保水措施

保水措施（通用7篇）

保水措施 篇1

土壤瘠薄和干旱缺水是限制山丘区土地生产力的两大自然因素[1], 在整修水平梯田加原土层的基础上对龙廷杏梅园地采用旱作保水技术措施可以减少土壤蒸发, 保持土壤水分, 提高早春土壤温度, 为龙廷杏梅生长发育提供丰富的物质积累, 促进了树体的蒸腾作用, 保证树体内水分的有效利用, 提高经济林的产量和质量。通过研究在龙廷杏梅园地采取单项、两项以及多重处理等不同旱作保水技术措施的保墒防旱作用, 分析不同旱作保水技术措施调节空气相对湿度和空气温度、改善土壤温度、提高土壤含水量以及对龙廷杏梅蒸腾速率的影响, 选择出最佳的旱作保水技术措施, 对提高土地生产力和经济林的经济效益、生态效益以及提高山丘区人民的经济收入, 促进山丘区生态环境建设具有重要的现实意义。

1 试验地概况

龙廷杏梅是新泰市龙廷镇人民政府选育出的杏梅新品种, 试验区布设在新泰市龙廷镇掌平洼村, 属于低山丘岭区, 地表岩性为花岗片麻岩, 土壤为棕壤, 土层厚度在40～60 cm之间。年平均气温13.2 ℃, 极端最高气温39.5 ℃, 极端最低气温-21.6 ℃, 10 ℃积温4 265.9 ℃, 年平均日照时数2 445.6 h, 无霜期195 d。多年平均降水量743.8 mm, 季节降水不均, 其中春季97.7mm, 占全年降水量的13.2%, 夏季502.7 mm, 占68%, 秋季115.1 mm, 占15.6%, 冬季28.3 mm, 占3.8%, 年平均蒸发量1 837.5 mm, 为平均降水量的2.3倍。特别是春季降雨量少、风速大, 温度高, 空气相对湿度低, 土壤蒸发强烈, 造成春季土壤干旱严重。为此, 在龙廷杏梅园地进行土壤旱作保水技术的研究。试验材料为2003年春季栽植的龙廷杏梅, 树龄为8 a, 平均根径14.25 cm, 平均树高3.2 m, 平均冠幅3.8 m×2.9 m, 枝下高0.6 m, 平均树冠体积10.37 m3, 透光率0.3, 株行距3 m×4 m, 现已进入盛果期。

2 试验材料和方法

2.1 试验材料

2009年3月在7 a生的龙廷杏梅园内布设旱作保水技术小区, 试验材料为单一处理、双重处理和多重处理等不同旱作保水技术措施, 覆盖前整平树盘, 树盘四周培20 cm土垄, 树盘覆膜、覆草、保水剂、松土面积均为2 m×2 m。在整平树穴后, 每株树施750 g尿素, 覆盖前每株树浇水200 kg, 在每个覆膜处理上面均匀留有4排4列直径为3 cm的入渗孔, 以便于灌溉或降雨渗入。不同处理布置示意见图1。

Ⅰ-对照 (松土) :每10天松土一次, 松土深度5 cm;Ⅱ-树盘覆白膜:用厚度0.1 mm的白膜覆盖;Ⅲ-树盘覆黑膜:用厚度0.1 mm的黑膜覆盖;Ⅳ-树盘覆草:覆盖已腐熟的麦秸, 覆草厚度20 cm;Ⅴ-树盘土壤施保水剂:保水剂为KD-2型高吸水树脂, 沿树干挖4条放射状三角形条沟, 外端沟宽60 cm, 深30 cm, 长120 cm, 把保水剂放入水中充分吸水后施入沟内, 保水剂与沟内土壤混合, 每株用量160 g;Ⅵ-树盘覆草加盖白膜;Ⅶ-树盘覆草加盖黑膜;Ⅷ-树盘土壤施入保水剂加覆草;Ⅸ-树盘土壤施入保水剂加覆盖白膜;Ⅹ-树盘土壤施入保水剂加覆盖黑膜;Ⅺ-树盘土壤施入保水剂加覆草加覆盖白膜;Ⅻ-树盘土壤施入保水剂加覆草加覆盖黑膜。每个处理设3个重复, 共计36个小区, 每个小区9株, 共计324株, 各小区随机排列, 在2010年3月对试验小区重新覆盖地膜, 覆草的小区再增加麦秸使其厚度保持在20 cm, 每次的覆盖面积和规格与此前相同。

2.2 研究方法

(1) 土壤含水量的测定 :

用烘干法测定0～10、10～20、20～30、30～40 cm四个层次的土壤含水量, 土样均在上午九点取得。

(2) 土壤温度的测定:

用地面温度表、曲管地温计测定地面温度和土壤中5、10、15、20 cm的温度。

(3) 空气温度和空气相对湿度的测定:

采用DHM2型通风干湿表测量距离地面高度30、150、250 cm三个部位的空气温度和空气相对湿度。

(4) 水分生理特性的测定:

采用英国PMR-3稳态气孔计测定叶片的蒸腾速率 (E) 、光合有效辐射 (PAR) 和土壤呼吸 (SIOLRESP) 。

(5) 数据处理:

测定结束后, 将数据传输到计算机上, 用Microsoft Excel软件和统计分析SPSS软件工具。

本实验均在晴天条件下测得。

3 结果与分析

3.1 不同旱作保水措施对龙廷杏梅水文效应的影响

3.1.1 不同旱作保水措施对空气相对湿度的影响

测定距地面高度30 cm为冠层以下、150 cm为冠层中下部、250 cm为冠层中上部3个部位的空气相对湿度。由表1可知, 在清晨 6:00各处理杏梅园内的空气相对湿度最高, 随着光合有效辐射增强和空气温度的增高, 水分蒸发加剧, 使空气相对湿度下降。在中午14:00～ 16:00的各处理杏梅园内空气相对湿度都下降到最低值, 在16:00～18:00空气相对湿度开始升高。多重处理Ⅺ、Ⅻ和双重处理Ⅵ、Ⅶ的平均空气相对湿度要比其他处理的降低3%, 这是因为覆膜、覆草阻止了土壤水分的垂直蒸发, 保水剂吸附了土壤水分而减少提供大气的水分含量。

注:天气晴 , 空气湿度为4月7日、4月17日、4月27日、5月8日、5月21日、5月30日6天所测定数据的平均值。

3.1.2 不同旱作保水措施对土壤湿度的影响

杏梅在土壤中的根系主要密集分布在0～60 cm, 由图2可知, 各处理的土壤层0～10 cm的含水量最高 (除Ⅰ和Ⅴ之外) , 因为覆草覆膜以及施入保水剂可以减少土壤蒸发, 使土壤垂直上移的水分由于覆盖物的隔离而保持在土壤表层[2]。土壤层0～40 cm的平均含水量以多重处理Ⅻ、Ⅺ最高, 土壤含水量分别为18.66%、18.58%, 与Ⅰ相比增加2.39%、2.31%, 双重处理以Ⅸ、Ⅷ较高, 土壤含水量分别为18.06%和18.35%, 与I相比增加1.79%和2.08%, 单一处理中以Ⅴ较高, 土壤含水量为17.07%, 与I相比增加0.81%。多重处理保水效果最好是因为通过保水剂吸附土壤径流, 覆草增加土壤孔隙度, 增加贮水能力, 覆膜切断土壤毛管水与大气交换通道, 从而提高土壤含水量, 促进杏梅根系的生长和提高吸收水分和养分的能力, 增加杏梅产量。双重处理次之, 单一措施最差。

