一种作物试验田土壤板结治理方法与流程

本发明涉及土壤治理技术领域，更具体地说，涉及一种作物试验田土壤板结治理方法。

背景技术：

土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质，结构不良，在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散，而干燥后受内聚力作用使土面变硬的现象。

板结造成土壤的吸水、吸氧及营养物质的吸附能力降低，通透能力的下降使作物根系发育不良，影响农作物的生长发育。

1、土壤板结条件下，土壤孔隙度减少，通透性差，地温降低，致使土壤中好气性微生物的活动受到抑制，水、气、热状况不能很好的协调，其供肥、保肥、保水能力弱。土壤板结还延缓了有机质的分解，土壤理化性质逐渐恶化，地力逐渐衰退，土壤肥力随之下降，不能很好地满足玉米生长发育。

2、土壤板结条件下，玉米根部细胞呼吸减弱，而氮素等营养又多以离子态存在，吸收时多以主动运输方式，需要消耗细胞代谢产生的能量，呼吸减弱，故能量供应不足，影响吸收。

而现有技术中土壤板结的原位治理技术大多采用喷洒修复液的方法，以此来恢复土壤中的有机质含量和理化性质，但是由于板结土壤中通透性较差，因此修复液难以正常渗透至土壤全域，不仅导致治理效率低下，且效果差强人意。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种作物试验田土壤板结治理方法，它可以实现创新性的在土壤内主动设置疏松预埋网管，并采用注水的方式，一方面与消耗式鼓气球配合进行反应，释放出大量气体，从而迫使气动疏松针从隔土膜片中伸出并在土壤内部进行冲击，对板结土壤进行内部多点破碎，另一方面同步将水和气体导入至土壤内，并跟随气动疏松针冲击出来的孔隙进行通透，进一步提高土壤的孔隙率，并配合现有的修复液喷洒技术，显著改善土壤的理化性质和营养含量分布情况，可以极大的提升土壤板结的治理效率及效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种作物试验田土壤板结治理方法，包括以下步骤：

s1、在土壤上开挖出多个预埋坑，预埋坑的密度不少于1个/m²，预埋坑内埋入疏松预埋网管后回填压实；

s2、定期向疏松预埋网管内注入适量的水，从而触发疏松预埋网管的加孔动作，对于预埋坑附近的土壤进行疏松处理；

s3、每隔半个月向土壤上喷洒适量的修复液，并在喷洒前取样观察板结治理效果；

s4、土壤初步治理至透水透气性恢复至正常范围时，回收预埋坑内的疏松预埋网管，未恢复至正常范围时在注水前补充耗材；

s5、回收疏松预埋网管后直接向预埋坑内投放成年蚯蚓，并回填上异地取出的疏松土壤。

进一步的，所述步骤s3中喷洒修复液1-3kg/m²，所述修复液包括以下重量份数的原料：25-40份秸秆颗粒、15-25份腐熟猪粪、20-30份池塘淤泥、5-15份枯黄枝叶和30-45份禽畜养殖废水。

进一步的，所述修复液中的原料在经过混合后，还与质量比30:1的土壤有益菌进行发酵，发酵温度为40℃，发酵时间36h。

进一步的，所述土壤有益菌包括按重量份数计的以下菌种：枯草芽孢杆菌3-5份、巨大芽孢杆菌2-3份、胶冻样芽孢杆菌3-4份、地衣芽孢杆菌3-5份、苏云金芽孢杆菌3-5份以及光合菌群7-9份。

进一步的，所述疏松预埋网管上端螺纹连接有土上管盖，所述疏松预埋网管包括中空网管和覆盖于中空网管外表面的多片隔土膜片，所述中空网管的节点处镶嵌连接有节点半球，且中空网管贯穿节点半球并延伸至内表面，所述节点半球内镶嵌有消耗式鼓气球，所述节点半球靠近隔土膜片一端插设有气动疏松针，所述气动疏松针与中空网管之间连接有多根均匀分布的回缩导水线，且回缩导水线贯穿中空网管并延伸至内侧，所述隔土膜片上开设有与气动疏松针相匹配的伸缩孔，通过中空网管进行注水和分流至各个节点半球上，然后与节点半球内的消耗式鼓气球接触发生反应，释放出大量气体出来，气体迫使气动疏松针反复从伸缩孔中移动，实现对土壤内部的震动冲击。

