CN112742860A - 一种磁吸式沙化土壤修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁吸式沙化土壤修复方法，属于土壤治理技术领域，本发明可以通过先向土壤中均匀预埋多个预埋球，然后通过修复液裹带压合复合鳞片的方式，压合复合鳞片跟随修复液在土壤中渗透时，随着对预埋球的靠近，在预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用下，压合复合鳞片会通过土壤对预埋球形成挤压，同时修复液中的水分也接触到预埋球，二者共同触发预埋球释放出辅助粘合纤维和热量的动作，热量用于加热压合复合鳞片促使其解体释放出植物粘合剂作用于土壤之间，同时预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用加强，此时土壤、植物粘合剂和辅助粘合纤维三者混合，由压合复合鳞片在局部区域给予一个挤压力，从而显著提高对沙化土壤的粘合效果。

Description

一种磁吸式沙化土壤修复方法

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，更具体地说，涉及一种磁吸式沙化土壤修复方法。

背景技术

目前，气候变暖、降水减少加剧了西北地区气候和土壤的干旱化。这使得该区的植被覆盖度降低，土壤结构变的更加松散，加速了土地的荒漠化。另外气候增暖，大范围气候持续干旱，给各种水资源(冰川、湖泊、河流等)带来严重影响，使冰川退缩、河流水量减少或断流、湖泊萎缩，地下水位下降。大面积的植被因缺水而死亡，失去了保护地表土壤功能，加速了土壤沙漠化速度。

土壤沙漠化被定义为包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。也就是说，由于大风吹蚀、流水侵蚀、土壤盐渍化等造成的土壤生产力下降或丧失，都可称为沙漠化。

现有治理土壤沙漠化的方法主要采用植树造林，但这种方法投入大、见效慢、周期长，且无法直接阻止土壤水分蒸发、流失，收效不大；还有地区使用喷膜、液态地膜等治理方法，但都只能在短时间内发挥作用，无法从根本上治理土壤沙漠化。沙漠化的土壤一般均为蒸发量大于降雨量，直接在沙漠化的土壤上种植植物，不仅起不到减少水分蒸发的作用，土壤的水分状况反而抑制了植物的生长和生存。

其实土壤颗粒间存在一种“万向结合约束”，这种约束使得土壤可以让植物根系在其内部生长，并且保水、保肥和透气，而沙粒间不具备这种约束，因此常规的方法难以从根本上解决沙化土壤的问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁吸式沙化土壤修复方法，可以通过利用沙化土壤的特点，先向土壤中均匀预埋多个预埋球，利用预埋球相互之间的磁吸力在整体区域内实现紧缩，然后通过修复液裹带压合复合鳞片的方式，压合复合鳞片跟随修复液在土壤中渗透时，随着对预埋球的靠近，在预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用下，压合复合鳞片会通过土壤对预埋球形成挤压，同时修复液中的水分也接触到预埋球，二者共同触发预埋球释放出辅助粘合纤维和热量的动作，热量用于加热压合复合鳞片促使其解体释放出植物粘合剂作用于土壤之间，同时预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用加强，此时土壤、植物粘合剂和辅助粘合纤维三者混合，由压合复合鳞片在局部区域给予一个挤压力，从而显著提高对沙化土壤的粘合效果，另外修复液向土壤提供有机质等营养物质，可以控制修复成本缩短修复周期，并大幅提高修复效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种磁吸式沙化土壤修复方法，包括以下步骤：

S1、在土壤上用中空管插入，然后向土壤内均匀注入多个预埋球，然后将干枯落叶进行破碎后制作成压合复合鳞片备用；

S2、按配方制作好修复液后，与压合复合鳞片按照以质量比1:0.1-0.2的比例进行混合，然后向土壤上喷洒，并注意忽略中空管区域；

S3、压合复合鳞片随修复液渗透至土壤内并靠近预埋球，然后触发对土壤之间的粘结作用；

S4、在土壤修复至恢复粘结力后，通过磁场作用从中空管内回收预埋球，并取出中空管于土壤表面覆盖上一层落叶；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，持续15-21天后，移植植被在土壤上形成植物带，定期浇水直至土壤完全恢复。