注:4月7日、4月17日、4月27日、5月8日、5月21日、5月30日6 d所测定数据的平均值

3.2 不同措施对龙廷杏梅园内温度效应的影响

3.2.1 不同旱作保水措施对空气温度的影响

由表2可知, 龙廷杏梅园内的空气温度清晨 6:00较低, 6:00～14:00空气温度逐渐升高, 中午14:00空气温度均达到最高。在春季多重处理Ⅺ、Ⅻ和双重处理Ⅶ、Ⅵ的空气温度变化幅度较大, 平均空气温度27 ℃比对照高4 ℃。春季提高空气温度有利于龙廷杏梅树体生长, 促进授粉授精, 提高座果率。

3.2.2 不同旱作保水措施对土壤温度的影响

从图3中可以看出, 各处理的土壤层5～20 cm的平均土壤温度在清晨6:00最低, 6:00～14:00土壤温度迅速升高, 并且达到最大值。之后, 土壤温度开始降低, 18:00达到所测定时段内的最低值。各处理的平均土壤温度日变化曲线均呈单峰型。

注:天气晴, 空气温度为4月7日、4月17日、4月27日、5月8日、5月21日、5月30日6天所测定数据的平均值。

注:4月7日、4月17日、4月27日、5月8日、5月21日、5月30日6 d所测定数据的平均值

土壤温度的变化幅度以多重处理Ⅻ、Ⅺ最小, 分别为1.99、2.53 ℃ , 双重处理以Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ较小, 分别为3.12、2.36、2.54 ℃, 单一处理以Ⅳ较小, 为2.89 ℃, 而Ⅰ的变化幅度为7.64 ℃。在多重处理中覆膜使春季白天土壤温度上升快, 夜间散热较多, 覆草白天土壤温度上升较慢, 但夜间保持土壤温度强, 保水剂由于充分吸附水分而使土壤温度较低[3], 通过土壤施入保水剂加覆草加覆盖地膜的多重处理措施, 可使白天土壤温度上升快而夜间又能保持土壤温度, 从而实现土壤中水、气、热的协调统一, 土壤温度变化幅度减小, 有利于根系吸收水分和养分并供给地上部开花、长叶、结果的需要。

3.2.3 不同旱作保水措施对土壤呼吸的影响

土壤呼吸指土壤由于新陈代谢作用而释放CO2的过程, 包括3个生物学过程 (植物根系的呼吸、土壤微生物的异氧呼吸和土壤动物呼吸) 和一个非生物学过程 (少量的土壤有机物氧化而产生的CO2) , 其中最重要的组成部分是根系呼吸和土壤微生物异氧呼吸。

对4-5月份测定的土壤呼吸速率进行分析, 由图4可以看出, 各处理的土壤呼吸速率日变化曲线均为单峰型, 清晨6:00土壤温度较低, 土壤中微生物和果树根系呼吸都比较弱, 8:00～14:00随着太阳光照温度的增加, 土壤温度的增高, 果树根系的呼吸、土壤微生物的异氧呼吸和土壤动物呼吸增强, 使土壤呼吸速率增大, 土壤中产生的CO2相应的增多。14:00土壤呼吸速率达到最大值。下午太阳光照强度降低, 土壤温度随之降低, 土壤呼吸减弱。杏梅园地的平均土壤呼吸速率以多重处理Ⅻ、Ⅺ最大, 为3.95、3.15 g m-2h-1, 双重处理以Ⅶ、Ⅹ较大, 为2.16 、1.32 g m-2h-1, 单一处理以Ⅲ、Ⅱ较大, 为1.31、1.23 g m-2h-1, 而Ⅰ仅为0.66 g m-2h-1。土壤呼吸速率高说明多重处理增加土壤孔隙度, 土壤通气性好, 气体交换顺利, 土壤微生物活动旺盛, 把土壤有机质中含氮物质分解成硝态氮, 把土壤固定的磷释放出来变为能够吸收利用的有效磷, 有利于根系生长和促进根系吸收水分、养分的能力, 提高龙廷杏梅的产量。

3.3 不同旱作保水措施对龙廷杏梅生理特性的影响

3.3.1 不同旱作保水措施对龙廷杏梅叶片蒸腾速率日变化的影响

对4-5月份测定的杏梅叶片蒸腾速率进行分析, 由图5可以看出, 各处理的杏梅叶片蒸腾速率日变化均呈单峰型[4]。清晨 6:00杏梅叶片的蒸腾速率较低, 8:00～14:00蒸腾速率迅速增大, 14:00以后, 蒸腾速率迅速降低, 18:00降至测定阶段的最低值。杏梅叶片平均蒸腾速率以多重处理Ⅻ、Ⅺ最大, 为1.18和1.01 mmol m-2s-1, 双重处理以Ⅵ较大, 为0.95 mmol m-2s-1, 单一处理以Ⅲ、Ⅳ较大, 为0.79和0.51 mmol m-2s-1, 而Ⅰ为0.47 mmol m-2s-1, 多重处理由于提高土壤含水量、增加土壤温度、降低冠层空气相对湿度、改善空气温度, 使杏梅叶片蒸腾速率增大, 促进根系吸收水分和养分供应, 保证营养物质和叶片光合产物的输送和分配。

3.3.2 龙廷杏梅叶片蒸腾速率与大气环境因子的研究

在杏梅叶片蒸腾过程中, 水蒸汽扩散过程与光照、空气温度、空气相对湿度、风速以及天气状况等大气环境因子密切相关。在土壤水分供应充足的情况下, 影响蒸腾的环境因子主要是气象因子[2]。对4-5月份晴天测定的杏梅叶片蒸腾速率 (Tr) 与光合有效辐射 (PAR) 、空气温度 (T) 、空气相对湿度 (RH%) 作相关分析, 结果如表3所示。杏梅叶片的Tr与PAR、T、RH%的相关系数表明, 各处理杏梅的蒸腾速率与PAR有11个显著 (其中3个极显著) , 与T有10个显著 (其中6个极显著) , 与RH%有6个显著 (其中2个极显著) 。由此可看出, 影响杏梅蒸腾速率最为显著的环境因子以PAR最为突出, 杏梅蒸腾速率与空气相对湿度为负相关。果园经过覆膜、覆草和土壤施入保水剂的多重处理和双重处理, 能阻止土壤水分垂直蒸发, 降低了空气相对湿度, 提高了空气温度, 大气中的水汽压和叶肉细胞间隙内的水汽压亦随着升高, 使水汽压之间产生较大的差额, 蒸腾速率加强。

注:**表示在0.01水平上相关性极显著, *表示在0.05水平上相关性显著。

3.3.3 杏梅叶片蒸腾速率与土壤温度和土壤含水量的关系

由表4可知, 各处理杏梅的蒸腾速率与土壤温度有5个显著, 与土壤含水量有6个显著 (其中2个极显著) 。说明了在SPAC系统中土壤温度和土壤含水量与蒸腾速率紧密相关。多重处理和双重处理能够保持土壤水分, 调节土壤温度, 使土壤中水、气、热协调统一, 有利于根系吸收水分供给杏梅生长发育所需, 进而促进杏梅叶片的蒸腾速率。

注:**表示在0.01水平上相关性极显著, *表示在0.05水平上相关性显著。

3.4 不同旱作保水措施对龙廷杏梅经济效益的影响

覆盖白膜、黑膜能够阻止土壤水分的垂直蒸发, 切断土壤毛管水与大气的通道, 提高土壤含水量, 保水效果最好, 覆盖白膜、黑膜使春季白天土壤温度上升快, 但夜间有一定数量的散热, 保温效果较好。覆草能改善土壤的物理性状, 增加土壤孔隙度, 增加贮水能力, 减少土壤水分蒸发, 保水效果较好, 覆草减少热量传导, 使白天土壤温度上升较慢, 但夜间减少散热, 保持土壤温度能力强。保水剂充分吸附土壤径流, 减少水分下渗和蒸发, 保水效果较好, 保水剂由于充分吸附水分而使土壤温度较低。通过覆膜、覆草和保水剂进行多重处理使土壤中水、气、热达到协调统一, 在保水的基础上又提高了土壤温度和改善土壤通气状况, 从而改善杏梅根系的生长环境和提高吸收水分和养分的功能。双重处理也能达到既保持土壤水分又能提高土壤温度的效果。多重处理和双重处理均能促进树体的生长发育, 提高杏梅的产量和经济效益。

