深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统及栽种方法
【专利摘要】本发明提供了一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，属于盐碱田治理技术领域，包括排盐沟和集水池，排盐沟连通集水池，排盐沟内设置填充物，排盐沟上方设置防护薄膜，防护薄膜包括第一薄膜和第二薄膜，两块薄膜形成两端开口的中空腔体，中空腔体中部的横截面积大于两端开口的横截面积；中空腔体设置土壤形成排盐区，排盐沟将盐碱田分隔成多个富盐区，排盐区种植经济作物，富盐区种植耐盐植物。该系统能有效降低盐碱田的盐浓度，提高盐碱田的经济效益，并且使用集水池中收集的水和养分对富盐区植物进行补给，能实现对养分的充分利用。同时利用上述系统，本发明还提供了一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式栽种方法。
【专利说明】
深水位重盐溃土区盐化土壤间作式改良系统及栽种方法
技术领域
[0001]本发明涉及盐碱田治理技术领域，具体而言，涉及一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统及栽种方法。
【背景技术】
[0002]在人口日益增长的当今社会，为了满足人类的生存需要，人类已充分的开发了耕地资源，常规耕地生产力水平的进一步提高面临瓶颈，已不能满足人类的需求。而盐碱田、沙漠化土地等的改良利用对于增加土地面积、提升耕地农业生产力水平具有重要的现实意义。
[0003]相关技术中，生物改良是改善盐碱田的常规方法，但受生物生理生态幅的限制，其在重度盐渍土的改良方面效果甚微;随着沟渠排碱、暗管排水等排盐、碱技术的成熟，盐碱田改良取得了显著效果，但上述的排盐碱技术主要针对轻微、中度和微重度和重度盐碱田的改良，在避免植物根系因返盐受到迫害以及对于极度退化盐碱田的改良成效小。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的是提供一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其能大幅降低盐碱田的盐分含量，使其能种植经济作物，提高经济效益的同时改善土壤的品质。
[0005]本发明的另一发明目的是提供一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式栽种方法，其可以实现对大型盐碱田的有效治理，有效降低盐碱田的盐浓度，提高盐碱田的经济效益。
[0006]—种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，适于设置于盐碱田，所述深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统包括多个排盐沟、与所述多个排盐沟连通的集水池以及多个防护薄膜，所述多个排盐沟间隔设置在所述盐碱田内将所述盐碱田分隔为多个富盐区，每个所述排盐沟内设置缝隙式填充物，所述多个防护薄膜分别设置于所述多个排盐沟上方，每个所述防护薄膜包括相对分离设置的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜和第二薄膜围合形成具有顶部开口端和底部开口端的中空腔体，所述底部开口端与对应的所述排盐沟相连通，所述中空腔体中部的横截面积大于所述顶部开口端和所述底部开口端的横截面积;所述中空腔体用于容纳所述盐碱田的土壤以形成多个排盐区。
[0007]在种植时，中空腔体内设置土壤，并种植上经济作物，而富盐区则种植上耐盐植物。
[0008]本发明提供的盐碱田保水保肥系统的工作原理是:中空腔体的顶部开口端较中空腔体的中部的横截面面积小，在阳光照射下，水分只能从中空腔体的顶部开口端处向上蒸发，因此蒸发量大幅减少，同时向中空腔体内补水，在排盐区内的盐浓度将会得到降低，同时盐溶于水后会向下流动进入排盐沟内，此部分盐浓度较高的养分通过排盐沟进入集水池内进行收集。
[0009]排盐区内的中空腔体由于水的蒸发量少，在进行不断补水过程中可以逐渐的将盐分降低，而富盐区由于没有排盐沟措施，其盐浓度相对排盐区较高，因此富盐区的部分盐在浓度差的效应下也会经未被薄膜覆盖的区域向排盐区扩散，而通过不断对排盐区进行补水，排盐区内的盐分最终流入集水池中，整个盐碱田的盐浓度均会下降。
