一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法
阅读说明：本技术 一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法 (Method for improving water infiltration rate of garden green land soil ) 是由 兰欣 张玥 刘海龙 柴成松 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法,属于林业工程技术领域,针对土壤通气孔隙减少、持水能力降低和渗透性变差问题提供以下技术方案,本申请的技术要点提供一种=提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法,包括以下步骤：S1：清除园林绿地上表面的建筑垃圾、混凝土石块；S2：在园林绿地上选择特定的位置并分为两类,在第一类特定位置处开挖聚水保墒沟,在第二类特定位置处打孔洞；S3：在聚水保墒沟中填充植物掺混物、多孔颗粒材料；在孔洞内插接枝条；S4：在园林绿地上铺设土壤基质层。本申请具有增加土壤水分入渗,增加土壤通气孔隙的优点。(The application relates to a method for improving the infiltration rate of soil moisture in garden greenbelt, which belongs to the technical field of forestry engineering, and provides the following technical scheme aiming at the problems of reduction of soil air vent, reduction of water holding capacity and poor permeability, and the technical key point of the application provides a method for = improving the infiltration rate of soil moisture in garden greenbelt, and comprises the following steps: s1: removing building rubbish and concrete stone blocks on the upper surface of the garden green land; s2: selecting specific positions on a garden green land and dividing the positions into two types, excavating water-gathering soil moisture conservation ditches at the first type of specific positions, and drilling holes at the second type of specific positions; s3: filling plant admixtures and porous granular materials in the water-gathering soil-moisture conservation ditches; inserting branches into the holes; s4: and paving a soil matrix layer on the garden green land. This application has the advantage that increases soil moisture infiltration, increases soil ventilation hole.)
技术领域
本申请涉及林业工程技术领域，特别涉及一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法。
