專利名稱：人工土壤結(jié)構(gòu)和預(yù)防土地沙漠化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型改善的人工土壤結(jié)構(gòu)和防止土地沙漠化(土地轉(zhuǎn)變成沙漠)等的方法，更具體地說，涉及一種能控制土壤水份蒸發(fā)的人工土壤結(jié)構(gòu)和防止土地沙漠化等方法。
本發(fā)明可特別有效地用于環(huán)境保護(hù)的應(yīng)用，如預(yù)防土地沙漠化，沙漠綠化和森林保護(hù)，以及各種類型的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，如農(nóng)業(yè)和園藝，還可用于如公共工程和建筑物建設(shè)的基礎(chǔ)地面結(jié)構(gòu)這類應(yīng)用。
近來，正如1992Earth Environmental Summit所表示的，全球關(guān)注的中心是地球的環(huán)境問題，如何保護(hù)地球的環(huán)境已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)技術(shù)的全球性問題。
例如，目前大約有30%的世界土地面積沙漠化，而且這些面積在持續(xù)增長。雖然這里面有許多原因，但是，其中很多是與人類生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)的環(huán)境破壞因素，如樹木的過量采閥。包括酸雨在內(nèi)的環(huán)境污染、大量抽取地下水以及異常的氣候條件(一般認(rèn)為是由臭氧層的破壞和二氧化碳?xì)怏w的增加造成的)。同時(shí)，世界人口每年都在持續(xù)增長。
為了防止與人口增長有關(guān)的食物短缺，需要恢復(fù)由沙漠化造成的荒廢土壤，以及預(yù)防將來土壤沙漠化。
通常采用的方法是通過建設(shè)灌溉渠道和人工降雨來增加土壤的水份含量。但是，這些方法不能從根本上改善土壤結(jié)構(gòu)，所提供的水不久就流失，造成水的利用率低。因此，為了有效地防止沙漠化，必須改善土壤本身的結(jié)構(gòu)。
為了避免食物短缺，人們已經(jīng)采用生物工藝學(xué)技術(shù)在改善農(nóng)作物自身、增加產(chǎn)量方面作了努力。為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，還必須改良農(nóng)作物生長的土壤，以便于該土壤適合于各種農(nóng)作物。但是，盡管人們進(jìn)行過日常土壤改良，如耕土壤表面或施肥，然而還沒有嘗試人工建造土壤層，從根本上改善基于土壤結(jié)構(gòu)的土壤環(huán)境，即從根本上改善土壤本身的結(jié)構(gòu)。
而且，在現(xiàn)代社會(huì)中，部分原因是人口增長，建造了許多建筑，各種公共工程，房屋建設(shè)等。對于這些建筑，不用說，地基起著非常重要的作用，為保持穩(wěn)定的地基達(dá)若干年，必須從根本上改善地平面土壤環(huán)境特性，以便它們適宜于這些建筑。
正如上所述，在整個(gè)地球環(huán)境中，為了使土壤的環(huán)境特性合乎人類生存的需要，正迫切需要改善土壤結(jié)構(gòu)。土壤的環(huán)境特性經(jīng)常是由土壤的水份含量所決定。于是，以這樣的方式即可人工控制土壤的水份含量，主要作重于改善土壤結(jié)構(gòu)。
已經(jīng)提出的通常所指的控制土壤的水份含量，如土壤與保持水份的聚合物的混合物，和用聚合氫硅氧烷處理的土壤表面，描述于日本未審專利公開(Tokkai)平1-319585。
盡管人們期望上述方法具有控制土壤中水份含量的作用，但必須說明的是，其作用仍不能防止土地沙漠，于是，人們在尋求更有效的方法。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種人工土壤結(jié)構(gòu)，從而解決在上述環(huán)境保護(hù)應(yīng)用如防止土地沙漠化，沙漠綠化和森林保護(hù)，及各種類型的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域如農(nóng)業(yè)和園藝，和用于如公共工程和房屋建設(shè)的地基結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中所提到的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過人工改善土壤結(jié)構(gòu)本身提供一種人工保持水份的土壤結(jié)構(gòu)，從而解決以上提到的問題，這種結(jié)構(gòu)不僅用于產(chǎn)業(yè)，如各種農(nóng)業(yè)和園藝，也用于環(huán)境保護(hù)，如預(yù)防土地沙漠化，沙漠綠化和森林保護(hù)。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種綠化和恢復(fù)由于沙漠化而荒廢的土地的方法，以及有效地預(yù)防將來的土地沙漠化。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供的一種人工土壤結(jié)構(gòu)具有一層或多層疏水層，該疏水層主要是由土壤中的疏水顆粒組成的。
疏水顆粒的大小為2000微米或2000微米以下。疏水顆?？梢允怯梅浪畡┨幚淼纳白雍?或垃圾(dirt)。疏水顆?？捎筛叻肿泳酆衔锝M成。防水劑可為硅酮或氟防水劑。
與上述疏水層(主要由疏水顆粒組成)接觸的土壤層可為保水層，它實(shí)質(zhì)上由保持水份的材料組成。在疏水層和土壤表面之間可提供具有水保持性的保水層?？梢赃@種方式提供兩層或多層實(shí)質(zhì)上由土壤中疏水顆粒組成的疏水層，即疏水層彼此之間不接觸。兩層或多層主要由土壤疏水顆粒組成的疏水層可具有至少兩種不同類型的疏水性。進(jìn)一步地，除了兩層或多層的疏水層(實(shí)質(zhì)上由土壤中的疏水顆粒組成)之外，至少兩層具有不同疏水性的疏水層可以其與另外的疏水層接觸的方式提供。
人工土壤結(jié)構(gòu)在主要由土壤中疏水顆粒組成的疏水層上可具有非紡織的織物。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，人工水份保持的土壤結(jié)構(gòu)在含水份保持劑的土壤上面含有疏水顆粒的疏水層。