由表5可知, 处理Ⅰ的杏梅产量为30 600 kg/hm2, 各处理的增产和经济效益以多重处理Ⅻ和Ⅺ的最高, 产量分别为48 600 kg/hm2和47 400 kg/hm2, 分别增产58.8% 和54.9%, 每公顷分别增加净收入31 820元和30 072元, 双重处理以Ⅶ、Ⅵ的较高, 产量分别为45 600 kg/hm2和46 650 kg/hm2, 分别增产49.0%和52.5%, 每公顷分别增加净收入27 816元和29 246元, 单一处理以Ⅲ的较好, 产量为40 050 kg/hm2, 增产30.9%, 每公顷增加净收入16 904元。说明多重处理增加产量和净收入最高, 双重处理次之, 单一处理较差。

4 结 论

(1) 杏梅园内多重处理Ⅺ、Ⅻ和双重处理Ⅵ、Ⅶ的平均空气相对湿度要比其他处理的降低3%。土壤层0～40 cm的平均含水量以多重处理Ⅻ、Ⅺ最高, 土壤含水量与Ⅰ相比增加2.39%、2.31%, 双重处理以Ⅸ、Ⅷ较高, 土壤含水量与I相比增加1.79%和2.08%, 单一处理中以Ⅴ较高, 土壤含水量I相比增加0.81%, 说明多重处理的保水效果最好, 双重处理次之, 单一措施较差。

(2) 杏梅园内多重处理Ⅺ、Ⅻ和双重处理Ⅶ、Ⅵ的空气温度较大, 平均空气温度27 ℃比对照高4 ℃。土壤温度的变化幅度以多重处理Ⅻ、Ⅺ最小, 双重处理以Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ较小, 单一处理以Ⅳ较小, 通过土壤施入保水剂加覆草加覆盖地膜的多重处理措施, 可使白天土壤温度上升快而夜间又能保持土壤温度, 从而达到土壤中水、气、热的协调统一, 使土壤温度变化幅度减小。

(3) 梅园内的平均土壤呼吸速率以多重处理Ⅻ、Ⅺ最大, 为3.95、3.15 g m-2h-1, 双重处理以Ⅶ、Ⅹ最大, 为2.16、1.32 g m-2h-1, 单一处理以Ⅲ、Ⅱ最大, 为1.31、1.23 g m-2h-1, 而Ⅰ仅为0.66 g m-2h-1, 说明多重处理的土壤毛管孔隙多, 土壤通气性好, 气体交换顺利, 土壤微生物活动旺盛, 促进根系吸收水分和养分。

(4) 各处理杏梅叶片蒸腾速率的日变化均为单峰型, 以多重处理Ⅻ、Ⅺ最大, 为1.18和1.01 mmolm-2s-1, 双重处理以Ⅵ最大, 为0.95 mmol m-2s-1, 单一处理以Ⅲ、Ⅳ最大, 为0.79和0.51 mmol m-2s-1, 而Ⅰ为0.47 mmol m-2s-1, 说明多重处理使杏梅叶片蒸腾速率增大, 保证营养物质和叶片光合产物的输送和分配。

(5) 各处理的增产和经济效益以多重处理Ⅻ和Ⅺ的最高, 产量分别为48 600和47 400 kg/hm2, 分别增产58.8% 和54.9%, 每公顷分别增加净收入31 820元和30 072元, 双重处理以Ⅶ、Ⅵ的较高, 产量分别为45 600和46 650 kg/hm2, 分别增产49.0%和52.5%, 每公顷分别增加净收入27 816元和29 246元, 单一处理以Ⅲ的较好, 产量为40 050 kg/hm2, 增产30.9%, 每公顷增加净收入16 904元。说明多重处理增加产量和净收入最高, 双重处理次之, 单一处理较差。

摘要：对低山丘陵区水平梯田上栽植的龙廷杏梅进行不同旱作保水技术的研究, 系统测定园内的水文效应、温度效应与蒸腾速率的关系, 并进行产量和经济效益分析。研究结果表明:树盘覆草加盖白膜、树盘覆草加盖黑膜、树盘土壤施入保水剂加覆盖白膜、树盘土壤施入保水剂加覆草加覆盖白膜和树盘土壤施入保水剂加覆草加覆盖黑膜等5种处理更能有效地调节空气相对湿度和空气温度、提高土壤湿度、改善土壤温度, 促进杏梅根系生长发育和吸收水分和养分的功能, 增加杏梅的产量和经济效益。

关键词：旱作保水措施,龙廷杏梅,蓄水保温效应,蒸腾速率

参考文献

[1]马静, 胡春哲.介绍几种果园抗旱措施[J].河北果树, 2006, (2) :35-38.

[2]方峰, 黄占斌.保水剂与水分控制对辣椒生长及水分利用效率的影响[J].中国生态农业学报, 2004, 12 (2) :73-76.

[3]张小金, 徐德应.温度对杉木中龄林针叶光合生理生态的影响[J].林业科学, 2002, 38 (3) :23-28.

[4]贾志清, 孙宝平, 刘涛, 等.黄家二岔小流域不同树种蒸腾作用研究[J].水土保持通报, 1999, 19 (5) :12-16.

保水措施 篇2

淡水资源短缺是全球面临的严峻问题, 特别在干旱地区, 已成为制约城市绿地发展的重要因素。在街道绿化中, 虽然已采取污水净化等水资源再利用的措施, 但仍不能满足绿地增加的需要[1]。如何减少土壤水分的无效消耗, 形成合理的缓释过程, 使珍贵的土壤水分能在较长时间内停留在土壤当中, 为树木生长提供充足的水分是当前急需解决的技术难题。

而保水型土工袋就是基于这一难题提出的解决方案。土工袋是指将土石料或工业废渣等材料装填至袋状土工合成材料中, 形成满足工程要求的袋装物。它是当前一种新的建筑材料, 已广泛应用与各个领域[2]。保水型土工袋是在土工袋原有性能的基础上, 将其向生态环保方面进行拓展的尝试, 具有广阔的应用前景。

本文介绍了保水型土工袋的技术原理, 在南京地区开展现场试验工作, 以保水型土工袋为研究对象, 以土壤含水率变化为参照, 从保水型土工袋的材料透水性差值、填埋深度及内部填充物三个方面对保水型土工袋的保水性能进行综合研究, 验证保水型土工袋技术在绿地施工中的有效性, 以期为推广该项技术提供理论依据。

1 保水型土工袋技术原理

如图1、图2、图3所示, 保水型土工袋顶面用透水性土工布制作, 侧面及底面用具有一定强度、不透水性土工膜布制作。在绿地施工时, 将现场开挖出来的土壤取部分装入该保水型土工袋中, 扎口后堆放在旁边待用;根据种植植物的种类来确定开挖深度, 开挖完成后将保水型土工袋安放进去, 用机械或人工夯实, 再回填上层土壤, 种植植被。保水型土工袋制作简单、节能环保、保水效果强, 有利于绿化节约用水, 可做到局部防洪, 有助于在边坡加固同时解决绿化防水方面的问题。

