TW202304289A - 鹽鹼土壤綜合優化治理技術 - Google Patents

Abstract

一種鹽鹼土壤綜合優化治理技術，是在一鹽鹼地應用下列措施以減低土壤鹽份，包含：翻鬆地表層土壤、鋪設遠紅外線礦物基材、摻拌有機肥料、種植鹽生植物之油芒、收割以移除其鹽份、最後再檢測土壤的含鹽量與PH值；遠紅外線礦物基材，其產生的震盪波可使水分子細小化，以加速油芒的吸鹽效益，同時其具有物理、化學、生物與肥力性質，更能結合有機肥以助長油芒的生長；而油芒作物可在土表蒸發時吸附其返鹽，以稀釋土壤與地下水中的鹽份，且收成的油芒可補充米麥營養的不足，且其莖稈可做飼料、種仔可食用，極具經濟價值；因此，本發明應用遠紅外線礦物基材與油芒，兩者相輔相成，不但可有效改良鹽鹼地的土壤，同時更能藉助油芒的經濟性擴大土壤優化的效益。

Description

鹽鹼土壤綜合優化治理技術

本發明係有關一種土壤優化，尤指應用遠紅外線礦物基材與油芒兩者相輔相成，以有效減低土壤鹽份並提升作物經濟價值之一種鹽鹼土壤綜合優化治理技術。

按，鹽鹼地係指土壤中鹽份含量高，pH值大於9，進而造成植物尤其是農作物難以生長的土地；根据聯合國統計，全世界的鹽鹼地面積高達9.5438億公頃，由於佔地廣大更係形成國際間眾多國家糧食短缺的主因；鹽鹼地因不利於糧食作物之種植，因此人類長久以來即不斷地努力，希望能藉由減低土壤鹽份來改善農作物的生長成效；根據了解目前較為具體的鹽鹼地治理模式包括有：1.土壤水洗法，其結構如圖1所示，包含有明溝91、集水管92、集水井93洩水管94、與處理池95，其方法係應用大量的淡水，將土壤90中的鹽份81沖刷匯流至處理池95中形成鹽水80後，再將鹽水80移除；此法類似於大自然的脫鹽現象，其中，鹽份81自地表土壤脫離後，一部分進入處理池95後被移除，而大部分的鹽份81則落至深層的地下水中；當乾旱時蒸發強烈，地下水中的鹽份81又随着毛細管的上升作用返回到土壤90表層；因此土壤水洗法無法有效降低鹽份，且因建構成本高故而成效不彰；2. 土壤客土法，其係應用大量的低鹽份土壤，以更換鹽鹼地中高鹽份的土壤，使其土壤適宜種植作物；惟此法成本過高，且移除的高鹽土壤無處傾倒，由於此法違反環保理念，因此難以被大眾所接受；3.摻拌稀釋法，其係應用大量禽畜之尿糞堆肥摻拌在鹽鹼地的土壤中，用稀釋的原理降低土壤中鹽份的比例；惟此法難以有效控制鹽份含量，土壤鹽化的現象依然存在；4.植物種植法，其係在鹽鹼地中種植抗鹽植物，並應用植物吸鹽的特性來降低土壤中鹽份；惟植物吸鹽量不高，若要完全仰賴抗鹽植物來稀釋鹽份將曠日廢時，再者，多數抗鹽植物缺乏經濟效益，收益不敷成本故推行者少；檢視前述鹽鹼地的治理模式，顯然每一種減鹽措施，不是工程浩大不易實施，就是成本過高而難有立竿見影的效益。

次按，從鹽鹼地改良的角度來說，一般抗鹽植物又稱鹽生植物，多具有3項特性，(一)可作為「生物泵」吸收土壤中的鹽份，並通過收割實現鹽份的轉移；(二)可減少土面蒸發、進而防止地下水中的鹽份返鹽；(三)植物的根系生長可改善土壤物理性狀，且其植物殘體經微生物分解產生的有機酸可中和土壤鹼性。惟查，若要從眾多鹽生植物中挑選最有價值性者，油芒應為首選者；因種植油芒其需求水量少於25%以上，且耕作期只需6個月，而最大特點在其營養成分，包括可讓人開心的色胺酸、可增強組織對氧氣利用能力的魚鯊烯、可抑制癌細胞的芹菜素、以及高含量的維他命B群，故油芒可用來補充米麥營養的不足；再者，油芒的莖稈可供雞鴨牛羊食用、亦可造粒儲存，而其種仔可食用、可榨油及提煉精油；因此，種植油芒不但有益於鹽鹼地的土壤改良，且油芒可謂全株可用，經濟價值極高。