人工水份保持的土壤結(jié)構(gòu)具有在含有水份保持劑的土壤上的疏水顆粒的疏水層，和在接觸面不含水份保持劑的土壤層。人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)在疏水顆粒的疏水層上部可有不含水份保持劑的土壤層。人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)在所提供的疏水層上可有含水份保持劑的土壤顆粒的水份保持層。
人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)在疏水層或充填到疏水層內(nèi)可有非疏水土壤部分。水份保持劑可以是保持水份的高分子量化合物。疏水顆粒的粒度可以是2000微米或2000微米以下。疏水顆粒可為用防水劑處理的砂子和/或垃圾。防水劑可以是硅酮或氟碳防水劑。
按照本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施方案，提供了防止土地沙漠化的方法，該包括在距地面的規(guī)定深度設(shè)置土壤中疏水顆粒的疏水層，和控制土壤中的水份含量。
含細(xì)土壤或水份保持劑的水份保持層可被設(shè)置在距地面所規(guī)定深度的土壤中，其深度在上述疏水層以上。所述疏水顆粒的粒度可以是2000微米或2000微米以下。疏水顆?？蔀橛梅浪畡┨幚淼纳白雍?或垃圾。防水劑可為硅酮或氟防水劑。水份保持劑可為保持水份的高分子量化合物。
本發(fā)明通過不同的因素抑制水分以要求的速率從目標(biāo)土壤中蒸發(fā)，這些因素如不同類型的疏水顆粒，不同厚度的疏水層，多層疏水層的組合，與其它層如水份保持層互換和與之結(jié)合，以及與外在環(huán)境因素的配合，于是，設(shè)計(jì)了所要求土地的土壤結(jié)構(gòu)的水份含量，并且允許采用一種新的使用方法控制土壤環(huán)境。
本發(fā)明將在下文中作詳細(xì)的描述，對于形成疏水層的疏水顆粒，可使用任何具有疏水特性顆粒狀的顆粒。原料可為無機(jī)或有機(jī)材料。概念“疏水性”包括所謂的“防水性”。
在本發(fā)明中，在構(gòu)成土壤的土壤結(jié)構(gòu)中必須包括至少一層疏水顆粒的疏水層?！巴寥澜Y(jié)構(gòu)”是土壤的結(jié)構(gòu)，它由至少兩種類型的層組成，其中包括至少一層疏水顆粒的疏水層，即土壤塊具有三維結(jié)構(gòu)。如果疏水層實(shí)質(zhì)上由疏水顆粒組成，那么該結(jié)構(gòu)是足夠的，如果具有其它特性的顆粒與之混合，只要該層作為一個(gè)整體沒有喪失疏水特性，那么也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，根據(jù)其應(yīng)用，如在土壤表面種植植物的限定區(qū)域中，提供具有降低疏水性的疏水層是有效的。此外，根據(jù)其應(yīng)用，當(dāng)落在疏水層作為一個(gè)整體不喪失其疏水性的范圍內(nèi)時(shí)，具有其它有用特性的顆?？膳c含疏水層的疏水顆粒一起混入土壤中。
在本發(fā)明中，對疏水顆粒的顆粒體系沒有具體的限定，只要其落在能達(dá)到本發(fā)明目的的范圍內(nèi)。為了易于控制水份含量，顆粒體系的平均顆粒度為2000微米或2000微米以下是優(yōu)選的。更優(yōu)選的大小為1000微米或1000微米以下。
對于本發(fā)明的疏水顆粒，用防水劑處理其顆粒表面的砂子和/或垃圾顆粒是優(yōu)選的。它們可單獨(dú)使用或混合使用。更優(yōu)選的是防水砂子，它用防水劑處理的砂子。對于所使用的防水劑沒有具體的限定，只要其一般用作防水劑。更優(yōu)選的是硅酮類或氟類防水劑。如果其用于惡劣條件，特別優(yōu)選的是氟類防水劑，這是因?yàn)樗男阅苁情L期穩(wěn)定的。而且，可使用由硅酮類或氟類混合物組成的防水劑。
對于硅酮防水劑，用以下通式(1)表示的硅酮化合物是一個(gè)例子。它可直接作用(沒有溶劑)或稀釋在溶劑如甲苯、二甲苯或三氯乙烯中后使用，或以乳狀液形式使用。還可使用硬化催化劑如二月桂酸二丁錫，雙乙酸二丁錫，月桂酸二辛錫或辛酸鐵。
R1是同原子或異原子、未取代或取代的一價(jià)烴基;
R2為選自于可水解基，-OH和-H的同基或不同基;
a和b數(shù)定義為0≤a≤4，0≤b≤4，且0＜a+b≤4;x＝(4-a-b)/2例如，在通式(1)是，R1是在包括具有1～15個(gè)碳原子烷基的基團(tuán)中，用鹵素原子或氰基取代連接到碳原子上的所有或部分氫原子形成的基團(tuán)，烷基如甲基、乙基、丙基和癸基，鏈烯基如乙烯基和烯丙基，芳基如苯基、環(huán)烷基和CH3-CH2-CH2-，R2可以是可水解的基團(tuán)，如烷氧基、酰氧基、酮肟基、氨基、氨氧基(aminoxy)、酰胺基、烯氧基(enoxy)、鏈烯氧基、鹵素基團(tuán)如氯，-OR3(R3為Na或K)，-OH或H。
對于硅酮化合物的實(shí)際例子，可使用下面由(2)-(5)表示的化合物，或其部分水解產(chǎn)物或其共水解產(chǎn)物。
(1，m∶0或整數(shù)) (3)
(k∶整數(shù)，R4∶-OH，-CH＝CH2，OCH3) (4)
由化學(xué)式(6)表示的硅氮烷化合物也用作本發(fā)明的防水劑。
對于氟防水劑，用下面通式(7)，(10)-(19)和(22)表示了氟化合物的例子。它也可以用溶劑稀釋后使用，或以乳狀液形式使用(必要時(shí))。在這些化學(xué)式中，1、m和n表示整數(shù)。

R表示環(huán)己基或丁基。
對于氟類水份保持劑，可使用由有機(jī)硅烷或有機(jī)聚硅氧烷變性的一類化合物，特別是由含可水解基、OH基或H的有機(jī)硅烷或有機(jī)聚硅氧烷變性的那一類，以獲得長期的水份保持性。
這類硅烷化合物的例子是由化學(xué)式(23)所示的氟硅酮。 。
由式(23)表示的化合物的例子是由下式(24)或(25)所示的硅烷化合物
氟水份保持劑的另一個(gè)例子是與其它硅烷如RSi(OMe)3，R2Si(OMe)2或H·RSi(OMe)2(R為烷基，具有1-12個(gè)碳原子)以及全氟丙烯酸酯的共聚物。尤其優(yōu)選與長鏈烷基硅烷的共聚物。
進(jìn)一步的例子是式(26)或(27)的共聚物
n為一個(gè)整數(shù)。
對于用防水劑處理砂子或垃圾顆粒表面的方法，一般使用下面的方法處理細(xì)顆粒表面足已。例如，采用力化學(xué)方法可將各種硅酮油與砂子混合，于是進(jìn)行表面處理得到疏水顆粒。