保水型土工袋保水的基本原理是, 当雨水通过上层土壤渗入地下时, 土工袋侧面和底面不透水的土工膜布将其阻挡防止其继续下渗, 并将水存储在土工袋中。由于毛细作用及蒸发作用, 储存的雨水逐渐上升, 满足上层植被的生长需要, 有利于节约绿化用水。

2 现场试验

2.1 试验材料

保水型土工袋试验在南京市某小区内进行, 开挖土为淤泥质粉质黏土, 土壤基本性质如表1所示:

保水型土工袋由河海大学水工结构研究所研制, 上层采用以聚丙烯为原材料的滤水型土工编织布, 并含抗老化剂, 侧面及底面采用具有不同防渗效果的土工膜。摊铺尺寸为75cm×55cm, 土工袋成型后尺寸为60cm×40cm×15cm, 编织袋质量100g/m2。

2.2 试验方法

先进行三种单因素的试验方案, 如图4所示。通过单因素试验确定使保水型土工袋保水效果显著的因素及其水平。再利用SPSS对试验条件进行优化, 根据相应的试验表格进行试验, 分析各因素对土壤有效含水量增加量的影响程度, 得到在一定水平范围内保水效果显著的组合。

2.2.1 土工袋铺填方式

土工袋铺设采用人工铺填方式:在错缝铺设的前提下, 土工袋之间应保留5~10cm的空隙, 保证土工袋在压实过程中有足够的延伸空间;用开挖土进行填缝, 并利用小型平板振动碾碾压2遍, 尽可能使3种方案中袋内填充物达到相同的压实性[5]。

2.2.2 土工袋材料透水性对土壤保水性能的影响

将保水型土工袋侧面及底面土工膜布分别设置为普通土工布、LDPE膜 (低密度聚乙烯膜) 、EVA膜 (乙烯-醋酸乙烯共聚膜) 、HDPE膜 (高密度聚乙烯膜) 4种处理, 4种材料防渗性由低到高, 具体相关性能见表2。每组保水型土工袋内分别装入25kg的粘土, 并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至50cm深地下, 浇足量水, 每隔一周取上层土壤土样测定含水率, 并记录数据的变化。每组设置3个试样。

2.2.3 土工袋填埋深度对土壤保水性能的影响

将保水型土工袋的填埋深度设置为25cm、50cm、75cm共3组处理, 每组3个试样 (土工袋材料参照2.2.2种保水效果显著的材料) 。每组保水型土工袋内分别装入25kg的粘土, 并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至地下, 浇足量水, 每隔一月取上层土壤土样测定含水率, 并记录数据的变化。每组设置3个试样。

2.2.4 土工袋内部填充物对土壤保水性能的影响

查阅相关资料[3]将保水型土工袋的内部填充物设置为粘土、陶粒、砂土、砼碎块共4组处理, 填充物的相关性质见表3, 每组3个试样 (土工袋材料参照2.2.2保水效果显著的材料, 填埋深度参照2.2.3中保水效果显著的填埋深度) 。每组保水型土工袋内分别装入25kg的填充物, 并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至地下, 浇足量水, 每隔一月取上层土壤土样测定含水率, 并记录数据的变化。每组设置3个试样。

2.2.5土壤保水效果的计算方法

用烘干法测定出土壤含水率, 参照《土工测试技术》中的试验方法测出各组土壤含水率, 再用各试验组土壤含水率与自然条件下土壤含水率之差来衡量土工袋对于土壤的保水效果[4]。具体方法为, 每隔一个月取上述3个试验中土工袋上方距地表20cm深度处土样及自然条件下距地表20cm深度处土样各50g, 用烘干法在温度105℃下烘10小时后称量试样质量变化, 测定土壤含水率, 并记录各组数据。

3 试验结果与分析

3.1 保水型土工袋在土壤中保水性能的影响因素

3.1.1 土工袋材料透水性的影响

方案一所得试验结果见图5。随着侧面及底面土工膜布透水性的增强, 土壤的含水率越高。当侧面及底面为LDPE膜时, 土工袋在土壤中的保水性能最优, 土壤的含水率较对比提高了8.36%。采用EVA膜时保水效果稍弱, 为3.09%。而采用普通土工布和HDPE膜作为侧面及底面材料, 反而会引起严重的反效果, 土壤含水率分别下降7.75%和10.4%。其原因是采用LDPE膜的土工袋能够有效的蓄积雨水, 提升土壤湿度;同时由于LDPE膜具有一定的透水性能, 保证了保水型土工袋下侧土壤中的水分在毛细作用下上升不受到阻碍, 使土壤中水分得到及时补充。

3.1.2 土工袋填埋深度的影响

方案二所得试验结果见图6。保水型土工袋材料选择一致, 填埋深度不同, 则土壤的含水率变化显著, 其填埋深度越浅, 土壤的含水率越高。填埋深度为25cm时, 土壤含水率增加8.9%;而填埋为50cm和75cm时, 土壤含水率分别增加4.0%和2.9%, 保水效果降低明显。其原因是土工袋将水分蓄积在袋内, 随着土工袋埋深的增加, 其对表层土壤含水率的影响逐渐降低, 但土工袋之上土壤总的含水量应相差不大。

3.1.3 土工袋内部填充物的影响

方案三所得试验结果见图7。保水型土工袋在内部填充物为陶粒时土壤含水率的增加量达13.03%, 比采用粘土、砂土、碎砼块时保水效果显著, 后三者诶的土壤含水率增加量分别9.15%、7.54%、5.27%, 所以保水型土工袋在内部填充物为陶粒时保水效果明显。其原因是当袋内填充物颗粒较为粗大时, 颗粒间空隙大, 储水量大, 随着蒸发作用, 水分上升, 迅速提升上层土壤含水率;当袋内填充物为细颗粒时土壤对水的吸附作用较强, 水分释放缓慢, 土壤含水率提升缓慢。

3.2 SPSS正交试验设计优化结果

单因素试验表明, 保水型土工袋材料透水性、填埋深度和内部填充物类型对其在土壤中保水性的影响均较为显著, 经过单因素初步优化, 确定各因素的取用范围。对3个因素编码, 内部填充物类型设4个水平, 分别是陶粒 (1) 、粘土 (2) 和砂土 (3) 、砼碎块 (4) ;侧面和底面土工膜布设4个水平, 分别是普通土工布 (0) 、LDPE膜 (1) 、EVA膜 (2) 、HDPE膜 (3) ;填埋深度设3个水平, 分别是25cm、50cm和75cm。

按SPSS正交试验设计出的方案进行优化试验, 所得的结果见表4。各因素的方差分析所得结果见表5。由三因素的Sig<0.05可知, 保水型土工袋的材料透水性、填埋深度和内部填充物类型的主效应都是高度显著的。同时由方差分析中的F值可知, 三者的交互作用并不显著。由III型平方和比较可知, 各因素对保水型土工袋保水效果的影响显著性:材料透水性>内部填充物类型>填埋深度。

从表6中我们可以清楚地看出每个因素的最佳水平为:侧面和底面土工膜为LDPE膜, 内部填充物类型为陶粒, 填埋深度为25cm。按照上述组合进行试验保水效果最好, 当试验进行到一个月时土壤含水率较自然条件下增加16.5%, 后续时间虽有所下降, 但也稳定在10%左右。其确为保水效果最佳的组合。

4 结论

(1) 保水型土工袋保水效果与材料透水性、填埋深度和内部填充物类型等有关;当保水型土工袋以底侧土工膜布类型为LDPE膜, 内部填充物类型为陶粒, 填埋深度为25cm的方案实施时保水效果最为显著, 一个月后土壤含水率增加达到16.5%, 后续时间也稳定在10%左右。