进一步的，所述气动疏松针包括延伸针柱、与延伸针柱连接的裂土针头以及连接于节点半球靠近隔土膜片一端的限位针筒，所述延伸针柱插设于限位针筒中，且裂土针头连接于延伸针柱远离节点半球的一端，所述节点半球开设有与延伸针柱相匹配的透气孔，所述限位针筒远离节点半球一端开设有透气缺口，延伸针柱起到延伸的作用，裂土针头用来对板结土壤进行有效的开裂冲击，限位针筒一方面可以对延伸针柱的移动进行限位，可以辅助其实现集中于一点的反复冲击，从而提高冲击效果，另一方面可以配合透气缺口实现在延伸针柱伸出移动一段距离后，气体得以释放出去并沿着伸缩孔配合裂土针头在土壤内部形成更为广泛的冲击，提高土壤内部的孔隙率。

进一步的，所述裂土针头外表面上连接有多个均匀分布的压释吸水球，相邻的所述压释吸水球之间连接有互连导水线，且其中多个互连导水线与相邻的回缩导水线连接，裂土针头在土壤内部冲击时，会对压释吸水球形成挤压，迫使其释放出从互连导水线上吸收的水分，水分在释放后沿着裂土针头形成的冲击孔或者冲击造成的裂缝进行蔓延，从而提高土壤内部的通透性。

进一步的，所述消耗式鼓气球外端包裹有半球封膜，且半球封膜仅覆盖于消耗式鼓气球暴露在节点半球外的区域，所述半球封膜边缘处连接有环形磁条，所述节点半球采用磁性材料制成，半球封膜用来将消耗式鼓气球定位至节点半球内，一方面可以防止在气体的冲击下脱落，造成气动疏松针的冲击失败，也可以防止水和气体反向外泄，另一方面也方便技术人员对消耗式鼓气球进行补充。

进一步的，所述消耗式鼓气球采用泡腾崩解剂制成，所述半球封膜采用不透气不透水的材料制成，泡腾崩解剂与水接触后会发生剧烈的反应，释放出大量气体，既可以为气动疏松针的冲击提供驱动力，同时气体的蔓延特性可以辅助气动疏松针在土壤内部进一步改善通透性。

进一步的，所述互连导水线和回缩导水线均采用弹性导水材料制成，所述压释吸水球采用弹性吸水材料制成，互连导水线和回缩导水线起到向压释吸水球转移水分的作用，同时回缩导水线还提供弹力作用辅助气动疏松针在伸出后进行回缩，从而实现反复的震动冲击，压释吸水球可以短暂的吸收互连导水线传导来的水分，并且在受到土壤的挤压下会释放出吸收的水分。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现创新性的在土壤内主动设置疏松预埋网管，并采用注水的方式，一方面与消耗式鼓气球配合进行反应，释放出大量气体，从而迫使气动疏松针从隔土膜片中伸出并在土壤内部进行冲击，对板结土壤进行内部多点破碎，另一方面同步将水和气体导入至土壤内，并跟随气动疏松针冲击出来的孔隙进行通透，进一步提高土壤的孔隙率，并配合现有的修复液喷洒技术，显著改善土壤的理化性质和营养含量分布情况，可以极大的提升土壤板结的治理效率及效果。

(2)疏松预埋网管上端螺纹连接有土上管盖，疏松预埋网管包括中空网管和覆盖于中空网管外表面的多片隔土膜片，中空网管的节点处镶嵌连接有节点半球，且中空网管贯穿节点半球并延伸至内表面，节点半球内镶嵌有消耗式鼓气球，节点半球靠近隔土膜片一端插设有气动疏松针，气动疏松针与中空网管之间连接有多根均匀分布的回缩导水线，且回缩导水线贯穿中空网管并延伸至内侧，隔土膜片上开设有与气动疏松针相匹配的伸缩孔，通过中空网管进行注水和分流至各个节点半球上，然后与节点半球内的消耗式鼓气球接触发生反应，释放出大量气体出来，气体迫使气动疏松针反复从伸缩孔中移动，实现对土壤内部的震动冲击。