對于疏水顆粒，除了以上提到的防水砂子以外，也可使用表面是疏水性的高分子量聚合物(塑性的)細(xì)顆粒。有機(jī)硅酮類尤其是優(yōu)選的，甚至聚甲基硅倍半氧烷(silsesguioxane)更是優(yōu)選的。例如，還可使用破碎成顆粒狀的廢塑料，這樣，有效地使用廢塑料有助于解決廢塑料的處理問題。在使用這些高分子聚合物之前對其進(jìn)行防水處理也是可能的。
除了以上提到的疏水顆粒以外，還可使用的疏水顆粒包括金屬氧化物疏水顆粒如氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化釩和氧化鐵，玻璃球和油頁巖的破碎產(chǎn)品，和油砂。當(dāng)它們的表面已用硅酮或氟防水劑處理時(shí)，這些化合物是優(yōu)選的。但是沒用硅酮處理的油頁巖和油砂可被有效地使用。
在本發(fā)明的人工土壤結(jié)構(gòu)中，要求至少包括一層上述的疏水層，必要時(shí)可使用兩層或多層疏水層。對于多層疏水層，所有的層可具有相同的疏水性，或具有不同疏水性的層也是可能的。它們可彼此接觸，或者還可含有作為界面的土壤層，該土壤層中不是疏水顆粒的疏水層。
疏水層的疏水性將可由例如改變疏水顆粒的類型和/或疏水層的厚度控制。也就是說，本發(fā)明土壤中疏水顆粒的疏必層必要時(shí)可根據(jù)構(gòu)成層的疏水顆粒的類型，大小和形狀，距土壤表面的深度以及水的制約因素等進(jìn)行選擇。例如，可以通過適當(dāng)?shù)鼗旌戏浪昂蜎]用防水劑處理的普通砂調(diào)節(jié)疏水性的水平，防水砂由疏水顆粒組成，沒用防水劑處理的普通砂由非疏水顆粒組成。
此外，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，在疏水顆粒的疏水層上的土壤中提供一層具有保持水份的保水層或在疏水層與土壤表面之間提供具有保水性的層也是有用的。該保水層可通過將細(xì)顆粒土壤或任何水份保持劑加到土壤中獲得。任何水份保持劑都可使用，只要添加這些劑后增加了土壤中的有效水份含量。
保持水份的聚合物的例子是PVA，MC和CMC，丙烯酸高分子量吸水聚合物，泥炭，無機(jī)珍珠巖，蒙脫石和蛭石。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是人工保水土壤結(jié)構(gòu)，由含水份保持劑的土壤和其上面的疏水層構(gòu)成。這里“其上面”是指“含水份保持劑的層上”，換句話說，在其上面即指向地表面的方向上有一層疏水顆粒的疏水層。
例如，當(dāng)將本發(fā)明的人工保水土壤結(jié)構(gòu)用于種植時(shí)，有時(shí)在土壤表面有植物的有限面積內(nèi)不具疏水性是有效的。對此實(shí)際方法包括在紙盒中生長的栽種秧苗。
本發(fā)明一方面涉及人工保水土壤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有在含水份保持劑的土壤上的疏水顆粒的疏水層，和在介面沒有水份保持劑的土壤層。含有水份保持劑的土壤層不與其上的疏水層(在指向土壤表面的方向)接觸是人工水份保持劑的一個(gè)方面。
本發(fā)明的這個(gè)方面應(yīng)根據(jù)每種應(yīng)用確定。例如，當(dāng)在本發(fā)明人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)上生長植物時(shí)，可采用適合于本發(fā)明范圍內(nèi)的單種植物特性的最適宜土壤結(jié)構(gòu)。
根據(jù)水份保持和水份保持劑的實(shí)用性，本發(fā)明優(yōu)選使用具有保水性的高分子量化合物。高分子量化合物既可是天然的也可是合成的聚合物。當(dāng)使用這種聚合物時(shí)，抗酶的聚合物如纖維素是優(yōu)選的。而經(jīng)分解產(chǎn)生毒性物質(zhì)的聚合物則不可取。不破壞土壤環(huán)境的聚合物是優(yōu)選的。按照這些條件，纖維素衍生物，膠砂(gumsand)，PVA，丙烯酸型吸收聚合物等是優(yōu)選的。尤其當(dāng)本發(fā)明被用于很干燥的沙漠區(qū)域等時(shí)，使用含所述水分吸收聚合物的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，該聚合物具有良好的水份保持性，可吸收比其自重高幾百倍的水。
在本發(fā)明人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)的疏水層上放一層附加土壤層的優(yōu)點(diǎn)在于，該土壤層防止由風(fēng)等造成的疏水顆粒的流失，也防止日光等等引起的降解，于是賦予構(gòu)成疏水層的疏水顆粒極好的耐久性。
人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方案是在疏水層上有不含水份保持劑的土壤層。例如，在疏水層上放5-500mm厚的砂子或垃圾的土壤層，從而使疏水層免于日光的降解和/或風(fēng)的散失，因此，在有強(qiáng)日光和/或風(fēng)的區(qū)域，采用本發(fā)明的實(shí)施方案將長期保持其效果而不降解。
在疏水層上有非織造織物的人工土壤結(jié)構(gòu)還具有的優(yōu)點(diǎn)是，沒有發(fā)生由于在疏水層上的層中滲入非疏水顆粒而導(dǎo)致疏水層疏水性降低。
制造包含本發(fā)明人工土壤結(jié)構(gòu)(也指人工水份保持土壤結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)可如此進(jìn)行，例如，將指定區(qū)域的土地挖掘到指定的深度，然后，在該地區(qū)人工埋置如上所述的人工土壤結(jié)構(gòu)，于是人工形成了一層具有一層或多層疏水層的結(jié)構(gòu)，該疏水層實(shí)質(zhì)上包含土壤中的疏水顆粒。埋置人工土壤結(jié)構(gòu)可以以埋置任何厚度的疏水顆粒的疏水層代替原有層?？蓙G棄構(gòu)成剩余土壤的層，例如類似于外層天然層，或者也可埋置上述的水份保持層以完成人工土壤結(jié)構(gòu)。根據(jù)應(yīng)用確定疏水層的厚度。
將指定區(qū)域的土地挖掘到指定的深度足已，然后在其上埋置任意厚度的疏水顆粒的疏水層。構(gòu)成剩余土壤的層可為例如類似于外層天然層。
