组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法与流程

本发明涉及沙漠储吸水装置，具体涉及一种组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法。

背景技术

土地荒漠化最终结果大多是沙漠化，中国荒漠化类型及其分布有：风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冻融荒漠化、土壤盐渍化等4种类型的荒漠化土地。荒漠化已经不再是一个单纯的生态环境问题，而且演变为经济问题和社会问题，它给人类带来贫困和社会不稳定。中国是世界上荒漠化土地面积最大、受影响人口最多的国家之一。

治理土地沙漠化不仅是一个重大的生态环境问题，也是我国所面临的一个非常严峻的社会经济可持续发展问题，治理土地沙漠化恶化生态环境，破坏生存条件，加剧自然灾害发生，制约经济发展，加深了贫困程度，严重影响社会稳定，给我国国民经济和社会发展造成了极大的危害。

由于土地沙漠化区域风沙干旱严重、生态环境脆弱，在沙漠中人工造林种草成活率很低，如何提高治沙效率与实现防沙治沙效果是全球治沙难点。

目前常采用草方格沙障，是用麦草、稻草、芦苇等材料在沙漠中扎成方格，用于防风固沙，涵养水分；虽然在人工造林种草过程中浇灌大量的水，植物成活率依然很低，每年都有大量种植的植物死掉。

本申请人这几年多次前往国内有关大沙漠进行实地考察，发现沙漠中不一定都是缺水的，有的地方沙漠表面向下0.5米就发现有湿润的沙层，再向下1～2米的沙中就含有水，问题是这些水无法直接供给植物生长，造成植物难以在沙漠中正常成活生长。

中国专利授权公告号：cn104303964b，授权公告日：2017年01月18日，名称为“储输水装置及其安装、使用的方法”，公开了“一种储输水装置及其安装、使用的方法，其特征在于：包括设在树木根部土层表面周围的环形集水槽、设在树木主根底部的蓄水罐、与蓄水罐连通的小坛体，以及与小坛体连接的储输坛，所述集水槽和蓄水罐内均填塞有石头及海绵，所述储输坛与小坛体的连接管路上设有浮球开关，所述储输坛与小坛体上表面设有可开启的盖体。本发明新型储输水装置适用于绿化建设，改造荒地野岭，沙漠等干旱区域，是恶劣环境下辅助植树造林的一种设施，能够省水、省工，提高植物成活率，对植物的养管起了根本性的作用”。

上述专利的不足之处是：该发明只是一种储输水装置，不能将沙漠中的水分储入到储输水装置内，无法用于改造荒地野岭和沙漠等干旱区域，不能提高干旱区域种植植物的成活率。

中国专利授权公告号：cn105210819b，授权公告日：2017年10月17日，名称为“一种多功能自动吸水棒的制备方法”，公开了“一种多功能自动吸水棒及其制备方法。解决在家庭种植过程水分管理适时适量难掌握的问题。技术方案：以玉米秸秆髓芯、锯末、红砖碎粒、氨基酸粉、复合微生物菌剂、肥料缓释剂、凹凸棒粘土粉为原料，经过混合加工，制成吸水棒。本发明具有在家庭种植中，水分管理适时适量，达到吸水和促进植物生长多种功效为一体，且能满足家庭种植植物正常生长所需水分供给要需求，提高种子发芽率、移栽成活率、产量和品质等优点”。

上述专利的不足之处是：该发明所采用的原料中，可以吸附少量水分的是玉米秸秆髓芯、锯末、红砖碎粒和凹凸棒粘土粉。玉米秸秆髓芯中含有一定量的脂肪，其含水率≤30%，锯末含水率≤40%，玉米秸秆髓芯和锯末可以吸附少量的水；在gb5101-2003烧结普通砖标准中，规定其5h沸煮吸水率≤25%，红砖碎粒也只能吸附少量的水；该发明中凹凸棒粘土粉：是把优质凹凸棒石经选矿干燥、磨粉等工艺加工而成的粉状产品，本领域里技术人员共知：凹凸棒粘土粉没有经过改性处理，其吸水率≥40%时，呈现是一种膏状物质，只是一种粘结剂，不能继续再吸水，吸水效果不好。

