CN113056980B - 一种盐碱地置换式快速修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐碱地置换式快速修复方法，属于土壤治理技术领域，本发明可以通过在盐碱地土壤内埋入多个均匀分布的磁铁块，然后在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球，通过磁铁块对半预埋置换球上的输水线的磁吸作用，迫使输水线在土壤内垂直分布向下蔓延，并将经过改性处理的置换土装填入半预埋置换球内，最后向土壤内撒入修复液，修复液一方面对土壤进行修复改善土质，另一方面通过溶解盐碱后被输水线吸收输送至半预埋置换球内，然后通过置换土吸附金属阳离子例如钠离子，并通过促置换动球在置换土内的动作进行加速高效的吸附，从而实现主动从土壤内置换出金属离子的方式进行转移，从而实现快速高效的修复。

Description

一种盐碱地置换式快速修复方法

技术领域

本发明涉及土壤治理技术领域，更具体地说，涉及一种盐碱地置换式快速修复方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

盐碱土是盐土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，土壤呈碱性，但pH值不一定很高。碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤，pH值较高，土壤呈碱性，盐碱土的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物不易促苗。盐碱土的施肥原则是以施有机肥料和高效复合肥为主，控制低浓度化肥的使用。有机肥含有大量的有机质，对土壤中的有害阴、阳离子起缓冲作用，有利于发根、促苗。高浓度复合肥无效成分少，残留少，但化肥的用量每次也不能过多，以避免加重土壤的次生盐渍化，施过化肥后应结合灌水，以降低土壤溶液浓度。

盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，所以在改良初期，重点应放在改善土壤的水分状况上面。一般分几步进行，首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。具体的改良措施是：排水，灌溉洗盐，放淤改良，种植水稻，培肥改良，平整土地和化学改良，其中排水，灌溉洗盐，放淤改良成本较大，实施较为困难，而种植水稻，培肥改良，平整土地和化学改良修复周期过长，尤其是化学改良容易引入二次污染。

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盐碱地置换式快速修复方法，可以通过在盐碱地土壤内埋入多个均匀分布的磁铁块，然后在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球，通过磁铁块对半预埋置换球上的输水线的磁吸作用，迫使输水线在土壤内垂直分布向下蔓延，并将经过改性处理的置换土装填入半预埋置换球内，最后向土壤内撒入修复液，修复液一方面对土壤进行修复改善土质，另一方面通过溶解盐碱后被输水线吸收输送至半预埋置换球内，然后通过置换土吸附金属阳离子例如钠离子，并通过促置换动球在置换土内的动作进行加速高效的吸附，从而实现主动从土壤内置换出金属离子的方式进行转移，从而实现快速高效的修复，同时利用酸性的修复液来从根源上改善土壤，显著提高修复效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

S1、在盐碱地土壤上均匀打孔，密度控制为每平米一个孔，然后埋入磁铁块后回填；

S2、在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球，所述半预埋置换球下端镶嵌有多根均匀分布的输水线，且输水线延伸至半预埋置换球内部，且半预埋置换球内装填入改性后的置换土；

S3、在磁铁块对输水线的磁吸作用下，输水线在土壤内均匀迁移并靠近磁铁块，实现在土壤内的垂直分散；

S4、取预先制作好的修复液喷洒至土壤上，然后覆膜处理，待修复液渗透至土壤内后，开始置换动作；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，并观察半预埋置换球的置换进程并及时更换置换土；

S6、修复10-15天后回收磁铁块和半预埋置换球，然后移栽可以耐盐碱的植物形成植物带。

进一步的，所述半预埋置换球包括光热半球和保温半球，所述光热半球和保温半球之间对称连接，且光热半球位于土壤上侧，光热半球可以从保温半球上拆卸下来实现对置换土的装填和更换。