為了埋置任意厚度的疏水顆粒的疏水層，在工地鋪設(shè)疏水顆粒就可以了。如同混凝土的例子，可將砂子和防水劑在工地采用類似混凝土混合器的混合攪拌器進(jìn)行混合，然后鋪到挖掘了的區(qū)域。也可以由防水劑廠派出攪拌機(jī)汽車，將經(jīng)防水劑處理的砂子裝上汽車運(yùn)到工地。還可以在工廠將經(jīng)防水劑處理的砂子裝到立方容器或袋中，然后，將它們一個(gè)靠著一個(gè)鋪設(shè)到挖掘的區(qū)域中?？墒褂萌闋钜簢姙⒎ǖ玫胶浪畡┑氖杷w粒。
本方法使得疏水層厚度的配置精確且容易。用構(gòu)成層的其它土壤如水分保持顆粒和化肥裝入容器并埋置它們，可容易地獲得的要求的任何范圍(區(qū)域)的人工土壤結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明對人工土壤結(jié)構(gòu)的尺寸沒有特別的限定，根據(jù)其應(yīng)用，可建成任何目標(biāo)區(qū)域和厚度?？梢栽诠S將包含本發(fā)明疏水層的整塊人工土壤結(jié)構(gòu)裝入到規(guī)定高度的大容器中，然后簡單地將它們置入指定的挖掘好的區(qū)域上，其區(qū)域高度與所述容器的高度相同。本發(fā)明還使得設(shè)計(jì)的本發(fā)明的土壤結(jié)構(gòu)省去了挖掘土地的過程，且將本發(fā)明的人工土壤結(jié)構(gòu)鋪在有限的土地區(qū)域上，以便在地表面上人工形成新的實(shí)質(zhì)上具有疏水層的層結(jié)構(gòu)。必要時(shí)，還可用園罩封閉人工土壤結(jié)構(gòu)制成的某些土地區(qū)域，形成適于農(nóng)作物的人工生長環(huán)境，它是人工土壤結(jié)構(gòu)和具有人工氣氛的外在環(huán)境的結(jié)合。
正如上文所述，本發(fā)明可通過采用不同的因素抑制水分以任何速率從目標(biāo)土壤中蒸發(fā)，這些不同因素如水份保持劑和親水顆粒的類型、土壤的特性，含水份保持劑的土壤層度的厚度和疏水層的厚度，與外在環(huán)境的各種結(jié)合，因而，控制了土壤結(jié)構(gòu)的水份含量，提供了控制土壤水份含量的新的有用的方法。
在本發(fā)明中，將上述的疏水顆粒的疏水層提供到土壤中。這樣所具有的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)與疏水層設(shè)置在土壤表面的情形比較時(shí)，含疏水層的疏水顆粒更耐用，這是因?yàn)樗鼈冊谕寥乐斜槐Ｗo(hù)。此外，由于土壤中的疏水顆粒防止了由于風(fēng)造成的疏水顆粒的流失，這個(gè)實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是組成土壤結(jié)構(gòu)的疏水層本身穩(wěn)定，有使土壤中的疏水層變薄的能力，因?yàn)榭煞乐故杷w粒流失。
本發(fā)明將結(jié)合附圖作更詳細(xì)的解釋。


圖1的曲線示出實(shí)施例1，實(shí)施例2和比較實(shí)施例1的水份蒸發(fā)進(jìn)度。
圖2的曲線示出實(shí)施例3，實(shí)施例4和比較實(shí)施例2的水份蒸發(fā)進(jìn)度。
圖3的曲線示出實(shí)施例5和比較實(shí)施例1的水份蒸發(fā)進(jìn)度。
圖4圖示說明番茄秧苗生長試驗(yàn)方法以證實(shí)實(shí)施例15的效果。人工土壤結(jié)構(gòu)在人工土壤結(jié)構(gòu)中，實(shí)質(zhì)上由疏水顆粒組成的層位于地表面之下，即位于土壤的頂表面之下。在這種情況下，疏水層不受到風(fēng)和陽光的干擾，于是得到了保護(hù)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，疏水層位于地下水水平之上，但低于、或齊或高于植物根部的土壤中。在人工土壤結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，疏水層可在低于土壤表面5～100cm之間。當(dāng)疏水層位于植物的根部以下時(shí)，其深度優(yōu)選為位于土壤表面之下40～80cm。當(dāng)疏水層齊或高于植物的根時(shí)，其深度優(yōu)選為位于土壤表面之下的5～40cm.疏水層的深度是從疏水層的上面到土壤的上表面測定的。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，疏水層的厚度可至少約為疏水層中疏水顆粒的3-5倍。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，疏水層的厚度約為1～5cm，更優(yōu)選為2～4cm按照本發(fā)明的一個(gè)方面，在含疏水層的人工土壤結(jié)構(gòu)中可任意使用水份保持劑或?qū)?。某些類型的土壤保持了水份。如果土壤中包含高比例的砂子，即砂質(zhì)土壤，于是水份保持，在疏水層上的層中有水份保持劑是優(yōu)選的。當(dāng)將水施到土壤表面時(shí)，一些水將保留在疏水層上的土壤中，這是因?yàn)槭杷畬泳徛厥顾ㄟ^并排放到土壤中。該實(shí)施方案對于大的植物栽培，特別是在大面積沙漠或大面積無遮蔽的平原中使用時(shí)大量盆栽是優(yōu)選的。
當(dāng)植物的根位于疏水層上時(shí)，例如，采用細(xì)土壤或水份保持劑使該層與根部齊平以具有水份保持性，這是比較好的。
當(dāng)種植植物的盒插入疏水層時(shí)，由地表面提供的水通過盒到達(dá)疏水層下面。結(jié)果，疏水層下的水不容易通過疏水層到達(dá)表面并蒸發(fā)。因此，水就連續(xù)地供給植物的根部。
人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)在人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方案中，疏水層位于土壤表面下約5～50cm，更優(yōu)選為10～20cm。疏水層的厚度可為疏水層中平均疏水顆粒粒度的3～5倍。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，疏水層的厚度約為1～5cm。更優(yōu)選為2～4cm。因此，在本發(fā)明的土壤結(jié)構(gòu)中，在其表面上植物的根可通過疏水層到達(dá)水份保持層。該實(shí)施方案在沙漠或干燥地區(qū)等用于大量的盆栽是優(yōu)選的。盆插入疏水層以便盆中植物的根可到達(dá)水份保持層。由表面提供的水可滲透盆，也易于到達(dá)水份保持層。該盆可為紙盆或塑料盆，在側(cè)面和底部具有滲透孔。水份保持層可含水份保持劑，如泥煤或細(xì)土壤等。在水份保持層之下可任意設(shè)置第二疏水層。于是，可進(jìn)行大的盆栽。
