CN113498650A - 一种高龄植被土层的松土和施肥方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及土壤处理领域，具体公开了一种高龄植被土层的松土和施肥方法，包括以下步骤：S1、松土点选择：对需要松土的高龄植被土进行点位筛选，控制选择的点位的密集度；S2、气爆松土：将气爆松土装置分别沿选取的点位，通过气爆松土装置，将高压气流喷射至高龄植被土层内部，完成气爆松土处理；S3、液肥灌注：将需要施加的液肥高压注射，使其均匀弥散在气爆后的土壤内；S4、二次气爆：待液肥灌注完成后，再经选取的点位，进行二次气爆处理。本申请的高龄植被土层的松土和施肥方法在气爆处理后再进行液肥灌注的基础上，通过二次气爆进一步使液肥有效弥散至土壤深处，实现深层次液肥灌注，从而进一步提高了气爆松土和施肥的效果。
Description
技术领域
本申请涉及土壤处理领域，更具体地说，它涉及一种高龄植被土层的松土和施肥方法。
背景技术
当土壤在耕种的过程中，由于需要反复进行机械镇压、翻耕等农耕措施，对土壤进行处理，导致土壤孔隙变少，通气透水性变差；或灌溉时采取大水漫灌方式，大部分水分在短时间内蒸发，造成表层土壤结皮，土壤的团粒结构遭到严重破坏，造成土壤板结；还有长期单一施用化肥等这一类不正确的耕作方式，造成了高龄植被土在实际使用过程中，出现土壤板结的现象。
当高龄植被土壤板结后，土壤中缺乏有机质，微生物的碳源减少，降雨或者灌溉堵塞土壤中通气孔隙和毛管孔隙，造成土壤缺氧，土壤的通气透水性变差，致使土壤微生物的能量来源减少，影响微生物的种类和活性。同时高龄植被土壤的结构遭到破坏，土壤变硬、缺氧，作物根系在土壤中的伸展受到严重阻碍，根系活力下降，根部细胞的呼吸作用减弱，导致吸收营养元素时消耗细胞代谢产生的能量不足，严重影响根系从土壤中吸收养分的能力，地上部分的生长得不到充足养分的支持，作物不能正常发育，影响作物的产量和品质。所以对其进行充分的松土并施肥处理，是有效改善土壤板结和肥力流失的有效方案。
但是现有对高龄植被土壤进行松土处理的方案中，只能先在土壤内部进行部分深松，针对一些比较根系不发达的植物进行松土处理，而在对高龄果树松土时，不能将深松范围扩至根系生长全区域，从而在后续的肥料施加过程中，造成肥料施加的均匀度和深度均有所缺陷。
发明内容
为了改善现有对高龄植被土壤松土处理和施肥处理时效果不佳的缺陷，本申请提供一种高龄植被土层的松土和施肥方法，采用如下的技术方案：
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，包括以下步骤：
S1、松土点选择：对需要松土的高龄植被土进行点位筛选，以植株密集处为圆心，向植株密集处外周延伸并等角度的选取四个点位，控制选择的点位的密集度；
S2、气爆松土：将气爆松土装置分别沿选取的点位，通过气爆松土装置的气爆杆，探入高龄植被土中，调节高压气流喷射的压强，将高压气流喷射至高龄植被土层内部，完成气爆松土处理；
S3、液肥灌注：将需要施加的液肥经气爆松土装置的注肥管道，在液泵的驱动下进行高压注射，使其均匀弥散在气爆后的土壤内；
S4、二次气爆：待液肥灌注完成后，再经选取的点位，对灌注了液肥的高龄植被土壤进行二次气爆处理，待二次气爆处理完成后，即可完成高龄植被土层的松土和施肥步骤。
通过采用上述技术方案，本申请先通过对植被进行选点，一方面能有效避免对植株根系造成损害，另一方面，通过对植被进行选点能最大程度的对需要松土的区域进行处理，在此基础上进行气爆松土，高压气体在土壤内层形成冲击，有效对深层土壤的板结结构进行松动，从而从土壤内部形成松土处理；
本申请在气爆处理后再进行液肥灌注的基础上，通过二次气爆进一步使液肥有效弥散至土壤深处，实现深层次液肥灌注，从而进一步提高了气爆松土和施肥的效果。
进一步地，步骤S3还包括：S31、液态土壤改良剂施加步骤：在液肥灌注前，先将液肥质量10％的液态土壤改良剂由气爆松土装置灌注至气爆松土后的高龄植被土壤内部，静置10～15min后，再进行液肥灌注。
通过采用上述技术方案，本申请通过在施加液肥之前，对土壤内部灌注液态的土壤改良剂材料，由于高龄土壤易出现板结等情况，对其内部通过土壤改良剂进行改性后，能使板结的土壤结构疏松，从而能在短时间内形成良好的疏松结构，进一步改善土壤松土后的性能。
进一步地，所述液态土壤改良剂包括以下重量份物质：45～50份聚乙烯醇溶液；15～20份5000目微硅粉；2～5份黄原胶；1～2份淀粉；0.5～1.0份氯化铵；3～5份醋酸纤维素；45～50份水。
