CN104396375A - 一种土壤盐分调控棒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种土壤盐分调控棒，所述调控棒包括上部为柱形的第一PVC管以及下部为尖形的第二PVC管，所述第一PVC管与第二PVC管内均设有沿管壁由外向内顺序铺设或交替铺设的水盐吸收单元与吸附缓释单元，所述水盐吸收单元为体积比为1∶1～4的蛭石与海泡石绒所形成的层状结构，所述吸附缓释单元为体积比为5～8:2～5的饱和沸石与菌糠所形成的层状结构或柱状结构。本发明的调控棒能够对进入客土中的水盐进行吸收与吸附固定，并解决粘性土壤的通气性。与传统方法相比，控制了客土中盐分的上升及保持了粘性土壤的通透性，洗盐效果较为理想。

Description

一种土壤盐分调控棒
技术领域
本发明涉及生态环境领域，特别是涉及一种土壤盐分调控棒，尤其适合滨海地区盐碱地改良后更换客土中盐分含量的控制。
背景技术
滨海地区盐碱地的特点大致可以总结为：一大、三高、一低和一差。蒸发量大、地下水位高和地下水矿化度高是形成滨海盐碱地的根源，最终导致土壤盐分高、养分含量低和土壤结构差。滨海地区盐碱地土壤多为粘性土壤，通气性较差，从而使植物根系无法呼吸。目前，对于盐碱地改良的问题，我国沿海地区植物种植主要通过暗管排盐和微区改土相结合的方法进行盐碱地改良。该方法虽然通过微区改土为植物提供了一个良好的生长环境。但是，随着时间的推移，特别在沿海地区，地下水中的盐分会随毛管水上升而聚集在土壤表层，客土土质会慢慢变为盐碱土壤，对植物的生长产生不利影响。其次，对于盐碱地的通气性，主要通过在植物周边打孔灌沙的方法来解决。但是，此方法存在一定的缺陷：即时间长后通透性及洗盐效果都不理想。
发明内容
本发明的目的是针对滨海地区盐碱地改良后客土盐分上升等问题，提出一种兼顾透气性和洗盐效果的土壤盐分调控棒。
为实现上述目的，本发明提供了一种土壤盐分调控棒，所述调控棒包括上部为柱形的第一PVC管以及下部为尖形的第二PVC管，所述第一PVC管与第二PVC管内均设有沿管壁由外向内顺序铺设或交替铺设的水盐吸收单元与吸附缓释单元，所述水盐吸收单元为体积比为1：1～4的蛭石与海泡石绒所形成的层状结构，所述吸附缓释单元为体积比为5～8:2～5的饱和沸石与菌糠所形成的层状结构或柱状结构。
优选地，所述第一PVC管的内径为5～15cm。
优选地，所述调控棒的长度为10～100cm。
优选地，所述第一PVC管的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
优选地，所述第二PVC管的整体形状为楔形或圆锥形。
优选地，所述第一PVC管与第二PVC管上开具有孔洞。
优选地，当所述吸附缓释单元为柱状结构时，所述吸附缓释单元的宽度为5～10cm。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明针对滨海地区盐碱地改良后客土盐分上升等问题，利用蛭石、海泡石绒、沸石、菌糠等具有较强的吸水性、吸附性以及离子交换性材料等特点，经科学组合与装置，形成了一种长期有效的土壤盐分调控棒。该调控棒能够对进入客土中的水盐进行吸收与吸附固定，并解决粘性土壤的通气性。与传统方法相比，控制了客土中盐分的上升及保持了粘性土壤的通透性，洗盐效果较为理想。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为土壤盐分调控棒结构示意图；
图2为土壤盐分调控棒截面示意图；
其中，1～第一PVC管；2～第二PVC管；3～水盐吸收单元；4～吸附缓释单元。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种土壤盐分调控棒，具体地，参见图1、图2，所述调控棒包括上部为柱形的第一PVC管1以及下部为尖形的第二PVC管2。所述第一PVC管1的内径为5～15cm，其横截面为圆形、椭圆形或多边形所述第二PVC管2的整体形状为楔形或圆锥形，便于***土壤。所述调控棒的长度为10～100cm，可供草本、灌木、乔木等不同植物根系分布层选择使用。优选地，所述第一PVC管1与第二PVC管2上开具有孔洞，以便于盐分进入所述第一PVC管1与第二PVC管2的内部进行固定。
进一步，所述第一PVC管1与第二PVC管2内均设有沿管壁由外向内顺序铺设或交替铺设的水盐吸收单元3与吸附缓释单元4。
所述水盐吸收单元3为体积比为1：1～4的蛭石与海泡石绒所形成的层状结构，厚度约为1～5cm。所述蛭石呈颗粒状，属于层状硅酸盐粘土矿物，其结构与蒙脱石相似，蛭石晶体结构内部有很多空穴和通道，因此蛭石具有非常庞大的比表面积。其次蛭石结构单元晶格内的硅元素可以被铝取代，导致蛭石带有永久性的负电荷，因此蛭石对土壤中的阳离子具有很强的吸附性。蛭石的阳离子交换量高达100～150mmol·100g-1，饱和含水量为自身重量的184％。
