利用改性沙体育树治理戈壁的方法

技术领域

本发明涉及戈壁土地资源的治理和利用，特别涉及一种利用具有泥土特性 的改性沙体治理戈壁的方法。

背景技术

戈壁是荒漠的一个类型，是粗砂、砾石覆盖在硬土层上的荒漠地形。地面主 要由砾石构成，即地势起伏平缓、地面覆盖大片砾石的荒漠，戈壁地面因细砂 已被风刮走，剩下砾石铺盖，因而有砾质荒漠和石质荒漠的区别。这种地区尽 是沙子和石块,地面上缺水,植物稀少。

中国的戈壁广泛分布于温都尔庙—百灵庙—鄂托克旗—盐池一线以西北的 广大荒漠、半荒漠平地，总面积约45.5万平方公里。茫茫戈壁滩上布满粗砂、 砾石，踏在上面，沙沙作响。中国几个主要的、大的沙漠和沙地主要位于新疆、 内蒙古、甘肃和宁夏等地，沙漠（包括沙丘和风蚀土地）总面积为71.29万平 方千米，戈壁总面积为56.95万平方千米，占全国面积的13.36%，其中新疆沙 漠总面积为42.0万平方千米，戈壁面积为29.3万平方千米，位居全国沙漠和 戈壁面积的首位。

科学家认为，200万年以来，特别是几十万年以来的中、晚、更新世时期， 中国西部地势不断上升，干燥气候区不断扩大。这些地带表面沉积的砂岩、粉 砂质泥岩以及砂砾岩等比较疏松的岩体在太阳和风的作用下，不断被风化剥蚀， 变成大量碎屑物质。这些大小混杂的碎屑物质从山上崩解下来，开始在山脚下 堆积起来。在洪水的作用下，被冲到较远的山麓地带，形成大面积的洪积平原。 每当干燥季节，在大风的作用下洪积平原上的碎屑物质中的细砂和尘土被吹到 天空中，其中尘土被吹到千里外的地区，形成了黄土高原；而那些细砂则被风 携带到附近，形成沙漠。粒径比较大的砾石，则被留在原地了，就形成了如今 的戈壁滩地貌了。戈壁是粗砂、砾石覆盖在硬土层上的荒漠地形。按成因砾质 戈壁可分为风化的、水成的和风成的三种。

戈壁土壤主要是灰褐色与褐色的碳质土(富于碳)、石膏土(含有石膏)、粗砾 石土，常与多沙盐沼及粘土结合在一起。地面组成物质以粗大的砾石或基岩为 主。经准平原作用而形成的石质戈壁地区，绝大部分是被覆薄层砾砂削平的基 岩，水土极端缺乏，植物极难生长。在由厚层堆积物覆盖的砾石戈壁上，地面 组成物质各处不同，但以具有一定比例的砾石并以具有显著的“砾面”为共同 特色。水源缺乏，属于内陆流域，地表径流稀少(多由区外流入)，地下水位较 低。局部地区，特别是河流两岸和盆地边缘，也有较多的地表水及地下水，为 开发利用和改造戈壁提供有利条件。土壤以肥力较低的棕色荒漠土、灰棕荒漠 土和棕钙土为主，土层薄，质地粗，水分和养分缺乏，而盐分含量丰富。荒漠 水系主要是地下的；地面河流几乎没有常流。山地水流局限于戈壁边缘，即使 如此，当它们流入松散的土壤或多盐的、封闭的凹地时也很快就干涸了。许多 河流仅在夏季流水。另一方面，地下水却广泛分布，质量足以胜任畜牧。气候 是极端大陆性的和干燥的：冬季严寒，春季干冷，夏季温暖。

戈壁的自然生态环境是十分恶劣的，植被稀少，生长环境糟糕，不适宜植物 生长。由于大量砾石的存在，戈壁的水分和养分不易被存储。同时，戈壁沙石 的移动导致道路掩埋，周遭环境恶化等一系列问题。对戈壁的改造一直是工程 技术人员面临的难题之一。

综上所述，期望获取一种戈壁治理措施，使戈壁具有土壤一样的稳定性、 保水性、透气性、并具有存储养分的功能，也就是，使戈壁“土壤化”，从根 本上解决戈壁难以保水蓄水和存储养分的难题，使其更适宜植物生长，进而从 根本上使戈壁得到治理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用改性沙体育树治理戈壁的方法， 利用改性沙体摊铺于戈壁表面。该改性沙体具有土壤一样的稳定性、保水性、 透气性、并具有存储养分的功能，也就是，使沙体“土壤化”，从根本上解决 戈壁难以保水蓄水和存储养分的难题，使其更适宜植物生长，进而从根本上进 行戈壁治理。

本发明的利用改性沙体育树治理戈壁的方法，包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.取能溶于水的固态有机物质并将其溶解于水中，形成具有粘结性及粘附 性的溶液；

a2.将步骤a1所得的溶液与沙拌合均匀后即形成改性沙体；

所述具有粘结性及粘附性的溶液与沙拌合后能够粘连沙粒，形成的改性沙 体是颗粒孔隙结构；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分能够随溶液粘附 在沙粒之间；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分蒸发后，其中的能溶于 水的固态有机物质能够粘结沙粒且遇水后能够再次溶解于水中而形成具有粘结 性和粘附性的溶液而粘连沙粒；

b．在戈壁选定位置形成用于种树的树坑；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将树栽种于该基础上；或者， 将改性沙体直接与树根包裹并栽种于树坑内；或者，将树种种植在填充于树坑 内的改性沙体中；或者，将树置于树坑中，并在树坑中填充改性沙体。

