一種板結土壤光熱式軟化處理方法技術

本發明專利技術公開了一種板結土壤光熱式軟化處理方法，屬于土壤治理技術領域，本發明專利技術可以通過向板結土壤的裂縫處填充磁性導熱微球，既可以提高土壤內的導熱性，同時提供磁吸作用，然后在土壤表面進行覆膜保溫，同時避免水分的泄漏，之后向土壤內插接上多根光熱棒，將外界的光能引導輸送至土壤內部，并通過光熱棒直接向土壤深處輸送軟化液，基于光熱棒輸送的光能，與軟化液中的輔助光熱包相互配合，在土壤內部形成光熱轉化作用，促使軟化液中的水分加速蒸發，利用水蒸氣密度低于空氣的特點，快速向土壤表面進行擴散，從而對土壤進行快速軟化，而軟化液中攜帶的營養物質可以對土壤進行改性，從而在短時間內實現對板結土壤有效的軟化。

【技術實現步驟摘要】
一種板結土壤光熱式軟化處理方法
本專利技術涉及土壤治理
，更具體地說，涉及一種板結土壤光熱式軟化處理方法。
技術介紹
土壤板結是指土壤表層因缺乏有機質，結構不良，在灌水或降雨等外因作用下結構破壞、土料分散，而干燥后受內聚力作用使土面變硬的現象。隨著世界各國對農業可持續發展的日益重視，對土壤生產能力的可持續性提出了更高的要求。特別是我國人口多、耕地少、面臨糧食安全的嚴峻形勢下，如何保障土壤的可持續發展能力尤為重要。土壤板結是土壤退化重要表現之一，特別是亞表層土壤板結，現在植物根系向地下生長，在植物生長中后期如遇到降雨少和蒸發大的情況下土壤板結嚴重影響植物對水分的吸收。干旱可能限制植物生長和產量形成。目前，針對于土壤板結問題，常用的是深耕法，是指在栽種種子的時候，需要深深的挖土，耕地，把田地深層的土壤翻上來，淺層的土壤覆下去，以使種子能深臥在土壤力，有更充分的養分，但是深耕的作用較為短暫且能量和時間成本較高，深耕雖然減緩了土壤板結但是也破壞了多年免耕管理發展起來的表層覆蓋，也增加了土壤侵蝕和表土板結的風險最新興起的土壤改良劑和土壤破碎等方法均具有一定的缺陷，土壤破碎會破壞原本的土壤結構，且成本較高，微觀的孔隙化效果較差，而土壤改良劑過于被動，需要分多次施加周期較長。
技術實現思路
1.要解決的技術問題針對現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種板結土壤光熱式軟化處理方法，可以通過向板結土壤的裂縫處填充磁性導熱微球，既可以提高土壤內的導熱性，同時提供磁吸作用，然后在土壤表面進行覆膜保溫，同時避免水分的泄漏，之后向土壤內插接上多根光熱棒，將外界的光能引導輸送至土壤內部，并通過光熱棒直接向土壤深處輸送軟化液，基于光熱棒輸送的光能，與軟化液中的輔助光熱包相互配合，在土壤內部形成光熱轉化作用，促使軟化液中的水分加速蒸發，利用水蒸氣密度低于空氣的特點，快速向土壤表面進行擴散，從而對土壤進行快速軟化，而軟化液中攜帶的營養物質可以對土壤進行改性，從而在短時間內實現對板結土壤有效的軟化，同時在根本上改善土壤板結的原因，不易出現二次板結的問題。2.技術方案為解決上述問題，本專利技術采用如下的技術方案。一種板結土壤光熱式軟化處理方法，包括以下步驟：S1、預先向板結土壤的裂縫處投放適量的磁性導熱微球，然后向板結土壤表面適量灑水，結束后覆蓋上防泄氣膜；S2、按照每平米一根光熱棒的密度插入至板結土壤內，并對防泄氣膜進行密封固定；S3、按配方稱取原料制作好軟化液，并混入質量占比0.2-0.5的輔助光熱包，通過光熱棒加壓輸送至板結土壤內；S4、白天通過光熱棒利用水分蒸發作用對板結土壤進行軟化處理，晚上補充軟化液，持續10-15d，期間每天監測土壤性質；S5、板結土壤軟化處理合格后，回收光熱棒然后揭開防泄氣膜，并在土壤上方施加磁場回收磁性導熱微球。進一步的，所述步驟S1中磁性導熱微球以填滿裂縫處為宜，灑水至30min后土壤表面不積水為宜。進一步的，所述磁性導熱微球包括磁性顆粒、導熱油包和耐磨纖維層，所述磁性顆粒鑲嵌于導熱油包內中心處，且耐磨纖維層包覆于導熱油包外端，所述耐磨纖維層外端鑲嵌連接有多個均勻分布的耐磨珠，導熱油包既可以實現良好的導熱作用，同時可以進行形變以適應裂縫特征，并可以通過擠壓增大接觸面積來提高導熱效果，耐磨纖維層一方面起到對導熱油包的防磨損防護作用，另一方面可以通過耐磨珠來提高填充時的穩定性，不易出現卡縫現象。