无碳排放旱地土壤增温方法

摘要

本发明涉及一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下：a．将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，b．垄起来的畦的走向为东西走向，c．垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其α=900-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。本发明使作物在生长季的太阳高度角最大化，得到的太阳辐射量最大化，使土温表面温度比普通农田耕地高4-6℃，比传统的垄畦耕地土壤高2-3℃，从而可以更有效地防御土温过低多作物的低温危害，而且不需要制作任何的设施，没有碳排放，节省资金投入和劳动力成本，操作简单，容易掌握，效果显著。

权利要求

1.一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下：a．将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，b．垄起来的畦的走向为东西走向，0

c．垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其α=90-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。

说明书

无碳排放旱地土壤增温方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种无碳排放旱地土壤增温方法，适用于对土壤增温作业。

背景技术

[0002] 在我国北纬23°27′以北广大地区的全年时间和北纬23°27′以南地区的冬半年，由于太阳辐射照射到该地区总是斜射的，太阳高度角低，农田土壤得到太阳的辐射量较少，冬季土温较低，甚至引起冻土，不利于农作物生长，造成减产，严重时使刚播种的农作物受到较低的土温危害而烂种烂牙烂苗。

[0003] 现有的解决措施中，为了提高农田土壤温度，往往利用农业设施，如薄膜覆盖、塑料大棚、玻璃温室等等，成本高，花费劳动力，使用材料有碳排放，不利于生态环境保护；要么干脆就放弃种植作物，闲置农田而浪费季节和太阳能，造成年产量减少。因此，如何解决上述问题是本发明的研究目的。

发明内容

[0004] 本发明的目的是一种无碳排放旱地土壤增温方法，该发明实现简单，成本低，且无碳排放，环保科技。

[0005] 本发明的装置是这样实现的：一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下：a．将旱地布置成具有垄起来的畦和低凹垄沟的结构，
b．垄起来的畦的走向为东西走向，
0
c．垄起来的畦的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边，其α=90-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。

[0006] 本发明的优点是：本发明使作物在生长季的太阳高度角最大化，得到的太阳辐射量最大化，使土温表面温度比普通农田耕地高4-6℃，比传统的垄畦耕地土壤高2-3℃，从而可以更有效地防御土温过低多作物的低温危害，而且不需要制作任何的设施，没有碳排放，节省资金投入和劳动力成本，操作简单，容易掌握，效果显著。

附图说明

[0007] 图1为耕地平面上太阳直接辐射照度示意图。

[0008] 图2为本发明具体实施例畦结构示意图。

具体实施方式

[0009] 以下结合附图对本发明的实施例作进一步的阐述。

[0010] 如图2所示，本发明的一种无碳排放旱地土壤增温方法，其具体步骤如下：a．将旱地布置成具有垄起来的畦(1)和低凹垄沟的结构，
b．垄起来的畦(1)的走向为东西走向，
0
c．垄起来的畦(1)的南侧畦面为具有特定倾斜角度的斜边(2)，其α=90-hθ正午,α为南侧畦面的倾斜角度，hθ正午为正中午的太阳高度角。

[0011] 经过上述步骤后，待种植作物可以直立栽种在垄起来的畦的南侧畦面上，从而有效提高作物生长环境温度。

[0012] 本发明的原理是根据日地相对运动的规律，地球绕太阳公转和地球的自转运动，一年中照射到地球表面的太阳辐射的变化情况，地球上各地农田表面上在一年中不同季节接收到的太阳辐射量是不同的；同一天，地球上不同的地区得到太阳的辐射量也是不同的；同一天，同一个地区不同地块的农田得到太阳的辐射量也是不同的；同一天、同一个地区、同一个地块的农田，由于农田表面的形状不同，得到的太阳辐射量也是不同的，从图1可知道这一个结论。

[0013] 太阳辐射中未经散射和反射，直接投射到地球便面的那一部分辐射称为太阳直接辐射，俗称为阳光，太阳直接辐射照度是指与太阳辐射方向正交的单位面积、在单位时间内所接受到的太阳直接辐射能，俗称为太阳光强度，用S表示，单位为焦耳每平方米秒-2 -1（J·m ·s ）。

[0014] 从定义看，直接辐射照度指的是投射在垂直面上的太阳直接辐射，而实际农田地面可以近似地看作为水平面，农田地面多数情况不与太阳光线垂直，在我国北纬23°27′以北广大地区的全年时间和北纬23°27′以南地区的冬半年，太阳辐射照射到该地区总’是斜射的，见图1的S。

[0015] 图中的S’为某水平面的太阳直接辐射照度；S为同一水平面上垂直于太阳方向的平面上太阳直接辐射照度；hθ为太阳高度角。

[0016] 由于S’和S指的是单位面积上的辐射照度，而两个面积上在单位时间内的直接辐射量是相等的，图1中线段AC和线段BC都取单位厚度，则：’. .
S AC=SBC，
’ .
S =SBC/AC，
’ .
由于sin(hθ)=BC/AC，因此：S =Ssin(hθ)。

[0017] 从上式可看出：S’与hθ有关。

[0018] 显然，单位面积农田表面S’的太阳辐射照度低于垂直面S，在相同的照射时间中，’单位面积农田表面S 得到的太阳辐射量就低于垂直面S，土壤得到热量少，土温就低，要使’
得农田表面S 得到的太阳辐射量达到最大，就要使农田表面与太阳直接辐射方向垂直，即角度为90°。

[0019] 本发明选用垄畦为耕作地，根据正午（可以近似地看成是中午12时）太阳高度角的计算公式：0
hθ正午=90±(φ-δ)，
0
其中：hθ正午=90+(φ-δ) （当φ≤δ）
0
hθ正午=90-(φ-δ) （当φ≥δ）
φ为地理纬度；δ为太阳赤纬。

[0020] 因赤纬值日变化很小，一年内任何一天的赤纬角δ可用下式计算：Sin(δ)=0.39795cos[0.98563(N-173)]。式中N为日数，自1月1日开始计算。

[0021] 根据当地主要旱地作物播种日期开始，算到该作物全生育期天数的一半天数作为计算赤纬的日数N，可以计算出作物全生育期天数的一半天数那天的赤纬δ；再根据当地的纬度，可以计算出当地主要旱地作物生长中期正午的太阳高度角，那么，垄起来的畦的南侧倾斜的角度（α）就可以计算出来，如同图1中的∠ACB,计算公式是：0
α=90-hθ正午
以此计算得到的南侧倾斜角度（α）就是可以使得南侧畦面与太阳直接辐射垂直，成
0
90 角，也就是照到畦面的太阳辐射照度最强，种植作物的这个畦面得到的太阳辐射能量最大，得到的热能最多，可以提高该畦面的温度。

[0022] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。