专利名称：无碳排放旱地土壤增温方法
技术领域：
本发明涉及一种无碳排放旱地土壤增温方法，适用于对土壤增温作业。
背景技术：
在我国北讳23。 27'以北广大地区的全年时间和北讳23。 27'以南地区的冬半 年，由于太阳辐射照射到该地区总是斜射的，太阳高度角低，农田土壤得到太阳的辐射量较 少，冬季土温较低，甚至引起冻土，不利于农作物生长，造成减产，严重时使刚播种的农作物 受到较低的土温危害而烂种烂牙烂苗。 现有的解决措施中，为了提高农田土壤温度，往往利用农业设施，如薄膜覆盖、塑 料大棚、玻璃温室等等，成本高，花费劳动力，使用材料有碳排放，不利于生态环境保护；要 么干脆就放弃种植作物，闲置农田而浪费季节和太阳能，造成年产量减少。因此，如何解决 上述问题是本发明的研究目的。
发明内容
本发明的目的是一种无碳排放旱地土壤增温方法，该发明实现简单，成本低，且无 碳排放，环保科技。 本发明的装置是这样实现的一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如 下
a. 将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，
b. 垄起来的畦的走向为东西走向，
c. 垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其a=90°-heI^， a为南侧畦 面的倾斜角度，he E午为正中午的太阳高度角。 本发明的优点是本发明使作物在生长季的太阳高度角最大化，得到的太阳辐射 量最大化，使土温表面温度比普通农田耕地高4_6°C ，比传统的垄畦耕地土壤高2_3°C ，从 而可以更有效地防御土温过低多作物的低温危害，而且不需要制作任何的设施，没有碳排 放，节省资金投入和劳动力成本，操作简单，容易掌握，效果显著。
图1为耕地平面上太阳直接辐射照度示意图。
图2为本发明具体实施例畦结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步的阐述。
如图2所示，本发明的一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下
a. 将旱地布置成具有垄起来的畦(1)和低凹垄沟的结构，
b. 垄起来的畦(1)的走向为东西走向，
3c.垄起来的畦(1)的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边(2)，其a=90°-heI^ a 为南侧畦面的倾斜角度，he E午为正中午的太阳高度角。 经过上述步骤后，待种植作物可以直立栽种在垄起来的畦的南侧畦面上，从而有 效提高作物生长环境温度。 本发明的原理是根据日地相对运动的规律，地球绕太阳公转和地球的自转运动， 一年中照射到地球表面的太阳辐射的变化情况，地球上各地农田表面上在一年中不同季节 接收到的太阳辐射量是不同的；同一天，地球上不同的地区得到太阳的辐射量也是不同的； 同一天，同一个地区不同地块的农田得到太阳的辐射量也是不同的；同一天、同一个地区、 同一个地块的农田，由于农田表面的形状不同，得到的太阳辐射量也是不同的，从图l可知 道这一个结论。 太阳辐射中未经散射和反射，直接投射到地球便面的那一部分辐射称为太阳直 接辐射，俗称为阳光，太阳直接辐射照度是指与太阳辐射方向正交的单位面积、在单位时 间内所接受到的太阳直接辐射能，俗称为太阳光强度，用S表示，单位为焦耳每平方米秒 (J'm-2.s-"。 从定义看，直接辐射照度指的是投射在垂直面上的太阳直接辐射，而实际农田地 面可以近似地看作为水平面，农田地面多数情况不与太阳光线垂直，在我国北讳23° 27' 以北广大地区的全年时间和北讳23。
27'以南地区的冬半年，太阳辐射照射到该地区总 是斜射的，见图1的S'。 图中的S'为某水平面的太阳直接辐射照度；S为同一水平面上垂直于太阳方向的 平面上太阳直接辐射照度；he为太阳高度角。 由于S'和S指的是单位面积上的辐射照度，而两个面积上在单位时间内的直接辐 射量是相等的，图1中线段AC和线段BC都取单位厚度，则
S'.AC=S.BC，
S'=S.BC/AC，
由于sin(he)=BC/AC，因此S'=S'sin (h e)。
从上式可看出S'与h e有关。 显然，单位面积农田表面S'的太阳辐射照度低于垂直面S，在相同的照射时间中， 单位面积农田表面S'得到的太阳辐射量就低于垂直面S，土壤得到热量少，土温就低，要使 得农田表面S'得到的太阳辐射量达到最大，就要使农田表面与太阳直接辐射方向垂直，即 角度为90° 。 本发明选用垄畦为耕作地，根据正午(可以近似地看成是中午12时)太阳高度角的
计算公式
110正午=900±(小-3)，
其中he正午=900+(小_5)(当小《S ) he正午=900-(小-3)(当小> S )
小为地理纬度；S为太阳赤纬。
因赤纬值日变化很小，一年内任何一天的赤纬角S可用下式计算
Sin(S)=0.39795cos
。式中N为日数，自1月1日开始计算。
根据当地主要旱地作物播种日期开始，算到该作物全生育期天数的一半天数作为
4计算赤纬的日数N，可以计算出作物全生育期天数的一半天数那天的赤纬S ;再根据当地 的纬度，可以计算出当地主要旱地作物生长中期正午的太阳高度角，那么，垄起来的畦的南 侧倾斜的角度(a )就可以计算出来，如同图1中的Z ACB，计算公式是 a=90Q—he正午
以此计算得到的南侧倾斜角度(a )就是可以使得南侧畦面与太阳直接辐射垂直，成 90°角，也就是照到畦面的太阳辐射照度最强，种植作物的这个畦面得到的太阳辐射能量最 大，得到的热能最多，可以提高该畦面的温度。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下a．将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，b．垄起来的畦的走向为东西走向，c．垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其α=900-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。
全文摘要
本发明涉及一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下a．将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，b．垄起来的畦的走向为东西走向，c．垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其α=900-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。本发明使作物在生长季的太阳高度角最大化，得到的太阳辐射量最大化，使土温表面温度比普通农田耕地高4-6℃，比传统的垄畦耕地土壤高2-3℃，从而可以更有效地防御土温过低多作物的低温危害，而且不需要制作任何的设施，没有碳排放，节省资金投入和劳动力成本，操作简单，容易掌握，效果显著。
文档编号A01B79/00GK101785381SQ20101013331
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者陈家豪 申请人:福建农林大学