沙漠防护林立体化蓄水保水新技术的制作方法

本发明属于荒漠生态修复、沙漠防护林营建及林业节水保水，具体涉及一种沙漠防护林立体化蓄水保水新技术。

背景技术：

1、沙漠地区气候极端恶劣，具有降水稀少、蒸发量大、昼夜温差悬殊、风沙活动频繁、土壤沙化严重、沙土孔隙大、保水保肥能力极差等特点，是制约沙漠防护林苗木存活及生长的核心因素。现有沙漠防护林保水技术多采用单一覆膜、表层覆土、简易保水剂撒施等方式，技术方案单一、保水效果有限，存在诸多技术缺陷。

2、首先，沙漠松散沙土渗透性极强，传统保水方式仅能抑制表层水分蒸发，无法阻断树木根部水分向四周沙土横向扩散流失，灌溉水及自然降水极易快速渗漏，水分利用率极低；其次，沙漠夏季强光高温炙烤土壤表层，土壤水分蒸腾量极大，常规覆膜结构易老化破损、抗风沙能力弱，使用寿命短，且无法实现降温控温功能；再次，现有保水产品大多功能单一，仅具备短期保水效果，无法持续释水供水，同时难以改良沙漠贫瘠的根部土壤环境，无法为林木长期生长提供养分；最后，现有技术无法同时适配新植苗木和已成林防护林的保水养护需求，通用性差、施工规范性不足，难以实现规模化标准化推广应用。

3、针对现有技术存在的水肥流失严重、保水时效短、功能单一、环境适配性差、无法改良土壤等缺陷，亟需研发一套立体化、多功能、长效化、绿色环保的沙漠防护林蓄水保水新技术，解决沙漠防护林存活难、生长慢的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种沙漠防护林蓄水保水新技术，以克服现有技术中沙漠防护林水分渗漏蒸发快、水肥利用率低、保水时效短、土壤贫瘠、设备抗恶劣环境能力弱、通用性差的问题，实现沙漠林木根部水分长效储存、缓慢释放、控温抑蒸、土壤改良的多重效果，大幅提升沙漠防护林成活率与生长质量。

2、为实现上述发明目的，本发明提供一种沙漠防护林蓄水保水新技术，包括如下核心施工工序：

3、1、树盘坑预修整

4、本工序适配新植树木与现有成林树木两种工况，标准化修整树盘坑，为整体保水结构提供规整的施工基础。

5、针对新植树木：在树木种植坑开挖成型后，首先在种植坑底部均匀铺设一层蓄水保水材料散料，铺设厚度均匀、全覆盖无遗漏，再铺设一薄层沙土作为隔离层，随后开展苗木定植作业，保证苗木栽植端正、根系舒展；定植完成后，修整出外周垂直、达到一定深度并以树干根部为中心呈圆锥形的初步树盘坑形状。

6、针对已种植完成的现有防护林树木：无需开挖种植坑，直接以树干根部为中心，彻底清理根部周边杂草、浮沙、枯枝杂物，平整根部地面，修整形成适合树龄的外周垂直，达到一定深度并以树干根部为中心呈圆锥形的初步树盘坑形状，为后续保水膜、蓄水保水料包、反光保水帽的铺设安装提供规整的基础工况。

7、2、保水膜围挡布设

8、在修整完成的圆锥形树盘坑外周，垂直埋设一周保水复合膜，保水膜采用epe珍珠棉材质，具备隔水锁水、延时降解的特性。施工时保证保水膜顶部与沙漠地面平齐，底部深入树盘坑下层沙土内部，压实固定，形成完整封闭式环形围挡结构。该结构可彻底阻断树木根部富集的水分、养分向四周松散沙土横向渗透与扩散，从根源上减少根部水肥流失，提升水肥利用效率。

