專利名稱：一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域，具體是一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法。
背景技術(shù)：
我國農(nóng)業(yè)用水占水資源利用水總量的60%以上，其中90%為種植業(yè)灌溉用水，目 前我國農(nóng)業(yè)用水有效利用率低下主要是農(nóng)業(yè)灌溉用水生產(chǎn)水平低所致。因此，土壤-植物 系統(tǒng)水分研究是農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。但由于對(duì)農(nóng)田土壤水分難以控制(受干 旱、降水量等因素的影響)，使得土壤-植物生態(tài)系統(tǒng)中水分研究結(jié)果變異大。如何提高田 間試驗(yàn)研究平臺(tái)質(zhì)量，成為提高土壤-植物生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)水分深入研究結(jié)論準(zhǔn)確性的重要 途徑。目前國內(nèi)外土壤-植物系統(tǒng)水分研究中多采用室內(nèi)盆栽試驗(yàn)或田間降水條件下的大 田試驗(yàn)，但都存在一定缺陷。盆栽試驗(yàn)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)了土壤自然結(jié)構(gòu)，改變了植物生長(zhǎng)的微環(huán) 境，人為縮小了植物根系的生長(zhǎng)空間，使得植株不能夠正常生長(zhǎng)發(fā)育，研究結(jié)果與實(shí)際田間 條件下的狀況偏差太大，研究成果難以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐；大田開放試驗(yàn)因受地形和微 地貌等自然條件的影響，不能夠很好地控制自然降水，使得土壤-植物系統(tǒng)水分不易有效 調(diào)控，研究結(jié)果隨機(jī)性誤差太多，年度間可重復(fù)性差，因而需要建立田間水分精量控制試驗(yàn) 研究平臺(tái)。而目前已有的旱棚裝置在制備過程，往往是將所選地塊的供試土壤全部移出后， 用磚塊、混凝土及防水等材料建筑長(zhǎng)方體槽，然后回填土制成旱棚試驗(yàn)小區(qū)。此方法存在一 個(gè)重大缺陷即在操作過程中完全破壞了土壤的自然結(jié)構(gòu)，改變了土壤容重、孔隙度、酶活 性等物理化學(xué)性狀，而且土壤的上下翻動(dòng)也使得土壤質(zhì)量發(fā)生了嚴(yán)重變化，新的耕層土壤 肥力與原土壤耕層肥力完全不一致，需要花費(fèi)一定時(shí)間培育土壤才能接近原土壤質(zhì)量和結(jié) 構(gòu)以符合試驗(yàn)要求。這樣不僅花費(fèi)大量的人力和財(cái)力，而且會(huì)因時(shí)間推遲而影響試驗(yàn)進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不擾動(dòng)原狀土結(jié)構(gòu)的土壤隔水小區(qū)裝置生產(chǎn)工藝。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，包括如下處理步驟，步驟1)按照試驗(yàn)所需試 驗(yàn)小區(qū)面積及其長(zhǎng)、寬比例，確定試驗(yàn)田地總占地長(zhǎng)度和總寬度；步驟幻根據(jù)試驗(yàn)田地內(nèi) 試驗(yàn)小區(qū)的數(shù)量和每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的面積，確定每個(gè)小區(qū)的行間距、區(qū)間距；步驟幻鏟除步 驟2)中所述的行間和區(qū)間的土壤，形成深100 120cm、寬20 25cm的溝壑；步驟4)將 步驟幻中所述的試驗(yàn)小區(qū)間設(shè)置有隔水層，并回填步驟幻中鏟除的土壤；步驟幻平整踩 實(shí)步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)行間和區(qū)間的土壤；步驟6)平整步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)表面，并壓 實(shí)各試驗(yàn)小區(qū)與隔水層的接觸處；步驟7)將步驟4)中所述隔水層上壓蓋防止風(fēng)蝕、日照老 化及防止作業(yè)時(shí)碰破的土壤層。在所述試驗(yàn)田地內(nèi)通過取土鉆測(cè)試土壤質(zhì)地，以便排除沙漏或沙坑點(diǎn)。將所述試 驗(yàn)田地內(nèi)的試驗(yàn)小區(qū)四周定點(diǎn)放線。所述將試驗(yàn)田地劃分為以方形試驗(yàn)小區(qū)為基體的網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。所述鏟除土壤的工具采用鐵锨，所述鐵锨為寬13 15cm、長(zhǎng)25cm的锨面。所述試