本发明还公开了一种利用改性沙体育树治理戈壁的方法，包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1．取沙、水和能溶于水的固态有机物质；

a2．将步骤a1中的沙、水和能溶于水的固态有机物质按任意顺序混合并拌 合均匀后即形成改性沙体；

所述具有粘结性及粘附性的溶液与沙拌合后能够粘连沙粒，形成的改性沙 体是颗粒孔隙结构；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分能够随溶液粘附 在沙粒之间；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分蒸发后，其中的能溶于 水的固态有机物质能够粘结沙粒且遇水后能够再次溶解于水中而形成具有粘结 性和粘附性的溶液而粘连沙粒；

b．在戈壁选定位置形成用于种树的树坑；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将树栽种于该基础上；或者， 将改性沙体直接与树根包裹并栽种于树坑内；或者，将树种种植在填充于树坑 内的改性沙体中；或者，将树置于树坑中，并在树坑中填充改性沙体。

进一步，步骤b中，树坑的形状可以为圆柱形单体并多个分布；或者为形 成规则或不规则的网状结构；或者为并列或交叉的条状结构；

进一步，步骤c中，所述树坑内设有用于对改性沙体进行加固的加固结构；

进一步，步骤a中，还添加了用于树木生长需要的养分；

进一步，改性沙体的沙粒之间具有粘结性及粘附性溶液中的水蒸发后，其 中的能溶于水的固态有机物质能将沙粒粘结在一起；所述具有粘结性及粘附性 溶液中的水蒸发后，其中的能溶于水的固态有机物质与沙体之间的重量比为 1:30-8000；改性沙体的沙粒之间具有连通孔隙和封闭孔隙；

进一步，步骤a1中，所述能溶于水的固态有机物质包括天然高分子及其改 性物质和合成高分子物质中的一种或两种及以上的混合物；

进一步，步骤a1中，还添加能够分散于所述溶液中的天然高分子及其改性 物质和合成高分子物质中的一种或两种及以上的混合物。

进一步，步骤a2中，还添加有机高分子助剂、小分子助剂、表面活性剂无 机活性粉末或粉粒物质、无机非活性粉末或粉粒物质、实体物质和PH值调节物 质中的一种或两种及以上的混合物；

进一步，所述能溶于水的固态有机物质为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二 醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素和纤维素醚中的一种或 两种及以上的混合或共聚物。

本发明的有益效果：本发明的利用改性沙体育树治理戈壁的方法，以改性 沙体为基础，直接种植树木；由于改性沙体具有类似于土壤的特性，比如从稳 定性上看，湿时的土壤颗粒之间既具有一定的结合力，又可以发生颗粒排列的 变化，所以，湿时的土壤在一定程度上呈现粘弹塑性性质；而干时的土壤颗粒 之间的结点被约束，颗粒之间的排列被约束力固定，所以干时的土壤呈现一定 的固体性质，因此无论是湿时的土壤还是干时的土壤，改性沙体即具有该力学 稳定性；从保水性、储养性能上看，土壤颗粒之间能够存储水分、养分和空气， 且水分蒸发之后还能够再吸收水分，而本发明的改性沙体即具有保水蓄水且存 储养分的特性；根据戈壁土壤特性，添加一定量的pH值调节物质，以保证树木 的良好生长。

改性沙体使得一般沙体“土壤化”，从根本上改变了沙粒之间的相互作用 关系，构成具有结合力（粘聚力）的颗粒孔隙结构，使沙体具备像土壤一样的 稳定和存储水分、养分的性能；将沙体改性而得到能够吸收水分、储存水分、 养分和空气且具有一定力学稳定性的改性沙体，能够为树木提供生长的坚实条 件，与树木种植以及分布设计相结合，是理想的治理戈壁的措施；同时，改性 沙体也可作为利用沙漠、沙地的沙资源的手段，由于具有上述特性，结合树坑 的分布特点，还可以在树木之间进行植物种植。

本发明具有显著的经济性、可实施性和环保性。

首先，本发明形成的改性沙体与现有固沙技术相比，其一次性投资建设成 本具有一定的经济效益。本发明采用的约束物质在掺量极小的条件下即可形成 满足要求的改性沙体，如采取一些能溶于水的固态有机物质包括天然高分子及 其改性固态物质和合成高分子固态物质中的一种或两种及以上的混合物；如： 聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲 基纤维素和纤维素醚中的一种或两种及以上的混合或共聚物，约束物质仅占沙 体重量比例几千分之一，且材料为常用化工材料，材料成本也较低，因此从原 理上讲材料成本也较低，而施工方法也较为简单，仅采用搅拌等常规工艺，机 械、人工费用也较低，因此综合投资成本将具有可观的经济性。以羧甲基纤维 素钠为例，1立方米水中加入20kg羧甲基纤维素钠材料，市场单价为10元/kg； 可改性沙体约4立方米，考虑人工、机械成本100元，则改性沙体1立方米， 造价为75元，按10cm铺设于沙表面，1立方米改性沙体可铺设10平方米，则 改性沙体治理沙漠的一次性投入成本为7.5元/平方米。

其次，与常规固沙方法不同，本发明形成的改性沙体具有可循环性，一次 投资建设后，改性沙体可种植各种植物，改性沙体能稳定植物根系，而植物的 根系又反过来稳定沙体，且腐烂的根茎、叶子等又可作为养分，为沙体改造形 成良性循环，戈壁将真正变为可利用的类土地资源，具有一次投资长期收益的 特点，因此其间接的经济性将不可估量。

本发明可实施性较强。本发明采用材料为现有化工行业常用材料，如聚乙 烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤 维素和纤维素醚均为化工业常用的增稠材料，生产方法简单、可行，成本较低， 另外本发明采用的施工方法简单，主要工序为分散于沙体溶液的配制和改性沙 体的拌合，因此本发明易于掌握，实施性较强。