该发明的吸水棒含水率≤35%，适用于在家庭种植植物，不适用于沙漠等干旱区域种植植物。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置由锥形储水管、多孔储吸水圆筒管、植物生长槽、无纺布、火山碎屑岩压缩营养土、多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋、多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂、法兰盘、不锈钢丝网和沉头螺栓组成。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法：将锥形储水管联接在多孔储吸水圆筒管的底部，在多孔储吸水圆筒管内放置多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内有多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂，植物生长槽通过法兰盘安装在多孔储吸水圆筒管上部，在植物生长槽内加入火山碎屑岩压缩营养土，用于种植沙漠绿化植物，组成组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置。

pvc管具有自重轻，耐腐蚀，耐压强度高，安全方便等特点。

无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉等特点。

土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，土工布强力高，在干湿状态下都能保持充分的强力和伸长，具有耐腐蚀性、透水性好和抗微生物性好的特点，在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀，在纤维间有空隙，故有良好的渗水性能，对微生物、虫蛀均不受损害，本发明选用土工布规格为100～400克/m²。

火山碎屑岩是介于岩浆熔岩和沉积岩之间的过渡类型的岩石，其中50%以上的成分是由火山碎屑流喷出的物质组成，这些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔岩、通道周围在火山喷发时被炸裂的岩石形成的，火山碎屑岩呈多孔状，吸水率较高，火山碎屑岩经过酸化处理后，ph值控制在5.0～7.0，可以提高火山碎屑岩的利用率。

火山碎屑岩压缩营养土由酸化后的火山碎屑岩、酸化后的污泥、速溶硅酸钠、聚乙烯醇、硫酸亚铁、泥炭、花卉陶粒、高粘凹凸棒石粘土、沼液、沼渣、粉碎后的植物纤维、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩和高吸水树脂等材料组成；火山碎屑岩压缩营养土的生产方法：先将火山碎屑岩和污泥进行酸化处理，再将火山碎屑岩压缩营养土的配料进行搅拌、压缩、微波低温灭菌后为成品。

多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的配料由火山碎屑岩、高粘凹凸棒石粘土、沸石、活性白土废渣、活性氧化铝、纳米氧化锌、轻质氧化镁、轻质碳酸钙、空心微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和十二烷基硫酸钠组成；多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的生产方法：将多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的配料进行搅拌、挤压造粒、烘干、焙烧、保温、筛分后为多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒。

圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒和圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒具有多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的同等功能。

碎石形凹凸棒花卉陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿粉、红色膨润土粉、污泥、火山碎屑岩尾矿粉和稻壳粉组成；将碎石形凹凸棒花卉陶粒的配料经过混合、造粒、焙烧、冷却、粉碎和筛分后为碎石形凹凸棒花卉陶粒。

尿素是一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物，它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，尿素含氮(n)46%，是固体氮肥中含氮量最高的。

过磷酸钙是用硫酸分解磷矿直接制得的磷肥，过磷酸钙含有效p2o514%～20%。

硫酸钾是—种重要的含硫、钾元素的无氯钾肥，一般含量为50%〜52%，s含量约为18%。

高吸水树脂的吸水倍率可达自身重量的数百倍甚至上千倍，本发明选用高吸水树脂的吸水倍率为200～300倍，高吸水树脂的颗粒细度≥0.5毫米。

磷酸二氢钾属新型高浓度磷钾二元素复合肥料，其中含五氧化二磷52%左右，含氧化二钾34%左右。

无水硫酸亚铁是白色粉末，含结晶水的硫酸亚铁是浅绿色晶体，10%水溶液的硫酸亚铁对石蕊呈酸性，ph值约为3.7，在本发明中不但可以用于调节多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂的ph值，还可以作为植物铁元素的补充剂，防治植物因缺铁而发生生理性病害，使植物叶色失绿。