(2) 该试验求得了保水型土工袋材料透水性、填埋深度和内部填充物类型与土壤含水率变化关系的模型。由模型可知, 这三个因素均为影响保水性的显著因素 (Sig<0.05) , 且三者的交互作用不显著, 可为生产上合理应用此种技术提供参考。

(3) 保水型土工袋作为一项新的工程技术, 需进一步开展在理论、施工工艺、质量检测等方面的研究, 尤其是需研发相应的施工机械, 提高施工效率, 尽早制订相应的技术标准, 以便推广使用。另外该试验是在南京地区实施, 对于西部干旱、半干旱地区的适用情况也有待进一步研究。

摘要：介绍了保水型土工袋的基本构造、基本原理及应用前景。通过三种单因素现场试验以及SPSS正交试验设计法研究了影响保水型土工袋在土壤中保水性能的三个因素:材料透水性差值、填埋深度及内部填充物。结果表明, 三者对保水型土工袋的保水性能影响均达到高度显著水平 (Sig<0.05) , 且三者的交互作用不显著。另外对保水型土工袋保水效果的影响程度:材料透水性差值>内部填充物类型>填埋深度。当保水型土工袋以底侧土工膜布类型为LDPE膜, 内部填充物类型为陶粒, 填埋深度为25cm的方案填埋在植被下侧时保水效果最为显著, 一个月后土壤含水率增加16.5%, 后续时间也稳定在10%左右。

关键词：保水型土工袋,土壤含水率,保水性能

参考文献

[1]赵传燕, 程国栋.西北干旱区生态需水研究[J].地球科学进展, 2006, 21 (11) :1101-1108.ZHAO C Y.CHENG G D, Study on Ecological Water Demand in Arid Area of Northwestern China[J].Advances in Earth Science, 2006, 21 (11) :1101-1108.

[2]刘斯宏, 汪易森.土工袋技术及其应用前景[J].水利学报, 2007, 10 (Z1) :644-648.LIU S H, WANG Y S.Reinforcement mechanism of soilbags and its applications[J].Journal of Hydraulic Engineering, 2007, 10 (Z1) :644-648.

[3]刘巧玲, 孙守文, 冯大千, 等.不同覆盖物对城市绿地土壤保水效果的试验研究[J].新疆农业科学, 2006, 43 (5) :436-438.LIU Q L, SUN S W, FENG D Q, etal.Study on the effects of different mulches on city green-belt soil water-saving[J].Xinjiang Agricultural Sciences, 2006, 43 (5) :436-438.

[4]姚蕾, 柯百胜, 张艳, 等.魔芋超强吸水剂对土壤保水性能的影响[J].水土保持通报, 2009, 29 (4) :76-80.YAO L, KE B S, ZHANG Y, etal.Effects of Konjac Super Absorbent Polymer on Soil Water Preservation[J].Bulletin of Soil and Water Conservation, 2009, 29 (4) :76-80.

保水土美生态 篇3

水土作为一种重要的自然资源,现状却不容乐观。我国水土流失面积约360 万平方公里,总耕地的三分之一受到水土流失的危害。黄土高原总面积约54 万平方公里,流失面积达45万平方公里,占79%;黄河每年通过三门峡的泥沙量,解放初期为13 亿吨,现在为16 亿吨。长江每年通过宜昌下泄的泥沙量已达六亿吨。内河航运里程由于泥沙淤积,由60 年代初的17.2万公里减到10 万公里。由于水土流失,全国每年表土流失量达50 亿万吨,相当于全国的耕地每年剥去1 厘米厚的肥土层;损失的氮、磷、钾养分,相当于4000 多万吨化肥。这惊人的数字正在向人们发出警告:水土流失已成为影响人类发展的重要因素。

为了蓝色的地球,为了人类能够更好地发展,请大家从现在做起,珍惜每一滴水,保护每一寸土吧!

水田应用防渗保水剂试验 篇4

1试验材料与方法

试验在两个试验点进行。密山市农业技术推广中心科技示范场试验点为沙壤型水稻土, 漏水较重, 有机质含量2.6%, pH值6.8, 肥力中等;供试水稻品种为龙稻4号, 4月18日播种, 4月27日出苗, 5月23日插秧。白泡子乡试验点位于湖岗区, 土壤为沙壤型水稻土, 漏水十分严重, 有机质含量2.3%, pH值6.2, 肥力一般;供试水稻品种为垦鉴稻7号, 4月22日播种, 4月30日出苗, 5月26日插秧。

试验采取大区对比法, 不设重复, 每处理面积500m2。试验设2个处理, 处理1本田应用土壤防渗保水剂, 各试验点分别在6月2日、6月4日水稻插秧返青后将防渗保水剂600～750kg/hm2, 配制成溶液后均匀洒施在水田里;处理2以相邻地块常规生产田作对照。

2试验结果与分析

2.1安全性分析

水田施用防渗保水剂后, 水稻没有出现受害症状, 与对照一样, 生长发育正常, 分蘖正常。处理区与对照区水稻生育进程一致, 科技示范场试验点水稻分蘖期、抽穗期、成熟期分别为6月3日、8月4日、9月16日, 白泡子乡试验点水稻分蘖期、抽穗期、成熟期分别为6月4日、8月2日、9月14日, 说明防渗保水剂对水稻安全。

2.2节水效果

水田应用防渗保水剂, 对降低漏水速度有很好效果。为满足和促进水稻生长发育, 水稻采取以浅水灌溉和间歇灌溉为主的灌溉方式。两个试验点处理区水田前期大约需要4～5d补水一次, 后期需要7～8d补水一次;对照区前期大约需要3d补水一次, 后期需要5～6d补水一次。从施用防渗保水剂到水稻进入黄熟期, 科技示范场试验点处理区共计灌水17次, 对照区共计灌水25次;白泡子乡试验点处理区共计灌水18次, 对照区共计灌水28次。漏水田施用防渗保水剂, 灌水次数和灌水总量明显减少。

2.3除草效果

水田应用防渗保水剂, 保水性增强, 对于提高封闭灭草效果有一定的促进作用。科技示范场试验点应用赛龙除草, 处理区除草效果达到97.4%, 比对照区防效提高6.8个百分点;白泡子乡试验点应用草克星+丁草胺除草, 处理区除草效果为96.8%, 比对照区防效提高8.4个百分点。

2.4增产效果

水田施用防渗保水剂, 保证了水稻生长发育过程中所需要的水分供给, 使以水调温、以水控蘖、以水灭草等各项农事管理措施能根据水稻生长发育需要按生产操作规程顺利进行, 水稻生长良好。处理区水稻与对照相比, 平方米穗数、穗实粒数等产量性状得到改善, 产量有所提高。科技示范场试验点处理区水稻产量为8749.5/hm2, 比对照增产5.9%;白泡子乡试验点处理区水稻产量为8416.8/hm2, 比对照增产10.7%。漏水田施用防渗保水剂, 可明显提高水稻产量, 水田漏水越严重, 增产效果越明显。

3小结

果园节水保水技术研究进展 篇5

1非充分灌溉理论及国内外研究进展

自20世纪70年代以来,在全球水资源短缺十分严重的情况下,农业用水观念发生了较大的转变,由传统的丰水高产型灌溉开始转向节水优质型的灌溉,非充分灌溉就是在这一现实条件下产生的[3]。非充分灌溉是将有限的水非足额却科学合理地安排在对产量影响较大,并能产生较高经济价值的水分临界期予以供水。

