本實用新型涉及一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，屬于節(jié)水灌溉技術領域。
背景技術：
近年來，土地荒漠化越來越嚴重，大量土地正在被荒漠所侵蝕，耕地逐漸減少，環(huán)境問題日趨加重，比如沙塵暴，水土流失等。而解決治理土地荒漠化最根本的辦法就是恢復植被，植樹造林是改造荒漠沙地的必然選擇。但在保水性差，空氣濕度低，降水少或降水時間和空間分布不均勻的荒漠沙區(qū)要想植樹造林，如何在荒漠沙區(qū)有限的水資源條件下讓植物快速生長，不僅節(jié)約灌溉用水，而且顯著提高水資源的利用效率已成為當前迫切需要解決的關鍵科學問題。
近年來，隨著國家的發(fā)展和人民群眾的關注，已經(jīng)有了一些關于如何在荒漠中植樹的方法，如公開號為CN1226374A的發(fā)明專利“沙漠樹木栽培薄膜防滲保濕技術”就是一種治理方法，雖然該技術可以防止灌溉水的垂直入滲，但卻無法阻止水平方向的滲透，而本實用新型裝置既可以防止灌溉水的垂直入滲，又能防止水平入滲。公開號為CN203181638U的實用新型專利“沙漠環(huán)境下的樹木種植結構”雖然該結構在植物根系底部、四周以及表面都鋪有地膜，可以達到防滲和防蒸發(fā)的效果，但該地膜卻沒有采用環(huán)?？山到獠牧系啬ぃ緦嵱眯滦退褂玫乃心畈牧先绶罎B外層和保水薄膜等均采用的是可降解的材料。雖然已有專利確實對荒漠區(qū)植被恢復起到一定的效果，但并沒有考慮植物苗期需水較少的特點，而本實用新型的獨創(chuàng)之處在于設置有上下兩個灌水區(qū)，兩個灌水區(qū)分時段供水，灌水上區(qū)保苗，當根系下扎進入灌水下區(qū)利用根的向水性促進植物的生長。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型提供了一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，以用于防止水因大量下滲和蒸發(fā)所帶來的損失，又能促進植物的快速生長，保證植物成活。
本實用新型的技術方案是：一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，包括滲灌管道5，保水薄膜6，灌水上區(qū)7，灌水下區(qū)8，由薄防滲內(nèi)層3和薄保水內(nèi)層4構成的中間層9，由防滲外層1和保水內(nèi)層2構成的外層10，滲灌管道外接口11，樹干生長口13；
所述防滲外層1包裹在保水內(nèi)層2外，中間層9位于灌水上區(qū)7和灌水下區(qū)8之間，薄防滲內(nèi)層3底部緊貼灌水下區(qū)8，薄防滲內(nèi)層3邊緣緊貼防滲外層1，薄保水內(nèi)層4位于薄防滲內(nèi)層3上方，薄保水內(nèi)層4側面緊貼防滲外層1，兩根滲灌管道5一端通過滲灌管道外接口11連接輸水系統(tǒng)的支管，其中一根滲灌管道5的另一端與薄保水內(nèi)層4聯(lián)通，另一根滲灌管道5的另一端與保水內(nèi)層2聯(lián)通，樹干生長口13周圍覆蓋保水薄膜6。
所述防滲外層1上設有防滲外層厚度薄化處理部分12；其中，防滲外層厚度薄化處理部分12的厚度小于防滲外層1其它地方。
所述防滲外層厚度薄化處理部分12為圓形。
其中，防滲外層1由隔水性良好的可降解材料組成，其厚度需保證在特定植物根系到達防滲外層1的底部之前防滲外層1的材料不會降解。該防滲外層1設有可引導根系穿過的防滲外層厚度薄化處理部分12。
