一种沙漠种植的保湿防干装置及其施工方法

本发明属于沙漠治理，具体涉及一种沙漠种植的保湿防干装置及其施工方法。

背景技术：

1、沙漠地区占据了地球表面的广大面积，其干燥的气候条件、贫瘠的土壤以及高温和低降水量的特点使其成为一个生态系统脆弱、水资源稀缺的地区。防风固沙是在干旱和半干旱地区常见的一种生态建设活动，旨在保护水土资源、减轻沙尘暴对环境的影响，并有效抑制沙漠化的蔓延。

2、传统的沙漠治理方法包括植树造林，通过引入耐旱植物来改善土壤质量、降低土壤侵蚀和提供防风固沙效果。常见的治理方法有草方格法、化学固化技术等。草方格法涉及在土壤表面划定小方格并种植草本植物，以改善土壤结构和提供风沙控制。化学固化技术是使用化学物质来改善土壤的物理性质，从而减轻风沙侵蚀。然而，草方格法需要人工轧制、人工铺设和维护，费工费时，总体成本较高。化学固化剂成本较高，且使用时需要较为精确与沙漠土进行配比施工，化学固化剂引入的化学成分可能还会带来新的生态风险，而且化学固沙剂由于受到风蚀或紫外线等的作用，固沙效果通常不是永久的，需要定期维护和添加，管理和维护成本相对较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种沙漠种植的保湿防干装置及其施工方法，能够提高植物的存活率，改善沙漠土质地。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种沙漠种植的保湿防干装置，包括外壳体、设置在所述外壳体底部的底板以及设置在所述外壳体内的培植体，所述培植体包括由下至上依次铺设的吸水层、改良层和防蒸发层；所述外壳体的周壁封闭，所述底板上开设有若干可供植物根系穿过的孔；所述吸水层由多孔性材料构成；所述改良层由处理场地的沙漠土、黄土、有机肥料组成；所述防蒸发层采用透水性覆盖材料；外壳体为植物生长提供一个稳定的空间，培植体可以为植物的生长发育提供水分、营养物质，提高在沙漠中种植植物的存活率；移植的植株种植于改良层，植物先期在改良层生长，根系逐渐延伸至吸水层，最终穿过吸水层进入外壳体底板底部沙漠中，所述外壳体的周壁封闭可以防止水分从侧边流失，减少浇水次数和浇水量。

4、进一步的，所述改良层中的各组分按照重量份计为：沙漠土50～75份，黄土25～50份，有机肥料0.1～5份。

5、进一步的，所述吸水层的厚度范围为15cm～30cm，所述改良层的厚度范围为30cm～60cm，所述防蒸发层的厚度范围为5cm～15cm。

6、进一步的，所述防蒸发层包括作物秸秆碎屑层，作物秸秆可为小麦秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆。

7、进一步的，所述防蒸发层还包括铺设在作物秸秆层表面的可降解薄膜，所述可降解薄膜上预留有可供植物钻出的预留孔。

8、进一步的，所述培植体高度小于所述外壳体的高度，所述培植体顶面距离外壳体上沿的高度差为5cm～30cm，在沙漠中埋设本装置后，可将原位沙漠土填充到外壳体顶部的预留空间内。

9、进一步的，所述底板包括与所述外壳体匹配的钢架和设置在所述钢架上的钢筋网，所述钢筋网的网孔大小在1cm～10cm之间，所述钢筋网的网孔根据栽种植物主根的粗细调整，使根茎能够自由穿过外壳体底板。

10、本发明还提出了一种沙漠种植的保湿防干装置的施工方法，使用如前文所述的沙漠种植的保湿防干装置，所述沙漠种植的保湿防干装置的施工方法包括以下步骤：

11、s1：将沙漠种植的保湿防干装置埋于待处理沙漠区域中；移植植物种植于改良层中；

12、s2：填充原位沙漠土到外壳体内的培植体表面，使填充的原位沙漠土与沙漠地面平齐；

13、s3：在沙漠种植的保湿防干装置顶面喷洒的固沙剂形成固沙层，固沙剂的喷洒用量体积为外壳体内填充的原位沙漠土土壤的空隙体积；固沙剂的浓度和用量通过室内实验确定；