本发明还具有环保性，本发明的约束物质，可以采用富含营养的材料，其 本身可为植物的生长提供必须的养分，也可在其中加入植物生长必须的养分。 本发明对沙体的约束根据沙体的干湿可以重新组合、改变，具有可恢复性。本 发明的约束物质采用常用的物质，比如羧甲基纤维素钠，本身还为食品添加剂， 对环境无污染，费用低，易于实施。

综上可以看出，本专利申请的技术措施从原理上实现了沙体的土壤化，可 利用改性沙体从根本上起到治理戈壁的作用，当然，改性沙体也可用于沙漠、 沙地治理。

具体实施方式

本发明的改性沙体，本发明的利用改性沙体育树治理戈壁的方法，包括下 列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.取能溶于水的固态有机物质并将其溶解于水中，形成具有粘结性及粘附 性的溶液；

a2.将步骤a1所得的溶液与沙拌合均匀后即形成改性沙体；

所述具有粘结性及粘附性的溶液与沙拌合后能够粘连沙粒，形成的改性沙 体是颗粒孔隙结构；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分能够随溶液粘附 在沙粒之间；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分蒸发后，其中的能溶于 水的固态有机物质能够粘结沙粒且遇水后能够再次溶解于水中而形成具有粘结 性和粘附性的溶液而粘连沙粒；

b．在戈壁选定位置形成用于种树的树坑；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将树栽种于该基础上；或者， 将改性沙体直接与树根包裹并栽种于树坑内；或者，将树种种植在填充于树坑 内的改性沙体中；或者，将树置于树坑中，并在树坑中填充改性沙体。

本发明还可采用另一种利用改性沙体育树治理戈壁的方法，与上述方法的 区别仅在于沙、水和能溶于水的固态有机物质选择不同的混合方式；具体包括 下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1．取沙、水和能溶于水的固态有机物质；

a2．将步骤a1中的沙、水和能溶于水的固态有机物质按任意顺序混合并拌 合均匀后即形成改性沙体；

所述具有粘结性及粘附性的溶液与沙拌合后能够粘连沙粒，形成的改性沙 体是颗粒孔隙结构；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分能够随溶液粘附 在沙粒之间；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分蒸发后，其中的能溶于 水的固态有机物质能够粘结沙粒且遇水后能够再次溶解于水中而形成具有粘结 性和粘附性的溶液而粘连沙粒；

b．在戈壁选定位置形成用于种树的树坑；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将树栽种于该基础上；或者， 将改性沙体直接与树根包裹并栽种于树坑内；或者，将树种种植在填充于树坑 内的改性沙体中；或者，将树置于树坑中，并在树坑中填充改性沙体。

两种方法中的改性沙体没有本质区别，无论混合顺序如何，最终形成的具 有粘结性及粘附性的溶液中的物质具有增稠性和水溶性，才能获得粘结性和粘 附性的溶液，实现发明目的；一般要求具有粘结性及粘附性的溶液和沙（混合 顺序不限）拌合后形成的改性沙体具有可塑性变形的特点、或者形成较稀的状 态且水分蒸发后具有可塑性。

本实施例中，步骤b中，树坑的形状可以为圆柱形单体并多个分布；或者 为形成规则或不规则的网状结构；或者为并列或交叉的条状结构；适合于不同 的种树需要，且网状或条状可在高树之间种植灌木或者草。

本实施例中，步骤c中，所述树坑内设有用于对改性沙体进行加固的加固 结构；加固结构可以是现有技术的能够实现该目的的任何机械结构，包括支架、 箱体等。

本实施例中，步骤a中，还添加了用于树木生长需要的养分。

本实施例中，改性沙体的沙粒之间具有粘结性及粘附性溶液中的水蒸发后， 其中的能溶于水的固态有机物质能将沙粒粘结在一起；所述具有粘结性及粘附 性溶液中的水蒸发后，其中的能溶于水的固态有机物质与沙体之间的重量比为 1:30-8000；该比例范围内所形成的改性沙体能够更好地实现沙体的改性，其特 性更能贴近适合树木生长的土壤。

本实施例中，改性沙体的沙粒之间具有连通孔隙和封闭孔隙；本发明的改 性沙体孔隙率可大于离散沙体的孔隙率，也大于普通土壤的连通孔隙率，且沙 体具有土壤特性；该孔隙可以存储水分、养分和空气，使其更具有土壤特性， 能适应植物生长。

本实施例中，步骤a1中，所述能溶于水的固态有机物质包括天然高分子及 其改性固态物质和合成高分子固态物质中的一种或两种及以上的混合物；如： 聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲 基纤维素和纤维素醚中的一种或两种及以上的混合或共聚物；以低成本并起到 期望作用的固态物质为主；能溶于水的固态有机物质并不局限于上述所列固态 物质，具有与所列固态物质性质相同或相近的固态物质均能实现目的，前提是 最终形成的具有粘结性及粘附性的溶液，且该固态物质在水中具有增稠性和水 溶性，才能实现发明目的，在此不再赘述。

本实施例中，步骤a1中，还添加能够分散于所述溶液中的天然高分子及其 改性物质和合成高分子物质中的一种或两种及以上的混合物。

本实施例中，步骤a2中，还添加能够分散于水中的无机物和有机物以及有 机高分子助剂、小分子助剂、表面活性剂、无机活性粉末或粉粒物质、无机非 活性粉末或粉粒物质、实体物质和PH值调节物质中的一种或两种及以上的混合 物；有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂可选择比如甘油、季戊四醇、 三乙醇胺、烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐、烷基三甲基 氯化铵、烷基伯铵盐、烷基仲铵盐、烷基叔铵盐、烷基季铵盐、甜菜碱表面活 性剂、氨基酸型表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙 烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、多元醇型表面活性剂等；改善或调节溶液在改 性沙体中的粘结性、粘附性、粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发 泡性、消泡性或/和施工和易性等；比如无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活 性粉末或粉粒物质可选择比如硅藻土、膨润土、白炭黑、粉煤灰、滑石粉、钙 粉及其它无机粉末等，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、 增韧性能；实体物质可以是沙体中自带的一些实体杂物，或者后期添加，比如 刚性或柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙体的稳定性、 抗裂性或韧性；PH值调节物质，比如添加酸、碱性调节物质，如石灰，硫磺粉， 硫酸亚铁粉末，食醋液，松针土，磷酸二氢钾溶液及其它改善或调节改性沙体 酸碱性的物质。