再按，發明人近期研發一種遠紅外線礦物基材，其多孔隙的結構，具有70〜90%的保水性、80〜100%的排水性、80〜100%的吸水性、200倍的保肥性、且透氣性高與持溫性高等特性，由於遠紅外線礦物基材可可滋生益生菌、可提高土壤含氧量、可改良土壤排水與保水性、以及可平衡微生物，因此若將該遠紅外線礦物基材鋪設在土壤中將有助於鹽生植物的生長；再者，遠紅外線礦物基材可釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，其震盪波可將水分子細小化，以加速鹽生植物的吸鹽效益。因此，如何應用遠紅外線礦物基材以及鹽生植物中首選的油芒，將兩者的優點相結合以改良鹽鹼地並使其土壤優化，便成為發明人積極思考的課題。

緣是，本發明主要目的，是在鹽鹼地中建構一種以種植油芒來吸取及移除土壤中鹽份，且應用遠紅外線礦物基材其具有之物理、化學、生物與肥力性質，以助長油芒的生長，並應用其震盪波來細小化水分子團，以加速油芒的吸鹽效益，使遠紅外線礦物基材與油芒兩者相輔相成的一種鹽鹼土壤綜合優化治理技術。

為達上述目的，本發明是在一鹽鹼地採取下列措施以減低土壤鹽份，包含：步驟a).翻鬆地表層土壤：其係應用土壤治理機具鬆軟30〜50Cm的地表土壤以形成一耕種層；步驟b).鋪設遠紅外線礦物基材：將一遠紅外線礦物基材，鋪設在該耕種層上，使其產生之震盪波得以在脫鹽過程中細小化水分子團；步驟c).摻拌有機肥料：添加適量的有機肥料於該地表土壤中，並應用土壤治理機翻動攪拌，使該耕種層中富含有機肥料；步驟d).種植鹽生植物：是種植一鹽生植物在該耕種層中，則該遠紅外線礦物基材將助長該鹽生植物的生長，而該鹽生植物在生長的過程中將吸取土壤中返鹽的鹽份；步驟e).收成鹽生植物：是透過收割過程將該鹽生植物所吸取的鹽份帶離土壤；步驟f).檢測土壤：是於收割該鹽生植物後檢測該耕種層土壤的含鹽量與PH值。

經查，上述減低土壤鹽份的步驟中有牽涉到自然界的『返鹽』與『脫鹽』現象；按，返鹽者，其是指乾旱時期降水量小，地表水分蒸發強烈，地下水中的鹽份將随着毛細管的上升作用而聚集在土壤表層，造成土壤中的鹽份增加者；本發明中，是藉由種植鹽生植物之油芒，在地表水分蒸發的返鹽過程中，通過油芒之吸附藉以稀釋地下水中的鹽份。而脫鹽者，恰與返鹽相反，其是指夏季雨水多而集中，雨水冲刷土壤，水分會把地表大量的鹽份稀釋而帶到地下水中，造成土壤中的鹽份減少者；本發明中，是藉由鋪設遠紅外線礦物基材，使其產生的震盪波得以在脫鹽過程中細小化水分子團，藉以加速油芒的吸鹽效益。

依據前揭特徵，本發明中該遠紅外線礦物基材，其組成物及重量百分比為：二氧化矽(SiO2)35〜58%、氧化鋅(ZnO)1〜5%、氧化鈣(CaO)3〜10%、氧化鋁(Al2O3)3〜5%、氧化鐵(Fe2O3)10〜20%、氧化鉀(K2O)3〜5%、氧化鎂(MgO)1〜3%、二氧化鈦(TiO2)1〜5%、粉煤灰14〜30%、與生碳粉5~10%、氧化鈰(CeO2)0.5～1%、以及氧化鑭(La2O3)0.1〜0.5%；所述組成物經混合、定位塑型，再經高溫鍛燒形成多孔隙結構物，該多孔隙結構物具有孔隙孔徑0.2〜0.8微米，PH6.5〜8.5，密度0.4〜0.6克/毫升，比表面積80〜100平方米/克，且遠紅外線放射率達86%以上的特性值。

