本发明属于盐碱地改良技术领域,具体涉及一种抗菌排盐管及其在盐碱地排盐中的应用。
背景技术:
20世纪初在低洼地区采用明沟或暗管的方式排出地下多余的水分,发展农业生产,取得了良好的丰产效果,在此基础上,1959年荷兰首次采用暗管排盐技术治盐碱地取得成功,之后迅速在美国、丹麦、以色列等国家推广。我国从20世纪80年代开始采用塑料暗管降渍脱盐技术,在江苏、天津、新疆等地陆续开始实施,自此,暗管排盐改良盐碱土技术的试验示范工作在我国得以广泛开展,目前国内外将暗管排盐作为防止土壤盐渍化的一项重要措施广泛推广,对内陆盐渍土、沼泽土、滨海盐碱土的暗管排盐均有不同程度的研究。然而,现有的暗管排盐技术中仍存在较多问题,诸如:
1、使用现有的排盐管,排盐管对霉菌的抵抗能力差,抗菌率低;并且排盐管的透水性差,易堵塞,堵塞率高;
2、使用现有的排盐管进行盐碱地改良后,盐碱地0-30cm土壤中含盐量、碱化度ESP、土壤导电率均较高,不利于植物生长;
3、使用现有的排盐管改良盐碱地后,植物成活率低,抗病能力较差。
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。
技术实现要素:
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供一种抗菌排盐管及其在盐碱地排盐中的应用,以实现以下发明目的:
(1)使用本发明的排盐管,排盐管对霉菌的抵抗能力强,抗菌率达90.0%以上;并且排盐管的透水性高,不易堵塞,堵塞率极低;
(2)使用本发明的排盐管进行了1年的改良后,盐碱地0-30cm土壤中含盐量控制在0.18%以下,碱化度ESP控制在6%-9%,土壤导电率控制在3.6 ms/cm以下;
(3)使用本发明的排盐管改良盐碱地后,植物成活率高,抗病能力强;黑松对常见病害:叶锈病、叶枯病的抗病率高。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种抗菌排盐管,包括暗管和透水层;所述透水层包括下透水层和上透水层。
以下是对上述技术方案的进一步改进:
所述下透水层由下往上依次铺设:热轧透水无纺布层、腐叶土层、第一混合层;
所述上透水层由下往上依次铺设:第二混合层、混合土层。
所述第一混合层和第二混合层均由以下成分组成:
砂砾和芦苇草;
砂砾和芦苇草按照4-6:1的体积比混合铺设;
砂砾的直径为0.2-0.5cm,砂砾的含水率为0.01%;芦苇草长1-10cm,芦苇草的含水率为20.5-23.6%;
第一混合层与第二混合层的总厚度为58-62cm。
所述混合土层厚8-12cm,混合土层为鹿沼土和腐叶土,鹿沼土和腐叶土按照1-10:1的体积比混合铺设,鹿沼土和腐叶土的粒径均为0.3-0.6cm。
所述热轧透水无纺布层为热轧透水无纺布且热轧透水无纺布铺设1-3层,热轧透水无纺布的有效成分为聚丙烯;热轧透水无纺布的孔隙率为76-80%。
所述腐叶土层厚8-12cm,腐叶土层为腐叶土,腐叶土的粒径为0.3-0.6cm,腐叶土的pH为6.0-6.3。
所述暗管是由以下重量份的原料加工而成:
乙烯丙烯橡胶112-118份、低密度聚乙烯73-77份、聚异丁烯6.8-7.8份、壳聚糖2.7-3.3份、乙醇酰胺2.1-2.9份、甲基三乙氧基硅烷1.5-2.5份、六甲基磷酰三胺2.0-3.0份、硬脂酸钙1.3-2.3份、邻苯二甲酸二正辛酯3.6-4.4份、石墨烯2.1-2.9份、愈创树脂1.8-2.6份、马来酸酐接枝聚乙烯8.0-9.0份。
所述暗管为波纹管,所述暗管的最大截面直径为管径为100-120mm,暗管的最小截面直径为管径为92-112mm。
所述暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙,长方形透水缝隙的长为1.5-2.5cm,长方形透水缝隙的宽为2-4mm。
一种抗菌排盐管在盐碱地排盐中的应用,在盐碱地中挖设排盐管沟和集水渠,排盐管沟深130cm,相邻排盐管沟沟距为2m;集水渠深150cm,排盐管沟与集水渠垂直挖设。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)使用本发明的排盐管,排盐管对霉菌的抵抗能力强,抗菌率达90.0%以上;并且排盐管的透水性高,所述暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙不易堵塞,堵塞率控制在0.5%以内;
(2)使用本发明的排盐管进行了1年的改良后,盐碱地0-30cm土壤中含盐量控制在0.18%以下,碱化度ESP控制在6%-9%,土壤导电率控制在3.6 ms/cm以下;
