本申請(qǐng)涉及一種灌溉技術(shù)，尤其涉及一種利用坐水、埋膜、地?zé)帷⒍痉e蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法。

背景技術(shù)：

荒漠化是人類面臨的嚴(yán)重災(zāi)難之一，目前國(guó)內(nèi)外治理沙化土地的方式尚不能從水源上解決根本問題；由于水資源短缺，大力研究和發(fā)展節(jié)水灌溉方法和技術(shù)，就成為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要課題；目前國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“中國(guó)北方干旱半干旱荒漠區(qū)沙漠化防治關(guān)鍵技術(shù)”已獲得科技部批準(zhǔn)，有望通過5年時(shí)間研究解決我國(guó)北方沙漠地區(qū)治理關(guān)鍵技術(shù)；現(xiàn)行解決水資源短缺的問題，普遍采用的是打井開采地下水，引用融雪的河水，節(jié)水型噴灌、滴灌、滲灌，地膜覆蓋，無灌溉技術(shù)，穴灌法，根灌法，保水劑，保水袋，沙漠植樹成活器，器皿灌，控水袋，覆蓋集水植樹法等，這些技術(shù)與方法雖然可使灌溉水能迅速入滲到植物根系區(qū)并減少蒸發(fā)，其均具有一定的節(jié)水效果，但其需要穩(wěn)定的水源，對(duì)水質(zhì)的要求較高，從而需要專門設(shè)備，投資較多，管理難度大，在缺少水源無電力供應(yīng)地區(qū)無法實(shí)施，難以在干旱半干旱的荒漠大面積推廣。

其還存在以下問題：（1）防無效蒸發(fā)效率不高，蒸發(fā)量大于2000mm；（2）國(guó)家已限制開采地下水，河系水量有限，無法引灌，打井、引水灌溉植樹造林的模式已過時(shí)，且投資大；（3）作用單一，雖然為植物根部提供水分，在高溫、荒漠使用期短，供水量不足，沒有植物后續(xù)生長(zhǎng)所需水分的供水功能；（4）適用性差，雖有集雨功能，但不適用降雨小于150mm的地區(qū)；（5）成本過大，雖然有保水、儲(chǔ)水功能，但材料費(fèi)用大，成本高；（6）不能保障植物后續(xù)生長(zhǎng)用水；（7）使用初期沒有固沙防沙功能；（8）無灌溉技術(shù)（即在植物根莖外套裝PVC防護(hù)管進(jìn)行保護(hù)），達(dá)不到無灌溉效果，干旱地區(qū)應(yīng)用效率低，成活率低；（9）沒有開發(fā)利用土壤水、凝結(jié)水；（10）地膜覆蓋技術(shù)用于地表面覆蓋，易損壞，積蓄土壤水的效果差，容易被風(fēng)破壞，易損壞，需要后續(xù)水源灌溉；（11）凝結(jié)水白白蒸發(fā)，沒有作為水資源被開發(fā)利用。

土壤水：是指在105C的溫度條件下從土壤中散失的水分；其并不是純水，是一種含有多物作的稀薄溶液，存在于土壤孔隙中，對(duì)土壤和植物生長(zhǎng)都起著十分重要的作用。土壤水是農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境中各種植物賴以生存的基礎(chǔ)，土壤中存在水資源的功能，早已被人們所認(rèn)識(shí)，土壤水是具有巨大容量的“土壤水庫(kù)”。然而由于土壤水并不像地表水、地下水那樣集中分布和聚集，也不能由人工直接提取運(yùn)輸和應(yīng)用，這些特性使得土壤水遲遲未被作為水資源開發(fā)利用。土壤失水的途徑主要是蒸發(fā)和蒸騰。

凝結(jié)水與凍結(jié)期：在一定的微氣象條件下，由于地表的輻射性散熱作用和土壤顆粒表面的分子吸附作用，使近地表空氣中水汽和地面以下一定深度土壤孔隙內(nèi)水汽，轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗷蚬滔?，所形成的液態(tài)水或固態(tài)水即稱作凝結(jié)水。隨著近地表氣溫的下降，凝結(jié)水量會(huì)大為增加；地溫隨著氣溫的變化而變化，干旱區(qū)冬季氣候寒冷，在每年11月初至第二年的2月底為凍結(jié)期，氣溫在較長(zhǎng)時(shí)期處于0℃以下，是一年內(nèi)水汽凝結(jié)的有利時(shí)期，也是形成凝結(jié)量的重要時(shí)期。凍結(jié)期水汽凝結(jié)主要發(fā)展在凍土層的下面及其附近，凍結(jié)層形成或發(fā)育的最大深度范圍內(nèi)，隨著凍土層向下發(fā)育，大量水汽被凝結(jié)保存在凍結(jié)層中，在融凍期凍結(jié)層中的這部分凝結(jié)水轉(zhuǎn)化為可利用的土壤水資源，可為天然植被的生長(zhǎng)提供了較好的水分條件。（凝結(jié)水與凍結(jié)期相關(guān)資料可參照地球?qū)W報(bào)1999年第20卷增刊文獻(xiàn)《西北地區(qū)凝結(jié)水及其生態(tài)環(huán)境意義》）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的目的在于提出一種滿足植物生長(zhǎng)，為植物提供穩(wěn)定可靠水源，成本極低的利用坐水、埋膜、地?zé)?、冬季積蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法。