进一步的，所述光热半球采用黑色炭基材料制成，所述保温半球采用保温材料制成，光热半球可以将外界的光能转化为热能从而对置换土内的水分进行加热干燥，使得半预埋置换球内始终较输水线干燥，促使水分持续向半预埋置换球内转移输送，从而间接提高金属离子的置换效率。而保温半球可以有效保温防止热量向土壤中扩散，既造成热量的损失同时干扰修复液的渗透。

进一步的，所述输水线包括延伸段、连接段和引导段，且延伸段、连接段和引导段依次连接，延伸段主要起到延伸和吸水的作用，连接段起到连接引导段的作用，在初始状态下依靠磁铁块对引导段的磁吸力来引导延伸段在土壤内进行延伸，在延伸结束后，修复液渗透至土壤内与连接段接触迫使其溶解，延伸段充分自由展开吸水，同时也方便回收。

进一步的，所述延伸段采用吸水材料制成，所述连接段采用水溶性材料制成，所述引导段采用磁性材料制成。

进一步的，所述置换土内还混合有多个均匀分布的促置换动球，所述促置换动球下端连接有多根均匀分布的牵拉绳，所述牵拉绳下端连接有换土网球，促置换动球在水分的作用下会触发升降动作，在的配合作用下可以实现对置换土的翻滚替换，迫使置换土始终与水分保持动态的充分接触，不仅可以提高对水分中金属离子的吸附效果，同时可以提高干燥效率。

进一步的，所述促置换动球包括膨胀半球、沉热半球、制气包和导水纤维，所述膨胀半球和沉热半球对称连接，所述沉热半球上开设有与膨胀半球相连通的通气孔，所述制气包镶嵌连接于通气孔内，所述导水纤维插接于制气包内，且一端延伸至沉热半球外侧，制气包在导水纤维的吸水作用下会溶解并发生反应释放出大量的气体，并在沉热半球的重力作用下通气孔处于半密封或者完全密封的状态下，气体首先进入到膨胀半球内迫使其膨胀，初步带动其上侧的置换土迁移，随着膨胀半球不断膨胀浮力作用会增大，上侧置换土的压力减小，最终促置换动球会整体上浮一段距离供气体外泄，然后促置换动球整体下落形成间断性的升降动作，迫使置换土在升降作用下来回迁移换位。

进一步的，所述膨胀半球采用弹性材料制成的膜状结构，所述沉热半球采用导热材料制成的实心结构，所述制气包采用无纺布包裹多个泡腾崩解剂颗粒制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，接触到水分后迅速溶解发生酸碱中和反应，并释放出大量的二氧化碳和热量，不仅可以触发促置换动球的升降动作，同时可以加速对水分的干燥。

进一步的，所述置换土为膨润土粉碎细化至80-100目后浸泡稀硫酸30-60min，然后与质量比1:1的亲水性白炭黑混合得到，且置换土装填至半预埋置换球内呈松散状，置换土的孔隙率更高，且拥有更多的吸附孔位来吸附金属阳离子。

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、糠灰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1:1:0.5:0.5:2的枯草芽孢杆菌菌剂、乳杆菌菌剂、放线菌菌剂、酵母菌菌剂和光合细菌菌剂。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过在盐碱地土壤内埋入多个均匀分布的磁铁块，然后在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球，通过磁铁块对半预埋置换球上的输水线的磁吸作用，迫使输水线在土壤内垂直分布向下蔓延，并将经过改性处理的置换土装填入半预埋置换球内，最后向土壤内撒入修复液，修复液一方面对土壤进行修复改善土质，另一方面通过溶解盐碱后被输水线吸收输送至半预埋置换球内，然后通过置换土吸附金属阳离子例如钠离子，并通过促置换动球在置换土内的动作进行加速高效的吸附，从而实现主动从土壤内置换出金属离子的方式进行转移，从而实现快速高效的修复，同时利用酸性的修复液来从根源上改善土壤，显著提高修复效果。