保水內(nèi)層2由具有良好保水性的可降解材料組成，吸收在其中的水絕大部分可以被植物根系所吸收。
薄防滲內(nèi)層3，同樣由相同的隔水性良好的可降解材料組成，但厚度比防滲外層1薄，目的是在植物剛剛植入時將水阻隔在灌水上區(qū)7，同時在主根系穿過或者將要穿過中間層9時降解，以便讓新生的根系通過。薄防滲內(nèi)層3位于灌水上區(qū)7和灌水下區(qū)8之間，且緊貼灌水下區(qū)8，作用是防止灌水上區(qū)7的水在薄防滲內(nèi)層3降解前流入灌水下區(qū)8。
薄保水內(nèi)層4，使用同樣具有良好保水性的可降解材料組成，緊貼薄防滲內(nèi)層3并在薄防滲內(nèi)層3之上，厚度比保水內(nèi)層2薄，目的是在植物根系穿透中間層9之前保住水分，并向植物根系及時提供水分。
保水薄膜6采用降解速度很慢的薄膜，且薄膜具有一定的透氣性，目的是在防止水分的蒸發(fā)的同時防止爛根。
本實用新型的工作原理是：
以灌木類植物沙棘為例，其具體實施步驟如下：
1、挖坑，坑的直徑30~40cm，深度40~50cm，底部平整或稍向下凹，表面較光滑，最好鋪設一層厚2~5cm厚的保護層，可使用稻草、秸稈，雜草等環(huán)保易得材料做保護層。
2、在保護層中先鋪設好與坑同深的約為40~50cm高的防滲外層1，和20~30cm高的保水內(nèi)層2。
3、將滲灌管道5下端與保水內(nèi)層2相連且保證高度位于保水內(nèi)層2偏下的位置，另一端和外面的輸水支管相連，填入深度20~30cm的優(yōu)質(zhì)土壤，土壤高度不要超過剛才的保水內(nèi)層2的高度。
4、在土壤上鋪設好中間層9，中間層9邊緣剩余5~10cm寬度的材料緊貼防滲外層1并保持向上或者向下包裹住保水內(nèi)層2。
5、此時灌水下區(qū)8已完成，繼續(xù)向坑中填入5cm左右深度的土壤，放入樹苗，保持樹苗豎直向上并繼續(xù)填土，直到和地面平齊。
6、覆蓋上保水薄膜6，將薄膜剩余邊緣埋入土壤中，并包裹在外層10的外面?？梢钥紤]在薄膜上覆蓋一些沙土來保護薄膜。如若保水薄膜6并不具有一定的透氣性，那么可以在薄膜上用針扎一些孔徑約為1~2mm的透氣孔，孔的分布密度為每400平方厘米50~100個。
7、兩個連接輸水支管的滲灌管道5可以獨立控制進水，在沙棘植入的早期只用向連接灌水上區(qū)7的管道供水即可，在估計根系穿過中間層9后，即大約15~30天之后，關閉該滲灌管道5，開啟連接灌水下區(qū)8的管道。
8、由于植物根系具有向水性，所以滲灌下區(qū)8的供水可以引導并促進沙棘根系的快速生長。
9、預計沙棘根系到達防滲外層1即90~120天后，防滲外層1已經(jīng)降解到20%以上時就可以停止或者間歇性給植物灌水。
優(yōu)質(zhì)土壤采用的是具有良好透氣性，以及較高的持水能力的土壤與10%~20%的草木灰、不超過10%的農(nóng)家肥以及少量鋸末混合而成。
以喬木類植物橄欖樹苗為例，具體實施步驟如下：
1、選樹種，選取伊茲密爾油橄欖，這種橄欖是專門用來榨油的橄欖，能夠在治理荒漠化的同時提高當?shù)氐慕?jīng)濟效益。
2、挖坑，坑的直徑60cm左右，深度60m左右，底部平整或者稍向下凹，表面較光滑，鋪設一層厚2~5cm厚的保護層，可使用稻草、秸稈，廢舊紙板。
3、在保護層中先鋪設好與坑同深的約為60cm高的防滲外層1，和30cm左右高的保水內(nèi)層2。
