[发明专利]一种促进地下水浅埋区土壤气体交换和更新的装置

说明书

本发明公开了一种促进地下水浅埋区土壤气体交换和更新的装置，包括暗管、多个通风孔、通风管，通风孔沿暗管轴向依次设置，暗管的一端设置连通有通风管，通风管上设置有无动力风机，暗管的另一端设置有止水密封阀；暗管的纵坡坡降为0.4‑0.6％。本发明利用暗管快速控制地下水位、同时达到自动加速深层土壤气体的自动交换和更新以及自动提升地温的作用。工艺简单，维护方便，造价低廉，有效提高了暗管系统的使用效率，增加了土壤通气性和改善了土壤的热状况，改善了地下水浅埋区的作物生长环境，对环境无污染。

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，涉及一种促进地下水浅埋区土壤气体交换和更新的装置。

背景技术

植物生长过程中，除需要适宜的水肥供应外，还要求土壤具有良好的透气性和适宜的温度以保证根系的呼吸及土壤微生物的活动。土壤氧气供应不足以及土温偏低，会造成植物根系的呼吸过程被抑制，植物根系从土壤中吸收水分和养分的速度也随之下降，植株组织中碳水化合物的转化及形成过程受阻。如果根系长期处于含氧量较低、土温低的环境中，根系活力及呼吸能力降低，无法产生足够能量来维持生理活动，会导致作物减产甚至死亡。此外，土壤的通气性长期不良以及土温偏低时，有机质的分解速率及养分的有效性严重减缓，造成土壤逐渐酸化，易引起致病菌及病虫害的发生。现有的研究发现，通过改善土壤通气性和提高土温可以显著提高甘薯、棉花等作物的光合作用及产量。

在地下水浅埋区的农业生产中，人们通常采用明沟排水、暗管排水等方法来控制地下水位。但明沟排水在实际应用中存在排水速度相对较慢，且存在边坡易垮塌及占用耕地等问题。近年来，随着工程技术的快速发展，利用专业大型成套机械设备，在农田一定的深度埋设暗管，将暗管上部多余的土壤水分通过暗管快速排走，从而起到降低农田地下水位的目的。相对明沟排水技术，暗管排水在节地、节水、促进耕地集约化利用等方面具有显著的优势并得到大面积推广应用。实践中，地下水埋深较浅且已采用暗管排水技术的地区，地下水仍可通过土壤毛细管作用进入包气带，导致包气带土壤的含水量常年处于较高水平，土性凉冷、土壤通气性差及氧气含量低，对作物生长造成不利的影响。本发明即针对地下水浅埋区土壤通气性较差、土性凉冷的农田，对暗管进行一定的技术改造，通过在暗管首部打通气孔并增加首部无动力风机以及按一定间距在暗管上方打通气孔的办法，通过加速土壤气体交换和更新的技术以解决地下水浅埋区土壤通气性差、土性凉冷的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进地下水浅埋区土壤气体交换和更新的装置，解决了地下水浅埋区土壤通气性差、土壤气体更新慢、土性凉冷的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种促进地下水浅埋区土壤气体交换和更新的装置，包括暗管、多个通风孔、通风管，通风孔沿暗管轴向依次设置，暗管的一端设置连通有通风管，通风管上设置有无动力风机，暗管的另一端设置有止水密封阀；暗管的纵坡坡降为0.4-0.6％。

本发明的特点还在于：

暗管周围铺设有滤料层。

滤料层由细砂和碎石等组成。

滤料层的厚度不低于10cm。

通风孔等距排列，通风孔间隔为10-20m。

通风管的孔径为20-30cm，通风管的地上部高度比农作物的最大株高高出至少50cm。

暗管的埋设深度为60-200cm。

暗管的纵坡坡降为0.4-0.6％。

暗管为通过人工或机械开挖后放入带滤水孔的聚氯乙烯波纹管或螺纹管，其内径为5-30cm，其截面呈圆形。

暗管的顶部和底部距滤料层的顶部和底部至少10cm。