本申請(qǐng)是這樣實(shí)現(xiàn)的：利用坐水、埋膜、地?zé)?、冬季積蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法，其包括下述步驟：步驟一：挖樹坑；步驟二：向樹坑內(nèi)放入不透氣、不透水材質(zhì)的敞口的坐水袋，先向坐水袋內(nèi)填充原地土或沙土或客土或營(yíng)養(yǎng)土中的一種或幾種以對(duì)坐水袋形成支撐，再向坐水袋內(nèi)的填充土灌裝水直至飽和；步驟三：栽種植物，令植物根部坐在坐水袋的敞口處； 步驟四：填土、補(bǔ)水；在秋、冬季執(zhí)行步驟五：在地面以下、坐水袋以上的任一高度，在植物的周邊鋪設(shè)密閉的塑料膜以保持塑料膜上、下的土層相互不透氣。

進(jìn)一步的，在步驟二中向坐水袋內(nèi)的填充土灌裝的水在10公斤至30公斤。

進(jìn)一步的，所述坐水袋的垂直投影均落在所述塑料膜內(nèi)。

進(jìn)一步的，步驟一中的樹坑長(zhǎng)、寬分別為0.3米至0.8米，深度為0.4米至1米；步驟二中的坐水袋長(zhǎng)、寬分別為0.2米至0.6米，深度為0.3米至0.7米；步驟五中的塑料膜長(zhǎng)寬分別為不小于0.5米，地下深度為0.1米至0.3米。

進(jìn)一步的，步驟一中的樹坑長(zhǎng)為0.6米，寬為0.5米，深度為0.7米；步驟二中的坐水袋長(zhǎng)、寬均為0.3米，深度為0.4米；步驟五的執(zhí)行時(shí)間為9月初至11月底，步驟五中的塑料膜長(zhǎng)寬均不小于1米，地下深度為0.1米。

進(jìn)一步的，當(dāng)執(zhí)行完步驟五后，在塑料膜正上方的地面堆填0.1米～0.2米的土料。

進(jìn)一步的，在植物桿部露出地表的部分包裹塑料保護(hù)管。

由于實(shí)施上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)采用坐水袋充填原土及水，為植物初期生長(zhǎng)，特別秋冬種植到來年融凍期期間，對(duì)植物根部進(jìn)行濕潤(rùn)灌溉；利用覆埋塑料膜防土壤水蒸發(fā)，并合理利用凍結(jié)期期間凝結(jié)水大量產(chǎn)生，高效集蓄土壤凝結(jié)水，降低無效蒸發(fā)；并且在植物后續(xù)生長(zhǎng)期間，不需提供其他水源，合理充分利用凝結(jié)水；本申請(qǐng)可在降水稀少，沒有井水、河系水灌溉條件下，在干旱半干旱荒漠、沙漠、沙地、黑石子戈壁、鹽堿土地植樹造林，利用植物防沙固沙，治理荒漠化。

附圖說明：本申請(qǐng)的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出：

圖1是本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例：1.坐水袋，2.塑料膜。

具體實(shí)施方式：

本申請(qǐng)不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。

實(shí)施例1，如圖1所示，利用坐水、埋膜、地?zé)帷⒍痉e蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法包括下述步驟：步驟一：挖樹坑；步驟二：向樹坑內(nèi)放入不透氣、不透水材質(zhì)的敞口的坐水袋1，先向坐水袋1內(nèi)填充原地土或沙土或客土或營(yíng)養(yǎng)土中的一種或幾種以對(duì)坐水袋1形成支撐，再向坐水袋1內(nèi)的填充土灌裝水10公斤至30公斤至飽和；步驟三：栽種植物，令植物根部坐在坐水袋1的敞口處；步驟四：填土、補(bǔ)水；在秋、冬季執(zhí)行步驟五：在地面以下、坐水袋1以上的任一高度，在植物的周邊鋪設(shè)密閉的塑料膜2以保持塑料膜2上、下的土層相互不透氣，且坐水袋1的垂直投影均落在所述塑料膜2內(nèi)；步驟六：在植物桿部露出地表的部分包裹塑料保護(hù)管。