1.1国外非充分灌溉研究状况

非充分灌溉(Non-full Irrigation),国外也叫有限灌溉(Limited Irrigation)或者蒸发蒸腾量亏缺的灌溉(Evapotranspiration Deficit Irrigation, 简称EDI),是作物的潜在蒸发蒸腾量大于实际蒸发蒸腾量的灌溉[4]。国外从20世纪60年代末开始对非充分灌溉进行研究,70年代以来,在美国中西部大平原,由于水资源短缺,人们开始从传统的丰产灌溉试验研究转向劣态或亚劣态灌溉试验研究。利用作物具有一定的生理节水和抗旱能力的特点,在其生长需水非关键期不供水或者少供水,把节省下来的水用在更大面积上的作物需水关键期,或者用于经济价值更高的作物,从而达到最高的经济效益的目的。70年代中期,澳大利亚提出了调亏灌溉的概念,并且在果树生产上进行了试验[5]。澳大利亚植物生理学家Turner认为, 适当的水分亏缺不但不会降低作物的产量,反而会使其产量增加[6]。

1.2国内非充分灌溉研究状况

我国在非充分灌溉方面的研究起步较晚,但发展迅速。20世纪80年代,随着Jensen模型引进我国,我国北方开始了对非充分灌溉问题的专门研究。1986年,李洁等在呼和浩特市对春小麦进行了非充分灌溉试验研究[7];高利梅等在凉城县对春小麦进行了非充分灌溉试验研究[8];1988年,曾德超等与澳大利亚科学家进行了果树调亏灌溉的研究[9];1993年,武汉水利电力大学的茆智教授在广西桂林对水稻进行了非充分灌溉研究[10];1996年西北农业大学的康绍忠教授和内蒙古农牧学院的陈亚新教授合编了教材《非充分灌溉原理》;1997年康绍忠在“控制性交替灌溉一种新的农田节水调控思路”中提出了控制性分根交替灌溉的概念和方法[11]。

2非充分灌溉的几种模式

2.1局部灌溉

局部灌溉(Partial Irrigation)是20世纪60年代以色列农业科技工作者发明的一种灌溉技术。该技术用计算机监控调配用水量,按时把水以滴灌的方式输向作物根部,从而达到湿润作物根部土壤的目的[12]。1979年,联合国粮农组织出版了局部灌溉一书,内容仅指滴灌。局部灌溉或局部根区干燥(Partial rootzone drying,PDR) 技术,是一种作物局部根系受干旱时,既能控制作物蒸腾耗水、满足其水分需求,又能使肥料发挥最大肥效进而达到提高作物产量和品质的农田水分调控新思路。局部灌溉以作物根系局部湿润为技术特征,主要灌溉或者湿润土壤的表层和植株附近的有限面积,其技术模式主要是采用微喷灌、滴灌、涌泉灌和小管出流灌等进行灌溉。

2.2控制性分根交替灌溉

控制性分根交替灌溉(Controlled Roots-Di- vided Alternative Irrigation,CRAI)是1997年康绍忠等根据作物水分胁迫时产生的根信号对气孔的有效调节功能和光合的滞后效应等机制提出的一种新型的生物性节水技术,该节水技术是在作物整个生育期人为地进行干湿交替控制,以创造作物根系供水的不均匀性,诱导作物抗旱生理生态特性的发挥,从而优化光合产物在不同组织器官间的分配,达到节水及增产的目的[11]。控制性分根交替灌溉不仅能使根系在土壤中分布更均匀,还能改变干物质在根冠间的分配比例,对根系的生长有明显的促进作用[13-14]。控制性分根交替灌溉使部分根系受到一定程度的水分胁迫,刺激其吸收补偿功能,提高根系活力和水分传导能力[15]。作物受到水分胁迫时还会产生的根源信号脱落酸(ABA),从而改变作物的气孔开度进而调节其水分消耗。

2.3调亏灌溉

调亏灌溉(Regulated Deficit Irrigation,RDI) 是在20世纪70年代中期由澳大利亚的持续灌溉农业研究所Tatura中心提出的一种灌溉理论。 调亏灌溉理论是根据作物的遗传和生理生态特性及其需水量特征,人为主动地在作物的某一合适的生长发育阶段对作物施加适当的水分胁迫,提高作物后期的抗旱能力,通过作物自身的变化来实现水分的高效利用[16-17]。调亏灌溉理论在根冠平衡学说的基础上,根据作物的需水规律对其根系施加适当的水分亏缺来抑制作物的蒸腾作用,从而达到节水的目的[18]。作物在不同的生长发育期对水的需求不同,干旱对作物造成的影响程度也不一样。作物在适当的水分亏缺条件下能在营养生长、物质运输和产量等方面形成有效的适应和补偿机制,进而提高水分利用效率。

3果园节水灌溉方式

3.1沟灌

沟灌是一种传统的灌溉方式,即在果园的果树间根据土壤的类型及其透水性开灌水沟,通过输水沟或输水管道向果树供水。这种灌溉方法不仅可以降低灌水量的损失,使土壤湿润均匀,还可以降低土壤板结、减少对土壤结构的破坏,使土壤保持良好的通透性。该技术的主要缺点是用水量较大,操作时需要大量的劳动力,坡地容易造成突然冲刷[19]。

3.2滴灌

现代滴灌技术是由以色列人在20世纪50年代发明的。该技术是根据果树需水和需肥等要求,通过封闭管道准确、定量、均匀地把灌溉水或营养液逐滴滴入果树根部。滴灌仅局部湿润果树根部土壤,不破坏土壤结构,使土壤保持疏松,能有效减少果树的无效株间蒸发。

3.3喷灌和微喷灌

喷灌是一种先进的灌溉技术,是把经过水泵加压(或水库自压)的水经管道系统通过喷头或者水枪喷向空中,使水成雨滴均匀地洒落在果园的一种灌溉方式。我国在20世纪70年代中期开始引进喷灌技术,到目前为止已经达到了显著的节水效益。喷灌与地面灌溉相比具有省水、省工、增产以及对地形条件适应性强等优点。喷灌的不足之处是大风天气不易喷洒均匀,高温天气蒸发损失较大。

微喷灌简称微喷,是把喷灌与滴灌结合在一起的一种局部灌溉技术。微喷灌把作物生长所需要的养分和水分喷到近地面的空中,以微小的水滴的形式均匀地喷洒到果树和果树根区的地面上,以满足作物的需水要求。微喷灌在温度较高和空气干燥时会有一定的水分蒸发损失。此外, 微喷灌还具有易发生堵塞的缺点。

3.4膜上和膜下灌溉

膜上灌溉又称膜上灌水或膜上渗灌,是20世纪80年代新疆在地膜栽培基础上创造和发展起来的一种地面灌水技术。该技术把膜侧流水改为膜上流水,利用地膜输水,通过膜上面的孔对果树进行灌溉。膜上灌溉可以通过膜上孔的数量和大小来控制水量,既可以防止膜间露地的过量灌溉, 又可以防止棵间蒸发,并且投资少、节水效果显著。膜上灌溉还具有增温、保温、保肥以及抑制杂草生长的优点[20]。膜下灌溉是覆膜种植与滴灌相结合的一种灌水技术。该技术同时具有滴灌和地膜覆盖的优点,能按作物需求供水,节水效果显著,将会从根本上改变我国传统的农业生产方式[21]。

3.5渗灌

渗灌又叫地下灌溉,是利用地下管道将灌溉水送达渗水器,利用毛细管作用由下而上湿润土壤的一种灌溉方法。渗灌设备通常由渗水池、渗水管及阀门3部分组成。果园采用渗灌技术可以有效减少果树的棵间无效蒸发和深层渗漏,促进土壤团粒结构形成,提高肥料利用率、改善作物生长环境。该节水灌溉技术的缺点是地下管道造价较高,管道微孔易堵塞,灌水不均匀。