进一步的，所述预埋球包括基础球体和磁性内球，且磁性内球镶嵌于基础球体内中心处，所述基础球体外端开设有多个均匀分布的携带槽，所述携带槽槽口处设有相匹配的感压块，所述感压块与携带槽内壁之间连接有多根弹性复位丝，所述携带槽内部还连接有触发块，磁性内球首先在整体区域内实现对土壤的紧缩压合作用，同时在压合复合鳞片靠近时，由于压合复合鳞片初始状态下磁场力较弱，因此在足够靠近预埋球时对其施加磁吸作用，压合复合鳞片通过土壤对感压块施加挤压作用向内处迁移，此时修复液内的水分也可以渗透至携带槽内与触发块接触，触发释放动作。

进一步的，所述携带槽的截面边缘线为优弧，所述触发块采用泡腾崩解剂与导热石墨烯按照质量比1:1的比例混合制成，泡腾崩解剂在接触到水分后迅速溶解并反应产生大量的气体和热量，气体会携带导热石墨烯向外界释放，有利于热量向压合复合鳞片区域的传导。

进一步的，所述触发块内镶嵌连接多根均匀分布的辅助粘合纤维，所述辅助粘合纤维包括水缩纤维束、一对结合端球以及多根结合纤维丝，所述水缩纤维束连接于一对结合端球之间，且结合纤维丝均匀连接于结合端球上，水缩纤维束具有吸水收缩的特点，因此配合上修复液中的水分可以提高土壤与植物粘合剂之间的配合效果，结合端球起到与土壤之间的良好结合作用，结合纤维丝起到扩大结合范围的作用。

进一步的，所述水缩纤维束采用龙舌兰纤维集束而成，所述结合端球采用无机多孔材料制成。

进一步的，所述压合复合鳞片包括一对粘合控磁外衣和磁性叶片，且磁性叶片连接于一对粘合控磁外衣之间，粘合控磁外衣一方面起到携带植物粘合剂的作用，若直接与修复液直接混合使用难以在土壤内渗透完全，另一方面起到对磁性叶片的磁力的控制作用。

进一步的，所述粘合控磁外衣采用高磁导率材料与植物粘合剂混合制成，且高磁导率材料质量百分数为40-60％，所述磁性叶片通过干枯落叶通过浸渍纳米磁性液体后干燥制成，磁性叶片在粘合控磁外衣解体后磁力增强，可以更好的对土壤与植物粘合剂形成挤压，并且可以在土壤内形成密集分布的点状膜，从而改善水分蒸发过快的现象，同时干枯落叶在分解后也会为土壤提供养分。

进一步的，所述植物粘合剂包括以下重量份数计的原料：酸洗后的硅藻土15-25份、椰丝2-4份、亲水性气相白炭黑6-8份、活性炭3-5份和蜡12-16份，正常状态下由蜡将其余原料固定起来，受热后熔化其余原料解体进入至土壤内，植物粘合剂具有优异的粘合力和吸附力，实现良好的固沙保水作用。

进一步的，所述修复液包括以下重量份数计的原料：发酵秸秆20-30份、草木灰10-15份、腐熟猪粪8-16份、黄腐酸16-20份、复合微生物菌剂1-3份和去离子水60-80份，所述复合微生物菌剂包括质量比1:1:1的乳杆菌菌剂、嗜酸乳杆菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂，为沙化土壤提供有机质等营养物质，从根本治理沙化土壤的病因。

