一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種研宄新成土壤田間不同環(huán)境參數(shù)配比條件下水土耦合的試驗(yàn)設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]砒砂巖，也稱為“紅膠泥”，在毛烏素沙地廣泛分布。它一旦裸露就風(fēng)化，一遇風(fēng)就起塵，一遇水就松散，隨水大量流失，被稱為“環(huán)境癌癥”。而沙的結(jié)構(gòu)松散、漏水漏肥，不能形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，也是導(dǎo)致土地資源生態(tài)退化的“罪魁禍?zhǔn)住?。基于?duì)兩種物質(zhì)特性的認(rèn)識(shí)，發(fā)明人員提出利用“兩害”物理構(gòu)成的互補(bǔ)性，將兩者結(jié)合起來復(fù)配為一種新型“土壤”，從而變兩“害”為一“寶”。
[0003]但是，在現(xiàn)有砒砂巖與沙復(fù)配成土技術(shù)的研宄過程中，主要有兩種方法，其一，在實(shí)驗(yàn)室中模擬不同的環(huán)境條件，試驗(yàn)不同的配比，探討最佳復(fù)配方案。這種研宄方法雖然容易實(shí)現(xiàn)，但與現(xiàn)實(shí)情況有較大的差別，無法得到最佳的復(fù)配方案。其二，在毛烏素沙地中劃定多塊沙荒地進(jìn)行復(fù)配改造，交由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民按照試驗(yàn)條件(如復(fù)配工程、灌溉、施肥、生物防護(hù)等措施)經(jīng)營(yíng)管理，通過實(shí)地考察農(nóng)作物的產(chǎn)量，進(jìn)行對(duì)比研宄。但是這種方法需要耗費(fèi)大量的人力、物力，而且無法對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)營(yíng)管理進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的可信度降低。
[0004]因此，急需一種省時(shí)省力的砒砂巖與沙復(fù)配成土技術(shù)研宄裝置用于快速制定砒砂巖與沙復(fù)配比例及水肥管理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其采用自然環(huán)境條件下布設(shè)完整的試驗(yàn)用地及相應(yīng)的附屬設(shè)備，從而可以取得最接近真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特殊之處是:包括I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)共8個(gè)并排設(shè)置的試驗(yàn)區(qū)以及設(shè)置在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的附屬設(shè)備；所述試驗(yàn)區(qū)的尺寸為15mX 12m，采用頂部與地面平齊的磚墻砌成，磚墻深度大于等于60cm ;所述I號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至6號(hào)試驗(yàn)區(qū)兩兩之間設(shè)置有Im寬的隔離帶；所述6號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)兩兩之間以及8號(hào)試驗(yàn)區(qū)外側(cè)設(shè)置有2m寬的生物防護(hù)帶；所述I號(hào)試驗(yàn)區(qū)為當(dāng)?shù)卦忌惩?；所述2號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)，分別縱向平分為3個(gè)5mX 12m的試驗(yàn)小區(qū)，底層填入30cm厚的當(dāng)?shù)厣惩?，表層分別填入30cm厚的1: 1、1:2和1:5的砒砂巖與沙復(fù)配土 ；所述砒砂巖粒徑小于4cm ;所述附屬設(shè)備包括設(shè)置在5號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的灌溉設(shè)備、分別設(shè)置在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的中子管；所述I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)無農(nóng)作物種植；所述3號(hào)試驗(yàn)區(qū)、5號(hào)試驗(yàn)區(qū)和7號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植土豆；所述4號(hào)試驗(yàn)區(qū)、6號(hào)試驗(yàn)區(qū)和8號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植玉米。
[0008]上述灌溉設(shè)備為噴灌或滴灌設(shè)備。
[0009]上述生物防護(hù)帶是灌木從或楊樹。
[0010]上述砥砂巖粒徑為2?4cm。
[0011]上述中子管的埋入深度為1.5m。
[0012]上述附屬設(shè)備還包括分別設(shè)置在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)的凍土管。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、本實(shí)驗(yàn)設(shè)施因地制宜，采用當(dāng)?shù)氐呐皫r與沙復(fù)配成土，只需2畝多地，建造成本低、管理成本低。
[0015]2、本實(shí)驗(yàn)設(shè)施完全暴露在自然環(huán)境中，非常真實(shí)地模擬了沙荒地的各種環(huán)境參數(shù)和復(fù)配造田的利用參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠。
[0016]3、本試驗(yàn)設(shè)施可以長(zhǎng)期使用和專人管理，便于水土耦合試驗(yàn)多年使用的需求。
