一种干旱沙化地区种植结构及其种植方法技术

本发明专利技术公开了一种种植结构及其种植方法，解决了干旱地区植物生长的缺水难题，确保了干旱地区的植物良好生长和植被恢复。其中，种植结构包括种植坑及位于种植坑内的植土层，在所述的种植坑内表面设置有一防渗膜，在所述的植土层的上端设置有一防蒸发的覆盖膜，在覆盖膜的上端为覆土层。本发明专利技术显著降低了水分的渗透和蒸发流失，同时有利于收集雨水、汇流并存储于种植坑内，使植物坑内有充分的水分供植物吸收，从而保证种植植物的成活率。此方法技术简单，成本低廉，在干旱地区效果显著，对于提高干旱地区植物种植成活率和恢复植被具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在干旱沙化地区的植物种植结构及其种植方法，属于干旱及沙化地区生态修复
。技术背景 土地荒漠化、水土流失及环境恶化已成为影响人类社会可持续发展的关键性问题，世界陆地荒漠化面积约占陆地总面积的30%左右，而且伴随着环境的不断被破坏和人类的频繁活动而不断加剧。我国是世界上荒漠化和水土流失严重的国家之一，目前沙漠、戈壁和沙化土地合计165.3万平方公里，涉及18个省(区)和471个县，约占国土面积的17%。土地荒漠化不仅极大侵蚀了土地资源，使宝贵的耕地、草场进一步萎缩，而且带来了严重的环境问题，如近年来不断肆虐我国北方的沙尘暴问题。土地荒漠化问题使人类的生存空间受到严重威胁，随着国家西部大开发战略的不断推进和荒漠化地区基础设施建设的增加，对改善生态环境的迫切需求以及对新型种植及植被恢复的技术需求也愈来愈强。我国西部和“三北”(西北、东北和华北)大部分地区处于干旱和半干旱地区，降水量少、蒸发量大，植物种植的成活率低、植被恢复难度大。特别是黄河上游的内蒙古自治区等地区，由于干旱少雨，植被盖度及种植成活率低，不仅引起大量风沙，形成沙尘暴天气，还造成了严重的水土流失。其中，砒砂岩是黄土高原特有的一种地形地貌，被称为“世界水土流失之最”和“环境癌症”，对自然、生态、环境的危害极大。广泛分布于黄河流域，其中以晋陕蒙接壤区为中心的区域，是黄土高原集中的碎屑基岩产沙区的核心，系黄河流域多沙粗沙区的一个重要组成部分。其特点是无水坚硬如顽石，遇水则松软如泥，遇风则风化剥蚀。由于该区地形破碎，气候干旱，降雨量少，保水性能差，植物成活率低，植被稀少；而且，暴雨集中，且多大风沙，水土流失极为严重，生态环境尤为脆弱。砒砂岩区面积只占黄河流域面积2%有余，但每年向黄河输入的粗泥沙约2亿吨，其中，造成下游淤积的粗泥沙达I亿吨左右，占黄河下游河道每年平均淤积量的25%。目前，荒漠化和水土流失的主要治理方法是生物方法。然而，这些地区通常土地沙化严重，保水性能差，而且属于干旱和半干旱地区，用水量大但植物种植成活率低、植被恢复难度大。因而，迫切需要开发一种针对荒漠化及水土流失严重地区的新型种植方法。中国专利(102308688A)公开了一种沙漠种植结构和改良沙漠土壤的方法及种植技术，其种植结构包括沙漠土壤层、位于沙漠土壤层上的透气性防渗层和位于透气性防渗层上的种植土层。其中，防渗层是由一层疏水性颗粒(中国专利，申请号200910203463.7)组成，具有较好的防渗、透气性。由于种植坑上面没有设置覆盖膜，所以蒸发量大、水土保持性差且雨水收集和存储性能较差，另外施工难度大。本专利技术将针对干旱和半干旱地区的特征，结合材料技术，开发一种新型种植技术，大幅提升植物种植的成活率和植被恢复速度。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的在于提供一种适合我国广大干旱及半干旱地区的新型植物种植技术。重点解决:I)砂质土壤的保水问题，通常情况下砂质土壤渗流大，难以储存水分；2)降低蒸发量，干旱及半干旱地区的降水少，但蒸发量大，导致植物的种植成活率低，植被恢复难度大。本专利技术将采用设置防渗膜及覆盖膜等技术手段，解决干旱及半干旱地区砂质土壤的严重渗漏及蒸发问题，提高这些地区的种植成活率和植被恢复速度。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种种植结构，包括种植坑及位于种植坑内的植土层，其特征在于:在所述的种植坑内表面设置有一防渗膜，在所述的植土层上端设置有一防蒸发的覆盖膜，在覆盖膜的上端为覆土层。所述的防渗膜为环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种组合；所述覆盖膜为环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种组合。所述覆盖膜的形状为弧形，而上覆盖膜周边的高度要高于中间的高度。所述覆盖膜的厚度为0.1mm~IOmm,覆土层的厚度为1.0~IOcm,渗透膜的厚度为 0.1mm ~10mnin在所述的覆土层与植土层之间设置有穿过所述覆盖膜的导水管；在所述植土层内，沿种植坑侧面的上端和底部设置有穿过所述防渗膜的溢流管，其中底部溢流管的数量与管径要少于和小于种植坑侧面设置的溢流管的数量与管径。