依據前揭特徵，本發明中該有機肥料是包括生物性廢棄物，以及特定有機肥，且該遠紅外線礦物基材與該有機肥料的最佳拌合比例為10:1。

依據前揭特徵，本發明中該鹽生植物包括油芒、海蘆筍、甜高粱、狼尾草的任一種，且該油芒係為該鹽生植物中的最佳者。

依據前揭特徵，本發明中該遠紅外線礦物基材的製造方法，是根據所述該遠紅外線礦物基材的組成物配比，經由下述步驟而完成者，包含：a).初篩：將組成物的礦土原料進行初步篩料；b).破碎：應用破碎設備將組成物的礦土原料製成粉狀物；c).分篩：應用分篩設備將上述粉狀物篩選出合適之粒度；d).組成物備料：將合適粒度的組成物按所需的配比進行備料；e).比例混料：應用混料設備將被料完成的組成物予以攪拌形成混合物；f).定位塑型：應用定型設備將上述的混合物壓合形成胚料；g).精密氧化製程：可應用諸如鍛燒爐等設備將上述的胚料加熱至1000〜1360℃的溫度，使其中鋁元素的黏質作用被消除，進而形成多孔隙結構物；h).高能量檢測：應用檢測設備以量測上述的多孔隙結構物，以確保其達到孔隙孔徑0.2〜0.8微米，PH6.5〜8.5，密度0.4〜0.6克/毫升，比表面積80〜100平方米/克，且遠紅外線放射率達86%以上的特性要求；i).分類粉碎：應用粉碎設備將檢測合格之多孔隙結構物製成粉狀物；j).造粒成形：將前述的多孔隙結構物應用模具進行流動層擠出以形成粒狀的成品。

依據前揭特徵，前述造粒成形之步驟中，更摻入15〜25%之多元生物炭，使其與75〜25%之該遠紅外線礦物基材混合攪拌、加熱壓合定型，最後再形成粒狀之成品。再者，所述之多元生物炭，其組成物及重量百分比為：稻殼60〜80％、油芒殼10〜30％、油芒莖杆5〜15％；而所述組成物須先經乾燥後再燻燒裂解製成多元生物炭。

藉助前揭特徵，本發明「鹽鹼土壤綜合優化治理技術」具有的效益為： (1)本發明中該遠紅外線礦物基材，由於其多孔隙的結構，具有可滋生益生菌、可提高土壤含氧量、可改良土壤排水與保水性、以及可平衡微生物活性等多項特點，因此該遠紅外線礦物基材結合適量的有機肥料，將可助長油芒的生長；同時該遠紅外線礦物基材會釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，其震盪波可將脫鹽中的水分子團予以細小化，使其容易被油芒的根部所吸收，以加速油芒的吸鹽效益，因此遠紅外線礦物基材與油芒兩者相輔相成，形成極佳的一種鹽鹼地土壤優化方法。 (2)本發明中其耕種層所耕作的油芒，除了具有鹽生植物中可作為「生物泵」吸收轉移土壤中鹽份、可減少土面蒸發進而防止地下水中的鹽份返鹽、以及其根系可產生有機酸以中和土壤中的鹼性外，其營養成分更包含有色胺酸、魚鯊烯、芹菜素、以及維他命B群，可用於補充米麥營養的不足；再者，油芒的莖稈可做成飼料、其種仔可食用；因此，油芒不但有益於鹽鹼地的土壤改良，且油芒全株可用，具有極高的經濟效益。

首先，本發明中的遠紅外線礦物基材，其所釋放的遠紅外線具有奈米波動能量，可震盪脫鹽中的水分子團使其細小化，由於微小的水分子容易被油芒的根部所吸收，因此可加速油芒的吸鹽效益；其機制與原理如下：按，水分子係由一個氧原子和兩個氫原子組成，其化學式為H ₂O；其中，一個氧原子有8個電子，包括2個電子在第一層軌域，6個電子在第二層軌域，而外層軌域(第二層)必須要有8個電子才能維持其穩定的架構；一個氫原子則只在其第一層軌域有1個電子，而外層軌域(第一層)必須要有2個電子才能維持穩定；故此，一個氧原子與兩個氫原子之間，係以電子共用的共價鍵形態達到穩定，且據以形成水分子，如圖2所示；又，水分子中除了共價鍵之外，其氧原子端之未共用電子對將帶負電，而氫原子端則帶正電，如圖3所示；因此，水分子w的極性很像在一個乒乓球的四個對角上，以樹脂黏上四個極性不同的磁鐵，其中，兩個是帶正電的氫原子，另外兩個則是帶負電的未共用電子對，如圖4所示；在液態水中，水分子間會像黏著磁鐵的乒乓球一樣，相互吸引而呈現團狀，這種吸引力稱為氫鍵，並促使液態水形成水分子團的現象，亦即，數個至數十個，甚至數百個水分子組成一個大型的網狀結構體N，如圖5所示。