通过采用上述技术方案，本申请通过微硅粉为改性材料，结合淀粉、黄原胶等成膜有机物，在肥料灌注前，通过将微硅粉有效掺杂至经气爆松土后的土壤孔隙中，从而使土壤改良剂中的硅、钙、铁等二价阳离子与土壤中的有机无机胶体能快速形成土壤团粒结构，解决土壤板结问题，促进根系生长，同时调节土壤的固、液、气三相比例。
在此基础上，本申请通过黄原胶和淀粉材料进行良好的包覆改性，使其在土壤孔隙表面形成有效的填充包覆，阻止了土壤水分的蒸发，液态土壤改良剂成膜后形成的微小孔道有利于雨水和营养物质渗入土壤，从而改善了后续土壤吸收肥料的作用。
进一步地，步骤S1所述的点位的密集度为2～4个/m2。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化了对高龄植被土壤松土和施肥的密集程度，使高龄土壤在实际松土和施肥的过程中，不会由于过度密集的松土处理而导致高龄植被土壤结构被破坏造成水土流失的现象，同时也防止松土处理过于稀疏而导致松土处理后的高龄植被土壤不能有效缓解土壤板结的现象出现。
进一步地，步骤S2所述的高压气流喷射的频率为0.5～50Hz、压强为0.5～2.0MPa。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了高压气流喷射的频率和压强，通过间断性的高压气流喷射处理，能在较短时间内，以较少气量形成多个压力峰值，对土壤反复加压，大大延长了对高龄植被土壤的有效压力作用时间。同时本申请优化后的压强对高龄植被的土壤均较适合，即不会因压力过大产生危害，又能达到气爆松土的效果，提高了气爆处理的效率、减少了高压气体用量和能耗。
进一步地，步骤S3所述的高压注射压强为1.0～4.0MPa。
通过采用上述技术方案，本申请优化了液肥灌注时的高压注射压强，相较于气爆松土的压强，液肥灌注时的压强更大。这是由于液肥需要在泥土孔隙中进行渗透和弥散，且产生飞溅的液珠，从而能在高龄植被土壤内部形成稳定充分的填充，进而有效渗透至土壤深层从而起到了良好的施肥效果。
进一步地，步骤S4所述的二次气爆处理压强为2.5～3.0MPa。
通过采用上述技术方案，优化后的二次气爆处理压强能将液肥沿一次气爆松土形成的孔隙传递至高龄制备土壤的四周，从而起到了良好的分散施肥性能。
进一步地，步骤S1所述的气爆松土处理深度为25～50cm。
通过采用上述技术方案，本申请优化了气爆松土的处理深度，一方面能有效降低气爆松土装置需要深入土壤内部的困难程度，降低劳动强度；另一方面，该气爆松土的处理深度使土面抬升，从而使气爆松土具有良好的表层土体的深松效果。由于张拉破坏的土体裂隙几乎不向下扩展，致使只有气爆中心以上的土体发生扰动，而气爆中心以下的土体几乎与气爆前一致，也进一步方面后续对土壤施肥的效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一、本申请先通过对植被进行选点，一方面能有效避免对植株根系造成损害，另一方面，通过对植被进行选点能最大程度的对需要松土的区域进行处理，在此基础上进行气爆松土，高压气体在土壤内层形成冲击，有效对深层土壤的板结结构进行松动，从而从土壤内部形成松土处理；
本申请在气爆处理后再进行液肥灌注的基础上，通过二次气爆进一步使液肥有效弥散至土壤深处，实现深层次液肥灌注，从而进一步提高了气爆松土和施肥的效果。
第二、本申请通过在施加液肥之前，对土壤内部灌注液态的土壤改良剂材料，由于高龄土壤易出现板结等情况，对其内部通过土壤改良剂进行改性后，能使板结的土壤结构疏松，从而能在短时间内形成良好的疏松结构，进一步改善土壤松土后的性能。
第三、本申请优化了高压气流喷射的频率和压强，通过间断性的高压气流喷射处理，能在较短时间内，以较少气量形成多个压力峰值，对土壤反复加压，大大延长了对高龄植被土壤的有效压力作用时间。同时本申请优化后的压强对高龄植被的土壤均较适合，即不会因压力过大产生危害，又能达到气爆松土的效果，提高了气爆处理的效率、减少了高压气体用量和能耗。
第四、本申请优化了液肥灌注时的高压注射压强，相较于气爆松土的压强，液肥灌注时的压强更大。这是由于液肥需要在泥土孔隙中进行渗透和弥散，且产生飞溅的液珠，从而能在高龄植被土壤内部形成稳定充分的填充，进而有效渗透至土壤深层从而起到了良好的施肥效果。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
若无特殊说明，本申请的制备例、实施例和对比例的原料均能通过市售购得。
药品：微硅粉，汉中凯辉硅业有限公司，容重1600~1700kg/m3。
仪器：TJS-100土壤坚实度测定仪、FDR-100型土壤水分速测仪。