进一步的，所述步骤S5中的植被为柏树、柽柳、胡杨、国槐、白蜡树、杜梨或法国梧桐中的任意一种或多种，且植被的行距为1-3m，株距为1-3m。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过利用沙化土壤的特点，先向土壤中均匀预埋多个预埋球，利用预埋球相互之间的磁吸力在整体区域内实现紧缩，然后通过修复液裹带压合复合鳞片的方式，压合复合鳞片跟随修复液在土壤中渗透时，随着对预埋球的靠近，在预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用下，压合复合鳞片会通过土壤对预埋球形成挤压，同时修复液中的水分也接触到预埋球，二者共同触发预埋球释放出辅助粘合纤维和热量的动作，热量用于加热压合复合鳞片促使其解体释放出植物粘合剂作用于土壤之间，同时预埋球对压合复合鳞片的磁吸作用加强，此时土壤、植物粘合剂和辅助粘合纤维三者混合，由压合复合鳞片在局部区域给予一个挤压力，从而显著提高对沙化土壤的粘合效果，另外修复液向土壤提供有机质等营养物质，可以控制修复成本缩短修复周期，并大幅提高修复效果。

(2)预埋球包括基础球体和磁性内球，且磁性内球镶嵌于基础球体内中心处，基础球体外端开设有多个均匀分布的携带槽，携带槽槽口处设有相匹配的感压块，感压块与携带槽内壁之间连接有多根弹性复位丝，携带槽内部还连接有触发块，磁性内球首先在整体区域内实现对土壤的紧缩压合作用，同时在压合复合鳞片靠近时，由于压合复合鳞片初始状态下磁场力较弱，因此在足够靠近预埋球时对其施加磁吸作用，压合复合鳞片通过土壤对感压块施加挤压作用向内处迁移，此时修复液内的水分也可以渗透至携带槽内与触发块接触，触发释放动作。

(3)携带槽的截面边缘线为优弧，触发块采用泡腾崩解剂与导热石墨烯按照质量比1:1的比例混合制成，泡腾崩解剂在接触到水分后迅速溶解并反应产生大量的气体和热量，气体会携带导热石墨烯向外界释放，有利于热量向压合复合鳞片区域的传导。

(4)触发块内镶嵌连接多根均匀分布的辅助粘合纤维，辅助粘合纤维包括水缩纤维束、一对结合端球以及多根结合纤维丝，水缩纤维束连接于一对结合端球之间，且结合纤维丝均匀连接于结合端球上，水缩纤维束具有吸水收缩的特点，因此配合上修复液中的水分可以提高土壤与植物粘合剂之间的配合效果，结合端球起到与土壤之间的良好结合作用，结合纤维丝起到扩大结合范围的作用。

(5)压合复合鳞片包括一对粘合控磁外衣和磁性叶片，且磁性叶片连接于一对粘合控磁外衣之间，粘合控磁外衣一方面起到携带植物粘合剂的作用，若直接与修复液直接混合使用难以在土壤内渗透完全，另一方面起到对磁性叶片的磁力的控制作用。

(6)粘合控磁外衣采用高磁导率材料与植物粘合剂混合制成，且高磁导率材料质量百分数为40-60％，磁性叶片通过干枯落叶通过浸渍纳米磁性液体后干燥制成，磁性叶片在粘合控磁外衣解体后磁力增强，可以更好的对土壤与植物粘合剂形成挤压，并且可以在土壤内形成密集分布的点状膜，从而改善水分蒸发过快的现象，同时干枯落叶在分解后也会为土壤提供养分。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明预埋球正常状态下的剖视图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明辅助粘合纤维的结构示意图；

图5为本发明压合复合鳞片的结构示意图；

图6为本发明预埋球释放状态下的剖视图。

图中标号说明：

1预埋球、11基础球体、12磁性内球、2压合复合鳞片、21粘合控磁外衣、22磁性叶片、3感压块、4触发块、5辅助粘合纤维、51水缩纤维束、52结合端球、53结合纤维丝、6弹性复位丝。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种磁吸式沙化土壤修复方法，包括以下步骤：

S1、在土壤上用中空管插入，然后向土壤内均匀注入多个预埋球1，然后将干枯落叶进行破碎后制作成压合复合鳞片2备用；

S2、按配方制作好修复液后，与压合复合鳞片2按照以质量比1:0.1-0.2的比例进行混合，然后向土壤上喷洒，并注意忽略中空管区域；

S3、压合复合鳞片2随修复液渗透至土壤内并靠近预埋球1，然后触发对土壤之间的粘结作用；

S4、在土壤修复至恢复粘结力后，通过磁场作用从中空管内回收预埋球1，并取出中空管于土壤表面覆盖上一层落叶；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，持续15-21天后，移植植被在土壤上形成植物带，定期浇水直至土壤完全恢复。