實(shí)施例2，如圖1所示，利用坐水、埋膜、地?zé)帷⒍痉e蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法包括下述步驟：步驟一：挖樹坑，樹坑長(zhǎng)、寬分別為0.3米至0.8米，深度為0.4米至1米；步驟二：向樹坑內(nèi)放入不透氣、不透水材質(zhì)的敞口的坐水袋1，坐水袋1長(zhǎng)、寬均為0.3米，深度為0.4米，先向坐水袋1內(nèi)填充原地土或沙土或客土或營(yíng)養(yǎng)土中的一種或幾種以對(duì)坐水袋1形成支撐，再向坐水袋1內(nèi)的填充土灌裝水10公斤至30公斤至飽和；步驟三：栽種植物，令植物根部坐在坐水袋1的敞口處；步驟四：填土、補(bǔ)水；在秋、冬季執(zhí)行步驟五：在地面下深度為0.1米至0.3米處，植物的周邊鋪設(shè)密閉的塑料膜2以保持塑料膜2上、下的土層相互不透氣，塑料膜2長(zhǎng)寬分別為不小于0.5米，且坐水袋1的垂直投影均落在所述塑料膜2內(nèi)；步驟六：在植物桿部露出地表的部分包裹塑料保護(hù)管。

實(shí)施例3，如圖1所示，利用坐水、埋膜、地?zé)?、冬季積蓄凝結(jié)水及保水濕潤(rùn)灌溉方法包括下述步驟：步驟一：挖樹坑，樹坑長(zhǎng)為0.6米，寬為0.5米，深度為0.7米；步驟二：向樹坑內(nèi)放入不透氣、不透水材質(zhì)的敞口的坐水袋1，坐水袋1長(zhǎng)、寬均為0.3米，深度為0.4米，先向坐水袋1內(nèi)填充原地土或沙土或客土或營(yíng)養(yǎng)土中的一種或幾種以對(duì)坐水袋1形成支撐，再向坐水袋1內(nèi)的填充土灌裝水10公斤至30公斤至飽和；步驟三：栽種植物，令植物根部坐在坐水袋1的敞口處；步驟四：填土、補(bǔ)水；在9月初至11月底執(zhí)行步驟五：植物栽植后，在植物一圈地面向下挖0.1米，底部鏟平，在植物的周邊鋪設(shè)密閉的塑料膜2以保持塑料膜2上、下的土層相互不透氣，塑料膜2長(zhǎng)寬分別為不小于1米，且坐水袋1的垂直投影均落在所述塑料膜2內(nèi)，回填覆埋土料，并在地面以上堆填0.15米的土料；步驟六：在植物桿部露出地表的部分包裹塑料保護(hù)管。

當(dāng)?shù)孛鏈囟鹊陀诳諝鉁囟葧r(shí)，才能產(chǎn)生水汽凝結(jié)，隨著近地表氣溫的下降，凝結(jié)水量就會(huì)大為增加，地溫隨著氣溫的變化而變化，干旱區(qū)冬季氣候寒冷在每年的十一月初至第二年的2月底氣溫有較長(zhǎng)時(shí)期處于0℃以下。地表凍結(jié)層發(fā)育，這段時(shí)期也叫凍結(jié)期，凍結(jié)期是一年內(nèi)水汽凝結(jié)的有利時(shí)期，也是形成凝結(jié)量的重要時(shí)期。

本申請(qǐng)將以往春季植樹變?yōu)?月至11月植樹，在9月初至11月底這期間，利用坐水袋1向植物提供初期所需水源；坐水袋1可采用塑料薄膜食品袋或垃圾保潔袋，其能防止水分垂直滲漏、防止水分側(cè)向滲漏和蒸發(fā)；當(dāng)植物根部坐在充滿填充土和水的坐水袋1上，對(duì)坐水袋1沒有損壞，能充分吸取水分，保障樹苗成活率，提高抗旱能力，更簡(jiǎn)單、低價(jià)、易得、方便、高效、容量大、耐用。坐水袋1還可填入保水劑，延長(zhǎng)為植物供水時(shí)間。同時(shí)利用凍結(jié)期充分累計(jì)凝結(jié)水，當(dāng)凍結(jié)期結(jié)束，融凍期間內(nèi)，凍結(jié)層中充足的凝結(jié)水轉(zhuǎn)化為可利用的土壤水資源。坐在坐水袋上的植物根部為裸根，不帶土球，這樣更便于樹苗快速吸收水分。