9、3、蓄水保水料包码放

10、在保水膜围成的封闭式树盘坑内部，紧密码放一圈形蓄水保水料包，既能挤住保水膜围挡，保证整体结构稳定性与保水连续性，又能大量承接包含灌溉水、雨水以及凝露水，为树木根系持续供水。

11、4、树盘坑修整

12、完成保水膜和蓄水保水料包铺设后，用沙土再修整出完整的外周低于保水膜围挡的以树干根部为中心呈圆锥形的树盘坑。

13、5、反光保水帽铺设固定

14、采用金属铝箔层与pe布淋膜复合成的反光保水膜，制备适配树盘坑规格的圆环形反光保水帽，反光保水帽设置向心开口以及与树干外径匹配的中心圆孔，反光保水帽外径略小于树盘坑最大外径，适配不同胸径树木的安装需求；施工时将反光保水帽通过向心开口套接于树干外侧，在保水膜围挡内全覆盖圆锥形树盘坑表面，自然形成上窄下宽的斗笠形罩体结构；铺设时保证铝箔层朝外、pe布层贴合树盘坑内侧沙土，贴合紧密无褶皱、无悬空；最后通过专用地钉将保水帽边缘及接缝位置牢固固定于树盘坑沙土内部，防止风沙掀起、脱落，完成整套蓄水保水结构的搭建。

15、所述蓄水保水专用材料按质量份数配比为：植物秸秆1000份、腐熟牛羊粪180-220份、尿素6-8份、农林保水剂2-3份。

16、进一步优化配方，在上述基础物料中添加50-70份生物碳，进一步提升材料孔隙度、储水能力与土壤改良效果。

17、采用的农林保水剂主要成分为聚丙烯酸盐。

18、所述蓄水保水专用材料的制备方法，包括以下步骤：

19、a、原料预处理：将棉秆、向日葵秆等植物秸秆进行粗纤维粉碎处理，粉碎细度控制在3～8mm，调节物料干湿程度，使原料含水率维持在12%～18%，原料中棉籽壳占比控制在30%以内，保证物料细度、湿度均匀，满足造粒要求；

20、b、造粒成型：将预处理完成的植物秸秆、腐熟牛羊粪、尿素、农林保水剂、生物碳按配比均匀混合，投入造粒机进行造粒处理，得到孔隙结构丰富的蓄水保水颗粒材料。

21、各核心组件具体结构及配方参数

22、1、蓄水保水包

23、所述蓄水保水包为无纺布缝制的圆柱形软体袋筒结构，所选无纺布材质柔韧耐腐、透水透气、可自然降解，全程绿色环保，无土壤污染隐患。袋筒内部填充蓄水保水颗粒材料，材料以棉花、葵花等大宗植物秸秆为核心原料，经干燥、粉碎、与配料科学配比、造粒制成。

24、本发明将蓄水保水专用材料制备成复合生物质颗粒，具备多孔结构，比表面积大，吸水储水能力极强，可快速吸纳自然雨水、人工灌溉水以及沙漠昼夜温差产生的凝结露水，实现水分快速富集、长效储存。一方面可以实现长效储水，缓慢向周边沙层持续供水；另一方面复合生物质颗粒在沙层环境下缓慢腐解，持续释放有机质，改良流沙土壤结构，提升沙土团粒稳定性，缓解沙地漏水漏肥缺陷。腐熟牛羊粪和尿素不但能为苗木长效供给多种营养元素，改善根系微环境，其主要作用是缓释氮源，缓解秸秆腐解过程中微生物争夺氮素的矛盾，避免出现苗木缺氮黄化；农林保水剂进一步强化材料持水能力，减少高温强光下水分无效蒸发。第三方面是可以充分利用当地大量的植物秸秆资源，极大地降低原料成本，即使添加少量的农林保水剂，所提高的造价也是微乎其微，而且整套复合物料预先造粒封装于可降解无纺布料包内，体积大幅度压缩，方便运输和施工，料包透水透气可在土壤中自然降解，无需后期回收，适配大面积沙漠防护林标准化施工落地。