所添加的有机高分子助剂、小分子助剂、表面活性剂、无机活性粉末或粉 粒物质、无机非活性粉末或粉粒物质、实体物质和PH值调节物质并不局限于上 述所列物质，具有与所列物质性质相同或相近的物质均能实现目的，前提是对 改性沙体的土壤化特性具有促进作用，在此不再赘述。

当然，还可添加吸水性树脂、改性淀粉，改性纤维素，聚丙烯酸盐及其共 聚物类、聚丙烯酰胺及其共聚物类、聚乙烯醇类，聚氧乙烯醚类、大豆蛋白类、 丝蛋白类，果胶、藻酸、壳聚糖及其改性物，高吸水性树脂的共混、高吸水性 树脂与无机物凝胶的复合物等，提高改性沙体的吸水和储水能力；或者添加有 机肥、无机肥及有机无机复合肥，如有机复合肥、氮肥、磷肥和钾肥或者二元 复合肥料氮磷、氮钾和磷钾的二元复合肥以及氮磷钾三元复合肥等，增加改性 沙体的性质、提高土壤肥力水平等，均能够提高改性沙体的综合性能，适合于 植物生长。

实验表明，能够反复溶解于水中、且在水中具有增稠性和水溶性，继而能 够形成具有粘结性和粘附性溶液的物质具有多种，在此不再赘述，比如：聚乙 烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤 维素和纤维素醚中的一种或两种及以上的混合或共聚物；溶解于水中之后、不 仅能够在较大的掺量（水分蒸发后的固含量）情况下（比如质量百分比为5～10%、 甚至10～20%或者20%以上）配制出具有粘结性和粘附性的溶液，而且可以在较 小掺量的情况下，比如5%以下，甚至1%以下，配制出具有粘结性和粘附性的溶 液。使用时还可加入某些助剂，进一步改善或提高溶液的粘结性和粘附性；无 机物质与有机物质也可以复配，以得到我们所期望的具有粘结性和粘附性的溶 液。

将沙体与所述具有粘结性及粘附性的溶液（含养分）混合并拌合后，便能 够形成具有土壤性质的、颗粒+约束+孔隙的改性沙体（也可以是沙、水和能溶 于水的固态有机物质按不同顺序混合并拌合而形成）；在湿时，水分和养分存储 在溶液中而溶液又粘附在沙粒之间的孔隙中，所以，改性沙体不仅具有保水储 养的性质，而且具有像湿的土壤一样的粘弹塑性性质；在干时，原先溶解于水 中的能溶于水的固态有机物质固结后粘结改性沙体之间的颗粒，所以，改性沙 体具有像干的土壤一样的疏松固体的性质，并且，所述固结后的物质能够吸收 水分并重新溶解于水中，所以，改性沙体还具有吸收水分（含养分）的能力。

颗粒+约束+孔隙的改性沙体结构中，由于使沙粒产生结合力（粘聚力）的 约束本身为所加入的物质（水分大时为溶液，水分小时逐渐转变为固体），物质 填充孔隙后，改性沙体的孔隙可以小于未改性前的离散沙体的孔隙，然而，由 于沙体与物质所形成的溶液拌合后，沙粒之间不再是完全的直接接触，接触点 之间有所述物质，使得沙体之间的间距增大（而物质所形成的溶液中的水分蒸 发后，物质本身的固含量较小，其占据孔隙的比例不大），因此，随着颗粒之间 接触的“松”“紧”的变化，改性沙体的孔隙也可以大于甚至远远大于改性前的 离散沙体的孔隙，综上，改性沙体的孔隙既可以小于、也可以大于改性前的离 散沙体的孔隙，实验表明，改性沙体的孔隙率可以在10～80%之间变化，这一孔 隙率范围不仅大于离散沙体，而且大于几乎所有类型的土壤，这就表明，我们 可以通过不同的配比和结构调节改性沙体的孔隙率，使沙体含有我们期望的水 分、养分和空气。不仅如此，改性沙体的颗粒孔隙结构中，既具有连通孔隙， 也具有封闭孔隙，其中连通孔隙率为5-70%，改性沙体能够通过连通孔隙与外 部发生水和空气的交换。

由于改性沙体中颗粒+约束+孔隙的结构中，约束材料（物质）的约束力以 及改性沙体的孔隙率可以调节，所以，改性沙体中的水分蒸发后，形成的像干 泥土一样的疏松固体的强度可以在一个很大的范围内调节，强度在10Kpa以下 时，改性沙体是比较疏松的固体，强度在10～50Kpa之间时，改性沙体是成型较 好的疏松的固体，当强度超过50Kpa之后，改性沙体逐渐变坚韧，为了得到干 时较坚硬的改性沙体，可以通过调节约束和孔隙率，使其强度达到200Kpa以上。

由沙变成的改性沙体，在力学状态上就是一种“土”，具有流变（湿时）和 固体（干时）两种状态，并且，干的固体状态的“土”在吸收水分后能够转化 为湿的流变状态的“土”，而湿的流变状态的“土”在水分蒸发后又可以转化为 干的固体状态的“土”，通过调节颗粒之间的约束与空隙，我们可以调节改性沙 体这种“土”的流变（比如粘弹塑性）或固体性质，得到从“沙体”到“壤土” 到“粘土”之间各种各样的、适宜不同种类植物生长的“土”；因此，通过本发 明的改性沙体将沙变为“土”，为可利用沙体、改造戈壁的方式。

