防治土壤干层的地面开孔聚流入渗方法与流程

本发明涉及土壤防治领域，具体涉及一种防治土壤干层的地面开孔聚流入渗方法。

背景技术：

在干旱半干旱地区，降雨少且60%-70%的降雨流失、雨水入渗土壤较浅、地面植被吸收和消耗土壤深层水分、地下水位深，这些因素使得土壤剖面深层水分亏缺，形成了土壤干层。土壤表层受降雨补给，湿度较高，但土壤表层以下的土壤干层中土壤含水量低于田间持水量，甚至达到凋萎含水率，这严重影响着地面植被的生长发育和更新。目前，在年降雨量600mm以下，土层厚度大于6m或者地下水埋深大于6m的中龄人工林下，一般均有土壤干层发育。尤其在我国西北部的三北防护林、退耕还林还草地、黄土高原采矿复垦场地，形成了广泛分布的土壤干层。土壤干层问题严重制约植被建设效果，植被缺少可利用水分，而形成小老树、低产林。土壤干层也降低了植被抵抗干旱的能力，一旦干旱发生，植被缺乏可利用的土壤深层水，则容易发生大面积死亡和退化的现象。

目前，加强土壤保水蓄水的技术主要包括人工蓄（抽）水浇灌措施、土壤剖面结构或者微地形改良、植被耕作或种植方式改良三种方法，第一种方法虽然能够加大入渗量，充分补给土壤各层的水分，但成本高、水源缺乏。后两种方法通过措施控制地表水分流失、提高表层土壤保水能力和植被水分利用效率，但不能解决土壤深层水分亏缺的问题。因此，已经发育和可能发育土壤干层的地区需要一种有效的防治技术。

技术方案

针对上述问题，本发明旨在提供一种防治土壤干层的地面开孔聚流入渗方法，克服现有技术中不能为土壤干层补给水分的不足，提供一种方法简单、易于实施、成本低、土壤干层防治效果好的方法。

本发明采用的技术方案是：一种防治土壤干层的地面开孔聚流入渗方法，包括如下步骤：

步骤1）使用螺旋钻土壤打孔机在植株间隙空地上开孔，孔按照网格方式均匀布设，孔垂直水平面向下到土壤干层起始深度下一段距离；

步骤2）在步骤1）中所开的孔中插入直径略小于孔直径的渗水管，渗水管靠近底口一端的管壁上设有渗水孔；孔口覆盖杂草和枯枝，使降雨后水流过滤后进入孔内，同时防止土壤深层水分通过孔口蒸发；

步骤3）对孔周边进行微地形整理，当孔四周为平地时，以孔口为中心整理为中间低、四边略高的微地形，以利于孔四周的降雨聚流到孔中；当孔处在坡地上，在位于孔所处坡地的下坡方向前方修建拦流埂，以利于孔上方的降雨聚流到孔中。

所述步骤1）中，孔向下到达土壤干层起始深度下10-20cm，相邻孔的中心间隔1m-3m，孔的直径5cm-15cm。

所述步骤2）中，渗水管插入至土壤孔中，其距离底口20cm-40cm的管壁上开设有渗水孔，渗水孔的直径为3mm-7mm；相邻渗水孔的中心间隔为30mm-80mm。

所述步骤3)中，拦流埂高10cm-20cm。

所述步骤1）中钻孔提取出来的土壤集中堆放，在步骤3）中用于修建拦流埂或整理微地形。

所述步骤2）中渗水管为环保生物可降解材料pvc管材，用于防止孔壁湿陷坍塌；降解后对土壤和水无污染。

所述步骤3）中，避免损伤植株，微地形整理完毕后，压实表土，防止降雨侵蚀。

本发明的有益效果是：为植物深部根系提供水分，改善植物生长条件，增强植物的抗旱能力；高效利用自然降雨，使流失和蒸发的水分直接转移到土壤干层，补给土壤水分；实现土壤干层预防或治理的同时，兼具水土保持和植被保育效果。