承上，植物包括油芒者，其根部具有一種佈滿微細孔洞h之薄膜F，水分子團G必須要穿過這些薄膜F的細微孔洞h，才能夠達到被植物吸收的功能，而水分子團G越小越容易穿過薄膜F，也就越能夠被其根部所吸收，如圖6所示；本發明人所研發的遠紅外線礦物基材，由於能釋放出具有奈米波動能量的遠紅外線，其頻率正好可使水分子產生共振，而據以震盪破壞氫鍵以分解水分子，並有效促使水分子團細小化，進而達到提升植物根部吸收的能力；下表為水蒸發經過遠紅外線礦物基材，產生不同規格及水滴數量之實驗統計(已放大倍數並依實驗計畫法平均之數據)；其實驗作法為：1.分別選取4、6、8、10、12g之遠紅外線礦物基材的粉末，置入於燒杯內，再分別將自來水裝入燒杯中；燒杯口以膠膜密封，並將燒杯加熱至40-60℃，再於室溫中冷凝。2.量測冷凝於透明膠膜之水滴尺寸4-15mm及水滴數量(已放大參數)，並依實驗計畫法綜合平均計算；

水滴大小   水滴數量	15mm	13mm	11mm	9mm	7mm	5mm	4mm
燒杯無遠紅外線礦物基材	0	1	1	3	5	47	49
燒杯有遠紅外線礦物基材	0	0	1	2	4	43	Inf

結論： 1.燒杯置入遠紅外線礦物基材者，4mm之水滴數量已多至無法統計。 2.燒杯置入遠紅外線礦物基材者，水蒸發量變大，且具有線性關係。 3.燒杯置入遠紅外線礦物基材者，水滴會均勻分佈在膠膜上，水滴尺 寸之顆粒較小。 4.燒杯置入遠紅外線礦物基材者，可細化水分子團。

再者，應用核磁共振儀(NMR)測試遠紅外線礦物基材對水分子產生的影響；其實驗作法為：分別選取4、6、8、10、12g之遠紅外線礦物基材的粉末，置入於燒杯內，再分別將自來水裝入燒杯中；則測試後之半高寬Hz其值如下表所示；

遠紅外線礦物基材	4g	6g	8g	10g	12g
半高寬 Hz	89	82	78	69	56

另外沒有置入遠紅外線礦物基材的自來水，經核磁共振儀(NMR)測試5次 ，其半高寬 Hz分別為113 116 113 117 115，其平均值為115；由於半高寬Hz的數據愈小，水分子團愈小；故而從上表可知，沒有添加遠紅外線礦物基材的自來水其水分子團較大，而添加愈多遠紅外線礦物基材的自來水其水分子團愈小；顯然，遠紅外線礦物基材相對於水分子團的大小具有顯著影響，且愈多的遠紅外線礦物基材將使水分子團愈小化；圖7所示，即為有無添加遠紅外線礦物基材的自來水，其水分子經核磁共振儀(NMR )的測試比較；其中，自來水的測試線L1，其半高寬 Hz遠大於添加遠紅外線礦物基材的測試線L2者，該現象即可看出，愈多的遠紅外線礦物基材將使水分子團愈小化。

基於上述兩項試驗可知，遠紅外線礦物基材可使水分子團愈小化；因此，本發明係在耕種層鋪設遠紅外線礦物基材後，再種植鹽生植物的油芒，則該遠紅外線礦物基材所釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，可將脫鹽中呈現大型網狀結構體的水分子予以震盪成細小化的水分子團，由於細小化的水分子團極易穿過其根部中細微孔洞的薄膜而被油芒所吸收，因此遠紅外線礦物基材可加速油芒的吸鹽效益。