依据改性目的、施工要求或经济性的不同，可以配制低粘度的溶液（粘度 100mpa·s以下），也可以配制中等粘度的溶液（粘度在100mpa·s～5000mpa·s 之间），还可配置高粘度的溶液（粘度大于5000mpa·s）与沙体拌合而形成改 性沙体。

配制形成改性沙体后，由于改性沙体与外界可以发生水分的交换，所以， 改性沙体中溶液的含水量是可以变化的，进而，改性沙体中的溶液的粘度除与 所加入的物质的材料特性相关而外，还与含水量的变化相关，但所述具有粘结 性及粘附性溶液中的水分蒸发后，物质的固含量是相对不变的，所以我们可以 以所加入的物质与沙体的重量比作为控制量，确定所述物质的掺量。依据材料 性质的不同，加入改性沙体中的具有粘结性及粘附性的溶液中的物质的种类和 掺量可以在一个较大的范围内选择，水分蒸发后，所加入的物质与改性沙体的 重量比在1:30-8000范围内时，我们均可以得到基于不同改性目的要求而期望 得到的改性沙体。

基于颗粒约束原理而得到的改性沙体，其约束不仅能够在沙颗粒之间产生 结合力，而且可以在沙体与其它物质之间产生结合力，所以沙体中掺杂有适量 的砾石、植物根、茎、皮、动物粪便、尸体残留物等时，不会改变其主体上具 有土壤特性的性质，所以，基于颗粒约束的方法，我们不仅可以改造单纯的沙 或沙体，而且可以改造戈壁等含有沙和其它物质的荒地；利用这一性质，我们 甚至可以添加刚性或柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性 沙体的稳定性、抗裂性或韧性；除能够添加能够溶解于水中的各种肥料、养分 外，其它肥料也能够被约束在改性沙体中，为植物生长提供营养；我们还可以 添加吸水性树脂、酸碱调节物质等，改善改性沙体的吸水、保水性能或者改性 沙体的酸碱性能。

本发明的具体实施例：

实施例一：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.能溶于水中的固态有机物质选用聚乙烯醇；

将聚乙烯醇与水按照5：100的重量比搅拌均匀形成溶液；

a2.取1000kg沙体，再取聚乙烯醇溶解于水中形成的溶液200kg，往沙体中 加入溶液，然后混合并搅拌均匀，形成改性沙体；改性沙体中的聚乙烯醇与沙 体的重量比为1：105.0；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为网状结构；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将桑树枝插于该基础上；改 性沙体外观与土壤类似；改性沙体水分保存良好，在重庆地区春季气候条件下， 蒸发量较小，改性沙体外观与土壤类似；在自然环境中，2周后，桑树枝逐渐 生长，生长最终结果与土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙体中需添加 必要的营养物质，本实施例中，添加8kg农家肥；在靠近树坑壁的改性沙体中 添加了一定量的pH值调节物质柠檬酸，调节pH值，避免碱性影响树木生长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了季戊四醇、 三乙醇胺和烷基羧酸盐，改善或调节溶液在改性沙体中的粘结性、粘附性、粘 稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性或/和施工和易性； 无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质，本实施例选择了硅 藻土，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、增韧性能；所得 结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性。

实施例二：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.能溶于水中的固态有机物质选用羟丙基甲基纤维素；

将羟丙基甲基纤维素与水按照0.2：100的重量比搅拌形成溶液；

a2.取1000kg沙体，再取羟丙基甲基纤维素溶液190kg，将沙体与溶液混合 并搅拌均匀，形成改性沙体，改性沙体中的物质羟丙基甲基纤维素与沙体的重 量比为1：2637；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为圆柱形；

c．将改性沙体直接与树苗（或插枝）根部包裹并栽种于树坑内，改性沙体 水分保存良好，在重庆地区春季气候条件下，蒸发量较小，改性沙体外观与土 壤类似；2周后，在改性沙体内水分的条件下即可使树苗（或插枝）成活并逐 渐生长，生长最终结果与土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙体中需添 加必要的营养物质，本实施例添加2kg市购农用复合肥；在靠近树坑壁的改性 沙体中添加了一定量的pH值调节物质柠檬酸，调节pH值，避免碱性影响树木 生长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了烷基叔铵盐、 烷基季铵盐、甜菜碱表面活性剂，改善或调节溶液在改性沙体中的粘结性、粘 附性、粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性或/和施工 和易性；无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质，本实施例 选择了粉煤灰和滑石粉，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、 增韧性能；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性；还添加 了一些柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙体的稳定性、 抗裂性或韧性；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性。

实施例三：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.能溶于水中的固态有机物质选用羧甲基纤维素钠；

将羧甲基纤维素钠与水按照1：100的重量比搅拌均匀形成溶液；

a2.取1000kg沙体，再取羧甲基纤维素钠溶液210kg，将沙体和羧甲基纤维 素钠溶液混合并搅拌均匀，形成改性沙体，改性沙体中的物质羧甲基纤维素钠 与沙体的重量比为：1：481.0；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为条形结构；

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将梧桐树枝插于该基础上； 在重庆地区春季气候条件下，蒸发量较小，改性沙体外观与土壤类似，2周后， 在改性沙体内水分的条件下即可使梧桐树枝成活并逐渐生长，生长最终结果与 土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙体中需添加必要的营养物质，本实 施例添加2kg市购农用复合肥及少量的农家肥和尿素；在靠近树坑壁的改性沙 体中添加了一定量的pH值调节物质柠檬酸，调节pH值，避免碱性影响树木生 长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了烷基季铵盐、 甜菜碱表面活性剂、氨基酸型表面活性剂，改善或调节溶液在改性沙体中的粘 结性、粘附性、粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性 或/和施工和易性；无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质， 本实施例选择了膨润土和白炭黑，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸 水、保水、增韧性能；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特 性；还添加了一些柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙 体的稳定性、抗裂性或韧性；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的 土壤特性。