(3)气动疏松针包括延伸针柱、与延伸针柱连接的裂土针头以及连接于节点半球靠近隔土膜片一端的限位针筒，延伸针柱插设于限位针筒中，且裂土针头连接于延伸针柱远离节点半球的一端，节点半球开设有与延伸针柱相匹配的透气孔，限位针筒远离节点半球一端开设有透气缺口，延伸针柱起到延伸的作用，裂土针头用来对板结土壤进行有效的开裂冲击，限位针筒一方面可以对延伸针柱的移动进行限位，可以辅助其实现集中于一点的反复冲击，从而提高冲击效果，另一方面可以配合透气缺口实现在延伸针柱伸出移动一段距离后，气体得以释放出去并沿着伸缩孔配合裂土针头在土壤内部形成更为广泛的冲击，提高土壤内部的孔隙率。

(4)裂土针头外表面上连接有多个均匀分布的压释吸水球，相邻的压释吸水球之间连接有互连导水线，且其中多个互连导水线与相邻的回缩导水线连接，裂土针头在土壤内部冲击时，会对压释吸水球形成挤压，迫使其释放出从互连导水线上吸收的水分，水分在释放后沿着裂土针头形成的冲击孔或者冲击造成的裂缝进行蔓延，从而提高土壤内部的通透性。

(5)消耗式鼓气球外端包裹有半球封膜，且半球封膜仅覆盖于消耗式鼓气球暴露在节点半球外的区域，半球封膜边缘处连接有环形磁条，节点半球采用磁性材料制成，半球封膜用来将消耗式鼓气球定位至节点半球内，一方面可以防止在气体的冲击下脱落，造成气动疏松针的冲击失败，也可以防止水和气体反向外泄，另一方面也方便技术人员对消耗式鼓气球进行补充。

(6)消耗式鼓气球采用泡腾崩解剂制成，半球封膜采用不透气不透水的材料制成，泡腾崩解剂与水接触后会发生剧烈的反应，释放出大量气体，既可以为气动疏松针的冲击提供驱动力，同时气体的蔓延特性可以辅助气动疏松针在土壤内部进一步改善通透性。

(7)互连导水线和回缩导水线均采用弹性导水材料制成，压释吸水球采用弹性吸水材料制成，互连导水线和回缩导水线起到向压释吸水球转移水分的作用，同时回缩导水线还提供弹力作用辅助气动疏松针在伸出后进行回缩，从而实现反复的震动冲击，压释吸水球可以短暂的吸收互连导水线传导来的水分，并且在受到土壤的挤压下会释放出吸收的水分。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明疏松预埋网管部分的结构示意图；

图4为本发明气动疏松针部分的结构示意图；

图5为图4中a处的结构示意图。

图中标号说明：

1疏松预埋网管、11中空网管、12隔土膜片、2土上管盖、3节点半球、4气动疏松针、41延伸针柱、42裂土针头、43限位针筒、5回缩导水线、6消耗式鼓气球、7半球封膜、8互连导水线、9压释吸水球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种作物试验田土壤板结治理方法，包括以下步骤：

s1、在土壤上开挖出多个预埋坑，预埋坑的密度不少于1个/m²，预埋坑内埋入疏松预埋网管1后回填压实；

s2、定期向疏松预埋网管1内注入适量的水，从而触发疏松预埋网管1的加孔动作，对于预埋坑附近的土壤进行疏松处理；

s3、每隔半个月向土壤上喷洒适量的修复液，并在喷洒前取样观察板结治理效果；

s4、土壤初步治理至透水透气性恢复至正常范围时，回收预埋坑内的疏松预埋网管1，未恢复至正常范围时在注水前补充耗材；

s5、回收疏松预埋网管1后直接向预埋坑内投放成年蚯蚓，并回填上异地取出的疏松土壤。

步骤s3中喷洒修复液1-3kg/m²，修复液包括以下重量份数的原料：25-40份秸秆颗粒、15-25份腐熟猪粪、20-30份池塘淤泥、5-15份枯黄枝叶和30-45份禽畜养殖废水。

修复液中的原料在经过混合后，还与质量比30:1的土壤有益菌进行发酵，发酵温度为40℃，发酵时间36h。

土壤有益菌包括按重量份数计的以下菌种：枯草芽孢杆菌3-5份、巨大芽孢杆菌2-3份、胶冻样芽孢杆菌3-4份、地衣芽孢杆菌3-5份、苏云金芽孢杆菌3-5份以及光合菌群7-9份。