請進一步參閱圖8所示，為本發明中其鹽鹼土壤綜合優化治理技的步驟方塊圖，該鹽鹼地指的是土壤中鹽份含量高，且pH大於9；而土壤按其含鹽量多寡，可區分為重（0.5%～0.6%）、中（0.25%～0.5%）、輕度（0.1%～0.25%）三級，其優化方法包含：步驟a).翻鬆地表層土壤：其係應用土壤治理機具鬆軟30〜50Cm之地表土壤以形成一耕種層；步驟b).鋪設遠紅外線礦物基材：係將一遠紅外線礦物基材，鋪設在該耕種層上，使其產生的震盪波得以在脫鹽過程中細小化水分子團；步驟c).摻拌有機肥料：添加適量的有機肥料於該地表土壤中，並應用土壤治理機翻動攪拌，使該耕種層中富含有機肥料；步驟d).種植鹽生植物：種植一鹽生植物在該耕種層中，則該遠紅外線礦物基材將助長該鹽生植物的生長，而該鹽生植物在生長的過程中將吸取土壤中返鹽的鹽份；步驟e).收成鹽生植物：透過收割過程將該鹽生植物所吸取的鹽份帶離土壤；步驟f).檢測土壤：係於收割該鹽生植物後檢測該耕種層土壤的含鹽量與PH值。

承上，前述步驟a所述的土壤治理機具包括有翻土機；步驟b所述的遠紅外線礦物基材會釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，則脫鹽中的鹽份其呈現大型網狀結構體的水分子會被震盪成細小化的水分子團，而細小化的水分子團則極易被鹽生植物的根部所吸收去化；步驟c所述，係於耕種層中添加適量的有機肥料，該有機肥料包括生物性廢棄物及特定有機肥，且該遠紅外線礦物基材與該有機肥料的最佳拌合比例為10:1，再應用土壤治理機具將其充分地混合攪拌；其中，該生物性廢棄物包括農作物的秸稈與禽畜的尿糞，而秸稈與尿糞係可預做成堆肥，再與土壤混合攪拌，使該耕種層中富含有機肥料；步驟d所述，其鹽生植物包括油芒、海蘆筍、甜高粱、狼尾草等；按，一般鹽生植物具有可吸收土壤中鹽份、可防止地下水中的鹽份返鹽、以及產生有機酸以中和土壤的鹼性，而油芒更因水量需求少、耕作期短、且其營養成分包含有色胺酸、魚鯊烯、芹菜素、以及維他命B群等，可用來補充米麥營養的不足，而莖稈可做飼料，種仔可食用，幾乎全株均有價值，其經濟性極高；因此，油芒乃為該鹽生植物中的首選者；步驟e所述，係透過收割過程將該鹽生植物所吸取的鹽份帶走，進而使土壤中的鹽份減少；由於遠紅外線礦物基材可將脫鹽中的鹽份震盪成細小化的水分子團，使油芒的根部容易吸收去化，因此可增大土壤減鹽的速率；步驟f所述，係在鹽生植物收成後檢測該耕種層土壤的含鹽量與PH值，一但土壤鹽份獲得改善，則下一階段即可改種海蘆筍、甜高粱、狼尾草等植物，作為農業循環經濟再利用之選配植物；如果土壤鹽份仍然偏高，則繼續強化土壤減鹽的措施。

圖9所示，為本發明中其遠紅外線礦物基材的製造步驟，包含：a).初篩：是將組成物的礦土原料進行初步篩料；b).破碎：是應用破碎設備將組成物之礦土原料製成粉狀物；c).分篩：是應用分篩設備將上述粉狀物篩選出合適的粒度；d).組成物備料：是將合適粒度的組成物按所需的配比進行備料；e).比例混料：是應用混料設備將被料完成的組成物予以攪拌形成混合物；f).定位塑型：是應用定型設備將上述的混合物壓合形成胚料；g).精密氧化製程：是可應用諸如鍛燒爐等設備將上述的胚料加熱至1000〜1360℃的溫度，使其中鋁元素的黏質作用被消除，進而形成多孔隙結構物；h).高能量檢測：是應用檢測設備以量測上述的多孔隙結構物，以確保其達到定性定量的效果；i).分類粉碎：是應用粉碎設備將檢測合格的多孔隙結構物製成粉狀物；j).造粒成形：將前述的多孔隙結構物應用模具進行流動層擠出以形成粒狀的成品；本發明中，其成形之過程更摻入15〜25%之多元生物炭，使其與75〜25%的該遠紅外線礦物基材混合攪拌、加熱壓合定型，最後再形成粒之的成品；再者，所述的多元生物炭，其組成物及重量百分比為：稻殼60〜80％、油芒殼10〜30％、油芒莖杆5〜15％；而所述組成物須先經乾燥後再燻燒裂解製成多元生物炭。