所述海泡石绒呈絮状，属于层状硅酸盐类。根据布朗和普赖辛格的结构模型计算，海泡石的总表面积为800～900m2/g，其中内表面积约为500m2/g，外表面积约为400m2/g。正是因为海泡石绒具有如此强大的比表面积和孔容量，致使海泡石绒具有很强的吸附性能和吸水性能，海泡石绒的含水率最高能够达到其自身重量的200％～250％。
由于海泡石绒与蛭石具有很强的吸附性能和吸水性能，所以，客土中的水盐可以大量的沿着PVC管端面以及开具在所述PVC管上的孔洞进入水盐吸收单元3中。土壤中的水盐首先被水盐吸收单元3大量吸收及对盐分的初步吸附，并进一步增加水盐的横向运动，以促进盐分被之后的吸附缓释单元4进行吸附与固定。
进一步，所述吸附缓释单元4为体积比为5～8:2～5的饱和沸石与菌糠所形成的层状结构或柱状结构。当所述水盐吸收单元3与吸附缓释单元4顺序铺设一层时，所述吸附缓释单元4为柱状结构，并且其直径为5～10cm。当所述水盐吸收单元3与吸附缓释单元4交替铺设时，所述吸附缓释单元4为层状结构，外形为圆筒状。
所述沸石呈颗粒状，属于层状硅酸盐粘土矿物，沸石具有以下三个特点：(1)具有硅铝酸盐骨架结构，当沸石晶体结构中Si4+被Al3+所取代时，整个晶体结构带负电，为了保持中性，沸石一般由碱金属和碱土金属来补偿，比如Ca2+、Na+，Ba2+等；(2)整个硅酸盐骨架内部有大小均一且相互连接的通道和孔隙，这使得沸石具有强大的比表面积，每克沸石的比表面积可达355～1000m2，因此沸石的吸附能力很强；(3)沸石通道的孔径约为0.3～1nm，而沿海地区的盐渍化特征离子Na+、Ca2+离子的直径均小于沸石通道的孔径，因此这些盐分特征离子均可被沸石固定。
本发明的沸石为通过钙、镁离子的试剂进行饱和处理后的沸石，具有最大的钙镁离子与钠离子的交换量，加强了洗盐的效果。
进一步，所述菌糠是由稻草、玉米芯、锯木屑、麦子壳等多种农作物的秸秆或工业废渣为主要原料，用以食用菌栽培的固体培养基，经食用菌栽培后剩余的固体废弃物。本发明使用的菌糠经过粉碎后，粒度小于1.0cm。废弃菌糠中依然富含有机质、全磷、速效磷、速效钾、微生物能量、多种微量元素以及可交换性的Ca2+和Mg2+等土壤活化因子。当菌糠经过释放时，菌糠中的这些活化因子可以被缓慢释放。
所述吸附缓释单元4具有很强的吸附性，其中，沸石可对土壤中的盐分进行充分的吸附；菌糠能够释放大量的有机质、全磷、速效磷、速效钾、微生物能量和可交换性的Ca2+和Mg2+等。随着盐分的进入，大量Na+离子被沸石所固定吸附；若水分过量，菌糠被淋洗将会释放大量的有效物质，特别是可交换性的Ca2+和Mg2+等，释放出来这些离子可以交换沸石所吸附的Na+，在大量水分的条件下，这些被置换出来的Na+离子被冲洗掉，达到了洗盐的效果。其他有效物质则为植物提供大量的营养物质，从而改善土壤结构，活化土壤生态***。
通过将本发明的调控棒***土壤中，能够对进入客土中的水盐进行吸收与吸附固定，并解决粘性土壤的通气性。与传统方法相比，本发明的土壤盐分调控棒控制了客土中盐分的上升及保持了粘性土壤的通透性，洗盐效果较为理想。
本发明取得上述技术效果的技术原理在于：由水盐吸收层与吸附缓释层两部分组成的调控盐碱地改良后客土盐分含量的装置，可对客土中的盐分进行分层吸收与吸附固定。土壤中的盐分经过水盐吸收层会被初步吸收和固定，并进一步增加水盐的横向运动；当水盐吸收层中的水盐进入吸附缓释层时，土壤中的盐分再经过第二次的充分吸附和固定。并通过菌糠的缓释作用交换沸石中的Na+离子以及为植物提供大量的营养物质，从而改善土壤结构，活化土壤生态***。此外，由于填充物质为多孔材料，在一定程度上增强了土壤的通气性。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种土壤盐分调控棒，其特征在于：所述调控棒包括上部为柱形的第一PVC管(1)以及下部为尖形的第二PVC管(2)，所述第一PVC管(1)与第二PVC管(2)内均设有沿管壁由外向内顺序铺设或交替铺设的水盐吸收单元(3)与吸附缓释单元(4)，所述水盐吸收单元(3)为体积比为1：1～4的蛭石与海泡石绒所形成的层状结构，所述吸附缓释单元(4)为体积比为5～8:2～5的饱和沸石与菌糠所形成的层状结构或柱状结构。
2.根据权利要求1所述的调控棒，其特征在于：所述第一PVC管(1)的内径为5～15cm。
3.根据权利要求1所述的调控棒，其特征在于：所述调控棒的长度为10～100cm。
4.根据权利要求1或2所述的调控棒，其特征在于：所述第一PVC管(1)的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
5.根据权利要求1所述的调控棒，其特征在于：所述第二PVC管(2)的整体形状为楔形或圆锥形。
6.根据权利要求1所述的调控棒，其特征在于：所述第一PVC管(1)与第二PVC管(2)上开具有孔洞。
7.根据权利要求1所述的调控棒，其特征在于：当所述吸附缓释单元(4)为柱状结构时，所述吸附缓释单元(4)的宽度为5～10cm。
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