14、s4：根据植物的生长状态定期浇水维护。

15、进一步的，s1中，所述沙漠种植的保湿防干装置呈梅花型布置，相邻两个所述沙漠种植的保湿防干装置的间距为1～3倍外壳体宽度。

16、进一步的，s3中固沙剂喷洒范围为外壳体内，固沙剂的喷洒容量为填充的原位沙漠土壤的空隙体积，可以防止固沙剂渗入防蒸发层；移栽植物采用适应当地沙漠生态系统的植物品种。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明构建了一个集改良层、防蒸发层、吸水层的多层次的培植体，不仅为植物生长提供了养分，还能有效减少水分蒸发，抑制水分流失，有助于防止沙漠化的进一步扩展；

19、本发明的改良层通过将黄土、沙漠土、有机肥料混合，提高土壤的养分含量、保水性，并且黄土成本低，来源广泛；

20、本发明的施工方法中，将固沙装置回填时将原位沙漠土壤覆盖其表面，并进行固沙，能够减少固沙装置体系表层土的破坏；

21、本发明的施工方法工艺简单，具有广泛的实用性，可实现大规模、机械化的施工，降低了人工成本，适用范围广泛。

技术特征：

1.一种沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：包括外壳体(1)、设置在所述外壳体(1)底部的底板(3)以及设置在所述外壳体(1)内的培植体(2)，所述培植体(2)包括由下至上依次铺设的吸水层(4)、改良层(5)和防蒸发层(6)；所述外壳体(1)的周壁封闭，所述底板(3)上开设有若干可供植物根系穿过的孔；

2.根据权利要求1所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述改良层(5)中的各组分按照重量份计为：沙漠土50～75份，黄土25～50份，有机肥料0.1～5份。

3.根据权利要求1所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述吸水层(4)的厚度范围为15cm～30cm，所述改良层(5)的厚度范围为30cm～60cm，所述防蒸发层(6)的厚度范围为5cm～15cm。

4.根据权利要求1所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述防蒸发层(6)包括作物秸秆层。

5.根据权利要求4所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述防蒸发层(6)还包括铺设在作物秸秆层表面的可降解薄膜(8)，所述可降解薄膜(8)上预留有可供植物钻出的预留孔。

6.根据权利要求1所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述培植体(2)高度小于所述外壳体(1)的高度，所述培植体(2)顶面距离外壳体(1)上沿的高度差为5cm～30cm。

7.根据权利要求1所述的沙漠种植的保湿防干装置，其特征在于：所述底板(3)包括与所述外壳体(1)匹配的钢架(31)和设置在所述钢架(31)上的钢筋网(32)，所述钢筋网(32)的网孔大小在1cm～10cm之间，所述钢筋网(32)的网孔根据栽种植物主根的粗细调整。

8.一种沙漠种植的保湿防干装置的施工方法，其特征在于：使用如权利要求1至7任一项所述的沙漠种植的保湿防干装置，所述沙漠种植的保湿防干装置的施工方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的沙漠种植的保湿防干装置的施工方法，其特征在于：s1中，所述沙漠种植的保湿防干装置呈梅花型布置，相邻两个所述沙漠种植的保湿防干装置的间距为1～3倍外壳体(1)宽度。

10.根据权利要求8所述的沙漠种植的保湿防干装置的施工方法，其特征在于：s3中固沙剂喷洒范围为外壳体(1)内；移栽植物采用适应当地沙漠生态系统的植物品种。

技术总结
本发明属于沙漠治理技术领域，具体涉及一种沙漠种植的保湿防干装置，所述装置包括外壳体、设置在所述外壳体底部的底板以及设置在所述外壳体内的培植体，所述培植体包括由下至上依次铺设的吸水层、改良层和防蒸发层；所述外壳体的周壁封闭，所述底板上开设有若干可供植物根系穿过的孔；所述吸水层由多孔性材料构成；所述改良层由处理场地的沙漠土、黄土、有机肥料组成；所述防蒸发层采用透水性覆盖材料；本发明的装置不仅为植物生长提供了养分，还能有效减少水分蒸发，抑制水分流失，有助于防止沙漠化的进一步扩展；本发明还提供了一种使用如前文所述的沙漠种植的保湿防干装置的施工方法，能有效减少水分蒸发和流失，提高移栽植株的存活率。

技术研发人员：吴创周,何满潮,李作勇
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19