承上，前述步驟d).組成物備料中，其組成物包含多項可產生遠紅外線波長的氧化無機物、具有生命光線波長的稀土元素、以及具有多孔洞藉以增加排水性、保水性、透氣性與黏合力的粉煤灰與生碳粉；而本發明的土壤優化基材，其組成與其重量百分比包括：二氧化矽(SiO2)35〜58%、氧化鐵(Fe2O3)10〜20%、氧化鈣(CaO)3〜10%、氧化鋁(Al2O3)3〜5%、氧化鋅(ZnO)1〜5%、二氧化鈦(TiO2)1〜5%、氧化鈰(CeO2)0.5～1%、氧化鑭(La2O3)0.1〜0.5%、氧化鎂(MgO)1〜3%、氧化鉀(K2O)3〜5%、生碳粉5~10%、以及粉煤灰14〜30%；再者，前述步驟h).高能量檢測，則在確保其必須達到孔隙孔徑0.2〜0.8微米，PH6.5〜8.5，密度0.4〜0.6克/毫升，比表面積80〜100平方米/克，且遠紅外線放射率達86%以上的特性要求。

本發明中依實驗計畫法，將遠紅外線礦物基材的組成物依不同的重量百分比，混料組合成多組不同配比的基材，經過定位塑型、1000〜1360℃的精密鍛燒後再檢測，最終選取二組放射率最高者；其中之一的組成物配比為：二氧化矽(SiO2)50%、氧化鐵(Fe2O3)14.8%、氧化鈣(CaO)3%、氧化鋁(Al2O3)5%、氧化鋅(ZnO)1.5%、氧化鉀(K2O)3%、氧化鎂(MgO)1%、粉煤灰15%、生碳粉5%、二氧化鈦(TiO2)1%、氧化鈰(CeO2)0.6%、以及氧化鑭(La2O3)0.1%，經檢測其遠紅外線放射率達95.2%；而另一組的組成物的配比為：二氧化矽(SiO2)51%、氧化鐵(Fe2O3)15%、氧化鈣(CaO)3%、氧化鋁(Al2O3)4.2%、氧化鋅(ZnO)1%、氧化鉀(K2O)3.5%、氧化鎂(MgO)1%、粉煤灰14%、生碳粉5%、二氧化鈦(TiO2)1.5%、氧化鈰(CeO2)0.7%、以及氧化鑭(La2O3)0.1%，經檢測其遠紅外線放射率達95.2%；再者，從上述兩組的組成物配比中，據以整理出該組成物的最佳重量百分比為：二氧化矽(SiO2)50〜51%、氧化鐵(Fe2O3)14.8〜15%、氧化鈣(CaO)3%、氧化鋁(Al2O3)4.2〜5%、氧化鋅(ZnO)1〜1.5%、氧化鉀(K2O)3〜3.5%、氧化鎂(MgO)1%、粉煤灰14〜15%、生碳粉5%、二氧化鈦(TiO2)1〜1.5%、氧化鈰(CeO2)0.6～0.7%、以及氧化鑭(La2O3)0.1%；而前述組成物經混合及定位塑型與高溫鍛燒後將形成多孔隙結構物，且該多孔隙結構物的遠紅外線放射率可達94%以上。

圖10所示，為本發明中其鹽鹼地土壤的優化結構，其中，最底層為地下水層10，往上依序為土壤層20、耕種層30、以及地面上的鹽生植物-油芒40；其中，當夏季雨水多而集中時，自然界發生脫鹽現象，大量雨水冲刷土壤，水分會把地表大量的鹽份81稀釋而帶到該地下水層10中，造成土壤中的鹽份減少，並使地下水層10中充滿高鹽份81的鹽水80；土壤層20者，即為鹽鹼地的主要構成物，不論雨水沖刷發生自然界的脫鹽現象，抑或水分蒸發發生自然界的返鹽現象，則往下沉澱或朝上揮發的鹽份81都會駐足乃至留存在該土壤層20，使其土壤中亦佈滿了鹽份81；本發明在進行土壤優化前，需先以土壤治理機具翻鬆30〜50Cm的地表土壤，使其形成一耕種層30；接續，將粒狀的遠紅外線礦物基材50，鋪設在該耕種層30中，其目的在釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，可將脫鹽中呈現大型網狀結構體的水分子予以震盪成細小化的水分子團；再者，於耕種層30中添入適量之有機肥料60，其係包括生物性廢棄物及特定有機肥，且遠紅外線礦物基材與有機肥料的拌合比例為10:1，而生物性廢棄物包括農作物的秸稈與禽畜的尿糞，再應用土壤治理機具將其充分地混合攪拌，使該耕種層30中富含有機肥料；最後 ，種植油芒40在該耕種層30上，由於遠紅外線礦物基材50具有多孔隙結構，可滋生益生菌、可提高土壤含氧量、且可改良土壤排水與保水性以及平衡微生物等特性，將有助於油芒40的生長；加上遠紅外線礦物基材50會釋放具有奈米波動能量之遠紅外線，則其脫鹽之鹽份81將被震盪成細小化的水分子團，更有利於被油芒40的根部所吸收去化。