[0010]由于有薄膜的隔离，排盐区内的水很难被富盐区的盐吸走，因此达到排盐区的保水作用，大幅降低排盐区的盐浓度，至此便可以用于种植经济作物，而富盐区通过种植耐盐植物，也可以吸收一部分盐分，长此以往，也能达到降低盐浓度的作用。
[0011]需要说明的是，在对排盐区进行补充养分的过程中，由于部分养分也会随水进入排盐沟并最终进入集水池中，因此不会对养分造成浪费。
[0012]通过设置本系统，大型盐碱田的较大面积均可以用于种植经济作物，大幅提高盐碱田的经济效益。
[0013]进一步地，在本发明较佳实施例中，集水池设置有水栗，水栗连接水管，水管连通富盐区。
[0014]进一步地，在本发明较佳实施例中，排盐沟的底壁远离集水池的一端的水平高度高于排盐沟的底壁靠近集水池的一端的水平高度。倾斜设置的排盐沟更利于将排盐沟内的水排往集水池。
[0015]进一步地，在本发明较佳实施例中，底壁相对地平线的夹角为5°?15°，更优选地，底壁相对地平线的夹角为7°。
[0016]进一步地，在本发明较佳实施例中，第一薄膜和第二薄膜均设置有第一折痕，第一折痕沿多个排盐沟的延伸方向设置。
[0017]进一步地，在本发明较佳实施例中，第一薄膜沿其上的第一折痕朝向第二薄膜方向折叠，第二薄膜沿其上的第一折痕朝向第一薄膜方向折叠，以形成中空腔体。
[0018]进一步地，在本发明较佳实施例中，第一薄膜和第二薄膜均设置有多条第二折痕，多条第二折痕垂直于第一折痕。
[0019]进一步地，在本发明较佳实施例中，缝隙式填充物为秸杆。
[0020]一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式栽种方法，首先在盐碱田内挖多条排盐沟以及与所述多个排盐沟连通的集水池，所述多个排盐沟间隔设置在所述盐碱田内将所述盐碱田分隔为多个富盐区，并将缝隙式填充物设置在每个所述排盐沟内。其次将多个防护薄膜分别设置在所述多个排盐沟上方，每个所述防护薄膜包括相对分离设置的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜和第二薄膜围合形成具有顶部开口端和底部开口端的中空腔体，使每个所述防护薄膜的所述底部开口端与对应的所述排盐沟相连通，并往所述中空腔体内填充所述盐碱田的土壤，以形成多个排盐区；以及在所述多个排盐区内种植经济作物，在所述多个富盐区内种植耐盐植物。
[0021]进一步地，上述方法中，利用所述集水池收集所述多个排盐区的排向所述多个排盐沟的液体并提供给所述多个富盐区的所述耐盐植物。
[0022]本发明的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统及栽种方法的有益效果是:本发明提供的盐碱田保水保肥栽种系统和栽种方法，利用多个排盐沟间隔设置在盐碱田内将盐碱田分隔为多个富盐区，并利用多个防护薄膜在多个排盐沟上方设置出排盐区，在多个排盐区内种植经济作物，在多个富盐区内种植耐盐植物，以此有效减少排盐区水蒸发量，降低排盐区中土壤盐浓度，可以实现对大型盐碱田的有效治理，有效降低盐碱田的盐浓度，提高盐碱田的经济效益，并且使用集水池中收集的水和养分还可对富盐区植物进行补给，能实现对养分的充分利用。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1是本发明实施例提供的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统的结构示意图；
[0025]图2是图1的俯视图；
[0026]图3是图2中沿A-A线的剖视图；
[0027]图4是本发明实施例提供的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统中薄膜的结构示意图；
[0028]图5是图1中排盐区的结构示意图。