(3)使用本发明的排盐管改良盐碱地后,植物成活率高,抗病能力强,以黑松为例,移栽后的黑松成活率达99.0%-99.8%,黑松对常见病害:叶锈病、叶枯病的抗病率分别达92%-96%、94%-97%。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明,但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1一种抗菌排盐管,包括暗管和透水层,
所述暗管是由以下重量份的原料加工而成:
乙烯丙烯橡胶112份、低密度聚乙烯73份、聚异丁烯6.8份、壳聚糖2.7份、乙醇酰胺2.1份、甲基三乙氧基硅烷1.5份、六甲基磷酰三胺2.0份、硬脂酸钙1.3份、邻苯二甲酸二正辛酯3.6份、石墨烯2.1份、愈创树脂1.8份、马来酸酐接枝聚乙烯8.0份。
所述暗管为波纹管,所述暗管的最大截面直径为管径为100mm,暗管的最小截面直径为管径为92mm,暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙,长方形透水缝隙的长为1.5cm,长方形透水缝隙的宽为2mm。
在暗管上包覆有土工布。
所述透水层包括下透水层和上透水层,
所述下透水层由下往上依次铺设:热轧透水无纺布层、腐叶土层、第一混合层;
所述上透水层由下往上依次铺设:第二混合层、混合土层;
所述腐叶土层和第一混合层之间、第二混合层和混合土层之间均铺设有土工布;
所述热轧透水无纺布层为热轧透水无纺布且热轧透水无纺布铺设1层,热轧透水无纺布的有效成分为聚丙烯,热轧透水无纺布克重为80-100g/m2;热轧透水无纺布的孔隙率为76-80%;
所述腐叶土层厚8cm,腐叶土层为腐叶土,腐叶土的粒径为0.3-0.6cm,腐叶土的pH为6.0-6.3;
所述第一混合层和第二混合层均由以下成分组成:
砂砾和芦苇草;
砂砾和芦苇草按照6:1的体积比混合铺设;
砂砾的直径为0.2-0.5cm,砂砾的含水率为0.01%;芦苇草长1-10cm,芦苇草的含水率为20.5-23.6%;
所述第一混合层的上表面倾斜铺设,第一混合层的上表面与水平面的夹角为1.8-2.3°,将包覆好土工布的暗管铺设于第一混合层的上表面上并且填充铺设第二混合层至平行于水平面,所述暗管与水平面的夹角为1.8-2.3°;
第一混合层与第二混合层的总厚度为58cm;
所述混合土层厚8cm,混合土层为鹿沼土和腐叶土,鹿沼土和腐叶土按照1:1的体积比混合铺设,鹿沼土和腐叶土的粒径均为0.3-0.6cm。
实施例2一种抗菌排盐管,包括暗管和透水层,
所述暗管是由以下重量份的原料加工而成:
乙烯丙烯橡胶115份、低密度聚乙烯75份、聚异丁烯7.3份、壳聚糖3.0份、乙醇酰胺2.5份、甲基三乙氧基硅烷2.0份、六甲基磷酰三胺2.5份、硬脂酸钙1.8份、邻苯二甲酸二正辛酯4.0份、石墨烯2.5份、愈创树脂2.2份、马来酸酐接枝聚乙烯8.5份。
所述暗管为波纹管,所述暗管的最大截面直径为管径为110mm,暗管的最小截面直径为管径为102mm,暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙,长方形透水缝隙的长为2.0cm,长方形透水缝隙的宽为3mm。
在暗管上包覆有土工布。
所述透水层包括下透水层和上透水层,
所述下透水层由下往上依次铺设:热轧透水无纺布层、腐叶土层、第一混合层;
所述上透水层由下往上依次铺设:第二混合层、混合土层;
所述腐叶土层和第一混合层之间、第二混合层和混合土层之间均铺设有土工布;
所述热轧透水无纺布层为热轧透水无纺布且热轧透水无纺布铺设2层,热轧透水无纺布的有效成分为聚丙烯,热轧透水无纺布克重为80-100g/m2;热轧透水无纺布的孔隙率为76-80%;
所述腐叶土层厚10cm,腐叶土层为腐叶土,腐叶土的粒径为0.3-0.6cm,腐叶土的pH为6.0-6.3;
所述第一混合层和第二混合层均由以下成分组成:
砂砾和芦苇草;
砂砾和芦苇草按照5:1的体积比混合铺设;
砂砾的直径为0.2-0.5cm,砂砾的含水率为0.01%;芦苇草长1-10cm,芦苇草的含水率为20.5-23.6%;
所述第一混合层的上表面倾斜铺设,第一混合层的上表面与水平面的夹角为1.8-2.3°,将包覆好土工布的暗管铺设于第一混合层的上表面上并且填充铺设第二混合层至平行于水平面,所述暗管与水平面的夹角为1.8-2.3°;
第一混合层与第二混合层的总厚度为60cm;
所述混合土层厚10cm,混合土层为鹿沼土和腐叶土,鹿沼土和腐叶土按照5:1的体积比混合铺设,鹿沼土和腐叶土的粒径均为0.3-0.6cm。