3.6穴灌

穴灌是在树冠投影外缘挖穴并注水进行灌水的方法。根据树冠大小确定挖穴数,一般每棵树4~10个60~80cm深、直径约为30cm的穴。 把农作物秸秆用水泡透后竖放在穴里,结合施肥(有机肥和复合肥),填土踏实后浇水。穴上面用塑料地膜覆盖后用土压好,使其外高内低。穴中间可以扎个孔,方便下次灌水。穴贮肥水不仅能节水、节能、减少地表蒸发,还能改良土壤结构。 但是该技术如果开挖穴数过多会造成伤根,而且会花费较多的人力、物力。

3.7蓄水坑灌法

蓄水坑灌法是1998年孙西欢教授针对我国北方地区干旱、水资源短缺和水土流失等问题提出的一种灌溉方法[22]。该技术是在树冠半径的1/2处,绕树干挖若干个60~80cm的蓄水坑,并用环状沟(宜为一浅沟)将各坑相连,通过管道输水进行注水灌溉[23-24]。蓄水坑灌法不通过地表, 而是将水注入坑内,通过坑壁直接渗入到根区土壤,有效减少了陆面蒸发,提高了水分的利用效率。蓄水坑壁面为临空面,能够改善中深层土壤的通透性,有利于根系呼吸,从而改善了果树的生长环境。

4果园保水技术

4.1果园覆盖

果园覆盖包括覆草和覆膜。前者一般在春季或者夏季进行,覆盖时可在果树的树盘、株间、行内及整个果园覆盖15~20cm厚的秸秆或杂草。 该技术是利用秸秆等作物性物质覆盖在土壤表面,不仅能稳定果园土温、抗旱保水、抑制杂草的生长,还能避免雨滴直接冲击土壤表面而使土壤板结[25]。地膜覆盖是在果树的两侧顺行起垄,要求外高内低,用厚度为0.002~0.020mm的聚乙烯塑料薄膜覆盖。该技术不仅可以减少地表水分蒸发,增加土壤含水量,还可以提高地温,促进根系对水分和肥料的吸收。

4.2果园生草

果园生草就是在果园内种植对果树生产有益的草种,我国自20世纪90年代开始引进这项技术。选择合适的草种是果园生草的关键,一般要求矮秆或匍匐生长、耐荫、耐践踏,且与所种植的果树无共同病虫害,以豆科与禾本科牧草为主。 果园生草能调节地温、改良土壤、增强抗旱能力和生物防治能力,从而改善果树生长环境,提高果树产量和品质。

4.3化学制剂

目前应用的化学制剂主要是保水剂。土壤保水剂是近几年开发的一种功能型高分子聚合物, 能在极短的时间内吸足水分,并把水分牢固地保持在土壤中,在干旱时把保存的水分缓慢释放出来,供果树根系吸收利用,而且无毒、无污染。保水剂不仅能增加土壤的田间持水量,减少地表地下径流,还能减缓水分的地面蒸发。

5结论

传统灌溉方法的灌水量主要依靠简易设施和经验控制,对水的有效控制能力低。今后应大量使用调亏灌溉、局部灌溉、控制性交替灌溉等新技术,同时加强对节水灌溉制度的试验研究,确定果树需水的关键期灌溉量和灌溉方式,提高灌溉水的有效利用率,用较少的灌水量取得最佳的效益。

摘要：为了发展保水技术,以缓解我国水资源不足的现状,通过论述节水灌溉的重要性,简要概括了节水灌溉理论、国内外研究成果及果园节水、保水技术措施,并提出了果树节水灌溉的研究方向,以加快传统农业向优质、高产、高效农业转变。

浅析混凝土保水保温剂 篇6

1 技术路线和原材料选择

保水保温剂的关键在于原材料的选择和最佳工艺配比的确定, 考虑到保温效果、可施工性、造价等综合因素, 经过多种配方的筛选, 最后确定为双组分复合型方案。制备方法如图1所示。

其中A组分决定了NA-BW的保温性、可施工性 (稠度) ;B组分对固结体的孔结构以及施工控制参数 (拌和、喷涂时间) 起决定作用。

对于保温粒子: (1) 选用工业泡沫塑料的边角料和废用回收料, 破碎成一定尺寸 (25mm) 的微小颗料; (2) 选用膨胀珍珠岩散粒及漂珠。胶结剂选用低粘度, 同时, 要求在双组分固化后与潮湿面结合力差, 且固化后基体渗透性也差的胶结剂。增强材料选用一定长度的短切纤维, 在不影响保温性能的前提下适当提高固结体的抗拉强度。

2 NA-BW保水保温剂可施性

保水保温剂不同于常规保温材料, 是一种综合性能良好的半流态材料, 在保证保水和隔热保温的前提下, 可施工性是首要考虑的问题。其中包括: (1) 一定的流动性以保证现场大体积混凝土 (或构件) 表面可以涂抹或机械喷涂; (2) 适宜的固化时间以便有一定的施工操作时间。

表1列出了A组分几种不同配比对可施工性影响的试验结果。表2列出了B组分用量对固化时间的影响。

由上述结果可知, 对于A组分, 以胶结剂:复合颗粒=1: (35) 为宜, B组分的用量以12%15%, 可保证固化时间4.58h。

3 NA-BW保水保温剂的性能

3.1 NA-BW固结体的导热系数

将一定比例的A、B组分混合, 固化成型为尺寸20cm×20cm× (3~5mm) 的BW固结体, 检测其导热系数。

未作任何处理条件下的结果, 见表3。

随着固结体的容重增大, 导热系数也相应增大。因此, 未对基体和颗粒作处理时, 虽然容重较小, 但导热系数仍然偏大, 不能直接使用。在研制过程中对基体采用加入潜伏引气成分, 在施工或成型时可以在固结体中 (基体部分) 形成了微小的密闭孔;对保温颗粒进行表面处理, 封闭颗粒表面缺陷, 从而提高固结体的隔热性能, 试验结果见表4。

3.2 NA-BW固结体的强度

为了检测NA-BW型保水保温剂的抗压强度, 成型70.7mm×70.7mm×70.7mm的试块, 固化1d后试压, 结果如下表5。其中平均强度为0.65MPa。

试验表明, NA-BW保水保温剂的固结体容重决定材料的抗压强度, 容重大强度也较高, 因此, 强度同样取决于保温颗粒在材料中的所占比例, 因为保温粒子本身的抗压强度较低, 所占比例越高基体对强度的贡献越小。

3.3 NA-BW保水保温剂的保水性能、吸水率

NA-BW保水保温剂的保水性能参照养护剂标准ASTMC309—89, 测量砂浆72h、35℃下的失水率。吸水率试验方法参照JSG51-90《轻骨料混凝土技术规范》, 即20℃测量固结体浸泡48h的吸水率, 结果如表6。

由表6结果可知, 采用容重265485kg/m3的NA-BW可以达到ASTMC309—89养护剂标准要求的保水性能 (小于0.55kg/m2) , 相应固结体的吸水率为4%6.5%, 可以有效保证使用后混凝土表面水分以及雨水对NA-BW的保温性能的损害。

4 NA-BW的使用方法

(1) 混凝土表面及四周所需的保温材料厚度可按以下公式确定:

式中:δi为保温材料的厚度, m;H为结构物 (浇筑块) 厚度, m;λi、λ义为保温材料、混凝土的导热系数, W/ (mK) ;Tb为混凝土表面温度, ℃;Tq为混凝土施工3~5d后大气平均温度, ℃;Tmas为混凝土中心最高温度, ℃;K为修正值, 1.3~2.0。

(2) 选定适宜的NA-BW容重及导热系数λi;容重一般选为300~500kg/m3, λi为0.10~0.14W/ (mK) 。混凝土λ由有关手册查出。

(3) 将A、B组分拌和均匀, 在大体积混凝土或构件表喷涂或抹面, 养护24h不受外界人为破损。

5 结束语

通过研究可得知如下结论:

