一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法。所述方法包括：将榆木粉混入表层土壤中，得到包含一定浓度榆木粉的土壤；再根据预设的含水率添加一定量的水，配置成待蒸发的非饱和土壤。通过本发明专利技术的方法，榆木粉按照0.01％～0.03％的榆木粉浓度计算得到的施撒量为9～27kg/亩，按照该施撒量向耕地土壤施加榆木粉，实现的节水效率为10.348％～12.108％。通过本发明专利技术的方法，将榆木粉作为土壤抗蒸发添加剂，实现了以低浓度添加剂达到高节水效率的目的，具有成本低、用量少的优点，并且本发明专利技术的方法还具有原材料广、无污染、提高土壤肥力和稳定性好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法
本专利技术涉及农业水利工程
，特别是涉及一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法。
技术介绍
土壤水分是土地与大气连接的纽带和中心环节，参与地表水循环、能量和动量交换等过程，它是生态系统和气候系统中不可缺少的关键参数。特别是在干旱半干旱地区，土壤水分是能够表征干旱区土壤状况的重要指标，其影响着植被的生长、分布格局和演变过程，也能反映和解释土壤风化程度。土壤水分蒸发是土壤水分平衡的一个重要环节，是土壤—大气界面发生的土壤水分扩散过程。蒸发过程是发生于多孔介质土壤内部及其与大气界面上的复杂过程，即包括水分在土壤中的运移以及在土壤表面的蒸发。土壤蒸发现象既是地面热量平衡的组成部分,又是水量平衡的组成部分，受到能量供给条件、水汽运移条件以及蒸发介质的供水能力等的影响。在干旱半干旱地区，土壤水分蒸发是农田水分损失的重要途径，特别是在广大的荒漠戈壁地区，土壤水分的剧烈蒸发成为制约农业种植的关键因素之一。因此，开展抑制土壤水分蒸发，减少土壤无效蒸发技术研究，对于合理开发水资源、调控田间水分状况具有十分重要的意义。目前对于抑制土壤水分蒸发技术的研究，主要有物理覆盖法(如砂石覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖)、添加化学保水剂、添加生物炭等方法。采用砂石覆盖，有研究表明只有达到5～10cm才具有明显的节水效果。其缺点也较为明显，首先，这对砂石的需求量较大，导致节水成本较高，当砾石粒径、施加量、不同粒径比例设置不合理时，甚至增大土壤累积蒸发量。其次，由于耕作环节的机械翻耕，表层的砂石会与土壤混合，表层砂石含量会降低节水效果。最后，经过多轮种植和对此砂石覆盖后，土壤砂石含量增高，势必导致土壤中有机质比例降低，导致土壤结构被破坏，对农业的可持续发展极为不利。秸秆覆盖法可以增强土壤水分的下渗、降低土壤水分蒸发、分解后的秸秆可以提高土壤肥力，且具有降解的优点。然而由于新生作物秸秆会增加耕作阻力，某种程度上增加了单位机耕能耗。土壤中添加生物炭可降低土壤容重和密度，增大土壤孔隙度，改变土壤团聚体分布特征，能够提高土壤持水量和导水率，提升作物抗旱能力。然而也有研究表明，并非所有土壤添加生物炭都有节水的效果，当生物炭添加量分别为0.05～0.1g·g－1时，砂壤土持水能力降低。因此采用添加生物炭法对耕作土质有严格要求，且施加量较高。覆膜保墒技术在我国北方干旱区广泛应用，具有明显的节水、保温、增产、控盐等特点，同时也引发了残膜污染的问题。一方面残存在土壤中的地膜碎片会造成土壤通气性能的降低，透水性能的减弱，甚至破坏农田土壤空气的正常循环和交换，最终结果使土壤的肥力水平降低、土壤板结。另一方面塑料地膜在土壤中可残留百年之久，极难在自然条件下降解。多年农膜覆盖耕作使残膜累积，导致土壤入渗阻力增加，降低土壤密度、减少田间蓄水量，最终导致作物减产。保水剂作为一种新型保水化学产品，用于农地、林业水土保持及园林绿化方面具有显著的保水、保肥性，具有较好的保水保土效益及经济利用价值。然而保水剂对土壤的影响也存在着一些问题，例如施加保水剂对土壤团聚体的作用机理是如何影响的，保水剂对土壤入渗性是如何影响的，且针对不同的地区施用保水剂的类型、施用方法和剂量等都未可知。综上所述，对于抑制土壤水分蒸发的相关技术，一直存在高污染、高单位机耕能耗、添加剂用量高、不利于环保等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法，以解决上述问题。本专利技术提供了一种减少土壤水分蒸发的方法，所述方法包括：步骤1，将榆木粉混入表层土壤中，得到包含榆木粉的土壤；步骤2，对所述包含榆木粉的土壤进行预处理，配置成待蒸发的非饱和土壤。优选地，在所述步骤1中，所述表层土壤的厚度为5cm～20cm；所述表层土壤的容重为1g/cm3～2g/cm3；所述榆木粉占所述表层土壤的质量比为0.01％～0.8％。