上述人工土壤結(jié)構(gòu)和人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案在用于預(yù)防土地沙漠化的方法中是優(yōu)選的。
實(shí)例下面，將用實(shí)施例描述本發(fā)明。但是這些實(shí)施例不是對本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1將2.5kg0.3%C10H21Si(cl)3/正-己烷溶液倒入10kg4號(hào)Asano石英砂(平均粒度約為1000微米)且也倒入10kg7號(hào)Asano石英砂(平均粒度約為100微米)中。攪拌后，將它們在室溫下放置約12小時(shí)。然后，過濾后用水沖洗，將共在100℃干燥獲得硅酮處理過的疏水石英砂。
將3.3cm深的4號(hào)Asano石英砂層放置到直徑為10cm，深為10cm的3個(gè)玻璃容器的每一個(gè)中。將43g水倒在它們上，制成濕層。對于實(shí)施例1，在這三個(gè)玻璃容器之一的濕層上放3.3cm的經(jīng)硅酮處理的4號(hào)Asano石英砂層，然后將在其頂部加2cm的4號(hào)Asano石英層，以制備實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工土壤結(jié)構(gòu)來證實(shí)本發(fā)明的效果.這稱之為“試樣A”。
實(shí)施例2采用經(jīng)硅酮處理的的7號(hào)Asano石英砂代替實(shí)施例1中使用的經(jīng)硅酮處理的10號(hào)Asano石英砂，按實(shí)施例1放經(jīng)硅酮處理的4號(hào)Asano石英砂的相同方式放3、3cm的疏水層，然后將2cm的4號(hào)Asano石英砂層加到它的上面。將這個(gè)人工土壤結(jié)構(gòu)稱之為“試樣B”。
比較實(shí)施例1用未用硅酮處理的4號(hào)Asano石英砂代替實(shí)施例1和實(shí)施例2中經(jīng)硅酮處理的的Asano石英砂，將其鋪成5.3cm沒有疏水層的Asano石英砂層。將該人工土壤結(jié)構(gòu)稱這為“試樣C”。
將實(shí)施例1和2和比較實(shí)施例1的試樣A、B和C分別在30℃的室溫下放置，測定其每個(gè)試樣的重量變化(水份蒸發(fā))。測量結(jié)果示于
圖1的曲線中。曲線表明了，與比較實(shí)施例的人工土壤結(jié)構(gòu)比較，實(shí)施例的人工土壤結(jié)構(gòu)更大程度地抑制和控制了水份的蒸發(fā)。
實(shí)施例3按實(shí)施例1的同樣方式制備人工土壤結(jié)構(gòu)，除了用聚甲基硅倍半氧烷(粒度800微米)一種粒狀CH3SiCl3水解產(chǎn)物代替硅酮處理砂子之外，按實(shí)施例1完全相同的方式測定重量變化。將該人工土壤結(jié)構(gòu)稱這之“試樣D”。
實(shí)施例4以如實(shí)例1的相同方式制備人造土壤結(jié)構(gòu)，除了用聚甲基硅倍半氧烷(粒度100微米)，一種顆粒狀的C3SiCl3水解產(chǎn)物代替硅酮處理的砂子之外。按實(shí)施例1完全相同的方式測量其重量變化。該人工土壤結(jié)構(gòu)稱之為“試樣E”。
比較例2用未經(jīng)硅酮處理的7號(hào)Asano石英砂代替例3和4經(jīng)硅酮處理的的Asano石英砂，將其鋪成5.3cm的沒有疏水層的Asano石英砂層。將該人工土壤結(jié)構(gòu)稱之為“試樣F”。
圖2中的曲線示出每個(gè)實(shí)施例以及比較實(shí)施例2的重量變化(水份蒸發(fā))測定結(jié)果。該曲線表明，與比較實(shí)施例的人工土壤結(jié)構(gòu)相比，實(shí)施例3和4的人工土壤結(jié)構(gòu)更大程度地抑制和控制了水份的蒸發(fā)。
實(shí)施例5按實(shí)施例1的同樣方式制備人工土壤結(jié)構(gòu)，除了使用a)0.5%HO-Si(ONa)(CH3)-[OSi(ONa)CH3]n-OH的二甲苯溶液(n∶0，1和2的混合物)，b)0.5%(CH3)SiNH-Si(CH3)3的二甲苯溶液，和c)0.5%CH3Si(OCH3)3(Shin-Etsu化學(xué)有限公司，生產(chǎn)的商品名為KC-89的產(chǎn)品)的部分水解產(chǎn)物的二甲苯溶液。將試樣a)，b)和c)分別稱之為G，H和I，并放置在30℃的室溫下，測定每個(gè)試樣的重量變化(水份蒸發(fā))。測量結(jié)果示于圖3的曲線所示。該曲線表明，G和I的結(jié)果幾乎是相同的，與比較實(shí)施例C的人工土壤結(jié)構(gòu)比較，這些實(shí)施例中有兩人工土壤結(jié)構(gòu)更大程度地抑制和控制了水份蒸發(fā)。
實(shí)施例6準(zhǔn)備硅酮型防水劑(Shin-Etsu化學(xué)有限公司，生產(chǎn)的商品名為Polon-MR的產(chǎn)品)和氟型防水劑(ASAHI GLASS有限公司，生產(chǎn)的商品稱為AG710產(chǎn)品)。
將1kg7號(hào)石英砂倒入51的灰漿攪拌器中，將80g含2.5%固態(tài)的上述硅酮型或氟型防水劑的防水劑液體滴加到石英砂中，將石英砂在150℃下干燥2小時(shí)，這樣，就獲得了以石英砂為基料的含0.2%防水劑的防水砂。
接著，將40g水倒入4號(hào)石英砂中制備濕層，然后將75g和150g的硅酮型或氟型防水砂放在濕層上以制備土壤結(jié)構(gòu)。將土壤結(jié)構(gòu)置于40℃的熱空氣循環(huán)干燥器中老化。老化后，測定從土壤結(jié)構(gòu)蒸發(fā)水份的量變化，并比較彼此間的水份遷移量。結(jié)果示于表1。
表1
正如表1所表明的，硅酮型防水砂和氟型防水砂在通過防水砂層的水份蒸發(fā)量方面沒有差別，由兩種防水砂可獲得相同的效果。
實(shí)施例7將實(shí)施例6得到的硅酮型防水砂和氟型防水砂用PH4，PH7或PH10的標(biāo)準(zhǔn)流體浸濕，在50℃下長時(shí)間老化。測定這些砂子的防水能力以分析其使用壽命。結(jié)果示于表2。在表2中，A至E表示如下A在60%甲醇中有防水能力B在40%甲醇中有防水能力C在20%甲醇中有防水能力