液态土壤改良剂制备
制备例1
分别取45kg质量分数5％聚乙烯醇溶液、15kg 5000目微硅粉、2kg黄原胶、1kg淀粉、0.5kg氯化铵、3kg醋酸纤维素和45kg水，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，即可得所述液态土壤改良剂1。
制备例2
分别取47kg质量分数5％聚乙烯醇溶液、17kg5000目微硅粉、3g黄原胶、1kg淀粉、0.7kg氯化铵、4kg醋酸纤维素和47kg水，搅拌混合并置于200W下超声分散12min，即可得所述液态土壤改良剂2。
制备例3
分别取50kg质量分数5％聚乙烯醇溶液、20kg5000目微硅粉、5kg黄原胶、2kg淀粉、1.0kg氯化铵、5kg醋酸纤维素和50kg水，搅拌混合并置于200W下超声分散15min，即可得所述液态土壤改良剂3。
实施例
实施例1
S1、松土点选择：对需要松土的高龄植被土进行点位筛选，以植株密集处为圆心，向植株密集处外周延伸并等角度的选取四个点位，控制选择的点位的密集度为2个/m2；
S2、气爆松土：将气爆松土装置分别沿选取的点位，通过气爆松土装置的气爆杆，探入高龄植被土中，控制气爆松土处理深度为25cm，调节高压气流喷射的压强，将高压气流喷射至高龄植被土层内部，完成气爆松土处理，控制高压气流喷射的频率为0.5Hz、压强为0.5MPa；
S3、液肥灌注：将需要施加的液肥经气爆松土装置的注肥管道，在液泵的驱动下进行高压注射，调整高压注射压强为1.0MPa，使其均匀弥散在气爆后的土壤内；
S4、二次气爆：待液肥灌注完成后，再经选取的点位，对灌注了液肥的高龄植被土壤进行二次气爆处理，控制二次气爆处理压强为2.5MPa，待二次气爆处理完成后，即可完成高龄植被土层的松土和施肥步骤。
实施例2
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例2中点位的密集度为3个/m2，其余步骤均与实施例1相同。
实施例3
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例3中点位的密集度为4个/m2，其余步骤均与实施例1相同。
实施例4
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例4中步骤S2爆松土处理深度为37cm，其余步骤均与实施例1相同。
实施例5
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例5中步骤S2爆松土处理深度为50cm，其余步骤均与实施例1相同。
实施例6
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例6中步骤S2高压气流喷射的频率为25Hz，压强为1.25MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例7
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例7中步骤S2高压气流喷射的频率为50Hz，压强为2.0MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例8
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例8中步骤S3高压注射压强为2.5MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例9
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例9中步骤S3高压注射压强为4.0MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例10
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例10中步骤S4二次气爆处理压强为2.7MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例11
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例11中步骤S4二次气爆处理压强为3.0MPa，其余步骤均与实施例1相同。
实施例12
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例12在液肥灌注前还添加了液态土壤改良剂施加步骤：