[0029]图中标记分别为:盐碱田100;排盐区110;富盐区120;集水池130;水栗131;排盐沟140;底壁141;缝隙式填充物142;防护薄膜200;第一薄膜210;第一折痕201;第二折痕202;上部区域203;下部区域204;第二薄膜220;中空腔体211;顶部开口端212;底部开口端213;深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统300。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]本实施例提供了一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统300，适于设置在盐碱田100。参阅图1和图2，该深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统300包括多条排盐沟140和与多条排盐沟140连通的集水池130，多条排盐沟140间隔设置在盐碱田100内，多个排盐沟140间隔设置在盐碱田100内将盐碱田100分隔为多个富盐区120，在本实施例中，多条排盐沟140等间距设置，所有排盐沟140的宽度尺寸是相同的，且所有排盐沟140相互平行，排盐沟140连通集水池130，集水池130设置在盐碱田100的边缘位置，尽量少占用盐碱田100的空间。
[0032]请一并参阅图1、图2和图5，每个排盐沟140上方均设置有一个防护薄膜200，防护薄膜200包括相对分离设置的第一薄膜210和第二薄膜220，，第一薄膜210和第二薄膜220围合形成具有顶部开口端212和底部开口端213的中空腔体211。
[0033]中空腔体211的底部开口端213与对应的排盐沟140连通，顶部开口端212连通大气，中空腔体211中部的横截面积大于底部开口端213和顶部开口端212的横截面积；中空腔体211内用于容纳盐碱田100的土壤以形成多个排盐区110，用以包裹植物的根部。种植时，经济作物的根部种植在中空腔体211内，植株从顶部开口端212向上伸出。
[0034]第一薄膜210和第二薄膜220均为普通的塑料薄膜，其主要作用是阻止水蒸发，以黑色地膜为佳。
[0035]排盐沟140内设置缝隙式填充物142，缝隙式填充物142的作用是:防止中空腔体211内的土壤进入排盐沟140造成堵塞。在本实施例中，缝隙式填充物142为秸杆，秸杆是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，是纯天然的填充物，将其成捆设置在排盐沟140内，一方面其具有较大的间隙，利于上方补的水将盐分带走进入排盐沟140，另外随着时间推移，秸杆会逐渐腐败，为土壤提供额外的营养成分。
[0036]本实施例中排盐区110能够实现降低水分蒸发量的功能，进而降低盐含量，使得排盐区110的土壤能适于经济作物生长。上述功能是这样实现的:由于中空腔体211的顶部开口端212较中空腔体211的中部横截面积小，在光照下，水只能通过中空腔体211的顶部开口端212进行蒸发，水的蒸发面积相比于不设置薄膜200时大大减小，使得大部分水分能留在排盐区110的土壤中。
[0037]由于防护薄膜200只是设置在排盐沟140上方的位置，加上富盐区120的盐浓度较排盐区110的盐浓度高，在渗透压的作用下，排盐区110的水会有一部分经防护薄膜200下方的土壤进入富盐区120并形成蒸发。因此在作物生长过程中，仍然需要对排盐区110作物补充水和养分，在补充水时，在排盐区110内的盐浓度将会得到降低，同时盐溶于水后会向下流动进入排盐沟140内，此部分盐浓度较高的养分通过排盐沟140进入集水池130内进行收集。也就是说随着不断向排盐区110内补水，排盐区110内的盐分被水带走并最终进入集水池130，排盐区110内的盐浓度会逐渐降低。
[0038]此外，随时间推移，排盐沟140内的秸杆腐败，部分营养物质也会随上方流下的水进入集水池130中。
[0039]为了实现水和养分的循环利用，本实施例中，集水池130内设置有水栗131，水栗131连通有水管(图中未示出)，水管通往富盐区120进行灌溉。前述已经说明，富盐区120种植的是耐盐植物，排盐沟140内收集的含盐量较高的水正好适于其吸收生长。
[0040]更优选的实施方式是水栗131将集水池130中收集的液体通过滴灌的方式对富盐区120植物进行灌溉。
[0041]为了保证排盐沟140内是液体能尽快进入集水池130中进行收集，本实施例中，排盐沟140的底壁141是倾斜设置的，也即是排盐沟140的底壁141远离集水池130的一端的水平高度高于排盐沟140的底壁141靠近集水池130的一端的水平高度。如图3所示，底壁141是朝向集水池130的方向向下倾斜设置的，本实施例中，底壁141相对地平线的夹角(即倾斜角度)为5°?15°。
[0042]需要说明的是，底壁141倾斜设置的倾斜角度并不影响整个系统的功能实现，倾斜角度过小，不利于排盐沟140排水，而过大的倾斜角度会使得排盐沟140的两端深度存在较大差异，在设置填充物142时存在操作上的困难。较佳地，底壁141倾斜角度例如为7°为宜。