实施例四：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.选用羧甲基纤维素钠；

将羧甲基纤维素钠与水按照2.5：100的重量比溶解形成溶液；

a2.取1000kg沙体，再取羧甲基纤维素钠溶液173kg，将沙体和羧甲基纤维 素钠溶液混合并搅拌均匀，形成改性沙体，改性沙体中的羧甲基纤维素钠与沙 体的重量比为：1：237.0；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为圆柱结构；

c．在树坑内放置树苗（或插枝），并向树坑内填充改性沙体，使树苗（或 插枝）生长于改性沙体；在重庆地区春季气候条件下，保水效果较好；改性沙 体外观与土壤类似，2周后，改性沙体内水分的条件下即可使树苗（或插枝） 成活并逐渐生长，生长最终结果与土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙 体中需添加必要的营养物质，本实施例添加适量的复合肥料及少量的农家肥和 尿素；在靠近树坑壁的改性沙体中添加了一定量的pH值调节物质柠檬酸，调 节pH值，避免碱性影响树木生长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了烷基伯铵盐、 烷基仲铵盐、烷基叔铵盐，改善或调节溶液在改性沙体中的粘结性、粘附性、 粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性或/和施工和易性； 无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质，本实施例选择了硅 藻土和膨润土，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、增韧性 能；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性；还添加了一些 柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙体的稳定性、抗裂 性或韧性；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性。

实施例五：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.选用甲基纤维素和羧甲基纤维素钠；

将甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和水按照0.4：0.7：100的重量比溶解后形 成甲基纤维素和羧甲基纤维素钠复合溶液；

a2.取1000kg沙体，再取甲基纤维素和羧甲基纤维素钠复合形成的溶液 246kg，将沙体和溶液混合并搅拌均匀，改性沙体中的物质甲基纤维素和羧甲基 纤维素钠与沙体的重量比为：1：373.6；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为条状结构；

c．在树坑内填充改性沙体，并种植树种，在重庆地区春季气候条件下，改 性沙体水分保存良好，在重庆春季气候条件下保水性好，改性沙体外观与土壤 类似，2周后，在改性沙体内水分的条件下即可使树种发芽长成小树苗并逐渐 生长，生长最终结果与土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙体中需添加 必要的营养物质，本实施例添加适量的复合肥料及少量的农家肥和尿素；在靠 近树坑壁的改性沙体中添加了一定量的pH值调节物质柠檬酸，调节pH值，避 免碱性影响树木生长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了烷基磺酸盐、 烷基三甲基氯化铵、烷基伯铵盐，改善或调节溶液在改性沙体中的粘结性、粘 附性、粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性或/和施工 和易性；无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质，本实施例 选择了硅藻土和膨润土，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、 增韧性能；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性；还添加 了一些柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙体的稳定性、 抗裂性或韧性；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性。

实施例六：包括下列步骤：

a．制备改性沙体：

a1.选用可溶解物质羟丙基甲基纤维素和可分散物质阳离子淀粉；

将可溶解物质羟丙基甲基纤维素、可分散物质阳离子淀粉和水按照0.2：2： 100的重量比搅拌均匀，并进行加热糊化后形成复合溶液备用；

a2.取1000kg沙体，再取复合溶液231kg，将沙体和溶液混合并搅拌均匀， 形成改性沙体，改性沙体中的可溶解物质羟丙基甲基纤维素与沙体的重量比为： 1：2168.7，改性沙体中的总物质羟丙基甲基纤维素和阳离子淀粉与沙体的重量 比为：1：201.1；

b．在利用碎石、碱性沙体（土含量相对于一般沙体多）模拟的戈壁选定位 置形成用于种树的树坑；本实施例中，树坑为条形结构。

c．在树坑内填充改性沙体形成树生长的基础，将柳树棒插接于该基础上； 改性沙体水分保存良好，改性沙体外观与土壤类似，在重庆地区春季气候条件 下，2周后，在改性沙体内水分的条件下即可使柳树棒成活并逐渐生长，生长 最终结果与土壤种植的该植物并无差别；当然，改性沙体中需添加必要的营养 物质，本实施例添加市购农用复合肥及少量的农家肥和氮磷钾等废料；且对于 插接树棒，需保持改性沙体的湿润；在靠近树坑壁的改性沙体中添加了一定量 的pH值调节物质柠檬酸，调节pH值，避免碱性影响树木生长。

取部分改性沙体，采取烘干等措施，使其表面失水后，改性沙体表面板结 成整体，具有一定强度，若再将水洒在失水后的改性沙体表面，改性沙体内的 物质将水分吸收，沙体又呈可塑润湿状态。

本实施例中，还添加以下物质另做试验：还添加能够分散于水中的无机物 和有机物（比如能够分散并溶胀于水中的物质，包括淀粉、聚丙烯酰胺等）等 以及有机高分子助剂、小分子助剂和表面活性剂，本实施例选择了烷基磺酸盐、 烷基三甲基氯化铵、烷基伯铵盐，改善或调节溶液在改性沙体中的粘结性、粘 附性、粘稠性、流平性、分散性、水溶性、吸水性、发泡性、消泡性或/和施工 和易性；无机活性粉末或粉粒物质以及无机非活性粉末或粉粒物质，本实施例 选择了硅藻土和膨润土，改善或调节改性沙体的级配或改性沙体的吸水、保水、 增韧性能；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性；还添加 了一些柔性纤维、织物、藤条、薄膜条、片等，改善或调节改性沙体的稳定性、 抗裂性或韧性；所得结果与没有添加这些物质相比，具有更好的土壤特性。