本发明通过下述技术方案予以实现。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法：1、多孔储吸水圆筒管和锥形储水管都是采用pvc管加工制作，多孔储吸水圆筒管直径控制在φ100～325毫米，多孔储吸水圆筒管长度控制在550～1600毫米，在多孔储吸水圆筒管下1/2处，采用锥形钻制作50～100个锥形吸水孔，锥形吸水孔外径控制在φ5～8毫米，锥形吸水孔内径控制在φ2～5毫米；多孔储吸水圆筒管的外径与锥形储水管的内径相同，多孔储吸水圆筒管下端采用螺纹与锥形储水管联接为一个整体，锥形储水管的长度控制在250～500毫米，有利于沙漠中的水或水汽进入多孔储吸水圆筒管后落入锥形储水管内，多孔储吸水圆筒管下端与锥形储水管之间放置一个圆形不锈钢丝网；锥形储水管用于储吸水，为植物生长提供水源，锥形储水管顶尖有利于将组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置直接放入沙漠之中。

2、植物生长槽是采用pvc板制作成一个圆形的凹槽，植物生长槽直径控制在300～600毫米，植物生长槽高度控制在150～350毫米，植物生长槽底板中心预留一个孔洞，孔洞直径与多孔储吸水圆筒管外径相匹配，在植物生长槽的底板下面焊接一块上法兰盘，多孔储吸水圆筒管上口管外侧焊接一块下法兰盘，用于将植物生长槽和多孔储吸水圆筒管采用沉头螺栓联接为一个整体，将圆形不锈钢丝网放置在植物生长槽中心的孔洞上，无纺布平铺在圆形不锈钢丝网上面。

3、植物生长槽和多孔储吸水圆筒管联接为一个整体后，将多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋从多孔储吸水圆筒管上口放入多孔储吸水圆筒管内，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋圆形底部沉降在圆形不锈钢丝网上，植物生长槽内加入火山碎屑岩压缩营养土，火山碎屑岩压缩营养土上平面低于植物生长槽上口10～30毫米，组成组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置。

4、多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋是采用土工布制作成的一种圆筒状布袋，圆筒状布袋的直径控制在100～300毫米，圆筒状布袋的长度控制在500～1500毫米，圆筒状布袋的上部是敞开的，用于加入多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂，圆筒状布袋的底部采用同质量的土工布缝制为封闭的圆形底部；多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂的配料按重量百分比由下列组分组成：火山碎屑岩压缩营养土15～40％、多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒10～25％、圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒10～25％、圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒10～25％、碎石形凹凸棒轻质陶粒10～25％、尿素0.5～5％、过磷酸钙0.5～5％、硫酸钾0～5％、高吸水树脂0.1～5％、磷酸二氢钾0～3％和硫酸亚铁0～3％。

将多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂中的配料混合均匀后，加入到多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内；多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内的多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂吸水膨胀后，会增加多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂的体积，因此，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂加入量的体积，占多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内空间体积的60～80％，有利于多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂吸水膨胀后，填满多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内预留的空间。

将加入有多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂的多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋放置水中，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内的多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂吸水后开始湿润和膨胀，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋吸水率≥200％。

多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋的制备方法已经在2018年08月13日申请了发明专利，申请专利号为201810917846.x。

火山碎屑岩压缩营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，能提供植物生长所必须的营养元素，不使用化学肥料和化学农药，减少病原菌和害虫对植物的危害，有利于植物的正常生长发育。

火山碎屑岩压缩营养土是采用由本发明人于2014年08月12日申请的“火山碎屑岩压缩营养土的生产方法”，中国专利授权公告号为：cn104119193b，授权公告日：2016年01月20日。