[0017]4、本實(shí)驗(yàn)設(shè)施占用最少的沙地，可以滿足研宄新生土壤物理指標(biāo)變化的監(jiān)測(cè)。
[0018]5、本發(fā)明試驗(yàn)設(shè)施以毛烏素沙地砒砂巖與沙復(fù)配造田為基礎(chǔ)，以砒砂巖與沙復(fù)配成土配比(1:1，1:2，1:5)及其農(nóng)藝?yán)梅绞綖閷?duì)象，以田間常規(guī)觀測(cè)、監(jiān)測(cè)與模擬技術(shù)為手段，系統(tǒng)開展不同配比田塊、不同管理模式下的復(fù)配成土穩(wěn)定性及其生態(tài)效應(yīng)、投入經(jīng)濟(jì)性及其生產(chǎn)性能的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)，以此為基礎(chǔ)平臺(tái)，跟蹤探測(cè)在自然環(huán)境條件下，不同田間管理方式與投入變化(如復(fù)配工程、灌溉、施肥、生物防護(hù)等措施)對(duì)不同配比田塊及其利用效能影響的差異、過程和機(jī)理，研宄提出復(fù)配成土造田工程的主要技術(shù)參數(shù)、不同田間投入管理的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范，為科學(xué)指導(dǎo)退化及未利用土地整治和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)實(shí)踐，提供科技支撐與技術(shù)支持。
[0019]6、中子管的埋入深度為1.5m，可以真實(shí)探測(cè)不同深度土壤的含水量，便于試驗(yàn)對(duì)比。
【附圖說明】
[0020]圖1為試驗(yàn)區(qū)布設(shè)圖。其中，I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)為不灌溉、只有自然降雨情況下，無作物種植的全沙和3種比例復(fù)配土壤的對(duì)比試驗(yàn)。3號(hào)試驗(yàn)區(qū)和4號(hào)試驗(yàn)區(qū)為不灌溉、只有自然降雨情況下，土豆和玉米在3種比例復(fù)配土壤上的種植試驗(yàn)。5號(hào)試驗(yàn)區(qū)和6號(hào)試驗(yàn)區(qū)為灌溉條件下土豆和玉米在3種比例復(fù)配土壤上的種植試驗(yàn)。7號(hào)試驗(yàn)區(qū)和8號(hào)試驗(yàn)區(qū)為有生物防護(hù)措施的灌溉條件下土豆和玉米在3種比例復(fù)配土壤上的種植試驗(yàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，包括I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)共8個(gè)并排設(shè)置的試驗(yàn)區(qū)以及設(shè)置在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的附屬設(shè)備；試驗(yàn)區(qū)的尺寸為15mX12m，采用頂部與地面平齊的磚墻砌成，磚墻深度大于等于60cm; I號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至6號(hào)試驗(yàn)區(qū)兩兩之間設(shè)置有Im寬的保護(hù)帶；6號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)兩兩之間以及8號(hào)試驗(yàn)區(qū)外側(cè)設(shè)置有2m寬的生物防護(hù)帶；I號(hào)試驗(yàn)區(qū)為當(dāng)?shù)厣惩?；2號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)，平均分為3個(gè)5mX 12m的試驗(yàn)小區(qū)，底層填入30cm厚的當(dāng)?shù)厣惩?，表層分別填入30cm厚的1: 1、1:2和1:5的砥砂巖與沙復(fù)配土 ；砒砂巖粒徑小于4cm ;附屬設(shè)備包括設(shè)置在5號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的灌溉設(shè)備、設(shè)置在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的中子管；1號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)無農(nóng)作物種植；3號(hào)試驗(yàn)區(qū)、5號(hào)試驗(yàn)區(qū)和7號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植土豆；4號(hào)試驗(yàn)區(qū)、6號(hào)試驗(yàn)區(qū)和8號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植玉米。灌溉設(shè)備為噴灌或滴灌設(shè)備。生物防護(hù)帶是灌木從或楊樹。
[0022]多個(gè)1.5m中子管豎直預(yù)埋在復(fù)配土壤中，上端開口于地表，使用時(shí)，將土壤水分測(cè)定中子儀探入預(yù)埋探管內(nèi)不同深度，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可以計(jì)算出試驗(yàn)區(qū)的土壤含水量。
[0023]為了方便測(cè)量不同土壤在嚴(yán)寒天氣的凍土狀況，還可在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)埋設(shè)凍土管，進(jìn)行凍土測(cè)量和對(duì)比。