背景技术
城市的快速发展导致地区径流系数增长，进而引发地表径流增多的问题，因此对于绿地土壤的渗透性能提出较高的要求。
城市绿地建设以及养护过程中，由于踩踏、机械等因素造成绿地土壤普遍存在土壤压实问题，土壤压实可能导致土壤压实可导致土壤通气孔隙减少、持水能力降低和渗透性变差，最终加快地表径流的形成，影响着其在雨水调控、蓄积、入渗以及土壤水库等方面重要功能的发挥。
发明内容
为了增加土壤水分入渗，增加土壤通气孔隙，本申请提供一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法，采用如下的技术手段：
一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法，包括以下步骤：
S1：清除园林绿地上表面的建筑垃圾、混凝土石块；
S2：在园林绿地上选择特定的位置，将特定位置分为两类，第一类特定位置为容易产生水流汇集的地方，如雨水汇集路径；第二类特定位置为容易产生积水的地方，如坑洼地，并在第一类特定位置处开挖聚水保墒沟，在第二类特定位置处打孔洞；
S3：在聚水保墒沟中填充植物掺混物、多孔颗粒材料；在孔洞插接枝条，所述枝条呈倾斜设置；
S4：在园林绿地上铺设土壤基质层，并压实土壤基质层。
通过采用上述技术方案，清理建筑垃圾、混凝土石块，减小建筑垃圾、混凝土石块对植物生长的影响，保护土壤有机质不易损失，通过开挖聚水保墒沟和打孔洞能够破坏绿地土壤的压实度，同时聚水保墒沟和孔洞具有和大孔隙通道相同的导水作用，能够加速绿地土壤表层水快速进入绿地土壤的深层，施加植物掺混物、多孔颗粒材料能够在保持聚水保墒沟导水作用的同时，改善聚水保墒沟处土壤的渗性能，使得聚水保墒沟处的径流能够更快的入渗，降低土壤容重，使得土壤的渗透系数显著提高；同时植物掺混物和枝条还可以提高土壤的肥力，增强植物和微生物的活动，能够增强土壤绿化的同时增加土壤水分入渗，增加土壤通气孔隙。
可选的，在步骤S3中，将枝条插入孔洞之前，预先采用玉米根系水浸液对枝条进行浸泡预处理；
所述玉米根系水浸液采用如下方法制备：选取玉米根系和纯净水混合均匀，在25-40℃温度下煎煮20-30min，过滤，得到滤液为玉米根系水浸液，其中玉米根系和纯净水的重量比为(1-2)：5。
通过采用上述技术方案，采用煎煮的方式能够促进玉米根系内部分泌物析出，使得玉米根系水浸液富含玉米根系分泌物，通过玉米根系水浸液对枝条进行浸泡预处理，能够使得枝条携带玉米根系分泌物，在枝条插入土壤内部时，部分玉米根系水浸液能够渗透至土壤内部，玉米根系水浸液能够增强土壤内部有机质和粘位之间的联系，促进土壤内部大团聚体的稳定性，从而增强土壤的渗透系数；同时残留于枝条内部的玉米根系水浸液，在土壤环境中，能够提供枝条发酵环境，加速枝条在土壤内部腐烂，提高土壤内部微生物含量，在土壤内部形成大孔隙体系。
可选的，所述聚水保墒沟的宽度为5-10cm、深度为30-40cm。
通过采用上述技术方案，使得聚水保墒沟的开挖面积大于雨水汇集路径的面积，能够加速汇集处雨水的快速入渗。
可选的，所述孔洞的直径为2-3cm，深度为30-40cm。
通过采用上述技术方案，孔洞处能够形成雨水入渗的优先通道，为坑洼地积水在土壤中的快速、深层入渗提供条件。
可选的，所述枝条的倾斜角度为30-45°。
通过采用上述技术方案，能够增大枝条和土壤的接触面积，在枝条腐烂后能够增大微生物作用于土壤的面积，改善作物根系微生物生态环境，同时微生物数量的增加能够改善微生物群落，提高作物在园林绿地土壤的抗逆能力。
可选的，所述植物掺混物由玉米叶和干土壤混合而成，且玉米叶和干土壤的重量比为(1-3)：(80-100)。
通过采用上述技术方案，将植物掺混物填充入聚水保墒沟内部，能够在土壤内部形成大孔隙体系，从而改变的土壤的入渗量。
可选的，所述多孔颗粒材料选自生物炭、砾石、粗砂中的至少一种。
通过采用上述技术方案，多孔颗粒材料的孔隙度大于植物掺混物的孔隙度，能够实现对渗入土壤内部的雨水的净化，同时，通过多孔颗粒材料和植物掺混物的相互配合，能够在增大土壤入渗量的同时，减少土壤内水分的流失，保持土壤水分和营养的平衡。
