区的淡水资源。

内层结构101的材料为秸秆，外层结构102的材料为海绵或压实的秸秆；秸秆包括小麦秸秆和水稻秸秆。

内层结构101的厚度为1-3cm，外层结构102的厚度为2-5cm，内层结构101的直径和深度大小具体根据种植的植物7根系的大小来确定，种植盆1的具体规格根据所种植的植物7所需种植土6的量来确定。

微咸水储存箱2的侧壁上、淡水储存箱3的侧壁上和液态肥储存箱4的侧壁上分别设有液位尺以及用于观察液位的透明区域。

灌水施肥管路系统5包括管道，管道一端分为三个岔路501，并分别与微咸水储存箱2、淡水储存箱3和液态肥储存箱4连接，另一端设有滴头502，滴头502置于种植土6内，且位于植物7根部。

种植盆1上设有与种植盆1盆口相适配的盖子103，盖子103上开设有用于植物7茎秆穿过的孔，盖子103采用毛细孔丰富的材料制成，盖子103起到抑制种植土6上表面水分的蒸发和促进盐分聚集在盖子103上表面的作用。

种植土6为当地经过改良的盐碱土或客土，种植土6的质量优于当地盐碱土8的土壤，具有较好的土壤结构和土壤理化性质，适宜于植物7种植；所种植的植物7包括番茄、棉花和糜子等，植物7为适合微咸水灌溉的耐盐作物；所灌溉的盐碱水的矿化度低于盐碱土8中的溶液矿化度，不会加重土壤盐碱化的程度。

本发明实施例还提供了一种上述适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，包括：

于种植盆1内填充种植土6，于种植土6中种植植物7，将种植盆1埋于盐碱土8中，种植盆1的盆口高于盐碱土8的上表面；

当种植土6干旱时，先开启微咸水控制阀201，由微咸水储存箱2提供的微咸水通过灌水施肥管路系统5输送至种植土6中，种植土6开始湿润，待微咸水的量达到微咸水灌溉量时，微咸水灌溉量为灌溉总量的30-50%，种植土6局部湿润，关闭微咸水控制阀201；

再开启淡水控制阀301，由淡水储存箱3提供的淡水通过灌水施肥管路系统5输送至种植土6中，待淡水的量达到淡水灌溉量时，关闭淡水控制阀301；在淡水灌溉过程中，淡水推动先前灌溉的微咸水由植物7根部向四周扩散，微咸水再由内层结构101排出至外层结构102，外层结构102引导微咸水向上运移至土壤表层，淡水则留在相对靠近植物7根部附近；

当植物7需要施肥时，同时开启液态肥控制阀401和淡水控制阀301，由液态肥储存箱4提供的液态肥和由淡水储存箱3提供的淡水在灌水施肥管路系统5中混合后输送至种植土6中，待液态肥和淡水的量达到液态肥和淡水的灌溉量时，液态肥和淡水的灌溉量为灌溉总量的50-70%，同时关闭液态肥控制阀401和淡水控制阀301；在淡水和液态肥灌溉过程中，淡水和液态肥混合后形成的肥水推动先前灌溉的微咸水由植物7根部向四周扩散，微咸水再由内层结构101排出至外层结构102，外层结构102引导微咸水向上运移至土壤表层，肥水则留在相对靠近植物7根部附近，形成了一个以植物7根部为中心的淡水和肥料的包围圈，处于包围圈内的离子主要为肥料中的养分离子，盐分离子浓度较低，处于包围圈外的离子主要为盐分离子，肥料中的养分离子浓度较低，使淡水和肥料达到较高的利用效率；