25、2、保水膜

26、所述保水膜采用epe珍珠棉材质，具备优异的隔水锁水、延时降解、绿色环保的特点。该材质可高效阻断树木根部土壤水分向四周沙漠松散沙土的横向渗透与扩散，彻底解决沙漠水肥易流失的痛点，大幅提升水肥利用率。

27、3、反光保水帽

28、反光保水膜采用铝箔层与pe布淋膜复合结构，为一体式圆环形结构，专属设置一条向心开口与适配不同树干外径的中心圆孔，可适配不同胸径树木的快速拆装、铺设与紧密贴合，通用性极强。

29、使用时铝箔层朝外、pe布层贴合树盘坑且在圆周形保水膜的内侧，铺设后自然形成上窄下宽的斗笠形罩体，全覆盖圆锥形树盘坑，可以无遗漏地接纳住灌溉水、雨水以及凝露水。其中，外层铝箔层具备极强的太阳短波热辐射反射能力，可有效隔绝夏季强光高温对树盘土壤的炙烤，降低树盘内部温度，大幅减少土壤水分高温蒸腾损耗；内层高强度pe布基底具备优异的抗风沙、抗老化、耐撕裂、耐腐蚀性能，可完美适配沙漠极端恶劣环境，大幅延长使用寿命。

30、本发明一体式反光保水帽区别于传统普通覆膜结构，通过专属斗笠形结构、金属铝箔+pe布双层复合材质，不同于普通的镀铝膜，具有更加耐老化、抗逆性强的特点，集控温、抑蒸、集水多重功能于一体，是整套蓄水保水体系的核心创新结构，实现了沙漠树盘环境的全方位防护与水肥高效留存。

31、有益效果

32、与现有技术相比，本发明具有如下显著有益效果：

33、1、构建立体化多级保水体系，保水效果极致。本发明通过基底蓄水、侧向锁水、表层含水控温抑蒸的三级立体防护结构，彻底解决沙漠土壤水分渗漏、蒸发、横向扩散三大流失问题。基底蓄水保水材料实现水分快速吸纳、长效储存与缓慢释水；环形保水膜阻断侧向水肥渗漏；反光保水帽反射阳光、降低温度、阻挡表层水分蒸腾，再加上保水膜内衬铺设的蓄水保水料包的含水作用，在整体功能上各组成部分有机配合、作用互补。

34、2、功能多元化，兼顾保水、供肥、改土。本发明蓄水保水专用材料采用生物质可降解原料，不仅具备超高储水能力，还可缓慢腐解释放有机质，搭配腐熟牛羊粪、尿素实现长效供肥，生物碳可优化土壤孔隙结构、提升土壤肥力，有效改良沙漠贫瘠、板结的根部微土壤环境，为林木长期生长提供保障。

35、3、环境适配性强，使用寿命长。本发明各组件均针对沙漠极端环境研发，蓄水保水料包原料充足、价格低廉、方便施工，epe珍珠棉保水膜隔水锁水、延时降解、绿色环保，金属铝箔pe复合反光膜具备优异的耐风沙、抗老化、耐撕裂、耐腐蚀性能，可适应高温、强风、昼夜温差大的沙漠工况，规避传统覆膜易破损、寿命短的缺陷，大幅降低后期养护成本。

36、4、绿色环保，生态友好。本发明所用无纺布、植物秸秆、epe珍珠棉等所有材质均可自然降解，无化学残留、无土壤污染，完全契合沙漠生态修复的绿色发展理念，不会对荒漠生态环境造成二次破坏。

37、5、通用性强，便于标准化推广。本发明技术可同时适配新植苗木与现有成林树木的保水养护，反光保水帽可适配不同胸径树干，施工工序标准化、操作简单、无需大型设备，适合沙漠防护林大面积、规模化营建与改造养护。