D在水中有防水能力E在水中沒有防水能力表2<
正如表2所表示的，與采用硅酮型防水劑的防水砂比較，除了在中性之外，采用氟型防水劑的防水砂具有長壽命的防水能力的優(yōu)點(diǎn)。
上述實(shí)施例證明，本發(fā)明的人工土壤結(jié)構(gòu)能夠控制土壤中的水份含量，當(dāng)增大規(guī)模時(shí)，能夠在總體環(huán)境水平上改善土壤結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例8將2.0wt%水份保持劑Acryhope(得自Nippon Shokubai Kagaku Kogyo有限公司，)(具有作為主要組份的高分子丙烯酸鈉)充分地與4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)混合，得到含水份保持劑的土壤。然后，將2.5kg0.3%C10H21Si(Cl)3/正己烷溶液倒入10kg4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)中，且還倒入10kg7號(hào)Asano石英砂中(平均粒度為100微米)。攪拌后，將它們在室溫下放置約12小時(shí)。然后，過濾并用水沖洗，將其在100℃下干燥得到由疏水顆粒組成的經(jīng)硅酮處理的的疏水石英砂。
將10cm的含上述水份保持劑的土壤層放置到直徑為10cm，深為30cm的玻璃容器中，將3.3cm的上述經(jīng)硅酮處理的的4號(hào)Asano石英砂鋪在含水份保持劑的層上，再在其上鋪2cm的4號(hào)Asano石英層，于是建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)以證實(shí)本發(fā)明的效果。
實(shí)施例9將2.0wt%的水份保持劑Acryhope(得自Nippon Shokubai Kagaku Kogyo有限公司，)(具有作為主要組份的高分子丙烯酸鈉)充分地與7號(hào)Asano石英砂(平均粒度為100微米)混合，得到含水份保持劑的土壤。然后，將2.5kg0.3%C10H21Si(Cl)3/正己烷溶液倒入10kg4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)中，且也倒入10kg7號(hào)Asano石英砂(平均粒度為100微米)中。搖動(dòng)后，將其在室溫下放置約12小時(shí)。然后過濾，用水沖洗，將其在100℃下干燥，得到由疏水顆粒組成的經(jīng)硅酮處理的的疏水石英砂。
將10cm含上述水份保持劑的土壤層放入直徑為10cm，深度為30cm的玻璃容器中，將3.3cm上述獲得的經(jīng)硅酮處理的7號(hào)Asano石英砂層放在含該水份保持劑的層上，再在其上面鋪置2cm的7號(hào)Asano石英砂層，于是建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)以證實(shí)本發(fā)明的效果。
比較實(shí)施例3采用未經(jīng)硅酮處理的4號(hào)Asano石英砂代替實(shí)施例8和9中的經(jīng)硅酮處理的Asano石英砂，制備人工水分保持土壤結(jié)構(gòu)。
將50cc的蒸餾水倒入實(shí)施例8，實(shí)施例9和比較實(shí)施例3的每個(gè)水份保持層中。水份被保持在含土壤層的每種水份保持劑中。將它們置于35℃的室溫下，測定其重量變化。結(jié)果表明本發(fā)明實(shí)施例的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)抑制水份蒸發(fā)比比較實(shí)施例的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)的更好。
實(shí)施例10將3.0wt%的水份保持劑Acryhope(得自Nippon Shokubai Kagaku Kogyo有限公司)(具有作為主要組份的高分子丙烯酸鈉)充分地與4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)混合，得到含水份保持劑的土壤。然后，將聚甲基硅半氧烷(粒度為800微米)，CH3SiCl3的粒狀水解產(chǎn)物用作為含疏水層的疏水顆粒。
將10cm的含上述水份保持劑的土壤層放到直徑為10cm，深度為30cm的玻璃容器中，將3.3cm的4號(hào)Asano石英砂層鋪在含水份保持劑的層上，再在其上鋪置2cm的聚甲基硅半氧烷疏水層的層，然后在其上最后鋪置2cm7號(hào)Asano石英砂層，于是，建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，以證實(shí)本發(fā)明這個(gè)實(shí)施方案的效果。
實(shí)施例11
將5.0wt%的水份保持劑Acryhope(得自Nippon Shokubai Kagaku Kogyo有限公司)(具有作為主要組份的高分子丙烯酸鈉)充分地與7號(hào)Asano石英砂(平均粒度為100微米)混合，得到含水份保持劑的土壤。
然后將聚甲基硅倍半氧烷(粒度為800微米)，粒狀CH3SiCl3水解產(chǎn)物，用作為含疏水層的疏水顆粒。
將10cm含上述水份保持劑的土壤層放入直徑為10cm，深度為30cm的玻璃容器中，將3.3cm的7號(hào)Asano石英砂層鋪在含該水份保持劑的層上，然后，在其上面鋪2cm的聚甲基硅倍半氧烷的疏水層，再在其上面鋪3.3cm的7號(hào)Asano石英砂層，于是建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，以證實(shí)本發(fā)明該實(shí)施方案的效果。
實(shí)施例12將2.0wt%的水份保持劑Acryhope(得自Nippon Shokubai Kagahu Kogyo有限公司，)(具有作為主要組份的丙烯酸鈉)充分地與4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)混合，得到含水份保持劑的土壤。然后，將2.5kg0.3%HO-Si(ONa)(CH3)-[OSi(ONa)CH3]-OH/正己烷溶液倒入10kg4號(hào)Asano石英砂(平均粒度為1000微米)中，且也倒入10kg7號(hào)Asano石英砂(平均粒度為100微米)中，搖動(dòng)后，將它們在室溫下放置約12小時(shí)。再過濾，用水沖洗，將它們在100℃下干燥，得到由疏水顆粒組成的經(jīng)硅酮處理的石英砂。