附图说明

图1为本发明平地开孔聚流入渗防治土壤干层的剖面示意图。

图2为本发明坡地开孔聚流入渗防治土壤干层的剖面示意图。

图3为本发明实施的技术流程图。

图中，1.地面，2.杂草和枯枝覆盖层，3.孔，4.渗水管，4-1.渗水孔，5.水流，6.土壤干层，7.拦流埂。

具体实施方式

以下结合附图和实例用于进一步详细说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

内蒙古鄂尔多斯某露天煤矿排土场地形平整，无地下水补给，深层土壤在矿山排土后没有受到降雨补给，植被面临干旱风险，需要对土壤干层进行防治，结合图1和图3，以对本发明实施作进一步详细说明。

首先，目视调查排土场的植被覆盖情况，挖掘土壤剖面、利用水分速测仪测定土壤干层情况。发现苜蓿、油松、小叶杨、柠条、沙棘群落下方在0-60cm处土壤含水量介于8%-20%之间，但60cm以下土壤含水量为6%，低于土壤稳定持水量8%，60cm以下土壤层属于典型的土壤干层。

其次，利用螺旋钻土壤打孔机在植株间隙空地上开孔3，孔垂直水平面向下，孔3按照网格形式均匀布设，相邻孔3的中心间隔为2m，孔3的直径为10cm，孔3的深度为0.8m。

再次，在所开的孔3中插入直径为9cm的环保可降解材料pvc渗水管4。渗水管4两端留空，下端20cm的管壁上有渗水孔4-1，渗水孔4-1的直径为5mm，相邻渗水孔4-1的中心间隔为50mm。孔3口覆盖杂草和枯枝，使降雨后水流过滤后进入孔3内，同时防止土壤深层水分通过孔3口蒸发。

然后，将孔3周边整理为中间低、四边略高的微地形，以利于孔四周的降雨聚流到孔中，如图1。微地形整理完毕后，压实表土，防止降雨侵蚀。

依据上述基于地面开孔聚流入渗方法对已有的土壤干层进行治理，发现该方法能将60cm-160cm深处土层土壤含水量从6%提高到9%，孔周边降雨利用率提高30%。有效地利用降雨解决土壤干层问题，为植物根系提供水源。

实施例2

山西盂县某地黄土土壤剖面上，土层厚度大于10m，无地下水补给，地面植被耗水严重，植被面临干旱风险，需要对土壤干层进行治理，结合图2和图3，以对本发明实施作进一步详细说明。

首先，目视调查排土场的植被覆盖情况，挖掘土壤剖面、利用水分速测仪测定土壤干层情况。发现，柠条林地下方在0-120cm处土壤含水量介于8%-15%之间，但120cm-450cm之间土壤含水量介于3%-6%，低于土壤稳定持水量8%。而450cm以下土壤含水量大于8%。表明120cm-450cm之间形成了典型的土壤干层。

其次，利用螺旋钻土壤打孔机在植株间隙空地上开孔3，孔3垂直水平面向下，孔按照网格形式布设，相邻孔3的中心间隔为2m，孔3的直径为10cm，孔3的深度为1.4m。

再次，在所开的土壤孔3中插入直径为9cm的环保可降解材料pvc渗水管4。渗水管4两端留空，下端30cm的管壁上有渗水孔4-1，渗水孔4-1的直径为5mm，相邻渗水孔4-1的中心间隔为50mm。孔3口覆盖杂草和枯枝，使降雨后水流过滤后进入孔内，同时防止土壤深层水分通过孔口蒸发。

然后，如图2，整理孔周边的微地形，在孔3所处的土修建拦流埂，拦流埂7高20cm，以利于孔3上方的降雨聚流到孔3中。

依据上述基于地面开孔聚流入渗方法对已有的土壤干层进行治理，发现该方法能将120cm-450cm深处土层平均土壤含水量从4.5%提高到8%，孔周边降雨量利用率提高40%。有效地利用降雨解决土壤干层问题，为植物根系提供有效水源。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不能脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。