上述的圖示中更進一步顯現自然界在不同狀態下其脫鹽與返鹽的現象；其中，發生小雨或小水灌溉的蒸發狀態，如圖11A所示，其狀態1之動線P1顯示水分在耕種層30中很快被油芒40的根系吸收並蒸發到空氣中 ，該結構中沒有發生脫鹽與返鹽的現象；當發生大雨或小水灌溉的蒸發狀態，如圖11B所示，此時狀態2的動線P2顯示水分將滲入土壤層20，然後蒸發過程不帶鹽份81上升，因此結構中也沒有發生脫鹽與返鹽的現象；當發生大水灌溉的蒸發狀態，如圖11C所示，此時狀態3之動線P3顯示水分沖刷土壤中的鹽份81滲入地下水層10中，同時蒸發階段地下水層10中的鹽水80將被帶到耕種層30，其結構中將發生脫鹽與返鹽的現象，則該遠紅外線礦物基材50會在脫鹽過程中將鹽份中的水分子團予以細小化，使其容易被油芒40的根部所吸收；再者，油芒40則會在地表水分蒸發的返鹽過程中，將吸附鹽份藉以稀釋土壤與地下水中的含鹽量；因此，遠紅外線礦物基材50與油芒40兩者相輔相成，將可有效改良鹽鹼地的土壤。

本發明中其遠紅外線礦物基材50，由於其多孔隙的結構，具有可滋生益生菌、可提高土壤含氧量、可改良土壤排水與保水性、以及可平衡微生物活性等多項特點，因此該遠紅外線礦物基材50結合適量的有機肥料60，將可助長油芒40的生長；同時該遠紅外線礦物基材50會釋放具有奈米波動能量的遠紅外線，其震盪波可將脫鹽中的水分子團予以細小化，使其容易被油芒40的根部所吸收，以加速油芒40的吸鹽效益，因此遠紅外線礦物基材50與油芒40兩者相輔相成，形成極佳的一種鹽鹼地土壤優化方法；次者，本發明中在耕種層30所耕作之油芒40，除了具有鹽生植物中可作為「生物泵」吸收轉移土壤中鹽份、可減少土面蒸發進而防止地下水中的鹽份返鹽、以及其根系可產生有機酸中和土壤的鹼性外，其營養成分更包含有色胺酸、魚鯊烯、芹菜素、以及維他命B群，可補充米麥營養的不足；再者，油芒40的莖稈可做成飼料、其種仔可食用；因此，油芒40不但有益於鹽鹼地的土壤改良，且油芒40全株可用，具有極高的經濟效益。

惟，上述所揭露的圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10:地下水層 20:土壤層 30:耕種層 40:油芒 50:遠紅外線礦物基材 60:有機肥料 80:鹽水 81:鹽份 F:薄膜 G:水分子團 h:孔洞 L1:自來水的測試線 L2:添加遠紅外線礦物基材的測試線 N :網狀結構體 P1:狀態1的動線 P2:狀態2的動線 P3:狀態3的動線 w:水分子

圖1一種習用土壤水洗法的結構示意圖。 圖2氫氧原子間的共價鍵結構示意圖。 圖3水分子極性示意圖(一)。 圖4水分子極性示意圖(二)。 圖5水分子團示意圖。 圖6水分子團通過薄膜孔洞示意圖。 圖7應用核磁共振儀測試半高寬的示意圖 圖8本發明其鹽鹼土壤綜合優化治理技術的步驟方塊圖。 圖9本發明中其遠紅外線礦物基材製造方法的步驟方塊圖。 圖10本發明中鹽鹼地優化結構的示意圖。 圖11A本發明中鹽鹼地優化結構其蒸發狀態一之示意圖。 圖11B本發明中鹽鹼地優化結構其蒸發狀態二之示意圖。 圖11C本發明中鹽鹼地優化結構其蒸發狀態三之示意圖。