优选地，所述表层土壤为耕地土壤的表层，所述减少土壤水分蒸发的方法还包括：计算榆木粉的施加量；按照计算的施加量，向耕地土壤施撒榆木粉，采用机耕方法将榆木粉与表层土壤进行混合；其中，所述榆木粉的用量计算方法为：榆木粉的用量＝表层土壤的表面积×表层土壤的厚度×表层土壤的容重×质量比。优选地，在所述步骤2中，所述预处理为：根据预设的含水率，向所述包含榆木粉的土壤加入一定量的水，配置成待蒸发的非饱和土壤；其中，所述非饱和土壤的初始含水率介于土壤滞留含水率和饱和含水率之间。优选地，所述榆木粉的原材料为榆树皮的纤维层。优选地，所述榆木粉包含胶体，所述胶体具有保水性和吸湿性，并将牛顿液态水转化成非牛顿液态水。优选地，所述榆木粉还包含植物纤维，所述植物纤维与所述非牛顿液态水结合，形成减少水分蒸发的薄膜。优选地，所述榆木粉还包含多糖；所述多糖释放能量，促进植物根系呼吸。优选地，所述多糖被分解为水分子和有机质；所述水分子为土壤和农作物提供水分，所述有机质作为农作物生长所需的营养原料。本专利技术实施例所提供的一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法，所述方法包括：将榆木粉混入表层土壤中，得到包含一定浓度榆木粉的土壤；再根据预设的含水率添加一定量的水，配置成待蒸发的非饱和土壤。通过本专利技术的方法，榆木粉按照0.01％～0.03％的榆木粉浓度计算得到的施撒量为9～27kg/亩，按照该施撒量向耕地土壤施加榆木粉，实现的节水效率为10.348％～12.108％。通过本专利技术的方法，将榆木粉作为土壤抗蒸发添加剂，实现了以低浓度添加剂达到高节水效率的目的，具有成本低、用量少的优点，并且本专利技术的方法还具有原材料广、无污染、提高土壤肥力和稳定性好等特点。并且，本专利技术实施例所提供的利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法，体现出低浓度榆木粉具有明显的节水效果，并且，无论是高浓度还是低浓度，榆木粉的节水效率均优于抗旱宝的节水效率，低浓度和高浓度榆木粉均具有明显的节水效果，两者节水效果相差较小。无论是高浓度还是低浓度，榆木粉的节水效率均优于抗旱宝的节水效率，以榆木粉作为土壤抗蒸发添加剂时，整体上低浓度榆木粉的节水效果优于高浓度榆木粉的节水效果，从用量少和低成本考虑，浓度应控制在C＝0.01％～C＝0.03％区间，C＝0.02％时节水效果最好，节水效率可达到12.108％。附图说明图1示出了本专利技术的一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法实施例的流程图；图2(a)示出了本专利技术实施例1中在浓度为0.2％添加剂条件下土壤水分累积蒸发量随时间变化示意图；图2(b)示出了本专利技术实施例1中在浓度为0.4％添加剂条件下土壤水分累积蒸发量随时间变化示意图；图2(c)示出了本专利技术实施例1中在浓度为0.6％添加剂条件下土壤水分累积蒸发量随时间变化示意图；图2(d)示出了本专利技术实施例1中在浓度为0.8％添加剂条件下土壤水分累积蒸发量随时间变化示意图；图3(a)示出了本专利技术实施例2中在浓度为0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1，将榆木粉混入表层土壤中，得到包含榆木粉的土壤；/n步骤2，对所述包含榆木粉的土壤进行预处理，配置成待蒸发的非饱和土壤。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用榆木粉减少土壤水分蒸发的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，将榆木粉混入表层土壤中，得到包含榆木粉的土壤；
步骤2，对所述包含榆木粉的土壤进行预处理，配置成待蒸发的非饱和土壤。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述表层土壤的厚度为5cm～20cm；
所述表层土壤的容重为1g/cm3～2g/cm3；所述榆木粉占所述表层土壤的质量比0.01％～0.8％。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表层土壤为耕地土壤的表层，所述减少土壤水分蒸发的方法还包括：
计算榆木粉的施加量；
按照计算的施加量，向耕地土壤施撒榆木粉，采用机耕方法将榆木粉与表层土壤进行混合；
其中，所述榆木粉的用量计算方法为：
榆木粉的用量＝表层土壤的表面积×表层土壤的厚度×表层土壤的容重×质量比。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，任长江，翟家齐，何凡，王丽珍，朱永楠，何国华，王建华，龚家国，李海红，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11