4、將滲灌管道5下端與保水內(nèi)層2相連且保證高度位于保水內(nèi)層2偏下的位置，另一端和外面的輸水支管相連，填入深度約為30cm的干燥的優(yōu)質(zhì)土壤，土壤高度不要超過剛才的保水內(nèi)層2的高度。
5、在土壤上鋪設好中間層9，中間層9邊緣剩余5~10cm寬度的材料緊貼防滲外層1并保持向上或者向下包裹住保水內(nèi)層2。
6、此時灌水下區(qū)8已完成，繼續(xù)向坑中填入5cm左右深度的土壤，放入樹苗，保持樹苗豎直向上并繼續(xù)填土，直到和地面平齊。
7、由于伊茲密爾油橄欖喜稍微干燥的土壤，所以可以考慮不用在樹苗周圍布置保水薄膜6，改用稻草或者秸稈作為替代，鋪設稻草或秸稈時以根部為中心的10~15cm的區(qū)域不要覆蓋，目的是保證根部由足夠的空間透氣。
8、兩個連接輸水支管的滲灌管道5可以獨立控制進水，在伊茲密爾油橄欖植入的早期只用向連接灌水上區(qū)7的管道供水即可，可以每周灌水1~2次，在估計根系穿過中間層，即大約80~100天之后，關閉該滲灌管道，開啟連接灌水下區(qū)8的管道，同樣是每周灌水1~2次。
9、由于植物根系具有向水性，所以滲灌下區(qū)8的供水可以引導并促進橄欖根系的快速生長。
10、預計橄欖根系到達防滲外層1即350~400天后，防滲外層1已經(jīng)降解到30%以上時就可以停止或者間歇性灌水。
11、伊茲密爾橄欖屬于喬木，生長周期長，灌水得當?shù)脑捒赡?~3年就能結果，如果灌水較少的話可能要更久。所以為了促進樹苗的生長要按照灌水次數(shù)多而單次灌水量少的原則來進行，還可以通過滲灌管道(5)施加液態(tài)肥來促進樹苗的生長。
12、本實施方法所指優(yōu)質(zhì)土壤采用的是具有良好透氣性和透水性的沙壤土與20%左右的草木灰、不超過10%的有機肥、磷肥鉀肥的混合肥料，適量調(diào)節(jié)酸堿性的土壤調(diào)節(jié)劑，以及少量鋸末混合而成。
本實用新型的有益效果是：
（1）由于該裝置采用地下滲灌的方式，能使得植物對灌溉水的利用率顯著提高。
（2）該裝置的防滲外層和地表保水薄膜的聯(lián)合使用可以有效地避免灌溉水的深層滲漏和蒸發(fā)損失，而深層滲漏和蒸發(fā)損失正是沙土不適合植樹的重要原因。
（3）該裝置的灌水上區(qū)和灌水下區(qū)中間用中間層隔開，灌水上區(qū)可以在樹苗種下去之后立刻提供水分，提高樹苗成活率，在植物根系穿透中間層后，灌水下區(qū)又可以利用根的向水性促進根的向下伸長，從而促進植物的快速生長。
（4）該裝置在植物根系穿過中間層，在灌水下區(qū)生長根系的時候上區(qū)的土壤可以有效地隔絕地面和大氣帶來的炎熱高溫，使得灌水下區(qū)的新生根處于較涼爽的生長環(huán)境中，有效緩解了高溫對植物根系的老化作用。
（5）該裝置在灌水區(qū)中填充優(yōu)質(zhì)土壤，避開了沙土不利于樹種生長的缺點，等到根系穿過本裝置的外層，到達沙土較深層時，沙土將提供水分給植物，這樣就實現(xiàn)了在沙土中植樹的目的。
（6）一旦樹種成活、根系穿過該裝置中的防滲外層，就基本實現(xiàn)了水分養(yǎng)料的自給自足，不需要再給其灌水，任其生長且成活率高。如果想促進植物的生長，還可以由滲灌管道向根部供水供肥的來增加植物所需的營養(yǎng)和水分。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖；
圖中各標號為：1-防滲外層，2-保水內(nèi)層，3-薄防滲內(nèi)層，4-薄保水內(nèi)層，5-滲灌管道，6-保水薄膜，7-灌水上區(qū)，8-灌水下區(qū)，9-中間層，10-外層，11-滲灌管道外接口，12-防滲外層厚度薄化處理部分，13-樹干生長口。