將10cm含上述水份保持劑的土壤層放入直徑為10cm，深度為30cm的玻璃容器中，將3.3cm上述得到的經(jīng)硅酮處理的4號(hào)Asano石英砂層鋪在含該水份保持劑的層上，再在其上面鋪2cm的4號(hào)Asano石英砂層，于是，建立了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，以證實(shí)本發(fā)明的效果。
比較實(shí)施例4由7號(hào)Asano石英砂代替實(shí)施例11、實(shí)施例12由聚甲基硅倍半氧烷制成的疏水層制備人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)。
將100cc的蒸餾水倒入實(shí)施例10，實(shí)施例11，實(shí)施例12和比較實(shí)施例4中，且被保持在含土壤層的每種水份保持劑中。然后，將它們放在38℃的室溫下，測定其重量變化(水份蒸發(fā)量)。結(jié)果表明本發(fā)明實(shí)施例的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)抑制水份蒸發(fā)比比較實(shí)施例的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)更好。
上述實(shí)施例表明，與通過將水份保持劑與土壤混合制備的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，本發(fā)明的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，能更好地控制土壤中的水份蒸發(fā)。如果增加總環(huán)境水平的規(guī)模，本發(fā)明將可能改善干區(qū)域如沙漠的土壤結(jié)構(gòu)，以便長期的保持土壤的水份保持性，使土壤結(jié)構(gòu)更適于莊稼生長。
實(shí)施例13將10cm4號(hào)Asano石英砂層放入聚苯乙烯泡沫盒中。在其表面放上10cm含實(shí)施例8的水份保持劑層，再在其上鋪置3cm實(shí)施例8疏水層的層。在其上面鋪2cm的4號(hào)Asano石英砂。這樣，將棉花秧種植到直徑為10cm，深度為10cm的裝有沖積土的紙盒中。將棉花秧的紙盒以使紙盒底部到達(dá)含土壤層的水份保持劑的方式設(shè)置。在35℃的室溫下，每周用40gr/m2的水噴灑，棉花滿意地生長。作為比較實(shí)施例，將紙盒中的棉花種以同樣的方式，在實(shí)施例13的相同條件下種植，只是鋪3cm的Asano石英砂層代替所述的疏水層，棉花不生長。
實(shí)施例14將136g7號(hào)砂倒進(jìn)200ml的燒杯中，使砂層厚達(dá)到約30mm。向杯內(nèi)倒入水直到水到達(dá)砂的上表面。將136g由經(jīng)0.5%硅酮化合物KL3103(得自Shin-Etsu化學(xué)有限公司，)處理的7號(hào)砂組成的防水劑置在含水的砂上，還要在其上面鋪置136g7號(hào)砂形成3層土壤結(jié)構(gòu)。將該燒杯在38℃下放置20小時(shí)后，每小時(shí)平均蒸發(fā)水份0.033g/小時(shí)。
比較實(shí)施例5按實(shí)施例14相同的條件形成土壤結(jié)構(gòu)，除了采用未經(jīng)處理的7號(hào)砂代替所述的防水砂，按與實(shí)施例14相同的條件放置。結(jié)果，放置20小時(shí)后，每小時(shí)平均水份蒸發(fā)為0.54g/小時(shí)。
正如以上結(jié)果所示的，實(shí)施例14的土壤結(jié)構(gòu)的水份蒸發(fā)僅為比較實(shí)施例5的1/10或更少，這表明顯著的抑制土壤中水份蒸發(fā)的能力。
實(shí)施例15正如
圖14所示，將腐植土置于500mm深的聚苯乙烯泡沫盒10中形成200mm的腐植土層11。在其上面鋪置按實(shí)施例14經(jīng)相同防水劑處理的4號(hào)砂，形成50mm厚的防水層12，然后，再在其上面置未經(jīng)處理的砂，形成50mm砂層13，于是形成3層土壤結(jié)構(gòu)。將土壤22置入50mm直徑的塑料盒20中，在盒的底面和側(cè)面部分有金屬網(wǎng)21，在該土壤中種植番茄秧23。將塑料盒中的番茄秧23以使金屬網(wǎng)進(jìn)入腐植土層11達(dá)10mm深的方式種植。將溫度保持在30℃，每周噴灑一次21/m3的水比較實(shí)施例6按實(shí)施例15的相同條件形成3層土壤結(jié)構(gòu)，除了采用未經(jīng)處理的普通砂代替所述的防水砂，按實(shí)施例15同樣的方式種植番茄，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
比較實(shí)施例6的番茄秧因水份不充足而死亡，而實(shí)施例15的秧50天后仍能滿意地生長。由此證明類似實(shí)施例15的土壤結(jié)構(gòu)對綠化土地是非常有效的。
盡管為了完全和清楚公開起見，用具體的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是其權(quán)利要求不受其限制，而只是具體化，對于本專業(yè)領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員來說，所有的修改和替換結(jié)構(gòu)都公正地落在前面所述的基本技術(shù)內(nèi)容的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種人工土壤結(jié)構(gòu)，包含含土壤顆粒的土壤塊，和在所述的土壤塊中提供了主要由疏水顆粒組成的至少一層水層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置在地下水含量之上和植物根部之下的土壤中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置在地下水水平之上和植物根部之上或與之齊平的土壤中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置距土壤上表面之下的約40～80