利用毛细管吸取地下水植树或对退化树木挽救的方法与流程

本发明涉及一种生态修复领域，特别涉及一种干旱、半干旱区吸收蓄积利用自然地下水资源植树或对退化树木挽救的方法。

背景技术：

干旱、半干旱地区是指降水量小于蒸发量的地区，我国干旱、半干旱地区地域辽阔，自然条件差，经济欠发达，生态环境极为脆弱。长期以来，这类地区的绿化问题是我国国土绿化的重点，也是国土绿化的难点。随着气候的变化、降水量的减少、干旱周期的加长，干旱、半干旱地区地下水的大量蒸发，导致干旱、半干旱地区易出现土地退化。由于土地缺少水分和养分，植物无法正常生长；在缺乏植被保护的情况下，裸露的地面极易遭受风沙侵蚀和水土流失，从而使土壤中水分和养分进一步流失，最终发生土地退化，形成如同荒漠般的景观，所以，在干旱、半干旱地区进行植树造林和挽救退化树木，对防止土地荒漠化具有积极的作用。

长期以来关于蓄水植树方法有很多，常用的方法是在土壤中添加保水剂，如专利cn201310071997.5就提供了一种在树坑底部放入吸水剂+有机养分+沙子，并在表面覆盖一层石膏固沙剂的方法；专利cn102388694a涉及干旱地区进行植树和挽救退化树木的方法及树穴，在植物根系部位使用保水剂，将雨水集流供给树木根部且减少地下水的蒸发量。但由于保水剂只有在具备一定的降水、灌溉等条件下，才能发挥其吸水、保水作用，因此，在干旱少雨地区添加保水剂之后还要定期补水来维持其作用。此外，还有在树坑中埋入蓄水器的方法，如专利03105075.1提供了一种节水植树方法，即在树坑中埋入装有水的密封容器，并在容器顶端开一小口，将树木至少一根侧根插入到装水容器中，从而达到供水目的，该方法操作简单在一定程度能提高树木成活率，但由于树坑下埋入的容器里的水量有限，且一直处于消耗状态，植被养护后期主要还是靠人工浇水养护，达不到长效供水目的。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种利用毛细管吸取地下水植树的方法，该方法可利用地下水利用管路从地下湿土层吸取水分，持续供应给干旱、半干旱区的树木，利于树木生长；此外，本发明还提供一种对退化树木挽救的方法。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种利用毛细管吸取地下水植树的方法，其包括：

挖掘植树坑，使植树坑底部位于地下湿土层；

将地下水利用管路安置在已挖好的植树坑内，使地下水利用管路的下部与地下湿土层接触，以便通过地下水利用管路吸取地下湿土层中蓄含的水分；

将用于提供营养的拌合体和树木分别放入植树坑，使树木根系与地下水利用管路的上部接触，以便将地下水利用管路吸取的水分供给树木根系；

利用沙土填充植树坑，以便固定树木。

其中，所述地下水利用管路包括：由多根毛细管制作而成的毛细管束；套装在毛细管束外的支撑管；其中，所述毛细管的下部与所述地下湿土层接触，以便吸取地下湿土层中蓄含的水分；其中，所述毛细管束的两端分别露出于所述支撑管。

其中，所述拌合体包括保水剂和有机肥。

优选的，所述拌合体中保水剂和有机肥的质量百分比范围为：保水剂：有机肥为1：2-1：5。

进一步的，所述拌合体还包括种植土。

优选的，所述拌合体中保水剂和有机肥的混合物与种植土的质量百分比范围为：保水剂和有机肥的混合物：种植土为5：95-8：92。

其中，所述毛细管束的两端至少露出支撑管5cm。

其中，在将多根毛细管制作成一束毛细管束之前，还包括如下步骤：

根据栽种树木根系的投影面积，确定所述支撑管的尺寸；

根据支撑管的尺寸，确定毛细管的数量。

优选的，栽种树苗的胸径规格和根系的投影面积的比例为1:8-1：12，树苗根系的面积与支撑管的管径之比为5:1左右。

本发明还提供一种利用毛细管吸取地下水对退化树木挽救的方法，其包括如下步骤：

在退化树木周围挖掘树穴，使树穴底部位于地下湿土层；

将地下水利用管路安置在已挖好的树穴内；

将地下水利用管路的下部与地下湿土层接触，以便通过地下水利用管路吸取地下湿土层中蓄含的水分；

将地下水利用管路的上部与退化树木的根系接触，以便将地下水利用管路吸取的水分供给树木根系；

将保水剂放入树穴内，用沙土将树穴填满。

其中，所述地下水利用管路包括：由多根毛细管制作而成的毛细管束；套装在毛细管束外的支撑管；其中，所述毛细管的下部与所述地下湿土层接触，以便吸取地下湿土层中蓄含的水分；其中，所述毛细管束的两端分别露出于所述支撑管。

