一种盐碱地节水可持续改良的方法及装置

本发明属于盐碱地改良的，具体的说，涉及一种盐碱地节水可持续改良的方法及其相关装置。背景技术：1、在现代农业生产中，盐碱地的改良和利用一直是一个重要的研究领域。由于盐碱地的土壤结构紧密和盐分含量高从而不利于作物的生长，长久以来对于科研工作者而言，如何有效改良盐碱地和提高其农业利用价值，一直是农业科学研究的一个重要课题。2、沿海地区濒临海洋、地下水埋深浅、地下水矿化度高、土壤盐渍化严重，因此导致土壤的盐碱化。过高的土壤盐分会抑制植物生长、导致土壤性质的恶化，严重影响当地的农业发展和生态环境的改善，使得盐碱化的土壤成为了影响农业生产以及土地资源可持续利用的重要障碍因素。由于沿海盐碱区淡水资源匮乏且存在海水倒灌的隐患，传统的以淡水灌溉压盐和调控地下水位为途径的盐碱地水利改良措施难以实施。技术实现思路1、本发明提供一种盐碱地节水可持续改良的方法和装置，能够在提升地力的同时，构建肥沃耕层，有效地缓解土壤的盐渍化，并且为作物的生长提供有利的根区环境，从而实现节水、高效、可持续性地对沿海重度盐碱地进行改良的目的。2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：3、一种盐碱地节水可持续改良的方法，包括如下步骤：4、step1.对预定区域的盐碱地进行深耕，并将所翻耕的土壤清至一旁，使得该预定区域形成填埋区；5、step2.将作物秸秆均匀地铺设在填埋区的底部并形成秸秆阻隔层；6、step3.将生物炭和切段的秸秆分别填充在第一料箱和第二料箱内，第一料箱和第二料箱均安装在农机上，并且将多个旋抛机构交替安装在第一料箱和第二料箱的下端，之后再将这些旋抛机构与第一驱动机构传动连接；7、step4.驾驶农机在秸秆阻隔层上行走，同步地控制第一驱动机构动作，旋抛机构将第一料箱和第二料箱内的物料旋抛至秸秆阻隔层上，使得秸秆阻隔层上形成混合涵水层；8、step5.在第一料箱和第二料箱分别填充有有机肥和翻耕而出的土壤，然后驾驶农机在混合涵水层上行走，同步地控制第一驱动机构动作，旋抛机构将第一料箱和第二料箱内的物料旋抛至混合涵水层上，使得混合涵水层上形成植生层；9、step6.进行农耕作业，并将作物种植在植生层上。10、进一步的，在进行秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层的构建时，在农机上安装镇压辊，镇压辊对所形成的秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层进行镇压。11、进一步的，所述旋抛机构包括沿竖直方向向下依次设置的接头管、第一连接环及第二连接环，所述第一连接环构造于接头管的下端，于第一连接环和第二连接环之间设置有多个旋抛叶片，这些旋抛叶片沿第一连接环的周向均匀设置，且这些旋抛叶片形成沿竖直方向向下口径渐扩的喇叭状结构，各旋抛叶片的两端分别与第一连接环和第二连接环固定连接。12、进一步的，于所述旋抛机构的上端连接有转接组件，所述转接组件与第一驱动机构传动连接；所述转接组件包括可拆卸连接于第一连接环上端的第一导通管，于所述第一导通管的上端转动连接有第二导通管，所述第二导通管的上端与转接座转动连接，转接座与第一料箱或第二料箱的出口管可拆卸连接，于第一导通管和第二导通管外分别套装有第一传动轮和第二传动轮，于转接座上对称安装有两个连接座，各所述连接座上转动连接有轴杆，于所述轴杆上同轴装配有伞齿轮，所述伞齿轮设置于第一传动轮和第二传动轮之间，且伞齿轮分别与第一传动轮和第二传动轮相啮合。13、进一步的，所述第一驱动机构包括套装于第一导通管外的从动链轮，于农机上安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上装配有主动链轮，所述主动链轮与各个从动链轮通过第一链条传动连接。14、进一步的，于所述第二导通管内同轴设置有安装杆，所述安装杆经连接杆与第二导通管的内壁固定连接，于安装杆的上端构造有至少一根延伸至出口管内的上偏心扰动杆，于安装杆的下端构造有至少一根延伸至喇叭状结构内的下偏心扰动杆。