实施例3一种抗菌排盐管,包括暗管和透水层,
所述暗管是由以下重量份的原料加工而成:
乙烯丙烯橡胶118份、低密度聚乙烯77份、聚异丁烯7.8份、壳聚糖3.3份、乙醇酰胺2.9份、甲基三乙氧基硅烷2.5份、六甲基磷酰三胺3.0份、硬脂酸钙2.3份、邻苯二甲酸二正辛酯4.4份、石墨烯2.9份、愈创树脂2.6份、马来酸酐接枝聚乙烯9.0份。
所述暗管为波纹管,所述暗管的最大截面直径为管径为120mm,暗管的最小截面直径为管径为112mm,暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙,长方形透水缝隙的长为2.5cm,长方形透水缝隙的宽为4mm。
在暗管上包覆有土工布。
所述透水层包括下透水层和上透水层,
所述下透水层由下往上依次铺设:热轧透水无纺布层、腐叶土层、第一混合层;
所述上透水层由下往上依次铺设:第二混合层、混合土层;
所述腐叶土层和第一混合层之间、第二混合层和混合土层之间均铺设有土工布;
所述热轧透水无纺布层为热轧透水无纺布且热轧透水无纺布铺设3层,热轧透水无纺布的有效成分为聚丙烯,热轧透水无纺布克重为80-100g/m2;热轧透水无纺布的孔隙率为76-80%;
所述腐叶土层厚12cm,腐叶土层为腐叶土,腐叶土的粒径为0.3-0.6cm,腐叶土的pH为6.0-6.3;
所述第一混合层和第二混合层均由以下成分组成:
砂砾和芦苇草;
砂砾和芦苇草按照4:1的体积比混合铺设;
砂砾的直径为0.2-0.5cm,砂砾的含水率为0.01%;芦苇草长1-10cm,芦苇草的含水率为20.5-23.6%;
所述第一混合层的上表面倾斜铺设,第一混合层的上表面与水平面的夹角为1.8-2.3°,将包覆好土工布的暗管铺设于第一混合层的上表面上并且填充铺设第二混合层至平行于水平面,所述暗管与水平面的夹角为1.8-2.3°;
第一混合层与第二混合层的总厚度为62cm;
所述混合土层厚12cm,混合土层为鹿沼土和腐叶土,鹿沼土和腐叶土按照10:1的体积比混合铺设,鹿沼土和腐叶土的粒径均为0.3-0.6cm。
检测结果:
使用本发明实施例1- 实施例3的排盐管,排盐管对霉菌的抵抗能力强,抗菌率在90.0%以上;并且排盐管的透水性高,所述暗管的最小截面直径对应的管壁上设有长方形透水缝隙不易堵塞,堵塞率控制在0.5%以内,具体指标见表1;
表1是本发明所述排盐管的抗菌率、堵塞率试验结果
对照:普通排盐管的试验结果
由上述试验结果可知,实施例2所述的排盐管的抗菌率高、堵塞率较低,实施例2是优选实施例。
下述实施例4-实施例7是对实施例2所述一种抗菌排盐管的优化,即采用实施例2的排盐管,只改变下透水层中混合土层的鹿沼土和腐叶土的体积比,对鹿沼土和腐叶土的体积比做多因素分析,采用常规方法对盐碱地各项指标进行测定。
表2多因素分析(实施例4-实施例7)
检测结果:
表3多因素分析(实施例4-实施例7)
由上述多因素分析试验可知,实施例5的效果最佳,实施例5是优选实施例,即鹿沼土和腐叶土的体积比为6:1。
实施例8一种抗菌排盐管在盐碱地排盐中的应用
1、挖设排盐管沟和集水渠
在含盐量为0.45%、碱化度ESP为21%、土壤导电率为6.0ms/cm的盐碱地中挖设排盐管沟,排盐管沟深130cm,相邻排盐管沟沟距为2m;集水渠深150cm,排盐管沟与集水渠垂直挖设。
2、铺设排盐管
在排盐管沟底部铺设3cm敷料层,所述敷料层为PE造粒;
在敷料层上方铺设本发明的排盐管;
排盐管中的暗管出口处与集水渠相连通。
3、回填原土
排盐管铺设完毕后,将原土回填到排盐管沟直至与盐碱地地面水平。
4、改良
使用本发明的排盐管对盐碱地进行改良1年后,种植黑松。
本发明所述的暗管设置于第二混合层内,且第一混合层与第二混合层的分界面以暗管的下底面所在的平面为分界面。
结果检测:
(1)使用本发明的排盐管对盐碱地改良1年厚,盐碱地0-30cm土壤中含盐量控制在0.18%以下,碱化度ESP控制在6%-9%,土壤导电率控制在3.6 ms/cm以下,具体指标见表4;
表4盐碱地0-30cm土壤中各项指标测定结果
(2)使用本发明的排盐管改良盐碱地后,植物成活率高,抗病能力强,以黑松为例,移栽后的黑松成活率达99.0%-99.8%,黑松对常见病害:叶锈病、叶枯病的抗病率分别达92%-96%、94%-97%,具体指标见表5;
表5黑松成活率、常见病害抗病率统计
对照:使用普通排盐管改良盐碱地种植的黑松
本发明的排盐管在盐碱地排盐的应用中还对其他植物进行了试验,试验效果佳,在此并未一一列出。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。