用于土壤水分稳定以及树木或植物保护的装置和方法制造方法及图纸

本文提供一种树木或植物保护垫，其包含：顶层，所述顶层具有第一周边边缘；透水性底层，所述底层具有直接粘附至所述第一周边边缘或通过介于中间的侧壁间接粘附至所述第一周边边缘的第二周边边缘；以及吸水和释放中心层，所述中心层安置在所述顶层和所述底层之间，并且包含具有高吸水性颗粒的部分和不具有高吸水性颗粒的部分。本文提供其它垫和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于土壤水分稳定以及树木或植物保护的装置和方法专利
本专利技术涉及适用于土壤水分稳定以及树木和植物保护的装置和方法。相关申请案本申请要求2016年7月15日提交的美国申请No.62/363,068的优先权权益。
技术介绍
城市和社区中种植的树木、灌木以及其它木本植物提供社会公共环境和经济效益。种植树木容易；但树木生长不易，尤其在土地/土壤有限而且无法灌溉的城市地区。城市树木的平均寿命为7年。在造成城市树木寿命短的因素中，土壤容积有限，灌溉不良以及杂草控制(包括割草)尤其首当其冲。公园里以及建筑物周围可灌溉，但远离街道和道路的中间区域通常无法灌溉，这些地方的树木寿命最短。通常对于这些树而言，以每隔一天一次的频率用水车对新种植的树木灌水。最近，针对此类情形使用缓释灌水袋。向难以到达的区域运水和进行维护极为昂贵。这些灌水袋可易受诸如割草机和剪草机的草坪维护设备损坏。灌水袋一旦破损，就没用了。关于灌水袋的其它批评意见包括：1)灌水袋将水卸到形成地下浴缸的球状根上；2)灌水区域极为接近不刺激根向外生长来追寻水资源的树干区域；3)灌水过多而且过于频繁减缓了根融入周围地面；以及4)留在树上的空袋在有风天气时摩擦树干，促使真菌生长以及恶化昆虫问题。这些灌水袋都不抑制杂草生长。实际上，这些袋中存在水促进杂草生长，这因此可导致割草机和剪草机对这些袋造成更多损害。农业树木、植物以及其它农作物通常由灌溉系统或只通过天然降雨来灌水。对于干旱地区而言，耗水量可成为一大项运作成本。滴灌(与地面灌溉和喷灌方法相比，有意于减少在灌水期间的水蒸发损失)在苗圃、果园、葡萄园以及农场中广泛使用。然而，滴灌无法阻止地面蒸发和径流水损失，这可高达耗水量的50％。在一些情形下，一些苗圃运作中的植物实际上仅使用低至13％至26％的灌溉水。膨胀土，也称为胀缩土、膨润土、土坯、粘土或钙质土，在遇湿时膨胀，并且然后在干燥时收缩。膨润土或膨胀土随着水分含量的季节性波动而易发生体积变化(收缩和膨润)。这种体积变化的幅度取决于土壤类型(缩胀潜能)及其水分含量的变化。水分损失将导致土壤收缩，而水分增加将使其膨胀或膨润。因此，土壤水分季节性变化的干旱或半干旱地区比具有更高降雨和更恒定土壤水分的地区存在更高频率的膨润问题。在土壤膨胀和收缩时，它可以产生足够的力对建筑物地基、露台和人行道以及道路、铁路、桥和其它交通结构造成重大损害。管道也会受到膨胀土的损害。由于湿润或干燥条件而交替膨胀或收缩的土壤比洪水、龙卷风和飓风合起来对房屋和建筑物造成的损害更大。这是因为全部美国房屋中约50％建在问题土壤上。而且那些房屋中约50％遭受一些损害——地基开裂、墙板受损或管道破坏，尤其是土壤膨润和收缩引起的其它损害。据估计，截至2010年，房主每年用于稳固或支撑地基的成本大约在40亿美元。膨胀土也致使每年对许多英里道路进行过早维护和修复活动。粘土类型土壤的体积变化可导致接近路面边缘的纵向裂缝以及沿路面长度的显著表面粗糙度(变化的隆起和凹陷)。目前针对膨胀土引起的问题的解决方案是基于三种机制：用其它材料代替膨胀土、对膨胀土进行处理以减小/消除胀/缩比，以及稳定基础设施周边下方及周围土壤中的水分含量。通常使用抵抗膨胀土收缩/膨润的结构板、用膨胀性较小的土壤或碎石和砂砾代替高膨胀性的土壤、应用石灰/水泥和疏水性化学物质减小土壤的膨胀性、安装排水系统限制雨水进入地面、安装灌溉系统维持某种水平的水分(尤其在干旱期间)以及两种或两种以上上述解决方案的组合。一些实例包括美国专利No.4015432、4508472、5156494、5924251和6132138以及US公布申请No.20130071186。除了用于减轻关于基础设施的膨胀土问题的工程解决方案以外，对于极端干旱期间的一种推荐做法是灌溉地基和周围区域。然而，这种做法将不利地需要一种复杂的灌溉系统来均匀用水，除此之外在时间安排方面还需要技术和猜测来维持恒定和均匀的土壤水分。由灌溉系统故障、泄漏和人为错误导致的过度灌水同使其保持干燥一样存在问题，因为膨润土也可造成损害。另外，而且不幸的是，在干旱季节，水资源极为有限，但仍需要对地基和周围区域灌水来防止地基损害。附图说明图1以尿片回收试点工厂设计的示意图呈现一个实施方案。图2显示用于顶层注塑成型、热成型或真空成型的1个WCMC垫2D-CAD设计的一个实施方案。图3显示现有技术植物保护垫的透视图和顶视图。图4显示原型WCMC垫的四个实施方案。图5显示关于原型WCMC垫水分布测试的一个实施方案所获得的数据。图6显示关于西部红雪松籽苗在砂土中的水势(下图)和存活率(上图)所获得的数据。