一种基于上述种植结构的种植方法，其特征在于，步骤如下:`步骤一、开挖种植坑；步骤二、在种植坑的侧面和底部预埋溢流管，其中底部溢流管的数量与管径要少于和小于种植坑侧面设置的溢流管的数量与管径；然后，在种植坑内表面喷涂浓度为3~15%的树脂溶液，在自然养护条件下2~10分钟形成一层厚度为0.1mm~IOmm的防渗膜；步骤三、在种植坑的上表面预埋导水管，植土层的上表面低于周边地面；然后，在植土层的表面喷涂浓度为3~15%的树脂溶液，在自然养护条件下2~10分钟形成一层厚度为0.1mm~IOmm的覆盖膜；步骤五、在覆盖膜的上端覆盖厚度为1.0~IOcm的覆土层。所述的树脂溶液为环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种组合。有益效果:I)通过在种植坑的底部和侧面设置防渗膜，可以极大降低干旱及半干旱地区沙化土地的水分渗漏，起到良好的保水保肥作用，另外防渗层具有一定的空隙率和柔性，不容易出现破损，植物根系生长半年并稳定后可以穿透防渗层继续生长，对植物的生长具有良好的促进作用；2)种植坑的上面制备一层覆盖膜和覆盖一层沙土，大幅降低了干旱及半干旱地区的水分蒸发，可为植物生长提供长期湿润的根部环境，另外上覆盖膜具有收集雨水的作用，收集的雨水通过导水管导流到种植坑并存储；3)由于防渗膜和覆盖膜的存在，利于种植坑内的保温，可为我国西部和北部寒冷地区的植物生长提供良好的环境；4)施工便捷、效率高，通常可以采用喷涂的方法制备防渗膜和上覆盖膜，如喷涂浓度为3~15%的亲水性聚氨酯树脂可以2~15分钟内可快速形成防渗膜和覆盖膜，且膜层的空隙率可以通过树脂的浓度和喷洒量进行调整；5)植物成活率高、成本低，通过防渗和防蒸发处理后大幅降低了水分的流失，同时提高了雨水的收集和存储功能，使植物具有极高的成活率和良好的成长性能，此外采用亲水性聚氨酯树脂溶液喷涂施工的技术可以大幅降低成本，具有广阔的推广应用前景。【附图说明】图1是本专利技术种植结构的结构示意图。图2是本专利技术防渗层的结构示意图；图3是本专利技术导水管及溢流管的结构示意图。其中:1 土或沙；2防渗层；3导水管；4覆盖膜；5植物；6溢流管；7 土沙颗粒；8固结体及空隙；9管子；10滤网。【具体实施方式】:参照下述实施例，可以更好的理解本专利技术，所描述的实施例及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。本专利技术种植结构及种植方法的技术核心是防渗漏及防蒸发，同时又能快速收集和存储雨水。I)防渗干旱和半干旱地区的共同特征是，土地沙化严重，水分的渗漏量大，很难对水分进行储存。为了防止雨水和浇灌水的渗漏，在所挖的种植坑底部及侧面喷涂一层柔性防渗膜，防渗膜的厚度可控制在0.1mm~IOmm之间，具体根据现场的情况而定。通常,可以在种植坑的底部及侧面用树脂溶液喷涂快速形成一层柔性防渗膜，其中树脂可以选用环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂等中的一种或多种组合。如，可以用浓度为3~15%的聚氨酯树脂溶液喷涂一层防渗膜，可有效阻止水分的渗漏流失。防渗膜由土砂颗粒和聚氨酯树脂固结体及空隙组成，参见图2，防渗膜需要具有一定的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种种植结构，包括种植坑及位于种植坑内的植土层，其特征在于：在所述的种植坑内表面设置有一防渗膜，在所述的植土层的上端设置有一层防蒸发的覆盖膜，在覆盖膜的上端为覆土层。

【技术特征摘要】
1.一种种植结构，包括种植坑及位于种植坑内的植土层，其特征在于:在所述的种植坑内表面设置有一防渗膜，在所述的植土层的上端设置有一层防蒸发的覆盖膜，在覆盖膜的上端为覆土层。2.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于:所述的防渗膜为环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种组合；所述覆盖膜为环氧树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于:所述覆盖膜的形状为弧形，而上覆盖膜周边的高度要高于中间的高度。4.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于:所述覆盖膜的厚度为0.1mm~10mm，覆土层的厚度为1.0~IOcm,渗透膜的厚度为0.1mm~10mm。5.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于:在所述的覆土层与植土层之间设置有穿过所述覆盖膜的导水管；在所述植土层内，沿种植坑侧面的上端和底部设置有穿过所述防渗膜的溢流管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨才千，吴智仁，杨小聪，朱吉鹏，姚文艺，冷元宝，高卫民，
申请(专利权)人：东南大学，江苏杰成凯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：