[0043]本实施例还提供一种大型盐碱田保水保肥的栽种方法，本方法采用上述大型盐碱田保水保肥系统300来进行，具体而言，该方法包括以下步骤:
[0044]首先，在盐碱田100内挖多条排盐沟140以及与多个排盐沟140连通的集水池130，多个排盐沟140间隔设置在盐碱田100内将盐碱田100分隔为多个富盐区120，并将缝隙式填充物142也就是秸杆设置在每个排盐沟140内。
[0045]其次，将多个防护薄膜200分别设置在多个排盐沟140上方，每个防护薄膜200包括相对分离设置的第一薄膜210和第二薄膜220，第一薄膜210和第二薄膜220围合形成具有顶部开口端212和底部开口端213的中空腔体211，使每个防护薄膜200的底部开口端213与对应的排盐沟140相连通，并往中空腔体211内填充盐碱田100的土壤，以形成多个排盐区110。
[0046]排盐区110完成排盐后，接着在多个排盐区110内种植经济作物，在多个富盐区120内种植耐盐植物。
[0047]对排盐区110进行排盐操作时，使用类似于引流棒的物体从中空腔体211的顶部开口端212向下插入至排盐沟140处，从上至下沿引流棒向下补水，水沿引流棒向下流经排盐区110，排盐区110内的盐分溶于水中并随水流入排盐沟140，最终进入集水池130中收集，这样排盐区110的盐分浓度得到大幅降低。
[0048]此外，由于底部开口端213的横截面积是小于中部腔体的，所有流入排盐沟内盐分也很难再通过蒸发作用回到中部腔体内，这便永久性的降低了排盐区的盐分，形成对重盐渍土区盐化土壤的降盐份效果。
[0049]耐盐植物可以根据种植需要进行选择，比如说:白蜡、构树、合欢等乔木，或者枸杞、沙枣、木槿等灌木均属于耐盐植物。
[0050]在上述设置防护薄膜200的过程中，由于在大型盐碱田100内，排盐沟140的长度很大，因此为了达到更好的防止水分蒸发效果，更优选的实施方式是将第一薄膜210和第二薄膜220分别设置成一体式的结构，也就是采用单张薄膜的形式，而不是通过拼接的方式设置第一薄膜210和第二薄膜220。
[0051]因此，本实施例中，如图4所示，第一薄膜210和第二薄膜220结构相同，为简要描述，以第一薄膜210的结构说明，第一薄膜210上设置有第一折痕201和第二折痕202，第一折痕201沿排盐沟140的延伸方向设置。第二折痕202为多根，第二折痕202垂直于第一折痕201。
[0052]具体的，第一折痕201将第一薄膜210分隔成上部区域203和下部区域204两部分。第二折痕202设置的目的是为了方便收纳第一薄膜210，在不使用时，将第一薄膜210沿第二折痕202折叠收纳可以大幅减少第一薄膜210占用的空间。
[0053]具体而言，在本实施例中，第一薄膜210是这样设置的，在排盐沟140和集水池130挖好后，将排盐沟140上方的土壤设置成倾斜的垄状，此处的垄状是指:如图1中所示的富盐区120的土壤堆叠的形式，即在挖排盐沟140时，整个排盐区110的土壤均是被挖空的。
[0054]如图5所示，将第一薄膜210和第二薄膜220的下部区域204沿垄状的土壤设置成倾斜状，其后将之前挖出的土壤重新填充回第一薄膜210和第二薄膜220中间的区域，第一薄膜210沿其上的第一折痕201朝向第二薄膜220方向折叠，第二薄膜220沿其上的第一折痕201朝向第一薄膜210方向折叠，以形成中空腔体211并在中空腔体211中填充之前挖出的土壤形成排盐区110，将经济作物种植在排盐区110内
[0055]将排盐区110植物栽种好后，在集水池130内设置水栗131和水管，将水管连通到富盐区120中，在富盐区120内栽种上耐盐的枸杞，使用水栗131将集水池130中收集的水和养分抽往富盐区120进行灌溉。当然在集水池130中水和养分极端不足的情况下，需对富盐区120植物进行少量的水分和养分补给。
[0056]通过设置水栗131和水管，可以将集水池130中富含盐和养分的水抽往富盐区120，供给富盐区120的耐盐植物所需养分，达到对养分的充分利用。
[0057]当集水池130中收集的水和养分的混合液中，盐浓度过高时，可以采用化学方法进行降盐。方法是采用化学络合、螯合技术去除水盐养分溶液中的有害盐分，并提供给富盐区120的耐盐植物。
[0058]更优选的实施方式是，每年种植季开始时，对排盐区110和富盐区120位置进行调换，比如说:第一年设置排盐区110的位置，下一年改为富盐区120，而第一年设置富盐区120的位置，下一年改为排盐区110，这样交替设置后，整个盐碱田100的盐浓度均能得到下降，使得整个盐碱田100得到治理。