3驗(yàn)小區(qū)為長(zhǎng)方形、正方形及其他多邊形原狀土柱。所述隔水層為高分子防水樹脂材料，所述 高分子防水樹脂材料長(zhǎng)度大于試驗(yàn)小區(qū)周長(zhǎng)，將兩端余頭彎折后重疊粘貼形成隔水桶。所 述將回填的土壤灌水2 3次沉實(shí)，間隔2 5天后鋪設(shè)磚塊于行間和區(qū)間土壤表面以形 成作業(yè)通道。所述隔水層高于試驗(yàn)小區(qū)一端IOcm長(zhǎng)為雙層結(jié)構(gòu)，且高出試驗(yàn)小區(qū)的高度為 5cm。所述隔水桶套設(shè)于鋼筋架上形成隔水套架，所述隔水套架的長(zhǎng)、寬與試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)寬相 對(duì)應(yīng)，所述鋼筋架的四腳與試驗(yàn)小區(qū)的四角對(duì)應(yīng)接觸，所述鋼筋架高于試驗(yàn)小區(qū)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明無需大規(guī)模擾動(dòng)田間土壤，試驗(yàn)小區(qū)建立后可立即滿足實(shí)驗(yàn)要求。2.本發(fā)明的材料易得，制作成本低。3.本發(fā)明利用隔水層的隔水作用，可設(shè)定所需灌水處理，同時(shí)提高土壤-植物系 統(tǒng)水分研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，獲得植物不同生長(zhǎng)期需水、耗水量，指導(dǎo)灌溉措施。4.本發(fā)明中試驗(yàn)小區(qū)保持原狀土體，保證了田間自然狀態(tài)的土壤特性，提高了試 驗(yàn)研究的客觀性。5.本發(fā)明中試驗(yàn)小區(qū)隔水措施挖深100 120cm，且隔水層高出地面5cm，充分保 證了小區(qū)間灌水和水分下滲過程中完全獨(dú)立。說明書附1為本發(fā)明試驗(yàn)田地與試驗(yàn)小區(qū)示意圖。圖2為本發(fā)明制作中使用的鐵鍬示意圖。圖3為本發(fā)明制作中使用的鋼筋架示意圖。
具體實(shí)施例方式如


圖1、2、3所示。一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，包括如下處理步驟；步驟1)按照試驗(yàn)所需試驗(yàn)小區(qū)的面積及其長(zhǎng)、寬比例，確定試驗(yàn)田地總占地長(zhǎng)度 和總寬度；步驟2、根據(jù)試驗(yàn)田地內(nèi)試驗(yàn)小區(qū)的數(shù)量和每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的面積，確定每個(gè)試驗(yàn) 小區(qū)的行間距、區(qū)間距；步驟3)鏟除步驟2)中所述的行間和區(qū)間的土壤，形成深100 120cm、寬20 25cm的溝壑；步驟4)將步驟3)中所述的試驗(yàn)小區(qū)間設(shè)置有隔水層，并回填步驟3)中鏟除的土 壤；步驟5)平整踩實(shí)步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)行間和區(qū)間的土壤；步驟6)平整步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)表面，并壓實(shí)各試驗(yàn)小區(qū)與隔水層的接觸處；步驟7)將步驟4)中所述隔水層上壓蓋防止風(fēng)蝕、日照老化及防止作業(yè)時(shí)碰破的
土壤層。在所述試驗(yàn)田地內(nèi)通過取土鉆測(cè)試0 120cm 土層土壤質(zhì)地，以便排除沙漏或沙 坑點(diǎn)。將所述試驗(yàn)田地內(nèi)的試驗(yàn)小區(qū)確定面積(長(zhǎng)X寬)，緊貼小區(qū)四周定點(diǎn)放線(縱、 橫線)。所述將試驗(yàn)田地劃分為以方形試驗(yàn)小區(qū)為基體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
所述鏟除土壤的工具采用鐵锨，所述鐵锨為寬13 15cm、長(zhǎng)25cm的锨面；所述試驗(yàn)小區(qū)為長(zhǎng)方形、正方形及其他多邊形原狀土柱。所述隔水層為不透水材料，本發(fā)明采用彈性好、耐凍融、耐老化的環(huán)保型高分子防 水樹脂材料，所述高分子防水樹脂材料長(zhǎng)度大于試驗(yàn)小區(qū)周長(zhǎng)2cm 6cm，將兩邊寬彎折 Icm 3cm后重疊粘貼形成隔水桶。隔水桶數(shù)量等同試驗(yàn)小區(qū)數(shù)目。所述將回填的土壤灌水2 3次沉實(shí)，間隔2 5天(本發(fā)明為2天)后鋪設(shè)磚 塊(本發(fā)明為25CmX10Cm)于行間和區(qū)間土壤表面以形成作業(yè)通道。