多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒平均堆积密度为720kg/m³，吸水率为82％，多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒适用于水质净化过滤、土壤修复、园林绿化、荒山绿化、楼顶绿化、盐碱地改造、沙漠治理、草原沙化治理和家庭园艺等多种绿化工程。

多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的生产方法适用于生产梅花形、圆柱形、圆球形等不同形状的多功能火山碎屑岩轻质通孔陶粒。

多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒是采用由本发明人于2016年09月21日申请的“多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒的生产方法”，中国专利公开号为：cn106431248a，公开日：2017年02月22日。

碎石形凹凸棒花卉陶粒为不规则形状的颗粒，表面粗糙多孔，是一种重量轻、强度大、吸水率高的花卉陶粒。碎石形凹凸棒花卉陶粒可以常年浸泡在水中不会产生崩裂，并不断缓慢释放花卉所需要的营养。

碎石形凹凸棒花卉陶粒是采用由本发明人于2011年11月10日申请的“碎石形凹凸棒花卉陶粒”，中国专利授权公告号为：cn102503372b，授权公告日：2013年04月17日。

多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂中高吸水树脂选用的颗粒细度≥0.5毫米，吸水膨胀后颗粒细度将会≥5毫米，有利于增加多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内储吸水营养调理剂的吸水膨胀空间，提高多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋的储吸水能力。

将多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂中的配料混合均匀后，高吸水树脂混杂在各配料之间，吸水膨胀后，有利于增加高吸水树脂与火山碎屑岩压缩营养土、多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒、圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒、圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒和碎石形凹凸棒花卉陶粒之间储吸水效果，确保多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋成品吸水率≥200％，并能提高多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂的透气性能，确保植物根深叶茂，并能避免植物产生烂根，有利于促进植物正常生长。

多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋内的尿素、过磷酸钙、硫酸钾、磷酸二氢钾和硫酸亚铁在吸水后湿润的过程中，直接溶解吸附到火山碎屑岩压缩营养土、多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒、圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒、圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒和碎石形凹凸棒花卉陶粒内，用于提供植物生长过程中所需要的水分和营养，达到保水保肥缓释的效果，提高各种营养成分高效利用。

采用组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置植树造林的方法：

1、工厂化育苗：在沙漠绿化种植区内建工厂化育苗车间，在工厂化育苗车间里培育适宜在沙漠中生长的沙漠绿化植物幼苗。

2、沙漠绿化植物幼苗进入正常生长发育后，移植到植物生长槽内的火山碎屑岩压缩营养土中，再将组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置放入水池里，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋中的多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂和火山碎屑岩压缩营养土吸水饱和后，组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置中的锥形储水管内也储满了水。

3、在沙漠绿化种植区施工现场，根据需要挖掘适量的深坑，浇足水后，将组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置及时放入沙漠绿化种植区域深坑中，将组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置外围的沙漠填平，沙漠绿化植物幼苗可以从组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置中继续吸取水分和营养，确保种植的绿化植物能够在沙漠中正常的生长发育。

在沙漠种植绿化植物生长过程中，组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置内的多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂，在给植物输送水分和营养的同时，还会将沙漠深坑内的水气吸附储蓄到多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂中，部分水气将转化为水，落入锥形储水管中，以增加组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置内的储吸水量。

沙漠绿化种植区域如遇到下雨或下雪，组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置会将雨水或雪水吸附储蓄到多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂和落入锥形储水管中，以增加组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置内的储吸水量，源源不断的为所种植的绿化植物提供水分。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法简单易行，成本低廉，适宜工厂化模块式大批量生产，制备各种不同形状的火山碎屑岩沙漠储吸水装置。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置适用于在沙漠中种植各种沙漠绿化植物，能及时提供沙漠绿化植物生长过程中所需要的水分和营养，以提高种植的各种沙漠绿化植物的成活率，确保在沙漠中正常的生长发育，加快在沙漠中大面积植树造林的速度，改善荒漠化土地的生态环境，阻止土地荒漠化蔓延。