進一步的，所述光熱棒包括外聚光球、內插護筒和導光芯棒，所述內插護筒和導光芯棒均連接于外聚光球下端，且導光芯棒插設于內插護筒中，外聚光球一方面起到聚光作用，提高對光能的利用率，另一方面可以對防泄氣膜進行固定，減少鼓包現象，內插護筒既起到對導光芯棒的保護作用，同時可以減少光能的不必要損失。進一步的，所述步驟S3中的軟化液包括以下重量份數計的原料：去離子水40-60份、氨基酸5-10份、腐殖酸5-15份、河沙10-15份、有機質15-25份和輔助光熱包10-18份。進一步的，所述河沙經過洗滌干燥后過150-200目篩網過濾得到，河沙可以利用其良好的滲水性對板結土壤的物理性質進行改變，有利于水分在土壤內的擴散，提高土壤的透水透氣性，同時降低土壤的粘度，改善土壤的板結現象。進一步的，所述有機質為質量比1:5-10:5-10的水葫蘆、活性污泥、禽畜養殖廢水混合后，在35-50℃的溫度下密封發酵10-15天得到，可以充分為土壤提供有機質，改善土壤結構，從源頭上治理土壤的板結現象。進一步的，所述輔助光熱包包括類橢球磁塊以及一對對稱包裹于類橢球磁塊外側的自遷移套，所述自遷移套的中心處與類橢球磁塊的兩端通過粘接片連接，所述自遷移套內兩端均連接有壓移磁球，一對所述壓移磁球之間連接有定長彈性桿，所述自遷移套內中心處還連接有定形環，且定長彈性桿貫穿定形環并可以移動，自遷移套的不完全覆蓋設計，不僅可以實現對原料成本的控制，同時可以降低輔助光熱包的體積，在土壤內更易于遷移和分布，在類橢球磁塊受到臨近裂縫內磁性導熱微球的磁吸作用時，類橢球磁塊在土壤內主動擠壓時在壓移磁球的帶動作用下，迫使自遷移套整體向擠壓的另一側進行分布，從而實現單側的完全覆蓋，定向的發揮光熱作用，定形環與定長彈性桿的配合可以輔助自遷移套向單側進行遷移覆蓋。進一步的，所述自遷移套包括光熱外膜和填充于光熱外膜內的相變蓄熱材料，外側的所述光熱外膜外表面上連接有多個聚光套和導熱鰭片，且聚光套和導熱鰭片交錯分布，所述聚光套內連接有光熱轉化層，且光熱轉化層與光熱外膜連接，聚光套將吸收的光能聚集輸送至光熱轉化層上，將光能轉化為熱能，部分直接通過導熱鰭片向土壤內釋放，從而對附近的水分進行加熱蒸發，部分存儲在相變蓄熱材料內，可以延長加熱時間。進一步的，所述光熱外膜采用柔性導熱材料制成，所述光熱轉化層采用黑色炭基材料制成，所述導熱鰭片上鑲嵌連接有多個均勻分布的反光顆粒，黑色炭基材料可以高效的將光能轉化為熱能，而導熱鰭片既可以散發熱量，同時可以利用反光顆粒將未被聚光套吸收的光能進行反射，從而實現光線在土壤內部的連續傳導，從而擴大光熱作用的范圍，提高軟化效果。3.有益效果相比于現有技術，本專利技術的優點在于：(1)本方案可以通過向板結土壤的裂縫處填充磁性導熱微球，既可以提高土壤內的導熱性，同時提供磁吸作用，然后在土壤表面進行覆膜保溫，同時避免水分的泄漏，之后向土壤內插接上多根光熱棒，將外界的光能引導輸送至土壤內部，并通過光熱棒直接向土壤深處輸送軟化液，基于光熱棒輸送的光能，與軟化液中的輔助光熱包相互配合，在土壤內部形成光熱轉化作用，促使軟化液中的水分加速蒸發，利用水蒸氣密度低于空氣的特點，快速向土壤表面進行擴散，從而對土壤進行快速軟化，而軟化液中攜帶的營養物質可以對土壤進行改性，從而在短時間內實現對板結土壤有效的軟化，同時在根本上改善土壤板結的原因，不易出現二次板結的問題。(2)磁性導熱微球包括磁性顆粒、導熱油包和耐磨纖維層，磁性顆粒鑲嵌于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：包括以下步驟：/nS1、預先向板結土壤的裂縫處投放適量的磁性導熱微球(4)，然后向板結土壤表面適量灑水，結束后覆蓋上防泄氣膜(5)；/nS2、按照每平米一根光熱棒的密度插入至板結土壤內，并對防泄氣膜進行密封固定；/nS3、按配方稱取原料制作好軟化液，并混入質量占比0.2-0.5的輔助光熱包，通過光熱棒加壓輸送至板結土壤內；/nS4、白天通過光熱棒利用水分蒸發作用對板結土壤進行軟化處理，晚上補充軟化液，持續10-15d，期間每天監測土壤性質；/nS5、板結土壤軟化處理合格后，回收光熱棒然后揭開防泄氣膜(5)，并在土壤上方施加磁場回收磁性導熱微球(4)。/n