请参阅图2-3和图6，预埋球1包括基础球体11和磁性内球12，且磁性内球12镶嵌于基础球体11内中心处，基础球体11外端开设有多个均匀分布的携带槽，携带槽槽口处设有相匹配的感压块3，感压块3与携带槽内壁之间连接有多根弹性复位丝6，携带槽内部还连接有触发块4，磁性内球12首先在整体区域内实现对土壤的紧缩压合作用，同时在压合复合鳞片2靠近时，由于压合复合鳞片2初始状态下磁场力较弱，因此在足够靠近预埋球1时对其施加磁吸作用，压合复合鳞片2通过土壤对感压块3施加挤压作用向内处迁移，此时修复液内的水分也可以渗透至携带槽内与触发块4接触，触发释放动作。

携带槽的截面边缘线为优弧，触发块4采用泡腾崩解剂与导热石墨烯按照质量比1:1的比例混合制成，泡腾崩解剂在接触到水分后迅速溶解并反应产生大量的气体和热量，气体会携带导热石墨烯向外界释放，有利于热量向压合复合鳞片2区域的传导。

请参阅图3-4，触发块4内镶嵌连接多根均匀分布的辅助粘合纤维5，辅助粘合纤维5包括水缩纤维束51、一对结合端球52以及多根结合纤维丝53，水缩纤维束51连接于一对结合端球52之间，且结合纤维丝53均匀连接于结合端球52上，水缩纤维束51具有吸水收缩的特点，因此配合上修复液中的水分可以提高土壤与植物粘合剂之间的配合效果，结合端球52起到与土壤之间的良好结合作用，结合纤维丝53起到扩大结合范围的作用。

水缩纤维束51采用龙舌兰纤维集束而成，结合端球52采用无机多孔材料制成。

请参阅图5，压合复合鳞片2包括一对粘合控磁外衣21和磁性叶片22，且磁性叶片22连接于一对粘合控磁外衣21之间，粘合控磁外衣21一方面起到携带植物粘合剂的作用，若直接与修复液直接混合使用难以在土壤内渗透完全，另一方面起到对磁性叶片22的磁力的控制作用。

粘合控磁外衣21采用高磁导率材料与植物粘合剂混合制成，且高磁导率材料质量百分数为40-60％，磁性叶片22通过干枯落叶通过浸渍纳米磁性液体后干燥制成，磁性叶片22在粘合控磁外衣21解体后磁力增强，可以更好的对土壤与植物粘合剂形成挤压，并且可以在土壤内形成密集分布的点状膜，从而改善水分蒸发过快的现象，同时干枯落叶在分解后也会为土壤提供养分。

植物粘合剂包括以下重量份数计的原料：酸洗后的硅藻土15-25份、椰丝2-4份、亲水性气相白炭黑6-8份、活性炭3-5份和蜡12-16份，正常状态下由蜡将其余原料固定起来，受热后熔化其余原料解体进入至土壤内，植物粘合剂具有优异的粘合力和吸附力，实现良好的固沙保水作用。

修复液包括以下重量份数计的原料：发酵秸秆20-30份、草木灰10-15份、腐熟猪粪8-16份、黄腐酸16-20份、复合微生物菌剂1-3份和去离子水60-80份，复合微生物菌剂包括质量比1:1:1的乳杆菌菌剂、嗜酸乳杆菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂，为沙化土壤提供有机质等营养物质，从根本治理沙化土壤的病因。