所述高分子防水樹脂材料高于試驗(yàn)小區(qū)一端IOcm長(zhǎng)為雙層結(jié)構(gòu)，且高出試驗(yàn)小 區(qū)的高度為5cm。所述隔水桶套設(shè)于鋼筋架上形成隔水套架，所述隔水套架與試驗(yàn)小區(qū)面積 相對(duì)應(yīng)，所述鋼筋架的四腳與試驗(yàn)小區(qū)的四角對(duì)應(yīng)接觸，所述鋼筋架高于試驗(yàn)小區(qū)。將高分 子防水材料套在長(zhǎng)方體鋼筋套架上，可以起到固定隔水層的作用，因?yàn)榉浪牧嫌袕椥?、較 軟，容易縮成一團(tuán)，給回填土造成不便。鋼筋架為細(xì)鋼筋焊接而成的長(zhǎng)方體書桌形狀。鋼筋架的長(zhǎng)、寬與試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)、寬一 致，高出小區(qū)縱深10cm，以便回填土壤后上提抽取出鋼筋架。為便于操作、提高工作效率，鋼 筋架可制作多個(gè)。隔水套架是按照相鄰試驗(yàn)小區(qū)套裝的，待所有隔水套架都套設(shè)試驗(yàn)小區(qū)后，將土 壤回填、并踩實(shí)，輕搖向上抽取鋼筋架。依次完成全部試驗(yàn)小區(qū)的套裝并回填土土壤；實(shí)施例1)選擇遼寧省阜新縣馬蹄營子村一較平整耕作農(nóng)田為試驗(yàn)田地，根據(jù)每個(gè)試驗(yàn)小 區(qū)的面積為1. 2m2 (1. anXlm)，確定試驗(yàn)田地為152m2 (長(zhǎng)19mX寬8m)，并以東西方向?yàn)殚L(zhǎng) 邊方向，南北方向?yàn)閷掃叿较?。在所選區(qū)域內(nèi)用土鉆法取土測(cè)試0 140cm土層土壤，測(cè)點(diǎn) 距anxaii，測(cè)定土壤質(zhì)地，排除沙漏或沙坑點(diǎn)；2)根據(jù)試驗(yàn)要求將步驟1)田地劃分為90個(gè)試驗(yàn)小區(qū)、每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積 1.2m2(l.aiiXlm)，每行15個(gè)小區(qū)，共6行。計(jì)算出試驗(yàn)小區(qū)的行距，最中間行間距為 40cm(作為開展試驗(yàn)過程中的主通道)，兩邊行間距為30cm，其余四個(gè)行間距為25cm，區(qū)間 距5cm，并定點(diǎn)放線(縱、橫線)，線緊貼試驗(yàn)小區(qū)四周；3)去除步驟2)中行間和區(qū)間土壤，溝壑挖深100cm，保留步驟1)確定的試驗(yàn)小 區(qū)，形成長(zhǎng)方體原狀土柱網(wǎng)。使用工具為尖鐵锨，锨面左右兩邊去除若干部分，留取中間 15cm ；4)對(duì)步驟幻長(zhǎng)方體試驗(yàn)小區(qū)套裝高分子防水樹脂材料。在套裝之前，先用細(xì)鋼 筋焊接長(zhǎng)方體(長(zhǎng)l.anXlm寬XL Im高)書桌形鋼筋架。為便于回填土，鋼筋架一次性 制作4個(gè)。將高分子防水樹脂材料按照寬110cm、長(zhǎng)4. 45m(超過小區(qū)周長(zhǎng)5cm)剪取，將兩 寬邊重疊5cm用膠粘貼壓緊呈與試驗(yàn)小區(qū)相對(duì)應(yīng)的桶裝備用，放置M小時(shí)以上待用，數(shù)量 等同小區(qū)總數(shù)。將制成的隔水桶套在鋼筋架上形成隔水套架，然后整體套在長(zhǎng)方體土柱試 驗(yàn)小區(qū)上，鋼筋架的4條腿與土柱的各邊柱對(duì)齊，將上部防水樹脂材料翻折10cm，高出地面 5cm。隔水套架是按照相鄰試驗(yàn)小區(qū)土柱套裝，待4個(gè)套架都套上后，將步驟；3)去除的區(qū)間 土壤回填、并踩實(shí)，輕搖向上抽取鋼筋架。依次向前套裝隔水套架和回填土，直至全部試驗(yàn) 小區(qū)土柱套裝完畢并回填土；5)行間和區(qū)間修復(fù)。將步驟4)試驗(yàn)小區(qū)行間和區(qū)間土壤平整踩實(shí)，可灌水2 3次沉實(shí)土壤，灌水間隔2天。隔2天后在步驟4)試驗(yàn)小區(qū)行間土壤表面平排放置磚塊，作 為作業(yè)走道；6)小區(qū)表面修復(fù)。平整步驟4)小區(qū)表面，小區(qū)四周接觸高分子防水樹脂材料處壓 實(shí)，保證高分子樹脂材料高出地面5cm，且為雙層；7)小區(qū)保護(hù)。步驟4)小區(qū)中作業(yè)時(shí)防止碰破高分子防水樹脂材料，并在其表面壓 一層土壤，同時(shí)防止風(fēng)蝕和老化，提高使用壽命。