请参阅图3，疏松预埋网管1上端螺纹连接有土上管盖2，疏松预埋网管1包括中空网管11和覆盖于中空网管11外表面的多片隔土膜片12，中空网管11相对于多个连接节点半球3的短管，内部用来走水，中空网管11的节点处镶嵌连接有节点半球3，且中空网管11贯穿节点半球3并延伸至内表面，节点半球3内镶嵌有消耗式鼓气球6，节点半球3靠近隔土膜片12一端插设有气动疏松针4，气动疏松针4与中空网管11之间连接有多根均匀分布的回缩导水线5，且回缩导水线5贯穿中空网管11并延伸至内侧，隔土膜片12上开设有与气动疏松针4相匹配的伸缩孔，通过中空网管11进行注水和分流至各个节点半球3上，然后与节点半球3内的消耗式鼓气球6接触发生反应，释放出大量气体出来，气体迫使气动疏松针4反复从伸缩孔中移动，实现对土壤内部的震动冲击。

请参阅图4，气动疏松针4包括延伸针柱41、与延伸针柱41连接的裂土针头42以及连接于节点半球3靠近隔土膜片12一端的限位针筒43，延伸针柱41插设于限位针筒43中，且裂土针头42连接于延伸针柱41远离节点半球3的一端，节点半球3开设有与延伸针柱41相匹配的透气孔，限位针筒43远离节点半球3一端开设有透气缺口，延伸针柱41起到延伸的作用，裂土针头42用来对板结土壤进行有效的开裂冲击，限位针筒43一方面可以对延伸针柱41的移动进行限位，可以辅助其实现集中于一点的反复冲击，从而提高冲击效果，另一方面可以配合透气缺口实现在延伸针柱41伸出移动一段距离后，气体得以释放出去并沿着伸缩孔配合裂土针头42在土壤内部形成更为广泛的冲击，提高土壤内部的孔隙率。

消耗式鼓气球6外端包裹有半球封膜7，且半球封膜7仅覆盖于消耗式鼓气球6暴露在节点半球3外的区域，半球封膜7边缘处连接有环形磁条，节点半球3采用磁性材料制成，半球封膜7用来将消耗式鼓气球6定位至节点半球3内，一方面可以防止在气体的冲击下脱落，造成气动疏松针4的冲击失败，也可以防止水和气体反向外泄，另一方面也方便技术人员对消耗式鼓气球6进行补充，消耗式鼓气球6采用泡腾崩解剂制成，半球封膜7采用不透气不透水的材料制成，泡腾崩解剂与水接触后会发生剧烈的反应，释放出大量气体，既可以为气动疏松针4的冲击提供驱动力，同时气体的蔓延特性可以辅助气动疏松针4在土壤内部进一步改善通透性。

请参阅图5，裂土针头42外表面上连接有多个均匀分布的压释吸水球9，相邻的压释吸水球9之间连接有互连导水线8，且其中多个互连导水线8与相邻的回缩导水线5连接，裂土针头42在土壤内部冲击时，会对压释吸水球9形成挤压，迫使其释放出从互连导水线8上吸收的水分，水分在释放后沿着裂土针头42形成的冲击孔或者冲击造成的裂缝进行蔓延，从而提高土壤内部的通透性。

互连导水线8和回缩导水线5均采用弹性导水材料制成，压释吸水球9采用弹性吸水材料制成，互连导水线8和回缩导水线5起到向压释吸水球9转移水分的作用，同时回缩导水线5还提供弹力作用辅助气动疏松针4在伸出后进行回缩，从而实现反复的震动冲击，压释吸水球9可以短暂的吸收互连导水线8传导来的水分，并且在受到土壤的挤压下会释放出吸收的水分。

本发明可以实现创新性的在土壤内主动设置疏松预埋网管1，并采用注水的方式，一方面与消耗式鼓气球6配合进行反应，释放出大量气体，从而迫使气动疏松针4从隔土膜片12中伸出并在土壤内部进行冲击，对板结土壤进行内部多点破碎，另一方面同步将水和气体导入至土壤内，并跟随气动疏松针4冲击出来的孔隙进行通透，进一步提高土壤的孔隙率，并配合现有的修复液喷洒技术，显著改善土壤的理化性质和营养含量分布情况，可以极大的提升土壤板结的治理效率及效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。