在液肥灌注前，先将液肥质量10％的液态土壤改良剂1由气爆松土装置灌注至气爆松土后的高龄植被土壤内部，静置10～15min后，再进行液肥灌注。
实施例13
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例13在液肥灌注前还添加了液态土壤改良剂施加步骤：
在液肥灌注前，先将液肥质量10％的液态土壤改良剂2由气爆松土装置灌注至气爆松土后的高龄植被土壤内部，静置12min后，再进行液肥灌注。
实施例14
一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，实施例14在液肥灌注前还添加了液态土壤改良剂施加步骤：
在液肥灌注前，先将液肥质量10％的液态土壤改良剂3由气爆松土装置灌注至气爆松土后的高龄植被土壤内部，静置15min后，再进行液肥灌注。
对比例
对比例1：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例1中步骤S2高压气流喷射的频率为100Hz，压强为3.0MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例2：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例1中步骤S2高压气流喷射的频率为0.1Hz，压强为0.1MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例3：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例3中步骤S3高压注射压强为5MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例4：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例4中步骤S3高压注射压强为0.1MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例5：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例5中步骤S4二次气爆处理压强为1MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例6：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例6中步骤S4二次气爆处理压强为5MPa，其余步骤均与实施例1相同。
对比例7：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例7中步骤S2爆松土处理深度为10cm，其余步骤均与实施例1相同。
对比例8：一种高龄植被土层的松土和施肥方法，与实施例1的区别在于，对比例8中步骤S2爆松土处理深度为80cm，其余步骤均与实施例1相同。
性能检测试验
分别对实施例1～14、对比例1～8中处理后的高龄植被土层进行性能测试。
检测方法/试验方法
试验地选择在生长年份为5年花木种植地，土壤坚实度为2.5～4.0MPa。
对于气爆后土体扰动性的分析与评价，可借鉴铲式深松土壤扰动分析方法，采用土壤扰动系数A及土壤膨松度B表示，由标准JB/T10295-2014，检测土壤膨松度，具体检测结果如下表1所示；
采用水作为液肥替代材料进行液肥灌注，经环刀法进行土壤含水量测试，检测液肥灌注的效果，具体检测结果如下表2所示；
对实施例12～14的技术方案进行单独检测，取实施例1和实施例12～14中经松土处理的样本，将月季花中均匀播种，在相同温度和适度环境下测试其出苗率：从月季花出苗第一天算起，连续观察10天，数出出苗数然后除以应出苗数，最后计算出小麦的出苗率，具体测试结果如下表表3所示。
表1实施例1～14、对比例1～8中土壤膨松度性能测试
表2实施例1～14、对比例1～8中液肥灌注效果性能测试
表3 实施例1、实施例12～14出苗率测试
由上表1、表2和表3进行性能分析：
（1）将实施例1～3为一组，结合表1和表2进行性能表征，由于实施例1调整了密集度，且由表中可以看出，经松土和施肥后的高岭植被土的膨松度和液肥灌注效果均具有良好的效果，说明本申请技术方案在气爆处理后再进行液肥灌注的基础上，通过二次气爆进一步使液肥有效弥散至土壤深处，实现深层次液肥灌注，从而进一步提高了气爆松土和施肥的效果。