以上步驟完成后，即可利用本田間土壤隔水小區(qū)裝置發(fā)明進(jìn)行下一步土壤-植物 水分研究實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于 包括如下處理步驟步驟1)按照試驗(yàn)所需試驗(yàn)小區(qū)面積及其長(zhǎng)、寬比例，確定試驗(yàn)田地總占地長(zhǎng)度和總寬度；步驟2、根據(jù)試驗(yàn)田地內(nèi)試驗(yàn)小區(qū)的數(shù)量和每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的面積，確定每個(gè)試驗(yàn)小區(qū) 的行間距、區(qū)間距；步驟3)鏟除步驟2)中所述的行間和區(qū)間的土壤，形成深100 120cm、寬20 25cm 的溝壑；步驟4)將步驟幻中所述的試驗(yàn)小區(qū)間設(shè)置有隔水層，并回填步驟幻中鏟除的土壤； 步驟幻平整踩實(shí)步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)行間和區(qū)間的土壤； 步驟6)平整步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)表面，并壓實(shí)各試驗(yàn)小區(qū)與隔水層的接觸處； 步驟7)將步驟4)中所述隔水層上壓蓋防止風(fēng)蝕、日照老化及防止作業(yè)時(shí)碰破的土壤層。
2.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于 在所述試驗(yàn)田地內(nèi)通過取土鉆測(cè)試土壤質(zhì)地，以便排除沙漏或沙坑點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于 將所述試驗(yàn)田地內(nèi)的試驗(yàn)小區(qū)四周定點(diǎn)放線。
4.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于 所述將試驗(yàn)田地劃分為以方形試驗(yàn)小區(qū)為基體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述鏟除土壤的 工具采用鐵锨，所述鐵锨為寬13 15cm、長(zhǎng)25cm的锨面。
6.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述試驗(yàn)小區(qū)為 長(zhǎng)方形、正方形及其他多邊形原狀土柱。
7.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述隔水層為高分子防水樹脂材料，所述高分子防水樹脂材料長(zhǎng)度大于試驗(yàn)小區(qū)周 長(zhǎng)，將兩端余頭彎折后重疊粘貼形成隔水桶。
8.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述將回填的土壤灌水2 3次沉實(shí)，間隔2 5天后鋪設(shè)磚塊于行間和區(qū)間土壤表 面以形成作業(yè)通道。
9.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述隔水層高于試驗(yàn)小區(qū)一端IOcm長(zhǎng)為雙層結(jié)構(gòu)，且高出試驗(yàn)小區(qū)的高度為5cm。
10.根據(jù)權(quán)利1所述一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，其特征在于所述隔水桶套設(shè)于鋼筋架上形成隔水套架，所述隔水套架的長(zhǎng)、寬與試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)寬相 對(duì)應(yīng)，所述鋼筋架的四腳與試驗(yàn)小區(qū)的四角對(duì)應(yīng)接觸，所述鋼筋架高于試驗(yàn)小區(qū)。
全文摘要
一種田地試驗(yàn)小區(qū)土壤隔水的方法，包括如下處理步驟；步驟1)按照試驗(yàn)所需試驗(yàn)小區(qū)面積及其長(zhǎng)、寬比例，確定試驗(yàn)田地總占地長(zhǎng)度和總寬度；步驟2)根據(jù)步驟1)確定每個(gè)小區(qū)的行間距、區(qū)間距；步驟3)鏟除步驟2)中行間和區(qū)間的土壤；步驟4)將步驟3)中試驗(yàn)小區(qū)間設(shè)置隔水層，并回填鏟除的土壤；步驟5)平整踩實(shí)步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)行間和區(qū)間的土壤；步驟6)平整步驟4)中各試驗(yàn)小區(qū)表面，并壓實(shí)各試驗(yàn)小區(qū)與隔水層的接觸處；步驟7)將步驟4)中隔水層上壓蓋防止風(fēng)蝕、日照老化及防止作業(yè)時(shí)碰破的土壤層。本發(fā)明無需擾動(dòng)田間土壤，保證了田間自然狀態(tài)的土壤特性，提高了試驗(yàn)研究的客觀性。材料易得，制作成本低。
文檔編號(hào)A01G25/00GK102113461SQ20091024892
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者亢振軍, 劉作新, 尹光華, 張法升, 王振營 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所