当种植盆1盆口周围和盖子103上析出的盐晶厚度达到1mm以上时，对种植盆1盆口周围和盖子103上析出的盐晶进行清理，起到长期降低盐碱土8土壤含盐量的作用。

本发明提供的一种适用于盐碱地改良的种植装置及其种植方法，本发明提高了水肥利用效率，提高了盐碱地作物产量；本发明采用滴管水肥一体化设备进行咸淡水交替灌溉，大大节省了盐碱地区的淡水资源，并且操作简单，所需人力少，节省管理成本；本发明的种植盆1采用秸秆制成，可为当地农业秸秆废弃物资源化利用提供途径。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种适用于盐碱地改良的种植装置，其特征在于：包括种植盆（1）、微咸水储存箱（2）、淡水储存箱（3）、液态肥储存箱（4）和灌水施肥管路系统（5），所述种植盆（1）包括内层结构（101）和外层结构（102），所述内层结构（101）采用疏松多孔的透水材料制成，所述外层结构（102）采用毛细孔丰富的材料制成，所述种植盆（1）内填充有种植土（6），所述种植土（6）内种植植物（7），所述微咸水储存箱（2）上设有微咸水控制阀（201），所述淡水储存箱（3）上设有淡水控制阀（301），所述液态肥储存箱（4）上设有液态肥控制阀（401），所述灌水施肥管路系统（5）一端分别与微咸水储存箱（2）、淡水储存箱（3）和液态肥储存箱（4）连接，另一端置于种植土（6）内，所述微咸水储存箱（2）、淡水储存箱（3）和液态肥储存箱（4）分别通过灌水施肥管路系统（5）将微咸水、淡水和液态肥输送至种植土（6）中。

2.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置，其特征在于：所述内层结构（101）的材料为秸秆，所述外层结构（102）的材料为海绵或压实的秸秆。

3.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置，其特征在于：所述微咸水储存箱（2）的侧壁上、淡水储存箱（3）的侧壁上和液态肥储存箱（4）的侧壁上分别设有液位尺以及用于观察液位的透明区域。

4.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置，其特征在于：所述灌水施肥管路系统（5）包括管道，所述管道一端分为三个岔路（501），并分别与微咸水储存箱（2）、淡水储存箱（3）和液态肥储存箱（4）连接，另一端设有滴头（502），所述滴头（502）置于种植土（6）内，且位于植物（7）根部。

5.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置，其特征在于：所述种植盆（1）上设有与种植盆（1）盆口相适配的盖子（103），所述盖子（103）上开设有用于植物（7）茎秆穿过的孔，所述盖子（103）采用毛细孔丰富的材料制成。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，其特征在于，包括：

于种植盆（1）内填充种植土（6），于种植土（6）中种植植物（7），将种植盆（1）埋于盐碱土（8）中；

当种植土（6）干旱时，先开启微咸水控制阀（201），由微咸水储存箱（2）提供的微咸水通过灌水施肥管路系统（5）输送至种植土（6）中，待微咸水的量达到微咸水灌溉量时，关闭微咸水控制阀（201）；

再开启淡水控制阀（301），由淡水储存箱（3）提供的淡水通过灌水施肥管路系统（5）输送至种植土（6）中，待淡水的量达到淡水灌溉量时，关闭淡水控制阀（301）；

当植物（7）需要施肥时，同时开启液态肥控制阀（401）和淡水控制阀（301），由液态肥储存箱（4）提供的液态肥和由淡水储存箱（3）提供的淡水在灌水施肥管路系统（5）中混合后输送至种植土（6）中，待液态肥和淡水的量达到液态肥和淡水的灌溉量时，同时关闭液态肥控制阀（401）和淡水控制阀（301）。

7.根据权利要求6所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，其特征在于：所述微咸水灌溉量为灌溉总量的30-50%，所述液态肥和淡水的灌溉量为灌溉总量的50-70%。

8.根据权利要求6所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，其特征在于，还包括：当种植盆（1）盆口周围和盖子（103）上析出的盐晶厚度达到1mm以上时，对种植盆（1）盆口周围和盖子（103）上析出的盐晶进行清理。

9.根据权利要求6所述的一种适用于盐碱地改良的种植装置的种植方法，其特征在于：所述种植盆（1）的盆口高于盐碱土（8）的上表面。

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