土壤失水的途徑主要是蒸發(fā)和蒸騰，在地?zé)嶙饔孟掳装桌速M(fèi)，在地下鋪設(shè)塑料膜2，可有效切斷土壤蒸發(fā)面與大氣之間的水分交換通道，土壤水分不斷地蒸發(fā)，凝結(jié)并附著在塑料膜2上，形成水滴，回到地下；另外由于塑料膜2不透氣，不透水，可抑制土壤水分蒸發(fā)，同時(shí)蓋覆塑料膜2以后，土壤溫度上下屋差異加大，使較深層的士壤水分向上層移運(yùn)積聚。這樣在融凍期時(shí)，凍結(jié)層中充足的凝結(jié)水轉(zhuǎn)化為可利用的土壤水資源，這部分水資源在塑料膜2的保護(hù)下，蒸發(fā)緩慢，能長(zhǎng)時(shí)間提供植物用水；在夏季和秋季時(shí)，塑料薄膜替代凍結(jié)層的功能，利用自然溫度、地球熱能持續(xù)補(bǔ)充土壤水資源；為植物四季生長(zhǎng)持續(xù)提供水資源。目前地?zé)豳Y源、凝結(jié)水資源的存在白白損失浪費(fèi)，利用塑料膜可充分將利用地?zé)?，將凝結(jié)水回收，這過程如同蒸爐燒水一般：地?zé)崛缤魻t提供熱源，土壤如同蒸鍋，鍋中水如同地下水，塑料膜如同鍋蓋，這樣地下水在地?zé)嶙饔孟?，不斷向上，直至遇到塑料膜阻隔，形成凝結(jié)水停留在地下0.1米至2米處。

在地面向下挖0.1米處鋪設(shè)塑料膜2，可減小施工量；在地面以上堆填0.15米的土料可防止自然環(huán)境、野生動(dòng)牲畜及人為破壞。在植物根莖露出地表的部分包覆塑料保護(hù)管，可有效控制地表層溫度，降低貼地風(fēng)沙、老鼠對(duì)梭梭幼苗的傷害。

本申請(qǐng)集坐水、防無效蒸發(fā)技術(shù)于一體，并且充分利用自然溫度、時(shí)間特性，為植物栽植旱作農(nóng)作物提供充足水源，解決了現(xiàn)有的技術(shù)所存在的栽種的植物不能長(zhǎng)久存活的缺陷；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，不需打井、引水灌溉，在沒有井水、河系水灌溉條件下，在干旱半干旱荒漠、沙漠、沙地、黑石子戈壁、鹽堿土地均能完成植樹造林；解決荒漠植物成活用水和生長(zhǎng)用水，給植樹造林提供穩(wěn)定可靠的水源；可有效解決荒漠化治理、旱作農(nóng)業(yè)的難題；有效地解決傳統(tǒng)防沙治沙措施不可持續(xù)的問題；具有廣闊的應(yīng)用前景，投資小易實(shí)施，一次性投資百年受益，采用“貼近自然，保持自然狀態(tài)”的模式，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，合理開發(fā)利用。

坐水袋1內(nèi)灌溉水15KG，在頭年10月中旬執(zhí)行步驟1至步驟6，其余數(shù)據(jù)以實(shí)施例3中為準(zhǔn)，種植地點(diǎn)為古爾班通古特沙漠，種植植株為白楊樹18棵，蘋果樹8棵，榆樹14棵，紅柳6棵，采樣時(shí)間為第二年4月至11月每個(gè)月的中旬，采樣點(diǎn)分別距離植株根莖0.1米和0.6米（分別對(duì)應(yīng)塑料膜2覆蓋面內(nèi)和塑料膜2覆蓋面外，即在本申請(qǐng)作用的土壤和自然狀態(tài)下的土壤），距離地面分別為0.2米、0.5米、1米處，采樣數(shù)據(jù)參照表1。

由數(shù)據(jù)可分析出，采用本申請(qǐng)的灌溉方法，通過凍結(jié)期存積的凝結(jié)水轉(zhuǎn)換，通過塑料膜2切斷土壤蒸發(fā)面與大氣之間的水分交換通道，可提供充足的土壤水，為植物在來年4至11月的生長(zhǎng)提供保障。

通過對(duì)比明顯發(fā)現(xiàn)塑料膜2抑制土壤水分蒸發(fā)效果明顯，可持續(xù)補(bǔ)充土壤水資源。

植物凋落物具有很強(qiáng)的涵蓄水分的能力，隨著凋落物的增加，土壤平均蓄水量和平均蓄水力都在增加；當(dāng)荒漠、沙漠等地大面積栽種植物后，特別是第二年后，由于植物掉落物，土壤蓄水量增加，土壤濕度會(huì)比表1中數(shù)據(jù)提升3至5個(gè)百分點(diǎn)，有效解決荒漠化治理。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本申請(qǐng)的實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要技術(shù)特征，來滿足不同情況的需要。

表1