(2)半预埋置换球包括光热半球和保温半球，光热半球和保温半球之间对称连接，且光热半球位于土壤上侧，光热半球可以从保温半球上拆卸下来实现对置换土的装填和更换。

(3)光热半球采用黑色炭基材料制成，保温半球采用保温材料制成，光热半球可以将外界的光能转化为热能从而对置换土内的水分进行加热干燥，使得半预埋置换球内始终较输水线干燥，促使水分持续向半预埋置换球内转移输送，从而间接提高金属离子的置换效率。而保温半球可以有效保温防止热量向土壤中扩散，既造成热量的损失同时干扰修复液的渗透。

(4)输水线包括延伸段、连接段和引导段，且延伸段、连接段和引导段依次连接，延伸段主要起到延伸和吸水的作用，连接段起到连接引导段的作用，在初始状态下依靠磁铁块对引导段的磁吸力来引导延伸段在土壤内进行延伸，在延伸结束后，修复液渗透至土壤内与连接段接触迫使其溶解，延伸段充分自由展开吸水，同时也方便回收。

(5)置换土内还混合有多个均匀分布的促置换动球，促置换动球下端连接有多根均匀分布的牵拉绳，牵拉绳下端连接有换土网球，促置换动球在水分的作用下会触发升降动作，在的配合作用下可以实现对置换土的翻滚替换，迫使置换土始终与水分保持动态的充分接触，不仅可以提高对水分中金属离子的吸附效果，同时可以提高干燥效率。

(6)促置换动球包括膨胀半球、沉热半球、制气包和导水纤维，膨胀半球和沉热半球对称连接，沉热半球上开设有与膨胀半球相连通的通气孔，制气包镶嵌连接于通气孔内，导水纤维插接于制气包内，且一端延伸至沉热半球外侧，制气包在导水纤维的吸水作用下会溶解并发生反应释放出大量的气体，并在沉热半球的重力作用下通气孔处于半密封或者完全密封的状态下，气体首先进入到膨胀半球内迫使其膨胀，初步带动其上侧的置换土迁移，随着膨胀半球不断膨胀浮力作用会增大，上侧置换土的压力减小，最终促置换动球会整体上浮一段距离供气体外泄，然后促置换动球整体下落形成间断性的升降动作，迫使置换土在升降作用下来回迁移换位。

(7)膨胀半球采用弹性材料制成的膜状结构，沉热半球采用导热材料制成的实心结构，制气包采用无纺布包裹多个泡腾崩解剂颗粒制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，接触到水分后迅速溶解发生酸碱中和反应，并释放出大量的二氧化碳和热量，不仅可以触发促置换动球的升降动作，同时可以加速对水分的干燥。

(8)置换土为膨润土粉碎细化至80-100目后浸泡稀硫酸30-60min，然后与质量比1:1的亲水性白炭黑混合得到，且置换土装填至半预埋置换球内呈松散状，置换土的孔隙率更高，且拥有更多的吸附孔位来吸附金属阳离子。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明半预埋置换球的剖视图；

图3为本发明促置换动球的结构示意图；

图4为本发明输水线的结构示意图；

图5为本发明置换土变化前后的结构示意图。

图中标号说明：

1半预埋置换球、11光热半球、12保温半球、2输水线、21延伸段、22连接段、23引导段、3促置换动球、31膨胀半球、32沉热半球、33制气包、34导水纤维、4牵拉绳、5换土网球。

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1，一种盐碱地置换式快速修复方法，包括以下步骤：

S1、在盐碱地土壤上均匀打孔，密度控制为每平米一个孔，然后埋入磁铁块后回填；

S2、在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球1，半预埋置换球1下端镶嵌有多根均匀分布的输水线2，且输水线2延伸至半预埋置换球1内部，且半预埋置换球1内装填入改性后的置换土；