具體實施方式
實施例1：如圖1所示，一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，包括滲灌管道5，保水薄膜6，灌水上區(qū)7，灌水下區(qū)8，由薄防滲內(nèi)層3和薄保水內(nèi)層4構成的中間層9，由防滲外層1和保水內(nèi)層2構成的外層10，滲灌管道外接口11，樹干生長口13；
所述防滲外層1包裹在保水內(nèi)層2外，中間層9位于灌水上區(qū)7和灌水下區(qū)8之間，薄防滲內(nèi)層3底部緊貼灌水下區(qū)8，薄防滲內(nèi)層3邊緣緊貼防滲外層1，薄保水內(nèi)層4位于薄防滲內(nèi)層3上方，薄保水內(nèi)層4側面緊貼防滲外層1，兩根滲灌管道5一端通過滲灌管道外接口11連接輸水系統(tǒng)的支管，其中一根滲灌管道5的另一端與薄保水內(nèi)層4聯(lián)通，另一根滲灌管道5的另一端與保水內(nèi)層2聯(lián)通，樹干生長口13周圍覆蓋保水薄膜6。
所述防滲外層1上設有防滲外層厚度薄化處理部分12；其中，防滲外層厚度薄化處理部分12的厚度小于防滲外層1其它地方。
所述防滲外層厚度薄化處理部分12為圓形。
實施例2：如圖1所示，一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，包括滲灌管道5，保水薄膜6，灌水上區(qū)7，灌水下區(qū)8，由薄防滲內(nèi)層3和薄保水內(nèi)層4構成的中間層9，由防滲外層1和保水內(nèi)層2構成的外層10，滲灌管道外接口11，樹干生長口13；
所述防滲外層1包裹在保水內(nèi)層2外，中間層9位于灌水上區(qū)7和灌水下區(qū)8之間，薄防滲內(nèi)層3底部緊貼灌水下區(qū)8，薄防滲內(nèi)層3邊緣緊貼防滲外層1，薄保水內(nèi)層4位于薄防滲內(nèi)層3上方，薄保水內(nèi)層4側面緊貼防滲外層1，兩根滲灌管道5一端通過滲灌管道外接口11連接輸水系統(tǒng)的支管，其中一根滲灌管道5的另一端與薄保水內(nèi)層4聯(lián)通，另一根滲灌管道5的另一端與保水內(nèi)層2聯(lián)通，樹干生長口13周圍覆蓋保水薄膜6。
所述防滲外層1上設有防滲外層厚度薄化處理部分12；其中，防滲外層厚度薄化處理部分12的厚度小于防滲外層1其它地方。
實施例3：如圖1所示，一種荒漠沙地植物的灌溉裝置，包括滲灌管道5，保水薄膜6，灌水上區(qū)7，灌水下區(qū)8，由薄防滲內(nèi)層3和薄保水內(nèi)層4構成的中間層9，由防滲外層1和保水內(nèi)層2構成的外層10，滲灌管道外接口11，樹干生長口13；
所述防滲外層1包裹在保水內(nèi)層2外，中間層9位于灌水上區(qū)7和灌水下區(qū)8之間，薄防滲內(nèi)層3底部緊貼灌水下區(qū)8，薄防滲內(nèi)層3邊緣緊貼防滲外層1，薄保水內(nèi)層4位于薄防滲內(nèi)層3上方，薄保水內(nèi)層4側面緊貼防滲外層1，兩根滲灌管道5一端通過滲灌管道外接口11連接輸水系統(tǒng)的支管，其中一根滲灌管道5的另一端與薄保水內(nèi)層4聯(lián)通，另一根滲灌管道5的另一端與保水內(nèi)層2聯(lián)通，樹干生長口13周圍覆蓋保水薄膜6。
上面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。