[发明专利]一种利用高分子水溶胶减缓沙土地水分下渗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域，特别涉及一种利用高分子水溶胶减缓沙土低水分下渗的方法。

背景技术

由于风沙使大面积可耕种土地被沙土淹没，土壤沙化趋势目益严重。被沙化土地的耕作层土壤持水能力降低，水肥利用率低下，投入与产出关系失调，出现了沙进人退的局面。面对地减人增的严峻问题，国家在这些地区投入巨资，兴建了大型的水利堤灌工程，解决了部分农民的生存和生活。但是，由于自然环境恶劣，农业生产效率低，群众收入不高，仅仅处于温饱水平。前些年，曾经试推广过在800-1000cm深度层铺设塑料膜的技术，但因完全隔断了土层间的水气通道，在几年内就出现了表层土壤的盐碱化，而造成了该项技术的失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少土壤水分和养分的无效淋失而又不完全隔断土层间的水、气交换的利用高分子水溶胶减缓沙土地水分下渗的方法。

为实现上述目的，本发明是按照以下步骤进行：

一、制备土壤增粘剂：取定量的水在搅拌条件下缓慢加入分子量为1000万-2500万的线性结构高分子聚合物0.3-1.5‰，停放至少20-30分钟，停放期间搅拌3-4次，每次搅拌时间2-5分钟，直至完成高分子聚合物对水分的吸附，形成粘度在6.0～15.0mm²/S的高分子水溶胶作为土壤增粘剂；

二、去表土至预设的土层深度：将田地表层土去除25-35cm，使去除表土后的土层深度低于土壤耕作层以下10cm；

三、制作水分的阻渗层：在去除表层土后的土层表面，淋撒土壤增粘剂，然后用多齿铁耙耙松含有高分子水溶胶的表层土，松土深度为5-8cm，继续在沙土表面二次淋撒土壤增粘剂，待水溶胶完全润湿于沙土后，将沙土压实；

四、回填表土层：将已经挖掘出的表层土回填到阻渗层上。

上述高分子水溶胶为线性结构的丙烯酸钠-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸钾-丙烯酰胺共聚物，聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾。

上述线性结构高分子水溶胶的交联度在2-8％。

本发明采用线性结构的高分子丙烯酸钠-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸钾-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、水溶性聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾，分散于水中，形成粘度在6.0～15.0mm²/S的高分子水溶胶形成土壤增粘剂，再与沙土混合、润湿压实后回填表土，在土壤耕作层与犁地层的界面层以下形成一层阻渗层。

这种减缓沙土水分下渗的方法，可以根据沙土的透水强度，调整线性结构高分子聚合物的加入量。高分子聚合物按比例加入水中，在搅拌条件下完成对水分的吸附，形成粘滞性的高分子水溶胶，达到减小沙粒间摩擦阻力、增加沙土容重，以及高分子水溶胶吸水膨胀后充填沙粒之间空隙的效果。

本发明的减缓沙土水分下渗的方法，是由线性结构的高分子丙烯酸钠-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸钾-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾，分散于水后形成的高分子水溶胶，与土壤耕作层和犁底层的界面层以下的沙土组成。该阻渗层可根据沙土层的透水强度，调整高分子聚合物的比例，达到即减缓了上层沙土中水分的下渗量，而当高分子水溶胶失水收缩后，又不影响土层间的水、气的交换。从而减缓了水分的下渗量，提高了耕作层的土壤持水量，减少因水分淋失而导致的土壤养分的损失，达到节水和提高土壤养分利用率的效果。

本发明采取的措施是，以线性结构的高分子聚合物吸附水后形成的高分子水溶胶作为土壤增粘剂，针对沙土的透水强度，配制土壤增粘剂的粘度。经过土壤增粘剂与沙土混合、润湿并压实后，形成约5-10cm厚度的“人造胶泥层”。由于胶泥层阻滞了水分的下渗，提高了10-30cm深度范围内沙土的最大持水量，进而有效地减少了水、肥的淋失，达到节水和提高养分利用率的效果。

本发明区别于其它防渗节水技术的优点在于：较大幅度地增加了耕作层的土壤含水量，进而提高了沙土的田间最大持水量；这种方法可以根据沙土的透水强度，确定高分子聚合物的加入量，可以根据种植作物根系的发育特性，确定阻渗层的深度，而更有利于改善节水效果；当高分子水溶胶失水收缩后产生的沙粒间空隙，可以恢复土层间的水、气交换，而不影响作物的正常生长；由于土层间仍有一定的通透性，随灌溉水进入沙土的盐分离子，仍可以随水下渗，而不会在耕作层产生过量积累；由于使用泥沙量较高的水质灌溉，随灌溉水进入的泥沙的积累，大约在3-5年左右内，可以将耕作层的沙土改造为沙壤土质地。