cm處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置在距土壤上表面之下的約5～40cm處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中疏水層的厚度為所述疏水層中所述疏水平均粒度的3～5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水層的厚度約為1～5cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水顆粒為2000微米或2000微米以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中在所述的土壤塊中提供至少兩層主要由疏水顆粒組成的疏水層，它們以彼此不相互接觸的方式設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中在所述的土壤塊中提供至少兩層主要由疏水顆粒組成的疏水層，所述的至少兩層疏水層具有不同的疏水性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中在所述的疏水層中提供了非織造織物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水顆粒是用防水劑處理的砂子和/或垃圾。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中疏水顆粒是由高分子聚合物組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中實(shí)質(zhì)上保持水份的水份保持層被提供在所述疏水層上并與所述疏水層接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中實(shí)質(zhì)上保持水份的水份保持層被提供在所述疏水層和暴露到空氣的所述土壤塊的之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的防水劑是硅酮或氟防水劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的人工土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的防水劑包含高分子量聚合物。
18.一種人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，包含，包含土壤顆粒的土壤塊，所述土壤塊含有水份保持劑，和主要由疏水顆粒組成的疏水層提供在所述土壤塊之上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置在土壤中的地下水平之上和植物根部之上或與之齊平。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水層被設(shè)置距土壤上表面之下5～40cm。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水層的厚度為所述疏水層中所述疏水顆粒平均大小的3～5倍。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水層的厚度約1～5cm。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中含水份保持劑的土壤顆粒的水份保持層被提供在所述疏水層上。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中非疏水土壤部分被提供在所述的疏水層內(nèi)以充滿所述的疏水層。
25.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的水份保持劑是具有水份保持性的聚合物化合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述疏水顆粒的顆粒大小為2000微米和2000微米以下。
27.根據(jù)權(quán)利要求18的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的疏水顆粒是用防水劑處理的砂子和/或垃圾。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的人工水份保持土壤結(jié)構(gòu)，其中所述的防水劑是硅酮或氟防水劑。
29.預(yù)防土地沙漠化的方法，包括步驟，在距地表面指定的深度的土壤中設(shè)置主要由疏水顆粒組成的疏水層，和控制土壤中的水份含量。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的預(yù)防土地沙漠化的方法，其中在距地表面指定的深度的土壤中提供含水份保持劑的水份保持層，其深度在所述疏水層之上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的預(yù)防土地沙漠化的方法，其中疏水顆粒的顆粒大小為2000微米或2000微米以下。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的預(yù)防土地沙漠化的方法，其中所述的疏水顆粒是用防水劑處理的砂子和/或垃圾。
33.根據(jù)權(quán)利要求32預(yù)防土地沙漠化的方法，其中所述的防水劑是硅酮或氟防水劑。
全文摘要
人工土壤結(jié)構(gòu)包括至少一層提供在土壤中的疏水顆粒的疏水層。疏水顆粒的顆粒大小為2000微米或2000微米以下。疏水顆粒是用防水劑處理的砂子和/或垃圾或具有高分子量聚合物的疏水顆粒。人工水分保持土壤結(jié)構(gòu)包括含水分保持劑的土壤塊和提供在土壤塊中的疏水顆粒的疏水層。預(yù)防土地沙漠化的方法包括在距地表面指定深度的土壤中設(shè)置疏水顆粒的疏水層和控制所述土壤中的水分含量。
文檔編號(hào)A01G25/00GK1084544SQ9311682
公開日1994年3月30日 申請日期1993年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月31日
發(fā)明者小川欽也, 平澤陽一, 大島隆夫, 西村嘉明 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社