(1) 双组分NA-BW型保水保温剂 (膏) 可作为大体积混凝土表面保温养护新型材料, 保水性能达到的ASTMC 309—89要求, 即单位面积砂浆失水率小于0.55kg/m2, 保温性能 (导热系数) 可以达到0.10~0.14W/ (mK) 。

(2) NA-BW型保水保温剂易于施工操作, 可以在控制A组分稠度、保温性能的基础上调节固化时间4.5~8h, 固化后强度约为0.65MPa左右。

(3) NA-BW型保水保温剂固结体的吸水率较低, 可以有效抵御外界雨水、混凝土表面水对导热系数的增加。

摘要：统计表明, 温度应力是大体积混凝土产生裂缝的主要原因, 尤其对于新浇混凝土, 当地气温变化幅度大其工程问题更加突出。表面微裂缝初期对大体积混凝土结构影响虽然不大, 但随时间推移一部分会发展成为贯穿裂缝或表层裂缝, 危及建筑物的耐久性。过去人们把大量精力放在降低水泥水化热、提高施工质量以及温度应力设计上, 实际上, 这些措施虽然能够提高混凝土抗裂性, 但仍存在一定局限, 只有综合各种因素, 降低混凝土内外温差, 使混凝土的强度足以抵御温差引起的应力才能达到真正抗裂效果。我国水工混凝土施工规范规定混凝土内外温差应小于25℃, 因此, 大体积混凝土的表面保温是防裂的关键措施。

保水措施 篇7

保水剂是一种高吸水性树脂, 这类物质含有大量结构特异的强吸水基因, 在树脂内可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水;是一种人工合成的具有超强吸水、保水和释放能力的高分子聚合物, 主要成分为聚丙烯盐酸和聚丙烯酰胺共聚体[2]。保水剂能迅速吸收、储存、缓慢释放水分与养分, 长期保持土壤湿润、疏松;能改善土壤结构, 促进苗木根系生长, 提高肥料利用效率, 从而大幅度提高苗木移植成活率。生根粉作用机理是通过强化、调控植物内源激素的含量和重要酶的活性, 促进生物分子的合成, 诱导植物不定根的形成, 达到提高育苗、造林成活率及促进生长[3,4]。现将宁夏南部山区抗旱保水造林技术研究结果总结如下。

1 材料与方法

1.1 不同种类保水剂试验

2005年使用同等剂量的植树宝、旱露植宝、德一丰等保水剂, 在植树穴内将其与土壤充分均匀混合后, 进行山杏植苗造林试验, 以等量的清水作为对照 (CK1) 。植树穴深40 cm, 穴底直径50 cm, 每穴用量10 g, 50 d后进行植苗造林穴内土壤含水率的测定试验, 并于当年观察山杏的成活率。

1.2 不同保水剂浓度试验

2005年选用植树宝保水剂进行试验, 设置的浓度分别为0.10%、0.25%、0.50%、0.80%、1.00%, 以蘸清水作为对照 (CK2) , 对山杏植苗造林进行试验, 每个试验处理苗木数100株, 测定不同浓度处理下山杏的成活率。

1.3 生根粉应用技术试验

2005年使用相同浓度、剂量的ABT 3号生根粉、人81℃生根粉、强力生根粉进行山杏蘸根植苗试验, 以清水作对照 (CK3) 测定不同生根粉处理山杏的造林成活率。

1.4 林地覆盖造林技术试验

如何最大限度地减少植苗穴内土壤水分的蒸发量, 是抗旱造林的一个重要技术环节。选择了种植穴覆膜、覆草的造林技术试验, 以不覆盖作为对照 (CK4) , 对造林成活率及土壤含水量进行测量。

2 结果与分析

2.1 不同种类保水剂对土壤含水量及造林成活率的影响

2.1.1 不同种类保水剂对土壤含水量的影响。

由表1可知, 用植树宝、旱露植宝、德一丰等保水剂处理的植苗穴内土壤含水率较清水对照分别提高12.60、13.06、13.07个百分点。说明保水剂对土壤水分具有极强的吸附作用, 可以很好地保持水分, 这为移植苗的根系有效利用水分创造了机会, 为苗木抗旱提供了基础。

2.1.2 不同种类保水剂对造林成活率的影响。

由表1可知, 不同类型的保水剂处理对植苗造林成活率都有影响, 植树宝、旱露植宝、德一丰处理的造林成活率比清水对照分别提高15.47、13.58、12.18个百分点。

2.2 不同保水剂浓度对造林成活率的影响

由表2可知, 植树宝保水剂各浓度处理后的山杏当年成活率均有不同程度的提高, 其中以浓度1.00%时造林成活率最高, 比对照提高16.02个百分点。

2.3 不同生根粉种类对造林成活率的影响

由表3可知, 生根粉蘸根处理可大幅度地提高苗木造林成活率, 与对照相比, 分别提高15.47、14.98、14.19个百分点。

2.4 不同覆盖方式对造林成活率及土壤含水率的影响

2.4.1 不同覆盖方式对造林成活率的影响。

由表4可知, 覆盖能有效地防止造林地土壤水分蒸发, 保持土壤湿度, 提高地下温度, 促进苗木的成活和生长。覆膜可使山杏成活率提高17.0个百分点, 覆草可使山杏成活率提高7.3个百分点。覆膜效果好的原因在于覆膜能最大限度地限制造林地土壤水分的蒸发, 使植苗穴内的土壤水分在薄膜下形成内循环, 使植苗穴内土壤较长时间地保持较高的湿度。

2.4.2 不同覆盖方式对土壤含水率的影响。

由表4可知, 造林60 d后, 膜下40 cm土层平均含水率为19.21%, 草层下为11.03%;分别比对照提高12.34、4.16个百分点。

3 结论与讨论

试验结果表明, 通过该抗旱保水造林技术的实施, 明显提高造林成活率及土壤含水率。几年来, 通过采用以上抗旱造林技术, 针对不同的立地条件、不同造林任务、不同树种, 采用不同技术措施, 抗旱造林一次获得成功, 成活率在90%以上。抗旱造林不仅提高了造林成活率, 而且促进了幼苗生长, 在苗高、地径、根系等方面均有明显差异, 平均生长高出许多。其缓苗快, 能迅速适应造林地环境, 幼树早期生长迅速, 幼林郁闭也能提前1~3年。采用抗旱造林技术虽然在第1次造林上要增加造林成本20%~30%, 但高出部分通过提高造林成活率, 使单位面积林木省去反复补植、重复造林成本, 从而使总造林成本大大降低, 一般可节省2~3倍的造林费。随着宁夏南部山区干旱缺水问题日趋加剧, 加之年降雨量主要集中在7—8月, 大力发展抗旱保水造林技术, 广泛应用保水剂造林, 生根粉蘸根造林, 使用覆膜、套袋造林, 是宁夏南部山区提高造林成活率、增加土壤墒情最有效办法, 也是当前需要着力推广的造林方法[5,6]。

参考文献

[1]魏东斌, 王铭侬.旱作农业理论与实践[M].北京:中国农业出版社, 1999.

[2]向龙斌, 唐晓芳.我国保水剂市场研究[J].时代经贸, 2008 (109) :55.

[3]张祚恬, 王秀芳.ABT生根粉在林业生产中的应用[J].内蒙古农业科技, 2000 (6) :21.

[4]高兰菊.ATB生根粉在扦插育苗中的应用技术[J].国土绿化, 2013 (2) :42.

[5]陈学文.土壤特性对保水剂吸水性能的影响[J].安徽农业科学, 2011 (12) :7030-7031.