可选的，所述土壤基质层主要由土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土混合而成，所述土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土的重量比为70:(2-8):(2-8):20：(2-8)。
通过采用上述技术方案，土壤基质层可以填平园林绿地土壤表面的坑洼，增加园林绿地土壤的美观度。由于土壤基质层中含有土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土，土壤基质层内各组分之间的相互配合，使得土壤基质层的渗透效果能够达到最佳，增大土壤基质层表面朱超程度，降低土壤容重，进而使得土壤渗透系数显著提高。
可选的，所述聚水保墒沟和孔洞之间连通有排水管，所述排水管的预埋深度和聚水保墒沟的开挖深度相等。
通过采用上述技术方案，当降水超出园林绿地土壤的渗透能力时，排水管能够加速排出土壤内部多余的雨水，同时在排水管未通水状态时，排水管能够提高土壤内部空气的流通，提高土壤的孔隙度。
可选的，所述排水管上开设有多个穿孔，多个所述穿孔沿排水管的周向方向均匀分布，所述排水管的外部包覆有阻砂网。
通过采用上述技术方案，通过阻砂网包覆排水管，能够使得排水管外部的土壤颗粒不易通过穿孔进入排水管内部，便于保持排水管的排水作用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
第一、通过开挖聚水保墒沟和打孔洞破坏绿地土壤的压实度，形成人工大孔隙通道，增加绿地土壤水分入渗、储存空间；
第二、通过玉米根系水浸液对枝条进行浸泡预处理，使枝条携带玉米根系分泌物，部分玉米根系水浸液能够渗透至土壤内部，促进土壤内部大团聚体的稳定性，增强土壤的渗透系数；
第三、通过设置排水管，能够在降水超出园林绿地土壤的渗透能力时，实现对入渗水的快速排出，从而不影响园林绿地土壤上植物的生长。
附图说明
图1是本申请显示园林绿地、聚水保墒沟、孔洞、排水管之间关系的整体结构示意图。
图中，1、园林绿地；2、聚水保墒沟；21、植物掺混物；22、多孔颗粒材料；3、孔洞；31、枝条；4、排水管；41、穿孔；42、阻砂网；5、土壤基质层。
具体实施方式
以下结合实施例和附图1对本申请进一步说明。
制备例
玉米根系水浸液的制备例1：选用健康干净的新鲜玉米植株的根系剪成2cm的小段，随后称取定量的玉米根系加入纯净水中，并在40℃下煎煮20min，过滤，得到滤液为玉米根系水浸液；其中玉米根系和纯净水的重量比为1：5。
玉米根系水浸液的制备例2：选用健康干净的新鲜玉米植株的根系剪成2cm的小段，随后称取定量的玉米根系加入纯净水中，并在40℃下煎煮20min，过滤，得到滤液为玉米根系水浸液；其中玉米根系和纯净水的重量比为2：5。
土壤基质层的制备例1：由土壤、铁水渣、锯末、中砂和腐殖土混合而成，土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土的重量比为70:5:5:20：5。
土壤基质层的制备例2：由土壤、铁水渣、锯末、中砂和腐殖土混合而成，土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土的重量比为70:2:2:20：2。
土壤基质层的制备例3：由土壤、铁水渣、锯末、中砂和腐殖土混合而成，土壤、铁水渣、锯末、中砂、腐殖土的重量比为70:2:5:20：8。
植物掺混物的制备例1：从城市绿地上开采土壤，随后自然风干处理12h，土壤风干后过2mm筛，得干土壤；选用健康干净的新鲜玉米叶自然风干处理12h，玉米叶风干后剪成2cm的小段备用；将玉米叶和干土壤掺混均匀制得植物掺混物21，其中玉米叶和干土壤的重量比为3：100。
植物掺混物的制备例2：从城市绿地上开采土壤，随后自然风干处理12h，土壤风干后过2mm筛，得干土壤；选用健康干净的新鲜玉米叶自然风干处理12h，玉米叶风干后剪成2cm的小段备用；将玉米叶和干土壤掺混均匀制得植物掺混物21，其中玉米叶和干土壤的重量比为1：100。
实施例
实施例1：一种提高园林绿地土壤水分入渗速率的方法，参照图1，包括如下步骤：
S1：清除园林绿地1上表面的建筑垃圾、混凝土石块；
S2：在园林绿地1上选择特定的位置，将特定位置分为两类，