S3、在磁铁块对输水线2的磁吸作用下，输水线2在土壤内均匀迁移并靠近磁铁块，实现在土壤内的垂直分散；

S4、取预先制作好的修复液喷洒至土壤上，然后覆膜处理，待修复液渗透至土壤内后，开始置换动作；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，并观察半预埋置换球1的置换进程并及时更换置换土；

S6、修复10-15天后回收磁铁块和半预埋置换球1，然后移栽可以耐盐碱的植物形成植物带。

请参阅图2，半预埋置换球1包括光热半球11和保温半球12，光热半球11和保温半球12之间对称连接，且光热半球11位于土壤上侧，光热半球11可以从保温半球12上拆卸下来实现对置换土的装填和更换。

光热半球11采用黑色炭基材料制成，保温半球12采用保温材料制成，光热半球11可以将外界的光能转化为热能从而对置换土内的水分进行加热干燥，使得半预埋置换球1内始终较输水线2干燥，促使水分持续向半预埋置换球1内转移输送，从而间接提高金属离子的置换效率。而保温半球12可以有效保温防止热量向土壤中扩散，既造成热量的损失同时干扰修复液的渗透。

请参阅图4，输水线2包括延伸段21、连接段22和引导段23，且延伸段21、连接段22和引导段23依次连接，延伸段21主要起到延伸和吸水的作用，连接段22起到连接引导段23的作用，在初始状态下依靠磁铁块对引导段23的磁吸力来引导延伸段21在土壤内进行延伸，在延伸结束后，修复液渗透至土壤内与连接段22接触迫使其溶解，延伸段21充分自由展开吸水，同时也方便回收。

延伸段21采用吸水材料制成，连接段22采用水溶性材料制成，引导段23采用磁性材料制成。

请参阅图3，置换土内还混合有多个均匀分布的促置换动球3，促置换动球3下端连接有多根均匀分布的牵拉绳4，牵拉绳4下端连接有换土网球5，促置换动球3在水分的作用下会触发升降动作，在6的配合作用下可以实现对置换土的翻滚替换，迫使置换土始终与水分保持动态的充分接触，不仅可以提高对水分中金属离子的吸附效果，同时可以提高干燥效率。

促置换动球3包括膨胀半球31、沉热半球32、制气包33和导水纤维34，膨胀半球31和沉热半球32对称连接，沉热半球32上开设有与膨胀半球31相连通的通气孔，制气包33镶嵌连接于通气孔内，导水纤维34插接于制气包33内，且一端延伸至沉热半球32外侧，制气包33在导水纤维34的吸水作用下会溶解并发生反应释放出大量的气体，并在沉热半球32的重力作用下通气孔处于半密封或者完全密封的状态下，气体首先进入到膨胀半球31内迫使其膨胀，初步带动其上侧的置换土迁移，随着膨胀半球31不断膨胀浮力作用会增大，上侧置换土的压力减小，最终促置换动球3会整体上浮一段距离供气体外泄，然后促置换动球3整体下落形成间断性的升降动作，迫使置换土在升降作用下来回迁移换位。

膨胀半球31采用弹性材料制成的膜状结构，沉热半球32采用导热材料制成的实心结构，制气包33采用无纺布包裹多个泡腾崩解剂颗粒制成，泡腾崩解剂是专用于泡腾片的特殊崩解剂，最常用的是由碳酸氢钠与柠檬酸组成的混合物，接触到水分后迅速溶解发生酸碱中和反应，并释放出大量的二氧化碳和热量，不仅可以触发促置换动球3的升降动作，同时可以加速对水分的干燥。

置换土为膨润土粉碎细化至80-100目后浸泡稀硫酸30-60min，然后与质量比1:1的亲水性白炭黑混合得到，且置换土装填至半预埋置换球1内呈松散状，置换土的孔隙率更高，且拥有更多的吸附孔位来吸附金属阳离子。

