一种石砾地土体重构结构及重构方法技术

本发明专利技术涉及一种土体重构结构及方法，具体涉及一种石砾地土体重构结构及重构方法，以解决石砾地难利用、作物无法生长及浪费土地资源的问题。本发明专利技术的石砾地土体重构结构，包括碎石层、过渡层和客土层；碎石层填充在石砾间隙；过渡层为沙与土混合制成，过渡层铺设于填充碎石层后的石砾地上方；客土层铺设于过渡层上方，客土层包括自下而上依次铺设的保水层、生土垫层和耕作层。本发明专利技术的石砾地土体重构方法，首先对石砾地的表层进行粗平，然后在石砾间隙填充碎石，形成碎石层，并对填充碎石后的石砾地进行细平；在细平后的石砾地上铺设沙与土混合制成的过渡层；在过渡层上铺设客土层，客土层包括自下而上依次铺设的保水层、生土垫层和耕作层。

【技术实现步骤摘要】
一种石砾地土体重构结构及重构方法
本专利技术涉及一种土体重构结构及方法，具体涉及一种石砾地土体重构结构及重构方法。
技术介绍
目前，土体重构主要在沙荒地、矿区复垦等方面，一般直接采用客土进行构建，但这种构建方式对重构材料的要求严格、成本高、普适性差，且构建的土体结构单一、耕性差。石砾地是一种难利用土地，在全国分布面积为1035345千公顷(155301.8万亩)，其表层70％以上由直径超过2mm的岩石或石砾覆盖，由于岩石裸露，作物无法正常生长，造成了土地资源的严重浪费。因此，在石砾地实现作物的生长对于补充耕地资源、实现土地资源的集约化有着重要意义。但是，目前，关于石砾地上的进行土体重构尚未有任何相关资料记载。
技术实现思路
本专利技术提供一种石砾地土体重构结构及重构方法，以解决石砾地难利用、作物无法生长及浪费土地资源的技术问题。本专利技术的技术解决方案是：一种石砾地土体重构结构，其特殊之处在于，包括碎石层、过渡层和客土层；所述碎石层填充在石砾地的石砾间隙；所述过渡层为沙与土混合制成，过渡层铺设于填充碎石层后的石砾地上方；所述客土层铺设于所述过渡层上方，所述客土层包括自下而上依次铺设的保水层、生土垫层和耕作层；所述客土层中保水层的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层的厚度为10～40cm；耕作层的厚度为10～40cm。进一步地，为了使本专利技术的重构结构更适合土体植物、动物和微生物的生长，所述客土层中保水层的厚度为10～15cm；生土垫层的厚度为20～30cm；耕作层的厚度为20～30cm。进一步地，所述过渡层的沙与土的体积比为1:1-1:3，过渡层厚度为5-10cm。进一步地，所述客土层中保水层的容重为1.4-1.6g/cm3，生土垫层的容重为1.25-1.35g/cm3，耕作层的容重为1.1-1.2g/cm3。进一步地，所述碎石层包括粒径为2-50mm的碎石。一种石砾地土体重构方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)对石砾地的表层进行粗平，然后在石砾间隙填充碎石，形成碎石层，并对填充碎石后的石砾地进行细平；2)在细平后的石砾地上铺设沙与土混合制成的过渡层；3)在所述过渡层上铺设客土层，所述客土层包括自下而上依次铺设的保水层、生土垫层和耕作层；所述客土层中保水层的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层的厚度为10～40cm；耕作层的厚度为10～40cm。进一步地，步骤2)中过渡层的沙与土的体积比为1:1-1:3，过渡层厚度为5-10cm；步骤3)客土层中保水层的厚度为10～15cm；生土垫层的厚度为20～30cm；耕作层的厚度为20～30cm。进一步地，所述客土层中保水层的容重为1.4-1.6g/cm3，生土垫层的容重为1.25-1.35g/cm3，耕作层的容重为1.1-1.2g/cm3。进一步地，步骤1)中填充的碎石粒径为2-50mm；细平后石砾地的坡度小于1：500。进一步地，还包括步骤4)利用土壤改良剂对所述客土层中的耕作层进行肥力改善。本专利技术的优点是：(1)本专利技术的石砾地土体重构结构包括碎石层、过渡层和客土层，客土层中中保水层的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层的厚度为10～40cm，使石砾地变为可利用土地，适宜作物生长，充分利用土地资源。(2)本专利技术的石砾地土体重构结构碎石层为碎石块、过渡层采用沙与土混合、客土层外部客土，原料简单易得、经济实用；(3)本专利技术的石砾地土体重构方法将碎石层填充在石砾地的石砾间隙，然后依次铺设过渡层客土层，简单、易于操作。附图说明图1为本专利技术石砾地土体重构结构的示意图；图2为本专利技术实施例客土层的厚度与耕作层有机质/全氮含量的关系图；图3为本专利技术实施例客土层的厚度与小麦和玉米株高的关系图；图4为本专利技术实施例客土层的厚度与小麦和玉米产量及成本的关系图；图5为本专利技术实施例客土层中保水层的水分渗漏速率随时间变化曲线图；图6为本专利技术实施例客土层中保水层的硝态氮渗漏量随时间变化曲线图；附图标记为：1-碎石层、2-过渡层、3-保水层、4-生土垫层、5-耕作层、6-客土层。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参见图1，本专利技术的石砾地土体重构结构，包括碎石层1、过渡层2和客土层6；碎石层1填充在石砾地的石砾间隙；过渡层2为沙土与混合制成，过渡层2铺设于填充碎石层后的石砾地上方；客土层6铺设于过渡层2上方，客土层6包括自下而上依次铺设的保水层3、生土垫层4和耕作层5；客土层中保水层3的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层4的厚度为10～40cm；耕作层5的厚度为10～40cm。本专利技术的石砾地土体重构方法，包括以下步骤：1)对石砾地的表层进行粗平，然后在石砾间隙填充碎石，形成碎石层，并对填充碎石后的石砾地进行细平；细平后的石砾地坡度在1:500以内；2)在细平后的石砾地上铺设沙与土混合制成的过渡层，铺设后再次将表层整理平坦，并采用机械方式压实；3)在过渡层上铺设客土层；客土层包括自下而上依次铺设的保水层、生土垫层和耕作层；客土层中保水层的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层的厚度为10～40cm；耕作层的厚度为10～40cm。客土层中耕作层为作物根系生长的主要土层，为了形成土体种植物、动物和微生物良好的生长环境，耕作层土源的养分含量需要满足表1的要求；若耕作层的土源为生土，可通过添加土壤改良剂调整耕作层中的养分。表1耕作层养分含量要求指标检测标准方法控制标准有机质/(g/kg)NY/T1121.6-2006≥5全氮/(g/kg)NY/T53-1987≥0.5有效磷/(mg/kg)NY/T1121.7-2014≥5速效钾/(mg/kg)NY/T889-2004≥60有效硅/(mg/kg)NY/T1121.15-2006≥25有效硼/(mg/kg)NY/T1121.8-2006≥1.0有效钼/(mg/kg)NY/T1121.9-2006≥0.2当本专利技术石砾地土体重构结构的客土层中耕作层所选的土源为生土，其养分含量难以符合表1的要求，不能形成作物生长的良好环境，可利用土壤改良剂对耕作层进行肥力改善，以形成土体植物、动物和微生物良好的生长环境。进行肥力改善时的养分施用量根据养分平衡法进行计算，计算公式见式(1)：Y＝(X×M-S×2.25×T)/F(1)式中：Y——某肥料养分施用量，kg/hm2；X——作物单位产量某养分吸收量，kg/100kg；M——目标产量，100kg/hm2；S——土壤某养分含量测定值，mg/kg；T——校正系数(土壤养分利用率)；F——某肥料养分当季利用率。对于酸化土壤，可通过施用石灰、碱性肥料(草木灰等)进行调节，本实施例中以石灰为例，石灰的使用量计算方法见公式(2)；对于碱化土壤，可施入酸性肥料(如石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾、硫酸钾)进行调节，本实施例以石膏为例，石膏使用量计算方法见公式(3)。G＝K×H×B×CEC×(1-BS)×28*×104(2)式中：G——石灰添加量，kg/hm2；K——经验系数，施用石灰粉(碳酸钙)时取1.3，生石灰(氧化钙)时取0.5；H——需调节pH的土层厚度，cm；B——需调节p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石砾地土体重构结构，其特征在于：包括碎石层(1)、过渡层(2)和客土层(6)；所述碎石层(1)填充在石砾地的石砾间隙；所述过渡层(2)为沙与土混合制成，过渡层(2)铺设于填充碎石层后的石砾地上方；所述客土层(6)铺设于所述过渡层上方；所述客土层(6)包括自下而上依次铺设的保水层(3)、生土垫层(4)和耕作层(5)；保水层(3)的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层(4)的厚度为10～40cm；耕作层(5)的厚度为10～40cm。