第一类特定位置为容易产生水流汇集的地方，如雨水汇集路径，并在第一类特定位置处开挖聚水保墒沟2，聚水保墒沟2的宽度为10cm、深度为40cm；
第二类特定位置为容易产生积水的地方，如坑洼地，在第二类特定位置处打孔洞3，孔洞3呈倾斜设置，孔洞3的直径为2cm，深度为40cm；
S3：在聚水保墒沟2中从下至上依次填充植物掺混物21、多孔颗粒材料22，其中多孔颗粒材料22选自生物炭，生物炭的粒径为0.5cm-0.8cm；植物掺混物21采用植物掺混物的制备例1的方法制得；
选择直径为0.5-0.8cm、长度为1m的枝条31浸泡在玉米根系水浸液中，浸泡时间为4h，浸泡温度为25℃，将浸泡后的枝条31倾斜插入孔洞3内部，枝条31优选为柳条，枝条31的倾斜角度为30°，并用土壤填充枝条31和孔洞3内壁之间的缝隙，确保枝条31和土壤充分接触；玉米根系水浸液采用玉米根系水浸液的制备例1的方法制得；
S4：在园林绿地1上铺设20cm厚的土壤基质层5，并压实土壤基质层5，土壤基质层5采用土壤基质层的制备例1的方法制得。
实施例2：与实施例1的区别在于，参照图1，步骤S2中，园林绿地1内部预埋有排水管4，排水管4横向设置于聚水保墒沟2和孔洞3之间，排水管4的一端和聚水保墒沟2连通、另一端和孔洞3连通，排水管4的预埋深度和聚水保墒沟2的开挖深度相等，排水管4上开设有多个连通排水管4内外的穿孔41，多个穿孔41沿排水管4的周向方向均匀分布；排水管4的外部缠绕有阻砂网42，阻砂网42和排水管4固定连接，阻砂网42能够阻碍排水管4外部土壤通过穿孔41进入排水管4内部，使得土壤颗粒不易堵塞穿孔41。
实施例3：与实施例2的区别在于，步骤3中植物掺混物采用植物掺混物的制备例2的方法制得。
实施例4：与实施例2的区别在于，步骤3中玉米根系水浸液采用玉米根系水浸液的制备例2的方法制得；
实施例5:与实施例2的区别在于，步骤S4中土壤基质层采用制备例2的方法制得。
实施例6：与实施例2的区别在于，步骤S4中土壤基质层采用制备例3的方法制得。
对比例
对比例1：与实施例2的区别在于，在步骤S2的两类特定位置上均采用人工打孔的方式钻孔，钻孔为多个，多个钻孔沿园林绿地表面均匀分布，相邻钻孔位置之间的距离为1m。
对比例2：与实施例2的区别在于，在步骤S2的聚水保墒沟内部仅填充多孔颗粒材料。
对比例3：与实施例2的区别在于，在步骤S2的聚水保墒沟内部仅填充植物掺混物。
对比例3：与实施例2的区别在于，在步骤S3中插入的枝条未采用玉米根系水浸液浸泡。
对比例4:与实施例2的区别在于，未在园林绿地上铺设土壤基质层。
性能检测试验以北京昌平区某绿地为试验区域，选择土壤、植被相同的临近位置为对比试验点，采用田间双环入渗法使用双环入渗仪进行土壤入渗试验测试，其中双环的外环直径为30cm、内环直径为15cm，入渗时间为90min，试验测定效果见下表1。
表1
测试项目
内环入渗水量(g)
平均稳定入渗率(cm/h)
增加率(％)
实施例1
2458.9
7.2
202
实施例2
2682.9
7.6
204
实施例3
2338.5
6.4
165
实施例4
2568.9
7.4
203
实施例5
2258.6
5.6
130
实施例6
2460.8
6.3
162
对比例1
2178.6
5.3
112
对比例2
2239.4
5.4
115
对比例3
2039.4
5.2
110
对比例4
2249.9
5.5
124
根据实施例1-6和对比例1-4并结合表1可以看出，开挖聚水保墒沟和打孔洞以及排水管的预埋均能够破坏绿地土壤的压实度，聚水保墒沟和孔洞形成人工大孔隙通道，能够加速绿地土壤表层水快速进入绿地土壤的深层，施加植物掺混物、多孔颗粒材料能够在保持聚水保墒沟导水作用的同时，改善聚水保墒沟处土壤的渗性能，使得聚水保墒沟处的径流能够更快的入渗，降低土壤容重，使得土壤的渗透系数显著提高；由于玉米根系水浸液对枝条进行浸泡预处理，使枝条携带玉米根系分泌物，部分玉米根系水浸液能够渗透至土壤内部，促进土壤内部大团聚体的稳定性，增强土壤的渗透系数；部分玉米根系水浸液加速位于土壤内部枝条的腐化，提高土壤的肥力，增强植物和微生物的活动，能够增强土壤绿化的同时增加土壤水分入渗，增加土壤通气孔隙。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。