与现有技术相比，本发明的利用毛细管吸取地下水的方法的有益效果体现在以下方面：

1、本发明的方法，在干旱、半干旱地区，通过地下水利用管路，极大的提高了地下水位，使得种植的树木或退化树木获得充足的水源，进而提高种植的树木和退化树木的成活率。

2、本发明的地下水利用管路，利用毛细管微渗原理，从地下湿土层源源不断吸取水分供给苗木生长所用，解决干旱、半干旱地区植被恢复问题。

3、本发明的方法，在种植的树木和退化树木的生长过程中能够达到免维护、免人工浇水，节约成本，节约水资源。

附图说明

图1为利用地下水利用管路进行植树纵剖面示意图；

图2为利用地下水利用管路进行退化树木挽救纵剖面示意图；

图3为利用地下水利用管路进行退化树木挽救横剖面示意图；

图4为利用毛细管吸取地下水植树的方法的流程图；

图5为利用毛细管吸取地下水对退化树木挽救的方法的流程图。

具体实施方式

如图4所示，为本发明提供的利用毛细管吸取地下水植树的方法的流程图，由图4可知，该方法包括：

挖掘植树坑，使植树坑底部位于地下湿土层；

将地下水利用管路安置在已挖好的植树坑内，使地下水利用管路的下部与地下湿土层接触，以便通过地下水利用管路吸取地下湿土层中蓄含的水分；

将用于提供营养的拌合体和树木分别放入植树坑，使树木根系与地下水利用管路的上部接触，以便将地下水利用管路吸取的水分供给树木根系；

利用沙土填充植树坑，以便固定树木。

具体的，本发明在干旱、半干旱地区利用毛细管吸取地下水植树的方法包括如下步骤：

s01、挖掘植树坑，使植树坑底部位于地下湿土层5

根据待种植的树木1大小，采用挖坑机在干土层6挖掘出用于植树的树坑，然后在树坑底部挖掘出与树坑相连通的到达地下湿土层5一定深度处的深坑，使树坑和深坑共同构成植树坑。其中，深坑的最底部与干土层6最底层之间的高度至少超过30cm。

s02、根据栽种树木1情况，确定地下水利用管路规格

其中，本发明实施例中所采用的地下水利用管路包括如下结构(如图1所示)：由多根毛细管4制作而成的毛细管束；套装在毛细管束外的支撑管3；其中，毛细管4的下部与地下湿土层5接触，以便吸取地下湿土层5中蓄含的水分，且毛细管束的两端分别露出于支撑管3。

其中，本发明的支撑管3由能直立、具有支撑作用的管状材料制成，如可以采用pvc管，也可以采用pe、ppr、玻璃钢、水泥、陶瓷等等材料制成的管子，考虑到易于施工、造价低廉，通常选用pvc管。而毛细管4可由石英、棉纱、纸质、塑料等材料制成，一般毛细管4采用外径1-1.5mm、内径0.3-0.5mm的管子。

需要说明的是，当本发明采用的毛细管4由不易渗水材料(如塑料)制成时，由于毛细管4的管壁不会渗水到土壤中，故也可以不采用支撑管3即可达到提高地下水位、供给植物的目的；但如果本发明的毛细管4由易渗水材料(如纸质)制成时，由于毛细管4的管壁会渗水到土壤中，故必须采用支撑管3才能达到提高地下水位、供给植物的目的。

其中，根据栽种树木1情况，确定地下水利用管路规格包括如下步骤。

s21、在将植树坑挖好后，根据植树坑中深坑的高度，确定支撑管3的长度。

通常，支撑管3的长度可与深坑的高度相等或略小于深坑的高度，如可比深坑小10cm左右。

s22、确定支撑管3的长度后，根据栽种树木1根系2的投影面积，确定支撑管3的直径。

一般情况下，栽种树木1的胸径规格和根系2的投影面积的比例是1：8-1：12左右，而根据树木1根系2的投影面积确定支撑管3的管径时，一般投影面积与支撑管3管径比为5:1左右，即胸径为1cm的树木1，采用的支撑管3的管径为2-3mm之间，并可依此类推，计算出与栽种树木1胸径相适配的支撑管3的管径。s23、确定支撑管3的长度和直径后，根据树木1根系2的投影面积和支撑管3的尺寸确定毛细管4的数量与长度。

其中，一般情况下，树木1根系2的投影面积与毛细管4的设置存在如下关系：每2平方厘米的投影面积设置一根毛细管4，即，通过树木1根系2的投影面积可计算出采用的毛细管4的数量，再根据支撑管3的管径和毛细管4的外径计算支撑管3内是否能放入这些数量的毛细管4(可根据实际情况略微增减毛细管4)。