图7显示WCMC垫与公路中间道路中的灌水袋进行对比的实施方案的土壤水分数据。图8显示对容器内测试不同处理之间的水量和土壤水分进行对比的数据。图9显示对实地测试不同处理之间的水量和土壤水分进行对比的数据。图10显示对于城市果园实地测试中的每棵树而言，关于WCMC垫收集的积聚雨水、灌溉水以及灌水袋遮蔽的雨水的数据。图11显示一月至二月期间公路中间道路中的土壤温度数据(土壤表面下方3”)。图12显示六月和七月时的土壤温度数据(土壤表面下方3”)。图13显示以条状形式放置在一排植物的每一边上，而且交替部分具有和不具有SAP的WCMC垫的一个实施方案的顶视图。图14显示以条状形式放置在一排植物的每一边上，而且纵向部分具有和不具有SAP的WCMC垫的一个实施方案的顶视图。图15显示土壤水分稳定或地基垫的一个实施方案的土壤水分稳定垫测试的数据。此实验在晴天时整个下午有阳光的防雨棚中进行。每天早上测量至少5个数据点的土壤含水量并且将土壤水分探针插入土壤至少1英寸(允许时)。对照：容器中富含粘土的土壤，无地被物(植被或护盖物)；垫下：容器中富含粘土的土壤，覆盖有土壤水分稳定垫，无地被物(植被或护盖物)。图16显示WCMC植物保护垫顶层的一个实施方案的顶视图和透视图。图17显示与滴灌管和灌溉软管组合的WCMC植物保护垫顶层的一个实施方案的顶视图和透视图。一个或多个滴灌灌水器或微喷喷嘴可连接至滴灌管并放置在垫内部或垫上方。图18显示与浸泡软管组合的WCMC植物保护垫顶层的一个实施方案的顶视图和透视图，其中浸泡软管放置在植物保护垫上方。图19显示与浸泡软管组合的WCMC植物保护垫顶层的一个实施方案的顶视图和透视图，其中浸泡软管放置在垫内部。图20显示具有多个区段的植物保护垫的一个实施方案的顶视图，所述多个区段可一起使用或组装成一个部件，其中间有一个孔供种植植物或在一种或多种已种植的植物周围有一个孔。显示了具有和不具有SAP的交替部分。图21显示具有多个区段的植物保护垫的一个实施方案的顶视图，所述多个区段可一起使用或组装成一个部件，其中间有一个孔供种植植物或在一种或多种已种植的植物周围有一个孔。显示了交替部分。图22显示具有多个区段的植物保护垫的一个实施方案的顶视图，所述多个区段组装成一个部件，其中间有一个孔供种植植物或在一种或多种已种植的植物周围有一个孔。图23显示具有以蜿蜒形式放置在一起的部分的植物保护垫或在花槽、花盆和容器、园圃或供应植物的土地中呈柔性长管状的WCMC垫的其它实施方案的顶视图。若干实施方案的简单描述提供一种树木或植物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树木或植物保护垫，其包含：顶层，所述顶层具有第一周边边缘；透水性底层，所述底层具有直接粘附至所述第一周边边缘或通过介于中间的侧壁间接粘附至所述第一周边边缘的第二周边边缘；以及吸水和释放中心层，所述中心层安置在所述顶层和所述底层之间，并且包含具有高吸水性颗粒的部分和不具有高吸水性颗粒的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 US 62/363,0681.一种树木或植物保护垫，其包含：顶层，所述顶层具有第一周边边缘；透水性底层，所述底层具有直接粘附至所述第一周边边缘或通过介于中间的侧壁间接粘附至所述第一周边边缘的第二周边边缘；以及吸水和释放中心层，所述中心层安置在所述顶层和所述底层之间，并且包含具有高吸水性颗粒的部分和不具有高吸水性颗粒的部分。2.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述高吸水性颗粒在所述具有高吸水性颗粒的部分中自由移动，或在所述具有高吸水性颗粒的部分中不自由移动。3.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，所述垫还包含穿过所述顶层、所述底层和所述中心层的孔，树木或植物可穿过所述孔生长，所述孔由内部周边边缘界定，所述顶层和所述底层在所述内部周边边缘处直接相互粘附或通过介于中间的内部周边侧壁间接相互粘附。4.如权利要求3或本文任何权利要求所述的垫，所述垫还包含自所述孔延伸至所述第一周边边缘和所述第二周边边缘的进入狭缝，所述进入狭缝由进入狭缝周边边缘界定，所述顶层和所述底层在所述进入狭缝周边边缘处直接相互粘附或通过介于中间的进入狭缝周边边缘侧壁间接相互粘附。5.如权利要求4或本文任何权利要求所述的垫，所述垫还包含位于所述进入狭缝周边边缘之间的一个或多个连接件。6.如权利要求5或本文任何权利要求所述的垫，其中所述连接件是选自由以下组成的组：结、索环、Velcro、Velcro袢扣、拉链、钮扣、按扣、挂钩、细绳、绳索或其中两种或两种以上的任意组合。7.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，所述垫不包含穿过所述顶层、所述底层和所述中心层的孔。8.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层减少或防止所述中心层蒸发失水。