修复液包括以下重量份数计的原料：发酵秸秆20-30份、糠灰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1:1:0.5:0.5:2的枯草芽孢杆菌菌剂、乳杆菌菌剂、放线菌菌剂、酵母菌菌剂和光合细菌菌剂。

本发明可以通过在盐碱地土壤内埋入多个均匀分布的磁铁块，然后在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球1，通过磁铁块对半预埋置换球1上的输水线2的磁吸作用，迫使输水线2在土壤内垂直分布向下蔓延，并将经过改性处理的置换土装填入半预埋置换球1内，最后向土壤内撒入修复液，修复液一方面对土壤进行修复改善土质，另一方面通过溶解盐碱后被输水线2吸收输送至半预埋置换球1内，然后通过置换土吸附金属阳离子例如钠离子，并通过促置换动球3在置换土内的动作进行加速高效的吸附，从而实现主动从土壤内置换出金属离子的方式进行转移，从而实现快速高效的修复，同时利用酸性的修复液来从根源上改善土壤，显著提高修复效果。

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 (3)

1.一种盐碱地置换式快速修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在盐碱地土壤上均匀打孔，密度控制为每平米一个孔，然后埋入磁铁块后回填；

S2、在土壤表面埋入半伸出的半预埋置换球（1），所述半预埋置换球（1）下端镶嵌有多根均匀分布的输水线（2），且输水线（2）延伸至半预埋置换球（1）内部，且半预埋置换球（1）内装填入改性后的置换土；

S3、在磁铁块对输水线（2）的磁吸作用下，输水线（2）在土壤内均匀迁移并靠近磁铁块，实现在土壤内的垂直分散；

S4、取预先制作好的修复液喷洒至土壤上，然后覆膜处理，待修复液渗透至土壤内后，开始置换动作；

S5、其后每隔3天直接喷洒一次修复液，并观察半预埋置换球（1）的置换进程并及时更换置换土；

S6、修复10-15天后回收磁铁块和半预埋置换球（1），然后移栽可以耐盐碱的植物形成植物带；

所述半预埋置换球（1）包括光热半球（11）和保温半球（12），所述光热半球（11）和保温半球（12）之间对称连接，且光热半球（11）位于土壤上侧；所述光热半球（11）采用黑色炭基材料制成，所述保温半球（12）采用保温材料制成；所述输水线（2）包括延伸段（21）、连接段（22）和引导段（23），且延伸段（21）、连接段（22）和引导段（23）依次连接；所述延伸段（21）采用吸水材料制成，所述连接段（22）采用水溶性材料制成，所述引导段（23）采用磁性材料制成；所述置换土内还混合有多个均匀分布的促置换动球（3），所述促置换动球（3）下端连接有多根均匀分布的牵拉绳（4），所述牵拉绳（4）下端连接有换土网球（5）；所述促置换动球（3）包括膨胀半球（31）、沉热半球（32）、制气包（33）和导水纤维（34），所述膨胀半球（31）和沉热半球（32）对称连接，所述沉热半球（32）上开设有与膨胀半球（31）相连通的通气孔，所述制气包（33）镶嵌连接于通气孔内，所述导水纤维（34）插接于制气包（33）内，且一端延伸至沉热半球（32）外侧；所述膨胀半球（31）采用弹性材料制成的膜状结构，所述沉热半球（32）采用导热材料制成的实心结构，所述制气包（33）采用无纺布包裹多个泡腾崩解剂颗粒制成。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地置换式快速修复方法，其特征在于：所述置换土为膨润土粉碎细化至80-100目后浸泡稀硫酸30-60min，然后与质量比1:1的亲水性白炭黑混合得到，且置换土装填至半预埋置换球（1）内呈松散状。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地置换式快速修复方法，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、糠灰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1:1:0.5:0.5:2的枯草芽孢杆菌菌剂、乳杆菌菌剂、放线菌菌剂、酵母菌菌剂和光合细菌菌剂。

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