15、进一步的，于所述第二连接环的下端可拆卸连接有导料罩，所述导料罩包括边沿与第二连接环可拆卸连接的罩体，所述罩体的中部逐渐向上凸起并形成导料部，所述导料部的径向长度沿竖直方向向上渐缩，且于喇叭状结构与导料部之间形成导料空间。16、进一步的，所述第二连接环与各个旋抛叶片可拆卸连接；在秸秆阻隔层铺设的过程中，将多个旋抛机构并排转动安装在农机上，并且将所有的第二连接环拆卸下来，再驱动这些旋抛机构同步转动，使得旋抛机构的旋抛叶片对秸秆阻隔层的上表面进行旋转扰动，并促使作物秸秆均摊在填埋区内。17、进一步的，于所述接头管外转动套装有进水套，于所述进水套与接头管之间形成环形的布水腔，且进水套上构造有与布水腔连通的进水接头；于各旋抛叶片内形成有出水通道，于旋抛叶片上构造有多个加湿孔，这些加湿孔均与出水通道连通。18、进一步的，在秸秆阻隔层的铺设前，将多个旋抛机构两两分为多对，每旋抛机构对的两个第二连接环与开沟轮连接，并且相邻旋抛机构对中相互靠近的接头管连接在一起；位于两端的旋抛机构对相互远离的一端分别连接有安装轴，各所述安装轴与第二驱动机构传动连接，且安装轴与竖向驱动件的输出端转动连接，竖向驱动件的上端与农机连接，之后控制农机在填埋区内纵向和横向交替行走，使得填埋区上形成横纵的沟壑；在秸秆阻隔层铺设完毕，及混合涵水层铺设完毕后，将开沟轮拆卸下来，再将打孔轮安装在旋抛机构对的两个旋抛机构之间，然后控制农机在秸秆阻隔层或混合涵水层上行走，使得秸秆阻隔层或混合涵水层布满坑洼。19、本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明通过对盐碱地进行深挖，并在深挖的区域自下而上依次构建秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层，其中，秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层组成肥沃耕层，盐分会伴随着降雨等因素自上而下依次通过植生层、混合涵水层及秸秆阻隔层。本发明的肥沃耕层富含有机质，能够促进表层土壤的盐分向深层土壤的淋溶和迁移。本发明的混合涵水层具有较高的涵水能力，进而避免由于蒸发而造成缺水的情况；秸秆阻隔层用于阻隔肥沃耕层与其下方的盐碱层，阻隔了盐碱层水分蒸发而致使肥沃耕层返盐的情况发生。这样，本发明所构建的肥沃耕层不仅降低了土壤毛管水的上移速率，也降低了土壤的稳定蒸发率，因此抑制了返盐的现象。本发明所采用的作物秸秆可以用作替代性低成本土壤改良剂，在不产生负面环境影响的情况下促进农业生产；特别是，秸秆分解在提高土壤生产力方面显示出优势，秸秆还田可以提高土壤质量，如降低土壤容重，增加土壤孔隙空间等，提高了土壤有机质含量以及团聚体的稳定性。综上可知，发明能够在提升地力的同时，构建肥沃耕层，有效地缓解了土壤的盐渍化，并且为作物的生长提供了有利的根区环境，从而实现了节水、高效、可持续性地对沿海重度盐碱地进行改良的目的。技术特征：1.一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：在进行秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层的构建时，在农机上安装镇压辊，镇压辊对所形成的秸秆阻隔层、混合涵水层及植生层进行镇压。3.根据权利要求1所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：所述旋抛机构包括沿竖直方向向下依次设置的接头管、第一连接环及第二连接环，所述第一连接环构造于接头管的下端，于第一连接环和第二连接环之间设置有多个旋抛叶片，这些旋抛叶片沿第一连接环的周向均匀设置，且这些旋抛叶片形成沿竖直方向向下口径渐扩的喇叭状结构，各旋抛叶片的两端分别与第一连接环和第二连接环固定连接。4.