（2）将实施例4～5和对比例7～8为一组，结合表1和表2数据可以发现，实施例4～5处理后的土壤具有良好的膨松度和液肥弥散性能，但是对比例7中检测的膨松度过高，对比例8膨松度过低，膨松度过高表明在气爆松土过程中，对植物的根系具有较大的破坏作用，而膨松度过低也不利于植物后续生长发育，说明该组方案说明本申请技术方案优化了气爆松土的处理深度，使气爆松土具有良好的表层土体的深松效果，由于张拉破坏的土体裂隙几乎不向下扩展，致使只有气爆中心以上的土体发生扰动，而气爆中心以下的土体几乎与气爆前一致，也进一步方面后续对土壤施肥的效果。
（3）将实施例6～7和对比例1～2进行对比，对比例1～2中的方案效果不佳，说明本申请技术方案优化了高压气流喷射的频率和压强，通过间断性的高压气流喷射处理，能在较短时间内，以较少气量形成多个压力峰值，对土壤反复加压，大大延长了对高龄植被土壤的有效压力作用时间，同时本申请优化后的压强对高龄植被的土壤均较适合，即不会因压力过大产生危害，又能达到气爆松土的效果。
（4）将实施例8～9和对比例3～4进行对比，由表1和表2可知，对比例3～4中的松土方案和施肥方案效果不佳，说明本申请技术方案优化了液肥灌注时的高压注射压强，相较于气爆松土的压强，液肥灌注时的压强更大，这是由于液肥需要在泥土孔隙中进行渗透和弥散，且产生飞溅的液珠，从而能在高龄植被土壤内部形成稳定充分的填充，进而有效渗透至土壤深层从而起到了良好的施肥效果。
（5）将实施例10～11和对比例5～6进行性能对比，由表1和表2可知，对比例5～6中的松土方案和施肥方案效果不佳，说明本申请技术方案优化后的二次气爆处理压强能将液肥沿一次气爆松土形成的孔隙传递至高龄制备土壤的四周，从而起到了良好的分散施肥性能。
（7）最后，将实施例12～14进行性能分析，由于实施例1较实施例12和13的出芽率较低，说明本申请技术方案在施加液肥之前，对土壤内部灌注液态的土壤改良剂材料，能使板结的土壤结构疏松，从而能在短时间内形成良好的疏松结构，进一步改善土壤松土后的性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、松土点选择：对需要松土的高龄植被土进行点位筛选，以植株密集处为圆心，向植株密集处外周延伸并等角度的选取四个点位，控制选择的点位的密集度；
S2、气爆松土：将气爆松土装置分别沿选取的点位，通过气爆松土装置的气爆杆，探入高龄植被土中，调节高压气流喷射的压强，将高压气流喷射至高龄植被土层内部，完成气爆松土处理；
S3、液肥灌注：将需要施加的液肥经气爆松土装置的注肥管道，在液泵的驱动下进行高压注射，使其均匀弥散在气爆后的土壤内；
S4、二次气爆：待液肥灌注完成后，再经选取的点位，对灌注了液肥的高龄植被土壤进行二次气爆处理，待二次气爆处理完成后，即可完成高龄植被土层的松土和施肥步骤。
2.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S3还包括：
S31、液态土壤改良剂施加步骤：在液肥灌注前，先将液肥质量10％的液态土壤改良剂由气爆松土装置灌注至气爆松土后的高龄植被土壤内部，静置10～15min后，再进行液肥灌注。
3.根据权利要求2所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，所述液态土壤改良剂包括以下重量份物质：
45～50份聚乙烯醇溶液；
15～20份5000目微硅粉；
2～5份黄原胶；
1～2份淀粉；
0.5～1.0份氯化铵；
3～5份醋酸纤维素；
45～50份水。
4.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S1所述的点位的密集度为2～4个/m2。
5.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S2所述的高压气流喷射的频率为0.5～50Hz、压强为0.5～2.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S3所述的高压注射压强为1.0～4.0MPa。
7.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S4所述的二次气爆处理压强为2.5～3.0MPa。
8.根据权利要求1所述的一种高龄植被土层的松土和施肥方法，其特征在于，步骤S1所述的气爆松土处理深度为25～50cm。
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