9.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层对以下中的一种或多种是可渗透性的：水、大气水、露水、雨水、施用水或其中两种或两种以上的组合。10.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层还包含一个或多个穿孔、漏斗、孔、开口、通道、接缝或其中两种或两种以上的组合，以允许以下中的一种或多种渗透至所述中心层中：大气水、露水、雨水、施用水或其中两种或两种以上的组合。11.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层是柔性的。12.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层是柔性的并且由织物、编织材料、非编织材料、薄膜、塑料、层压板、片材、聚合物或其中两种或两种以上的组合制成。13.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚乳酸、丙烯酸、橡胶、人造丝、纤维素、棉布、粗麻布、帆布、大麻、纸、可生物降解物、生物材料、生物基塑料、经过加工的生物基材料、再生塑料、回收塑料、回收尿片、回收橡胶、木材、竹子、农业残留物、天然除草布、地膜、地膜、可生物降解的防草纸、可生物降解的天然防草布、可生物降解的防草护盖物、防草薄膜、防草布、聚乳酸织物、植物基纤维、种毛、棉布、茎纤维、韧皮纤维、亚麻、稻草、大麻、叶纤维、剑麻、壳纤维、椰子纤维、玉米纤维、动物基纤维、羊毛、毛发、分泌纤维、蚕丝、杨木纤维、亚麻布、羊毛、羊绒、黄麻、蕉麻、椰壳纤维、亚麻、苎麻、剑麻、马海毛、骆驼毛、安哥拉山羊毛、羊驼毛、稻草或其中两种或两种以上的组合。14.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述顶层还包含一个或多个具有凸起轮缘的容器，所述容器可呈漏斗、托盘、平底锅、餐盘、通道、狭槽或其中两种或两种以上的组合的形式，以在大气水、露水、雨水、施用水或其中两种或两种以上的组合中的一种或多种穿过所述穿孔渗透至所述中心层中之前对其进行收集。15.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其还包含动物驱避剂。16.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其还包含一种或多种昆虫、细菌和真菌控制剂。17.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其还包含一种或多种内生微生物或菌根孢子。18.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述部分由缝合线、热封线、胶粘线或其中两种或两种以上的组合分开。19.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述高吸水性颗粒包含聚丙烯酸聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、淀粉接枝聚合物、聚丙烯酰胺、乙烯顺丁烯二酸酐聚合物、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物、聚丙烯酸的1A族盐、其中两种或两种以上的共聚物、生物基高吸水性聚合物TryEcoAgrisorbTM、淀粉基高吸水性聚合物、纤维素基高吸水性聚合物、可生物降解的高吸水性聚合物、高吸水性纤维素水凝胶或其任意组合。20.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述具有高吸水性颗粒或不具有高吸水性颗粒的部分中的一者或多者包括以下中的一种或多种：肥料、缓释肥料、无机肥料、有机肥料、堆肥、来自废水处理厂的污泥、污水污泥、厌氧消化污泥、来自啤酒厂的生物质副产品、粪肥、厌氧消化动物粪肥、厌氧消化生物质、纸浆和造纸废水、动物驱避剂、昆虫驱避剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀昆虫剂、除草剂、微生物、真菌、孢子或其中两种或两种以上的组合。21.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中所述第一周边边缘和所述第二周边边缘通过缝制、热封、摩擦焊接、激光焊接、超声波焊接、感应焊接、射频焊接、热粘合、胶粘、溶剂焊接、钉合或其中两种或两种以上的组合粘附。22.如权利要求1或本文任何权利要求所述的垫，其中浸泡软管、滴灌灌水器或微喷灌水器部分插在所述顶层和所述底层之间，并且所述浸泡软管和所述灌水器可通过诸如软管接头的连接件连接至灌溉系统。23.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，杨海玲，
申请(专利权)人：张伟，杨海玲，
类型：发明
国别省市：美国,US