【技術特征摘要】
1.一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：包括以下步驟：
S1、預先向板結土壤的裂縫處投放適量的磁性導熱微球(4)，然后向板結土壤表面適量灑水，結束后覆蓋上防泄氣膜(5)；
S2、按照每平米一根光熱棒的密度插入至板結土壤內，并對防泄氣膜進行密封固定；
S3、按配方稱取原料制作好軟化液，并混入質量占比0.2-0.5的輔助光熱包，通過光熱棒加壓輸送至板結土壤內；
S4、白天通過光熱棒利用水分蒸發作用對板結土壤進行軟化處理，晚上補充軟化液，持續10-15d，期間每天監測土壤性質；
S5、板結土壤軟化處理合格后，回收光熱棒然后揭開防泄氣膜(5)，并在土壤上方施加磁場回收磁性導熱微球(4)。


2.根據權利要求1所述的一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：所述步驟S1中磁性導熱微球(4)以填滿裂縫處為宜，灑水至30min后土壤表面不積水為宜。


3.根據權利要求1所述的一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：所述磁性導熱微球(4)包括磁性顆粒(41)、導熱油包(42)和耐磨纖維層(43)，所述磁性顆粒(41)鑲嵌于導熱油包(42)內中心處，且耐磨纖維層(43)包覆于導熱油包(42)外端，所述耐磨纖維層(43)外端鑲嵌連接有多個均勻分布的耐磨珠(44)。


4.根據權利要求1所述的一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：所述光熱棒包括外聚光球(1)、內插護筒(2)和導光芯棒(3)，所述內插護筒(2)和導光芯棒(3)均連接于外聚光球(1)下端，且導光芯棒(3)插設于內插護筒(2)中。


5.根據權利要求1所述的一種板結土壤光熱式軟化處理方法，其特征在于：所述步驟S3中的軟化液包括以下重量份數計的原料：去...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉韌，劉艷霞，
申請(專利權)人：劉韌，
類型：發明
國別省市：安徽;34