确定完毛细管4的数量之后，根据支撑管3的长度确定毛细管4的长度。本发明的方法中，毛细管4的长度要比支撑管3的长度长出至少10cm，即，将毛细管4扎成毛细管束安置在支撑管3内之后，毛细管束的上下两端分别露出支撑管3至少5cm。

本发明的毛细管束的下端露出支撑管3下端，不仅使毛细管4可以通过其下端从地下湿土层5吸取水分，还可以利用毛细管4的侧壁从地下湿土层5吸取水分，即，增加毛细管4与地下湿土层5的接触面积而增加吸取的水分。而毛细管4的上端露出支撑管3上端，可以使毛细管束中的毛细管4的上端与待种植树木1的根系2接触面积更大，从而使供水效果更好。

s03、将地下水利用管路安置在已挖好的植树坑内，使地下水利用管路的下部与地下湿土层5接触。

在将毛细管束安置在支撑管3内之后，将组装好的地下水利用管路安置在已挖好的植树坑的深坑内，安置时，使毛细管束的下端与深坑的底部相接触，即，每根毛细管4的下端与地下湿土层5接触，以便通过毛细管4吸取地下湿土层5中蓄含的水分，并且水分由毛细管4的下端向上端移送。

由于深坑的上部位于干土层6，故毛细管4的上端位于干土层6，因此，通过毛细管4下端吸取的水分通过毛细管4向上传送，就相当于抬高了地下水的水位。

s04、将用于提供营养的拌合体和树木1分别放入植树坑，使树木1根系2与地下水利用管路的上部接触。

s41、在将地下水利用管路安置好之后，在植树坑内放入用于为树木1提供营养并且提高保水性能的拌合体。

其中，拌合体可以包括保水剂和有机肥，且拌合体中保水剂和有机肥的质量百分比范围为：保水剂：有机肥为1：2-1：5。

进一步的，拌合体还可以包括种植土，即，在保水剂和有机肥的混合物中添加种植土，优选的，拌合体中保水剂和有机肥的混合物与种植土的质量百分比范围为：保水剂和有机肥的混合物：种植土为5：95-8：92。

s42、在植树坑内放入拌合体之后，通过拌合体将地下水利用管路固定好，并且使地下水利用管路中的毛细管4的上端露出拌合体，然后将树木1放在植树坑内，使树木1的根系2与毛细管束中毛细管4的上端相接触，以便将毛细管4吸取的水分供给树木1根系2。

s05、利用沙土填充植树坑，以便固定树木1。

在将树木1放入植树坑、并使树木1根系2与毛细管4上端接触后，将沙土填满在植树坑内，以便通过沙土固定住树木1。最后，采用常规植树方法对树木1浇水，而在树木1种植后，在树木1生长过程中，可以减少或不需再对树木1浇水。

本发明的方法，通过地下水利用管路，吸收地下湿土层5的水分并将水分输送至位于干土层6的树木1根系2，实现了利用地下湿土层5源源不断吸取水分供给树木1生长所需水分的目的，解决干旱、半干旱地区植树后树木1成活率低下的问题，并且，在树木1生长过程中，可以免维护，减少或免除人工浇水，节约人力，节约水资源，减少植树成本。

本发明除了采用上述的地下水利用管路进行植树之外，还可以对干旱、半干旱地区的退化树木7进行挽救，方法如图5所示，包括：

在退化树木7周围挖掘树穴，使树穴底部位于地下湿土层5；

将地下水利用管路安置在已挖好的树穴内；

将地下水利用管路的下部与地下湿土层5接触，以便通过地下水利用管路吸取地下湿土层5中蓄含的水分；

将地下水利用管路的上部与退化树木7的根系8接触，以便将地下水利用管路吸取的水分供给树木根系8；

将保水剂放入树穴内，用沙土将树穴填满。

具体的，本发明对退化树木7进行挽救的方法包括如下步骤。

s01、在退化树木7周围挖掘树穴，使树穴底部位于地下湿土层5

根据退化树木7的大小，采用挖坑机在退化树木7周围的干土层6挖掘出多个树穴，使每个树穴的最底部到达地下湿土层5一定深度处。其中，树穴的最底部与干土层6最底层之间的高度至少超过30cm。

s02、根据退化树木7情况，确定地下水利用管路规格

其中，本发明实施例中所采用的地下水利用管路包括如下结构(如图2、图3所示)：由多根毛细管4制作而成的毛细管束；套装在毛细管束外的支撑管3；其中，毛细管4的下部与地下湿土层5接触，以便吸取地下湿土层5中蓄含的水分，且毛细管束的两端分别露出于支撑管3。

其中，本发明的支撑管3由能直立、具有支撑作用的管状材料制成，如可以采用pvc管，也可以采用pe、ppr、玻璃钢、水泥、陶瓷等等材料制成的管子，考虑到易于施工、造价低廉，通常选用pvc管。而毛细管4可由石英、棉纱、纸质、塑料等材料制成，一般毛细管4采用外径1-1.5mm、内径0.3-0.5mm的管子。