【技术特征摘要】
1.一种石砾地土体重构结构，其特征在于：包括碎石层(1)、过渡层(2)和客土层(6)；所述碎石层(1)填充在石砾地的石砾间隙；所述过渡层(2)为沙与土混合制成，过渡层(2)铺设于填充碎石层后的石砾地上方；所述客土层(6)铺设于所述过渡层上方；所述客土层(6)包括自下而上依次铺设的保水层(3)、生土垫层(4)和耕作层(5)；保水层(3)的厚度为10～20cm，25％≤粘粒含量≤45％；生土垫层(4)的厚度为10～40cm；耕作层(5)的厚度为10～40cm。2.根据权利要求1所述的一种石砾地土体重构结构，其特征在于：所述保水层(3)的厚度为10～15cm；生土垫层(4)的厚度为20～30cm；耕作层(5)的厚度为20～30cm。3.根据权利要求2所述的一种石砾地土体重构结构，其特征在于：所述过渡层(2)的沙与土的体积比为1:1-1:3，过渡层厚度为5-10cm。4.根据权利要求1或2或3所述的一种石砾地土体重构结构，其特征在于：所述客土层中保水层(3)的容重为1.4-1.6g/cm3，生土垫层(4)的容重为1.25-1.35g/cm3，耕作层(5)的容重为1.1-1.2g/cm3。5.根据权利要求4所述的一种石砾地土体重构结构，其特征在于：所述碎石层(1)包括粒径为2-50mm的碎石。6.一种石砾地...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩霁昌，张扬，马琳，董起广，杜宜春，雷娜，刘哲，
申请(专利权)人：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61