機械方法治理鹽漬土地鹽堿耕地。
背景技術(shù):
全世界鹽漬土面積約10萬億公頃,我國鹽漬土面積為9913萬公頃(不包括濱海灘涂),各類鹽化、堿化耕地760萬公頃,約占耕地總面積的五分之一。鹽堿地大部分分布于我國干旱少雨的北方地區(qū)。以新疆為例耕地133.33萬公頃,近三分之一已鹽堿化,80%以上土壤次生鹽堿化。近年來滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的普及應(yīng)用,使耕地面積的鹽堿化程度不斷加劇,并使撂荒棄耕土地日益增多。
海濱灘涂以氯化鈉為主要鹽分形成鹽漬。北方地區(qū)鹽堿成分構(gòu)成復(fù)雜,土壤中主要以富含硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化物等無機鹽為主要成分。北方地區(qū)氣候干旱,地表蒸發(fā)量大,水源礦化度高,滴灌深度淺,每年都會在耕地表面積聚一定鹽分,連續(xù)耕種6-8年時間即形成此生鹽堿地。每公斤土壤中鹽分含量超過3克,即成為鹽堿土壤,鹽堿過量直接危害植物生長,造成減產(chǎn)、絕收直至撂荒棄耕。因此鹽堿危害十分嚴(yán)峻,鹽堿改良任重道遠(yuǎn)。
我國十分重視鹽堿地的改良治理工作,2015年中央一號文件中明確提出治理土地污染,改善土壤環(huán)境,加強耕地保護(hù)的具體舉措。國家農(nóng)業(yè)部、科技部在十二五期間,對鹽堿地改良項目列入863計劃。各地區(qū)農(nóng)業(yè)科技部門以及科研院所,也都一直在探索實踐鹽堿地改良的方法和規(guī)律。
目前鹽堿地改良方法:a水利改良法、b化學(xué)改良法、c生物改良法、d物理改良法。
a、水利改良法。水利改良即根據(jù)水鹽移動原理,大水灌溉洗鹽壓堿的改良。水利改良要求排灌配套、蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、地下排鹽。大水洗鹽壓堿,促使鹽分溶解,形成鹽溶液,在自然狀態(tài)下滲透到土壤深層,由排堿溝形成的側(cè)壓,促進(jìn)鹽堿溶液滲析排除,以此達(dá)到降低土壤鹽含量、堿化度之目的。但不足是洗鹽不徹底、鹽堿易反彈、費水費工、改良周期長,尤其是缺水地區(qū)或凸凹不平地形的鹽堿地,很難用水利改良方法實現(xiàn)。
b、 化學(xué)改良法?;瘜W(xué)改良其實質(zhì)是運用酸堿平衡原理,調(diào)節(jié)土壤PH值,降低堿化度,使鈣鹽轉(zhuǎn)化成溶解度大的鈉鹽。但由于滴灌技術(shù)的普及應(yīng)用,土壤中危害植物生長的鹽分含量,尤其是鈉鹽含量,并沒有發(fā)生實質(zhì)性改變。目前化學(xué)改良劑產(chǎn)品盡管層出不窮多種多樣,但改良效果和推廣價值并不理想。
c、 生物改良法。目前主要做法是種植或培育耐鹽植物,使其吸收土壤中鹽分,通過植物葉莖排出體外,達(dá)到改良鹽堿土壤的目的。生物改良需3-5時間才能見效,改良周期過長,而且耐鹽植物自身經(jīng)濟價值不高。所以生物改良時間長、成本高,大面積推廣在目前形勢下很難實現(xiàn)。
d、 物理改良法。物理改良的做法是平整土地、深耕曬垡、及時松土、抬高地形、微區(qū)改土。雖然短期內(nèi)能使鹽堿土表層鹽分稀釋,起到一定改良效果,但工作量大、成本高,并且隨著灌溉水分滲入深層,會不斷溶解鹽分,當(dāng)?shù)乇硖幱诟珊禒顟B(tài)時,鹽堿溶液就會隨著土壤中的孔徑排到土壤表層,最終形成鹽積層,仍然危害植物生長。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
1、鹽堿地真空吸濾洗鹽機,是以牽引機械為動力源,利用真空負(fù)壓抽提吸濾鹽堿土壤中溶解的鹽溶液為基本原理而制造的一種洗鹽機械。鹽堿地真空吸濾洗鹽機由機身、真空機、真空吸盤、過濾履帶、集水箱五部分構(gòu)成。其特征在于利用機械輸出的動力,帶動真空機4產(chǎn)生的負(fù)壓,經(jīng)集水箱6、導(dǎo)管5、傳遞到負(fù)壓吸盤2上,真空吸盤2作用在過濾履帶1上。過濾履帶1作用在含有鹽溶液的土壤表層,真空吸盤2把土壤中溶解的鹽溶液提抽到集水箱6中,定量排放。再利用機械牽引的勻速移動帶動機身,進(jìn)而實現(xiàn)位移過程中持續(xù)提抽土壤里鹽堿溶液,達(dá)到鹽土分離去除土壤中鹽堿成分的目的。