Claims (7)

1. 一種鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其是在一鹽鹼地應用下列措施以減低土壤鹽份，其步驟包含： 步驟a).翻鬆地表層土壤：應用土壤治理機具鬆軟30〜50Cm的地表土 壤形成一耕種層； 步驟b).鋪設遠紅外線礦物基材：將一遠紅外線礦物基材，鋪設在該耕種層上，使其產生的震盪波得以在脫鹽過程中細小化水分子團； 步驟c).摻拌有機肥料：添加適量的有機肥料於該地表土壤中，並應 用土壤治理機翻動攪拌，使該耕種層中富含有機肥料； 步驟d).種植鹽生植物：種植一鹽生植物在該耕種層中，則該遠紅外 線礦物基材將助長該鹽生植物的生長，而該鹽生植物在生長的過程中將 吸取土壤中返鹽的鹽份； 步驟e).收成鹽生植物：是透過收割過程將該鹽生植物所吸取的鹽 份帶離土壤； 步驟f).檢測土壤：是於前述收割該鹽生植物後檢測該耕種層土壤 的含鹽量與PH值。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該步驟b)的遠紅外線礦物基材，其組成物及重量百分比為：二氧化矽(SiO2)35〜58%、氧化鋅(ZnO)1〜5%、氧化鈣(CaO)3〜10%、氧化鋁(Al2O3)3〜5%、氧化鐵(Fe2O3)10〜20%、氧化鉀(K2O)3〜5%、氧化鎂(MgO)1〜3%、二氧化鈦(TiO2)1〜5%、粉煤灰14〜30%、與生碳粉5~10%、氧化鈰(CeO2)0.5～1%、以及氧化鑭(La2O3)0.1〜0.5%；所述組成物經混合、定位塑型，再經高溫鍛燒形成多孔隙結構物，該多孔隙結構物具有孔隙孔徑0.2〜0.8微米，PH6.5〜8.5，密度0.4〜0.6克/毫升，比表面積80〜100平方米/克，且遠紅外線放射率達86%以上的特性值。
3. 如申請專利範圍第1項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該步驟c)的有機肥料包括生物性廢棄物，以及特定有機肥，且該遠紅外線礦物基材與該有機肥料的最佳拌合比例為10:1。
4. 如申請專利範圍第1項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該鹽生植物包括油芒、海蘆筍、甜高粱、狼尾草之任一種，且該油芒係為該鹽生植物中的最佳者。
5. 如申請專利範圍第2項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該遠紅外線礦物基材的製造方法，是根據申請專利範圍第2項所述的組成物配比，經由下述步驟而完成者，包含： a).初篩：將組成物的礦土原料進行初步篩料； b).破碎：應用破碎設備將組成物的礦土原料製成粉狀物； c).分篩：應用分篩設備將上述粉狀物篩選出合適的粒度； d).組成物備料：將合適粒度的組成物按所需的配比進行備料； e).比例混料：應用混料設備將被料完成的組成物予以攪拌形成混 合物； f).定位塑型：應用定型設備將上述的混合物壓合形成胚料； g).精密氧化製程：應用鍛燒爐將上述的胚料加熱至1000〜1360℃的溫度，使其中鋁元素的黏質作用被消除，進而形成多孔隙結構物； h).高能量檢測：應用檢測設備以量測上述的多孔隙結構物，以確 保其達到孔隙孔徑0.2〜0.8微米，PH6.5〜8.5，密度0.4〜0.6克/毫 升，比表面積80〜100平方米/克，且遠紅外線放射率達86%以上的特性 要求； i).分類粉碎：應用粉碎設備將檢測合格的多孔隙結構物製成粉狀物；以及 j).造粒成形：將前述的多孔隙結構物應用模具進行流動層擠出以形成粒狀的成品。
6. 如申請專利範圍第5項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該造粒成形的步驟中，更摻入15〜25%之多元生物炭，使其與75〜25%的該遠紅外線礦物基材混合攪拌、加熱壓合定型，最後再形成粒狀的成品。
7. 如申請專利範圍第6項所述的鹽鹼土壤綜合優化治理技術，其特徵在於:該多元生物炭的組成物及重量百分比為：稻殼60〜80％、油芒殼10〜30％、油芒莖杆5〜15％；而所述組成物須先經乾燥後再燻燒裂解製成多元生物炭。

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