上述实施例中，随着水分的蒸发，改性沙体孔隙率和连通孔隙率处于变化 范围，连通孔隙率范围在5～70%，一般情况下，连通孔隙率在15～50%，适合于 保水抗旱，并适合树木生长。

上述实施例中，还栽种有番茄、黄瓜等多种菜苗，也可栽种花卉、树木等， 同样可以栽种玉米、辣椒等秧苗，长势均较好，与土壤种植效果一样，种植的 番茄、黄瓜等还可结果并食用。

上述实施例中，以较宽的范围列举了改性沙体中能溶于水中的固态有机物 质与沙体的重量比，后又有大量试验表明，能溶于水中的固态有机物质与沙体 的重量比不同，形成改性沙体也具有一定差异，当能溶于水中的固态有机物质 （物质确定）与沙体的重量比越小时，保水效果适当降低，当能溶于水中的固 态有机物质（物质确定）与沙体的重量比越大时，保水效果越好，但是，与此 相适应的是，沙粒之间的粘结强度也随着固态有机物质（物质确定）与沙体的 重量比的升高而增大，随着固态有机物质（物质确定）与沙体的重量比的降低 而减小；当能溶于水中的固态有机物质与沙体重量比达到1：8000时，改性沙 体仍然具有一定的保水作用，沙粒之间依然具有粘结强度，但有所降低，且能 够生长树木，但须适当浇水以保证生长条件；而当能溶于水中的固态有机物质 与沙体重量增大至1：30，改性沙体的沙粒之间粘结强度较大，保水效果较好， 但改性沙体本身具有板结现象，用于固沙效果非常明显，当然，也可用于树木 生长，只是具有板结现象的改性沙体不利于树木根系的生长；也就是说，根据 本发明中对能溶于水中的固态有机物质物理性质的要求，能溶于水中的固态有 机物质的用量相对较多则固沙、保水、沙粒粘结强度较好，否则会降低，而上 述范围并不仅仅是1:8000至1:30，还可适当减小或者增大，形成的改性沙体 均具有所期待或可预见的效果，但适合用于沙漠中并形成近似于土壤用于植物 生长则需采用合适范围。

上述实施例并不能穷尽所有的可替代物质，比如能够溶解水中的能溶于水 的固态有机物质还有很多，在此不再赘述，均能实现发明目的，当然，以低成 本并起到期望作用的物质为主。

当然，上述组分的混合顺序并不能限定本发明的保护范围，可将沙体、水 和能溶于水的固态有机物质按任意顺序混合并拌合而形成，拌合后，所述能溶 于水的固态有机物质溶解于水中而形成具有粘结性及粘附性的溶液并粘连沙体 粒而形成具有颗粒孔隙结构的改性沙体；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的 水分能够随溶液粘附在沙体粒之间；所述具有粘结性及粘附性的溶液中的水分 蒸发后，其中的物质遇水后能够再次溶解于水中而形成具有粘结性和粘附性的 溶液而粘连沙体粒；并且，通过实验证明，所得的结果并无明显改变。

在该改性沙体上种植树木时，可采用现有技术土壤中种植树木的全部方式， 包括薄膜养护、大棚生长育苗，以抵抗外部恶劣的自然环境；总之，与在土壤 中种植树木没有本质性区别，在此不再赘述。

对比表明，将所述具有粘结性和粘附性的液体与沙子拌合形成改性沙体后， 再摊铺于普通沙体表面形成的结构层，与将所述液体直接喷洒在普通沙体表面 而形成的表面层有本质的区别，具体体现在：

第一，实现原理上根本不同。

从颗粒物质的构成规则上看，改性沙体是建立在本发明人提出的“颗粒约 束”原理的基础上，是一种全新的沙子“土壤化”的思路。

普通沙子之间的约束形式为“接触”，其接触点仅存在接触压力和摩擦力， 而没有任何结点结合力和结合力矩（如结点拉力和力矩），因此，普通沙子只能 通过接触压力和摩擦力平衡重力和外力，其结点不能承受拉力和力矩，否则， 沙体就将发生颗粒排列的突变而失稳。

而将具有粘结性和粘附性的液体与沙子拌合形成改性沙体后，其颗粒结点 之间的约束力为“粘附力”，它既能够产生抵抗颗粒之间分离的约束拉力，又能 够产生抵抗颗粒转动的约束力矩，同时，它还能产生结点压力和摩擦力，因此， 它能够对颗粒的所有自由度进行限制，但这种限制又是有限的，颗粒结点在产 生约束反力的同时，还可以伸长、转动和滑动，因此，其约束形式与普通沙子 根本不同，也就是说，改性沙体既可以抵抗外力，又能够在外力作用下有限而 稳定地运动。另一方面，改性沙体中，沙体整体内部的约束为“粘附约束”，这 种约束是将具有粘结性和粘附性的液体与沙子拌合后形成，在细观结构上，这 种约束是在每一颗沙子表面均匀覆盖一层粘附层后，颗粒之间再接触而形成， 因此，这种约束具有万向性和可恢复性，也就是说，颗粒之间在任意点接触均 能够形成“粘附约束”，且分离后，颗粒之间再接触，这种约束特性能够恢复。 因此，改性沙体具有宏观均匀和各项同性的粘弹塑性性质，与湿的土壤的力学 特性一样。

一旦改性沙体中的水分蒸发后，“粘附约束”就将变为“固结约束”，也就 是，沙子之间的空间排列将被固定，沙体能够承受荷载，具有一定强度，表现 为疏松固体的性质，就像干的土壤一样。同时，如前所述，遇水后，“固结约束” 又重新变为“粘附约束”，沙体由固体变为粘弹塑性体。改性沙体中（无论干时 还是湿时），始终具有连通、开放孔隙，与外界发生水分、养分和空气的交换。