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽堿地真空吸濾洗鹽機,其特征在于利用真空負(fù)壓過濾原理,抽提過濾土壤中的鹽堿溶液,去除土壤中的鹽堿成分,改良土壤服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽堿地真空吸濾洗鹽機,其機械牽引驅(qū)動設(shè)備位移,得以實現(xiàn)在行進(jìn)中大面積持續(xù)抽提土壤鹽堿溶液。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽堿地真空吸濾洗鹽機,其過濾履帶在轉(zhuǎn)動中,實現(xiàn)鹽堿溶液與土壤分離。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽堿地真空吸濾洗鹽機,其真空吸盤附著于過濾履帶內(nèi)側(cè),是抽提鹽堿溶液的主要裝置。
有益效果
1、利用真空吸濾洗鹽機進(jìn)行規(guī)模化治理鹽堿地的方法,是對目前鹽堿地改良方式的顛覆性突破,在國內(nèi)外尚屬獨創(chuàng)。在上述背景技術(shù)a、b、c、d四種鹽堿地改良方法中,a水利改良法是農(nóng)民在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中獲得的最傳統(tǒng)、最有效、最普遍的經(jīng)典方法,也是目前能夠使鹽土分離的有效辦法,唯一不足是易反復(fù)周期長;b化學(xué)改良法只是降低了土壤堿化度,鈉鹽及氯化物沒有改變;c生物改良法周期長成本高,規(guī)模化推廣局限性大;d物理改良法屬權(quán)宜之計,尤其對重度鹽堿地不起任何效果。然而,本發(fā)明真空抽濾洗鹽機,雖然也屬于洗鹽方法的一種,但是在機械動力作用下,把土壤中的鹽堿溶液自下而上強行抽提排除,鹽堿析出量大,作業(yè)效率高,幾乎不受條件局限,克服了水利改良、化學(xué)改良、生物改良、物理改良的所有缺陷。a、b、c、d四種鹽堿地改良方法中,無論從效能、效益、效果來看,都與本發(fā)明的洗鹽方式無法相比。
2、機械洗鹽的突出特點:一是治理徹底永不反彈,一次作業(yè)就能夠把土壤中的固有鹽分抽提出70%-80%,大部分固有鹽分得到轉(zhuǎn)移,從根本上解決鹽堿危害問題;二是治理效率高、適應(yīng)性強,機械化作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;目焖僦卫?,對地形沒有特殊要求;三是治理快捷立竿見影,基本實現(xiàn)當(dāng)時治理、當(dāng)時見效、當(dāng)時可以耕種的效果,不存在治理周期;四是機械操作簡便成本相對低廉,只要會操作農(nóng)用機械的人員,稍經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)即可上崗作業(yè),治理成本是當(dāng)年種植收益的50%以下。
附圖說明
附圖說明
圖1是一種鹽堿地真空抽濾洗鹽機工作原理圖。
1- 真空吸盤
2- 過濾履帶、
3- 傳動輪
4- 真空機
5- 導(dǎo)管
6- 集水箱
7- 機身
具體實施方式
應(yīng)用動力機械的動力輸出帶動真空機,同時產(chǎn)生的負(fù)壓傳導(dǎo)于真空吸盤,并經(jīng)過濾履帶作用于噴淋或澆灌過的地面上,真空機產(chǎn)生的巨大負(fù)壓將鹽堿溶液從土壤層里抽提分離出來,并收集到集水箱。在拖拉機(或其它動力機械)的勻速牽引下,帶動機身,驅(qū)動過濾履帶,進(jìn)而實現(xiàn)位移過程中持續(xù)提抽土壤里鹽堿溶液,達(dá)到去除土壤中鹽堿成分的目的。
作業(yè)前,必須在鹽堿地面上用水進(jìn)行充分噴淋或澆灌,一般透水深度為20cm-30cm,濕度為30%-40%。土層里沉積的硫酸鈉、碳酸鈉、氯化物等可溶性鹽分,遇水很快溶解,形成鹽堿水溶液,儲蓄在土壤顆粒之間。當(dāng)真空機產(chǎn)生的強大負(fù)壓(至少每平方厘米1個大氣壓)通過真空吸盤作用于土地表面時,就能把土壤里70%-80%的鹽堿溶液抽提出來。在拖拉機(或其它動力機械)牽引下移動作業(yè),即可實現(xiàn)移動中持續(xù)抽提土壤里鹽堿溶液的目的。經(jīng)過洗鹽機作業(yè)的土地,固有鹽分大部分去除,一次治理即可達(dá)到基本種植要求,而且在北方干旱地區(qū)不會發(fā)生翻堿現(xiàn)象。