需要说明的是，当本发明采用的毛细管4由不易渗水材料(如塑料)制成时，由于毛细管4的管壁不会渗水到土壤中，故也可以不采用支撑管3即可达到提高地下水位、供给植物的目的；但如果本发明的毛细管4由易渗水材料(如纸质)制成时，由于毛细管4的管壁会渗水到土壤中，故必须采用支撑管3才能达到提高地下水位、供给植物的目的。

其中，根据退化树木7情况，确定地下水利用管路规格包括如下步骤。

s21、在将树穴挖好后，根据树穴的深度，确定支撑管3的长度。通常，支撑管3的长度与树穴的深度相当或略小于树穴的深度。

s22、确定支撑管3的长度后，根据退化树木7的情况，确定支撑管3的直径。

一般情况下，树木的胸径规格和根系8的投影面积的比例是1：8-1：12左右，而根据树木根系8的投影面积确定支撑管3的管径时，一般投影面积与支撑管3管径比为5:1左右，即胸径为1cm的树木，采用的支撑管3的管径为2-3mm之间，并可依此类推，计算出与退化树木7胸径相适配的支撑管3的管径。而由于退化树木7的胸径要大于刚种植树木的胸径，且在退化树木7周围可以安置多个地下水利用管路，故可在获取到与退化树木7相适配的支撑管3的管径信息之后，可再根据挖掘树穴的数目对获取的支撑管3的管径进行平均，以得到实际安置在每个树穴里的支撑管3的管径。

s23、确定支撑管3的长度和直径后，根据树木根系8的投影面积和支撑管3的尺寸确定毛细管4的数量与长度。

其中，一般情况下，树木根系8的投影面积与毛细管4的设置存在如下关系：每2平方厘米的投影面积设置一根毛细管4，即，通过树木根系8的投影面积可计算出采用的毛细管4的数量，再根据支撑管3的管径和毛细管4的外径计算支撑管3内是否能放入这些数量的毛细管4(可根据实际情况略微增减毛细管4)。实际应用时，与上述确定每个支撑管3的管径的方法一样，将毛细管4的总数根据支撑管3的数量平均分配。

确定完每根支撑管3里的毛细管4的数量之后，根据支撑管3的长度确定毛细管4的长度。本发明的方法中，毛细管4的长度要比支撑管3的长度长出至少10cm，即，将毛细管4扎成毛细管束安置在支撑管3内之后，毛细管束的上下两端分别露出支撑管3至少5cm。

本发明的毛细管束的下端露出支撑管3下端，不仅使毛细管4可以通过其下端从地下湿土层5吸取水分，还可以利用毛细管4的侧壁从地下湿土层5吸取水分，即，增加毛细管4与地下湿土层5的接触面积而增加吸取的水分。而毛细管4的上端露出支撑管3上端，可以使毛细管束中的毛细管4的上端与退化树木7的根系8接触面积更大，从而使供水效果更好。

s03、将地下水利用管路安置在已挖好的树穴内，使地下水利用管路的下部与地下湿土层5接触、上部与退化树木7根系8接触

在将毛细管束安置在支撑管3内之后，将组装好的地下水利用管路安置在已挖好的树穴内，安置时，使毛细管束的下端与树穴的底部相接触、上端与退化树木7的根系8相接触。每根毛细管4的下端与地下湿土层5接触，可以通过毛细管4吸取地下湿土层5中蓄含的水分，并且水分由毛细管4的下端向上端移送，移送到的上端的水分供给退化树木7，为退化树木7提供水分。

由于树穴的上部位于干土层6，故毛细管4的上端位于干土层6，因此，通过毛细管4下端吸取的水分通过毛细管4向上传送，就相当于抬高了地下水的水位。

s04、将用于提高土壤保水能力的保水剂放入树穴，放置保水剂时，保水剂的厚度为1～2cm，通过保水剂将地下水利用管路固定，并使地下水利用管路中的毛细管4的上端露出保水剂，然后将沙土填满在树穴内。

与现有技术相比，本发明的利用毛细管吸取地下水植树及对退化树木挽救的方法具有如下有益效果：

1、本发明的方法，在干旱、半干旱地区，通过地下水利用管路，极大的提高了地下水位，使得种植的树木或退化树木获得充足的水源，进而提高种植的树木和退化树木的成活率。

2、本发明的地下水利用管路，利用毛细管微渗原理，从地下湿土层源源不断吸取水分供给苗木生长所用，解决干旱、半干旱地区植被恢复问题。

3、本发明的方法，在种植的树木和退化树木的生长过程中能够达到免维护、免人工浇水，节约成本，节约水资源。

尽管上面对本发明的内容作了具体描述，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。