根据权利要求3所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：于所述旋抛机构的上端连接有转接组件，所述转接组件与第一驱动机构传动连接；所述转接组件包括可拆卸连接于第一连接环上端的第一导通管，于所述第一导通管的上端转动连接有第二导通管，所述第二导通管的上端与转接座转动连接，转接座与第一料箱或第二料箱的出口管可拆卸连接，于第一导通管和第二导通管外分别套装有第一传动轮和第二传动轮，于转接座上对称安装有两个连接座，各所述连接座上转动连接有轴杆，于所述轴杆上同轴装配有伞齿轮，所述伞齿轮设置于第一传动轮和第二传动轮之间，且伞齿轮分别与第一传动轮和第二传动轮相啮合。5.根据权利要求4所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：所述第一驱动机构包括套装于第一导通管外的从动链轮，于农机上安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上装配有主动链轮，所述主动链轮与各个从动链轮通过第一链条传动连接。6.根据权利要求5所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：于所述第二导通管内同轴设置有安装杆，所述安装杆经连接杆与第二导通管的内壁固定连接，于安装杆的上端构造有至少一根延伸至出口管内的上偏心扰动杆，于安装杆的下端构造有至少一根延伸至喇叭状结构内的下偏心扰动杆。7.根据权利要求3所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：于所述第二连接环的下端可拆卸连接有导料罩，所述导料罩包括边沿与第二连接环可拆卸连接的罩体，所述罩体的中部逐渐向上凸起并形成导料部，所述导料部的径向长度沿竖直方向向上渐缩，且于喇叭状结构与导料部之间形成导料空间。8.根据权利要求3所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：所述第二连接环与各个旋抛叶片可拆卸连接；在秸秆阻隔层铺设的过程中，将多个旋抛机构并排转动安装在农机上，并且将所有的第二连接环拆卸下来，再驱动这些旋抛机构同步转动，使得旋抛机构的旋抛叶片对秸秆阻隔层的上表面进行旋转扰动，并促使作物秸秆均摊在填埋区内。9.根据权利要求3所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：于所述接头管外转动套装有进水套，于所述进水套与接头管之间形成环形的布水腔，且进水套上构造有与布水腔连通的进水接头；于各旋抛叶片内形成有出水通道，于旋抛叶片上构造有多个加湿孔，这些加湿孔均与出水通道连通。10.根据权利要求3所述的一种盐碱地节水可持续改良的方法，其特征在于：在秸秆阻隔层的铺设前，将多个旋抛机构两两分为多对，每旋抛机构对的两个第二连接环与开沟轮连接，并且相邻旋抛机构对中相互靠近的接头管连接在一起；位于两端的旋抛机构对相互远离的一端分别连接有安装轴，各所述安装轴与第二驱动机构传动连接，且安装轴与竖向驱动件的输出端转动连接，竖向驱动件的上端与农机连接，之后控制农机在填埋区内纵向和横向交替行走，使得填埋区上形成横纵的沟壑；在秸秆阻隔层铺设完毕，及混合涵水层铺设完毕后，将开沟轮拆卸下来，再将打孔轮安装在旋抛机构对的两个旋抛机构之间，然后控制农机在秸秆阻隔层或混合涵水层上行走，使得秸秆阻隔层或混合涵水层布满坑洼。技术总结本发明公开了一种盐碱地节水可持续改良的方法和装置，包括：对盐碱地进行深耕，构建填埋区；将作物秸秆铺设在填埋区的底部，构建秸秆阻隔层；将生物炭和切段的秸秆分别填充在第一料箱和第二料箱内；将生物炭和切段的秸秆旋抛至秸秆阻隔层上，构建混合涵水层；在第一料箱和第二料箱分别填充有有机肥和翻耕而出的土壤，将有机肥和土壤旋抛至混合涵水层上，构建植生层；进行农耕作业，并将作物种植在植生层上。本发明能够在提升地力的同时，构建肥沃耕层，有效地缓解了土壤的盐渍化，并且为作物的生长提供了有利的根区环境，从而实现了节水、高效、可持续性地对沿海重度盐碱地进行改良的目的。本发明适用于盐碱地改良的技术领域。技术研发人员：李劲松,刘小京,范凤翠,杜凤焕,赵楠,郭凯,封晓辉,刘胜尧,贾宋楠,郝腾达,胡霄月,刘泽浩,赵盛,张宏受保护的技术使用者：河北省农林科学院农业信息与经济研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/12