[0024]本發(fā)明設(shè)施可以觀測(cè)新成土壤物理性質(zhì)(機(jī)械組成、團(tuán)聚體、容重、土壤水分特征曲線、田間持水量、飽和導(dǎo)水率、土壤水分)、化學(xué)性質(zhì)(有機(jī)質(zhì)、全氮、no3_、nh4+、全磷、速效鉀、PH、)、作物生長(zhǎng)參數(shù)(作物葉面積指數(shù)、作物干物重、作物產(chǎn)量)數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)用于對(duì)比不同田間管理方式與投入變化(如復(fù)配工程、灌溉、施肥、生物防護(hù)等措施)對(duì)不同配比田塊及其利用效能影響的差異、過程和機(jī)理，為砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合施工標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，可長(zhǎng)期用于“砒砂巖與沙復(fù)配成土穩(wěn)定性及可持續(xù)利用研宄”、“休閑期砒砂巖與沙復(fù)配造田固沙關(guān)鍵技術(shù)研宄”、“沙地土地綜合整治技術(shù)研宄及示范應(yīng)用”等試驗(yàn)項(xiàng)目。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 包括I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)共8個(gè)并排設(shè)置的試驗(yàn)區(qū)以及設(shè)置在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的附屬設(shè)備; 所述試驗(yàn)區(qū)的尺寸為15mX 12m，采用頂部與地面平齊的磚墻砌成，磚墻深度大于等于60cm ； 所述I號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至6號(hào)試驗(yàn)區(qū)兩兩之間設(shè)置有Im寬的隔離帶；所述6號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)兩兩之間以及8號(hào)試驗(yàn)區(qū)外側(cè)設(shè)置有2m寬的生物防護(hù)帶； 所述I號(hào)試驗(yàn)區(qū)為當(dāng)?shù)卦忌惩粒? 所述2號(hào)實(shí)驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)，分別縱向平分為3個(gè)5mX 12m的試驗(yàn)小區(qū)，底層填入30cm厚的當(dāng)?shù)厣惩?，表層分別填入30cm厚的1:1、1:2和1:5的砥砂巖與沙復(fù)配土 ；所述砥砂巖粒徑小于4cm ； 所述附屬設(shè)備包括設(shè)置在5號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的灌溉設(shè)備、分別設(shè)置在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)的中子管； 所述I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)無農(nóng)作物種植； 所述3號(hào)試驗(yàn)區(qū)、5號(hào)試驗(yàn)區(qū)和7號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植土豆； 所述4號(hào)試驗(yàn)區(qū)、6號(hào)試驗(yàn)區(qū)和8號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植玉米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 所述灌溉設(shè)備為噴灌或滴灌設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 所述生物防護(hù)帶是灌木從或楊樹。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 所述砥砂巖粒徑為2?4cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 所述中子管的埋入深度為1.5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，其特征在于: 所述附屬設(shè)備包括分別設(shè)置在I號(hào)試驗(yàn)區(qū)和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)的凍土管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種砒砂巖與沙復(fù)配造田水土耦合試驗(yàn)設(shè)施，包括1至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)以及附屬設(shè)備；試驗(yàn)區(qū)的尺寸為15m×12m，采用頂部與地面平齊的磚墻砌成，實(shí)驗(yàn)區(qū)試驗(yàn)區(qū)兩兩之間設(shè)置有1m寬的隔離帶或2m寬的生物防護(hù)帶；1號(hào)試驗(yàn)區(qū)為當(dāng)?shù)卦忌惩粒?至8號(hào)試驗(yàn)區(qū)平分為3個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，底層填入30cm厚的沙土，表層分別填入30cm厚的1:1、1:2和1:5的砒砂巖與沙復(fù)配土。1和2號(hào)試驗(yàn)區(qū)無農(nóng)作物種植；3、5和7號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植土豆；4、6和8號(hào)試驗(yàn)區(qū)種植玉米。本發(fā)明采用自然環(huán)境條件下布設(shè)完整的試驗(yàn)用地及相應(yīng)的附屬設(shè)備，從而可以取得最接近真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
【IPC分類】A01G1-00, A01G7-00
【公開號(hào)】CN104798615
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410810599
【發(fā)明人】劉彥隨, 成生權(quán), 王曙光
【申請(qǐng)人】國(guó)土資源部退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日