但是，如果仅将所述具有粘结性和粘附性的液体喷洒在沙体表面，仅能够 在沙体表面形成一层粘附膜，渗透在粘附膜之下的液体十分有限，而这层粘附 膜干后，就成为固态薄膜，显然，这种方法本身不是基于“颗粒约束”原理而 得出，也与沙子“土壤化”的思路根本不同。喷涂在沙体表面的粘附层（固化 后为薄膜层）及其渗透在粘附层下很薄范围内的液体，仅在沙体表面形成了约 束，这种约束是由强到弱的，不具有均匀和各向同性性质，与土壤的性质出入 很大；粘附层（固化后的薄膜层）驻留在沙子颗粒表面，可以将沙子之间的孔 隙完全封闭，这与具有连通、开放孔隙的改性沙体根本不同，也与土壤化的思 路根本不同；改性沙体中的约束在改性沙体内部均匀、等效发生作用，与自然 土壤的特性类似，而喷洒层仅在表面附近发生作用，不具有自然土壤的特性。

第二，结构特性上根本不同。

结构尺度上，拌合后而形成的改性沙体，其结构尺寸可以根据需要调节， 摊铺厚度可大可小，结构厚度大时，可以种植植株高大的植物，而结构厚度小 时，可以种植植株矮小的植物；而喷洒层的厚度仅在表面附近形成，其结构尺 寸很难根据需要而调节。

强度及耐久特性上，拌合后而形成的改性沙体，形成的是板体，具有板的 力学特性，在材料强度相对不大的情况下，仍具备较高的承载力，达到固沙的 目的，并且，板体的开裂或破坏，并不破坏其固沙的效果，与土层的强度发挥 原理与稳定性一致；同时，改性沙体在其厚度范围内，无论是湿时的粘弹塑性 体，还是干时的疏松固体，均既能够稳定植物的根系，又能够适应根系的成长 与发展，与土壤稳固植物和适应植物根系发展的力学特性一致。但是，喷洒形 成的表面薄层，具有薄膜的力学特性（与板的特性差别很大），必须保证足够的 强度，才能达到固沙的目的，表层一旦破坏，就难以约束表层下的沙体，其固 沙的效果就难以发挥；同时，表面表层下的沙体颗粒之间没有附加约束，仍然 为自然沙体，不能稳定植物根系，与土壤的特性根本不同。

在孔隙特性上，改性沙体的孔隙分布均匀，具有连通且与外界联系的开放 孔隙，能够与外界发生水分、养分和空气的交换，而喷洒形成的表面薄层，封 闭了沙体与外界的联系。

在保水、储水及蒸发特性上，首先，改性沙体的保水、储水原理是将水直 接储存在具有粘结性和粘附性的液体中（如前所述，液体中除去固体物质均是 水），难以蒸发和流失，与土壤的保水、储水特性十分类似，其保水、储水能力 十分强，且这种能力可以在一个较大的范围内调节，能够适应各种各样植物的 生长，在重庆的实施表明，通过调节配合比而得到的高储水能力的改性沙体， 能够种植水稻并茂盛生长，直至收获饱满的稻谷；其次，改性沙体的蒸发特性 也与土壤类似，表面沙粒中的水分蒸发后，内部的水分不直接与外界接触，从 上到下缓慢蒸发，保持一个合理的蒸发与储水梯度。然而，喷洒形成的表面薄 层，其保水、储水和蒸发的特性与改性沙体根本不同，刚喷洒而驻留在表面薄 层中的水，仅能渗透到表层以下很小的范围，很容易蒸发而形成与外界封闭的 固态薄膜，此时，薄膜本身无储水能力，其储水原理是：利用沙体中的游离水 分，因温度冷热不均而蒸发、凝聚、遇阻的复杂过程，最终使其停留在薄膜下 方附近的区域，这种储水原理与土壤和改性沙体的储水原理根本不同，储存的 水分不多，仅能够适应少数植物的生长。

第三，植物的种植和生长特性不同。

首先，在种子的种植特性上，实施对比表明，对于改性沙体，种子可埋于 改性沙体中，或撒播在改性沙体表面，根据种子的发芽特性不同，各种种子均 能够发芽生长；而对于表面喷洒粘附层的方法，各种种子埋下或撒播后，必须 喷洒薄层粘附覆盖层，但是，由于表面覆盖层以下的水分少，部分埋入的种子 不发芽或发芽情况差；同时，由于表面覆盖层凝固后能够封闭种子（且水分已 蒸发），撒播的种子在覆盖薄层后，同样出现不发芽或发芽情况差的情况。因此， 改性沙体具有土壤的性质，更适宜种子发芽。

在植物的栽种特性上，实施对比表明，改性沙体能够栽种各种植物，根据 改性沙体厚度的不同，可以栽种植株矮小的草本植物，也可栽种植株高大的草 本植物，还可栽种灌木，并且，在改性沙体的局部厚度和体积能够稳定植物根 系的情况下，还可栽种高大乔木；但是，在喷洒液体而形成薄层粘附覆盖层后， 尤其在薄层覆盖层中的水分蒸发而形成固态薄膜层后，栽种植物是以破坏薄膜 层为代价，因此，喷洒薄层覆盖层后，几乎不适宜再栽种任何植物；而栽种植 物之后再喷洒粘附层，没有多少实际价值。

在植物的生长特性上，改性沙体中的植物普遍生长良好，与一般土壤并无 差异，根据改性沙体厚度的不同，改性沙体可以生长植株矮小的草本植物，也 可生长植株高大的草本植物，还可生长灌木和乔木，但是，仅在薄层喷洒覆盖 的情况下，植物普遍生长情况较差，并且，薄层覆盖层以下的沙子，难以稳固 植株高大的草本植物（如玉米等）和树木。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。