附图说明

图1是组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置示意图，图2是组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置b向视图，图3是组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置a向视图，图4是组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置d向视图,图5是组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置锥形吸水孔c向视图。

如图所示：1是植物生长槽，2是圆形不锈钢丝网，3是无纺布，4是沙漠，5是上法兰盘，6是下法兰盘，7是沉头螺栓，8是多孔储吸水圆筒管，9是多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋，10是火山碎屑岩压缩营养土，11是锥形吸水孔，12是多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂，13是多孔储吸水圆筒管与锥形储水管联接螺纹，14是锥形储水管，15是水，16是锥形储水管顶尖，17是火山碎屑岩压缩营养土上平面，18是碎石形凹凸棒花卉陶粒，19是高吸水树脂，20是多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒，21是圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒，22是圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒，23是多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋圆形底部，24是圆形不锈钢丝网，d1是锥形孔外径，d2是锥形孔内径，d3是植物生长槽直径，d4是多孔储吸水圆筒管直径，l1是锥形储水管的长度，l2是多孔储吸水圆筒管下1/2处，l3是多孔储吸水圆筒管长度，l4是植物生长槽高度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置的制备方法：1、多孔储吸水圆筒管8和锥形储水管14都是采用pvc管加工制作，多孔储吸水圆筒管8直径d4控制在φ200毫米，多孔储吸水圆筒管8长度l3控制在800毫米，在多孔储吸水圆筒管8下1/2处l2，采用锥形钻制作80个锥形吸水孔11，锥形吸水孔11外径d1控制在φ6毫米，锥形吸水孔11内径d2控制在φ4毫米；多孔储吸水圆筒管8的外径与锥形储水管14的内径相同，多孔储吸水圆筒管8下端采用螺纹13与锥形储水管14联接为一个整体，锥形储水管14的长度l1控制在300毫米，有利于沙漠中的水或水汽进入多孔储吸水圆筒管8后落入锥形储水管14内，多孔储吸水圆筒管8下端与锥形储水管14之间放置一个圆形不锈钢丝网24；锥形储水管14用于储吸水15，为植物生长提供水源，锥形储水管顶尖16有利于将组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置直接放入沙漠4之中。

2、植物生长槽1是采用pvc板制作成一个圆形的凹槽，植物生长槽1直径d3控制在500毫米，植物生长槽1高度l4控制在250毫米，植物生长槽1底板中心预留一个孔洞，孔洞直径与多孔储吸水圆筒管8外径d4相匹配，在植物生长槽1的底板下面焊接一块上法兰盘5，多孔储吸水圆筒管8上口管外侧焊接一块下法兰盘6，用于将植物生长槽1和多孔储吸水圆筒管8采用沉头螺栓7联接为一个整体，将圆形不锈钢丝网2放置在植物生长槽1中心的孔洞上，无纺布3平铺在圆形不锈钢丝网2上面。

3、植物生长槽1和多孔储吸水圆筒管8联接为一个整体后，将多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋9从多孔储吸水圆筒管8上口放入多孔储吸水圆筒管8内，多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养袋9圆形底部23沉降在圆形不锈钢丝网24上，植物生长槽1内加入火山碎屑岩压缩营养土10，火山碎屑岩压缩营养土上平面17低于植物生长槽1上口20毫米，组成组合式火山碎屑岩沙漠储吸水装置。

4、多功能火山碎屑岩沙漠储吸水营养调理剂12的配料主要有火山碎屑岩压缩营养土10、碎石形凹凸棒轻质陶粒18、高吸水树脂19、多功能梅花形火山碎屑岩轻质通孔陶粒20、圆球形火山碎屑岩轻质通孔陶粒21、圆柱形火山碎屑岩轻质通孔陶粒22组成。