步骤S5中的植被为柏树、柽柳、胡杨、国槐、白蜡树、杜梨或法国梧桐中的任意一种或多种，且植被的行距为1-3m，株距为1-3m。

本发明可以通过利用沙化土壤的特点，先向土壤中均匀预埋多个预埋球1，利用预埋球1相互之间的磁吸力在整体区域内实现紧缩，然后通过修复液裹带压合复合鳞片2的方式，压合复合鳞片2跟随修复液在土壤中渗透时，随着对预埋球1的靠近，在预埋球1对压合复合鳞片2的磁吸作用下，压合复合鳞片2会通过土壤对预埋球1形成挤压，同时修复液中的水分也接触到预埋球1，二者共同触发预埋球1释放出辅助粘合纤维5和热量的动作，热量用于加热压合复合鳞片2促使其解体释放出植物粘合剂作用于土壤之间，同时预埋球1对压合复合鳞片2的磁吸作用加强，此时土壤、植物粘合剂和辅助粘合纤维5三者混合，由压合复合鳞片2在局部区域给予一个挤压力，从而显著提高对沙化土壤的粘合效果，另外修复液向土壤提供有机质等营养物质，可以控制修复成本缩短修复周期，并大幅提高修复效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在土壤上用中空管插入，然后向土壤内均匀注入多个预埋球(1)，然后将干枯落叶进行破碎后制作成压合复合鳞片(2)备用；

S2、按配方制作好修复液后，与压合复合鳞片(2)按照以质量比1:0.1-0.2的比例进行混合，然后向土壤上喷洒，并注意忽略中空管区域；

S3、压合复合鳞片(2)随修复液渗透至土壤内并靠近预埋球(1)，然后触发对土壤之间的粘结作用；

S4、在土壤修复至恢复粘结力后，通过磁场作用从中空管内回收预埋球(1)，并取出中空管于土壤表面覆盖上一层落叶；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，持续15-21天后，移植植被在土壤上形成植物带，定期浇水直至土壤完全恢复。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述预埋球(1)包括基础球体(11)和磁性内球(12)，且磁性内球(12)镶嵌于基础球体(11)内中心处，所述基础球体(11)外端开设有多个均匀分布的携带槽，所述携带槽槽口处设有相匹配的感压块(3)，所述感压块(3)与携带槽内壁之间连接有多根弹性复位丝(6)，所述携带槽内部还连接有触发块(4)。

3.根据权利要求2所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述携带槽的截面边缘线为优弧，所述触发块(4)采用泡腾崩解剂与导热石墨烯按照质量比1:1的比例混合制成。

4.根据权利要求2所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述触发块(4)内镶嵌连接多根均匀分布的辅助粘合纤维(5)，所述辅助粘合纤维(5)包括水缩纤维束(51)、一对结合端球(52)以及多根结合纤维丝(53)，所述水缩纤维束(51)连接于一对结合端球(52)之间，且结合纤维丝(53)均匀连接于结合端球(52)上。

5.根据权利要求4所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述水缩纤维束(51)采用龙舌兰纤维集束而成，所述结合端球(52)采用无机多孔材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述压合复合鳞片(2)包括一对粘合控磁外衣(21)和磁性叶片(22)，且磁性叶片(22)连接于一对粘合控磁外衣(21)之间。

7.根据权利要求6所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述粘合控磁外衣(21)采用高磁导率材料与植物粘合剂混合制成，且高磁导率材料质量百分数为40-60％，所述磁性叶片(22)通过干枯落叶通过浸渍纳米磁性液体后干燥制成。

8.根据权利要求7所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述植物粘合剂包括以下重量份数计的原料：酸洗后的硅藻土15-25份、椰丝2-4份、亲水性气相白炭黑6-8份、活性炭3-5份和蜡12-16份。

9.根据权利要求8所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述修复液包括以下重量份数计的原料：发酵秸秆20-30份、草木灰10-15份、腐熟猪粪8-16份、黄腐酸16-20份、复合微生物菌剂1-3份和去离子水60-80份，所述复合微生物菌剂包括质量比1:1:1的乳杆菌菌剂、嗜酸乳杆菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂。

10.根据权利要求1所述的一种磁吸式沙化土壤修复方法，其特征在于：所述步骤S5中的植被为柏树、柽柳、胡杨、国槐、白蜡树、杜梨或法国梧桐中的任意一种或多种，且植被的行距为1-3m，株距为1-3m。

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