[0059]上述实施例提供的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统300以及大型盐碱田保水保肥栽种方法可以降低排盐区110的盐浓度，使得大型的盐碱田100也能适于经济作物生长，提高经济效益。
[0060]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，适于设置于盐碱田，其特征在于，所述深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统包括多个排盐沟、与所述多个排盐沟连通的集水池以及多个防护薄膜，所述多个排盐沟间隔设置在所述盐碱田内将所述盐碱田分隔为多个富盐区，每个所述排盐沟内设置缝隙式填充物，所述多个防护薄膜分别设置于所述多个排盐沟上方，每个所述防护薄膜包括相对分离设置的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜和第二薄膜围合形成具有顶部开口端和底部开口端的中空腔体，所述底部开口端与对应的所述排盐沟相连通，所述中空腔体中部的横截面积大于所述顶部开口端和所述底部开口端的横截面积;所述中空腔体用于容纳所述盐碱田的土壤以形成多个排盐区。2.根据权利要求1所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述集水池设置有水栗，所述水栗连接水管，所述水管连通至所述富盐区。3.根据权利要求1所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述排盐沟的底壁远离所述集水池的一端的水平高度高于所述排盐沟的底壁靠近所述集水池的一端的水平高度。4.根据权利要求3所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述底壁相对地平线的夹角为5°?15°。5.根据权利要求1所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述第一薄膜和所述第二薄膜均设置有第一折痕，所述第一折痕沿所述多个排盐沟的延伸方向设置。6.根据权利要求5所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述第一薄膜沿其上的所述第一折痕朝向所述第二薄膜方向折叠，所述第二薄膜沿其上的所述第一折痕朝向所述第一薄膜方向折叠，以形成所述中空腔体。7.根据权利要求6所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述第一薄膜和所述第二薄膜均设置有多条第二折痕，所述多条第二折痕垂直于所述第一折痕。8.根据权利要求1所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式改良系统，其特征在于，所述缝隙式填充物包括秸杆。9.一种深水位重盐渍土区盐化土壤间作式栽种方法，其特征在于，包括:在盐碱田内挖多条排盐沟以及与所述多个排盐沟连通的集水池，所述多个排盐沟间隔设置在所述盐碱田内将所述盐碱田分隔为多个富盐区，并将缝隙式填充物设置在每个所述排盐沟内； 将多个防护薄膜分别设置在所述多个排盐沟上方，每个所述防护薄膜包括相对分离设置的第一薄膜和第二薄膜，所述第一薄膜和第二薄膜围合形成具有顶部开口端和底部开口端的中空腔体，使每个所述防护薄膜的所述底部开口端与对应的所述排盐沟相连通，并往所述中空腔体内填充所述盐碱田的土壤，以形成多个排盐区；以及在所述多个排盐区内种植经济作物，在所述多个富盐区内种植耐盐植物。10.根据权利要求9所述的深水位重盐渍土区盐化土壤间作式栽种方法，其特征在于，利用所述集水池收集所述多个排盐区的排向所述多个排盐沟的液体并提供给所述多个富盐区的所述耐盐植物。
【文档编号】A01G1/00GK106034434SQ201610342420
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】校亮, 徐青, 熊东红, 衣华鹏, 常学礼, 崔青春, 董志成, 张振华
【申请人】中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 熊东红, 校亮, 徐青