CN106068751B - 一种破除退化草地土壤‑根系复合体结构的方法及装置 - Google Patents

一种破除退化草地土壤‑根系复合体结构的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于草地生态改良领域,具体涉及一种破除退化草地土壤‑根系复合体结构的方法及装置。本发明通过机械手段打破退化草地地下土壤‑根系复合体和板结性土层,用于恢复以根茎型或根茎疏丛型牧草为主要建群种的天然退化草地,改善其生长环境,提高牧草产量。与现有技术相比,本发明的优点是,以对天然草地低扰动的方式破除板结性土层形成的土壤‑根系复合体,形成通气透水能力较强的土壤环境,促进牧草复壮扩繁,从而提高牧草产量,改善退化草地生态环境,并且在作业过程中不产生土壤翻垡,对植被破坏小。

Description

一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法及装置
技术领域
本发明属于草地生态改良领域,具体涉及一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法及装置。
背景技术
以羊草为代表的根茎型或根茎疏丛型牧草,在生长多年后,草地呈现出草地土壤板结,土壤紧实度高,草地亚表层土壤紧实,不同深度土层下根系与土壤交织在一起形成土壤-根系复合体结构的特点,使得草地土壤通气透水能力下降,不利于牧草根系的发育和生长。传统的农业机具大多用于农田作业,作业时主要以翻垡土壤的方式进行作业,对土壤的扰动程度大,且对植被破坏程度大,易造成土壤风蚀和水蚀等,并不适用于天然草地的作业。
发明内容
针对以上问题,本发明的目的在于提供一种用于破除退化草地的草地土壤-根系复合体结构的方法及装置,通过机械手段打破退化草地地下土壤-根系复合体和板结性土层,用于恢复以根茎型或根茎疏丛型牧草为主要建群种的天然退化草地,改善其生长环境,提高牧草产量。
为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
本发明提供一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,该方法包括:
(1)以带有刃口的刀齿类耕作部件在土层中单向移动,作业深度为5-15cm,通过刃口切断土层中的土壤-根系复合体,并在周围形成扰动的土壤环境,刀齿类耕作部件作业后形成极窄沟缝,极窄沟缝宽度为7-20mm;多条极窄沟缝之间具有一定水平间隔,间隔范围为40-60cm;
(2)在打破土壤-根系复合体的同时实现透气作业,沿着作业后的极窄沟缝形成条状透气作业带。
该方法应用在以根茎型或根茎疏丛型为主要牧草建群种的板结性天然退化草地。
本发明提供一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置,该装置包括极窄刀齿1、镇压辊2、镇压辊支撑架3、机架4、固定筋板5、齿辊8、齿辊支撑架9和连接单元。
机架4包括两个相互平行的纵梁和一个垂直固接于两个纵梁中部的横梁;纵梁的前部和后部分别设置有用于安装镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的机架竖直安装板;机架竖直安装板沿竖直方向等距地设置有多个安装孔。
镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9具有相同的结构,均为“U”形支架结构,具有一个顶板和两个侧板;镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的底端,在竖直方向上,均开有辊轴槽,分别用于容纳镇压辊2和齿辊8的辊轴;镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的外侧均设置有连接单元安装板,用于固定连接单元;镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的竖直方向上,等距地设置有多个与机架竖直安装板的安装孔相对应的安装孔,螺栓穿过机架竖直安装板和镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的对应的安装孔将镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9分别连接在机架4的前部的机架竖直安装板和后部的机架竖直安装板上。
所述固定筋板5通过螺栓固定于机架4的横梁上。
所述极窄刀齿1固接于固定筋板5上,极窄刀齿1的刃口朝向装置的前进方向。
所述镇压辊2为对称双辊结构,其包括镇压辊轴和两个形状相同的镇压辊轮;两个镇压辊轮间隔地布置在镇压辊轴上,两个镇压辊轮之间的间隔与极窄刀齿1在同一条工作直线上,且两个镇压辊轮之间的间隔不小于极窄刀齿1的工作宽度。
所述连接单元包括弹簧6和固定套杆7;固定套杆7底端设置有辊轴安装孔,中部设置有弹簧挡板,顶端固定在镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的外侧的连接单元安装板上;在固定套杆7的弹簧挡板与连接单元安装板之间套有弹簧6。
镇压辊2的镇压辊轴分别插入镇压辊支撑架3侧板底端的辊轴槽,并分别与镇压辊支撑架3侧板外侧的连接单元的固定套杆7的辊轴安装孔构成转动连接。
齿辊8的辊轴分别插入齿辊支撑架9侧板底端的辊轴槽,并分别与齿辊支撑架9侧板外侧的连接单元的固定套杆7的辊轴安装孔构成转动连接。
所述齿辊8外表面布置有多个星形或锯齿形状的刀齿,相邻刀齿的齿尖周向交错排列。
所述极窄刀齿1的工作宽度为7-20mm。
所述极窄刀齿1从两个镇压辊轮之间的间隔穿过,在垂直于装置的前进方向的水平方向上,镇压辊轮将位于两个镇压辊轮之间的极窄刀齿1刃口的刃面遮盖。
所述镇压辊2的工作宽度与齿辊8的工作宽度相等。
本发明提供一种利用所述装置破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,该方法包括:
a.拖拉机通过悬挂装置并列牵引多个所述破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置作业,极窄刀齿1以从动的方式进入草地土层,并在土层中单向移动,作业深度5-15cm;
b.作业时,极窄刀齿1通过刃口滑切破除土层中土壤-根系复合体,镇压辊2通过连接单元在镇压辊支撑架3上浮动,在连接单元弹簧压力作用下对极窄刀齿1前方土壤施加压紧力防止极窄刀齿1刃口前方土壤翻垡,镇压辊2通过滚动代替滑动减少对地表植被的破坏;齿辊8通过连接单元在齿辊支撑架9上浮动,通过连接单元弹簧的压力对极窄刀齿1运动后的失效区通过齿辊碎土镇压,打孔透气,形成条状透气作业带11;
c.作业后,地表留下极窄刀齿1运动后形成的极窄沟缝10,极窄沟缝10宽度为7-20mm;多条极窄沟缝之间具有一定水平间隔,间隔范围为40-60cm。
作业时镇压辊2和齿辊8均通过浮动的方式实现运动过程中地表仿形,并根据作业深度要求,通过调整机架竖直安装板与镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的对应的安装孔,调整镇压辊2和齿辊8的作业高度。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明以对天然草地低扰动的方式破除板结性土层形成的土壤-根系复合体,形成通气透水能力较强的土壤环境,促进牧草复壮扩繁,从而提高牧草产量,改善退化草地生态环境,并且在作业过程中不产生土壤翻垡,对植被破坏小。
附图说明
图1为本发明一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置的等轴侧视示意图;
图2为本发明一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置的主视示意图;
图3为本发明一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置去除连接部件后的爆炸结构示意图;
图4为本发明一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置在土壤中作业的示意图;
图5为本发明一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置在土壤中作业后的效果示意图。
其中的附图标记为:
1极窄刀齿 2镇压辊
3镇压辊支撑架 4机架
5固定筋板 6弹簧
7固定套杆 8齿辊
9齿辊支撑架 10极窄沟缝
11条状透气作业带
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
本发明提供一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,包括:
(1)以带有刃口的刀齿类耕作部件在土层中单向移动,作业深度为5-15cm,通过刃口切断土层中的土壤-根系复合体,并在周围形成扰动的土壤环境,刀齿类耕作部件作业后形成极窄沟缝,极窄沟缝宽度为7-20mm;多条极窄沟缝之间具有一定水平间隔,间隔范围为40-60cm;且在作业过程中实现土块低翻垡或零翻垡,草地作业实现低扰动;
(2)在打破土壤-根系复合体的同时实现透气作业,沿着作业后的极窄沟缝形成条状透气作业带,增加土层通气透水能力,改善土壤环境。
该方法应用在以根茎型或根茎疏丛型为主要牧草建群种的板结性天然退化草地。
如图1、图2和图3所示,本发明的一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置包括:极窄刀齿1、镇压辊2、镇压辊支撑架3、机架4、固定筋板5、齿辊8、齿辊支撑架9和连接单元。
机架4包括两个相互平行的纵梁和一个垂直固接于两个纵梁中部的横梁;纵梁的前部和后部分别设置有用于安装镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的机架竖直安装板;机架竖直安装板沿竖直方向等距地设置有多个安装孔。
镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9具有相同的结构,均为“U”形支架结构,具有一个顶板和两个侧板。镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的底端,在竖直方向上,均开有辊轴槽,分别用于容纳镇压辊2和齿辊8的辊轴。镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的外侧均设置有连接单元安装板,用于固定连接单元。镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的竖直方向上,等距地设置有多个与机架竖直安装板的安装孔相对应的安装孔,螺栓穿过机架竖直安装板与镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的对应的安装孔将镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9分别连接在机架4的前部的机架竖直安装板和后部的机架竖直安装板上。
所述固定筋板5通过螺栓固定于机架4的横梁上。
所述极窄刀齿1固接于固定筋板5上,极窄刀齿1的刃口朝向装置的前进方向。
所述镇压辊2为对称双辊结构,其包括镇压辊轴和两个形状相同的镇压辊轮;两个镇压辊轮间隔地布置在镇压辊轴上,两个镇压辊轮之间的间隔与极窄刀齿1在同一条工作直线上,且两个镇压辊轮之间的间隔不小于极窄刀齿1的工作宽度,优选地,极窄刀齿1的工作宽度为7-20mm。极窄刀齿1从两个镇压辊轮之间的间隔穿过,在垂直于装置的前进方向的水平方向上,镇压辊轮将位于两个镇压辊轮之间的极窄刀齿1刃口的刃面遮盖,以防止极窄刀齿1刃口前方土壤因土壤和根系连带造成翻垡,镇压辊2通过滚动代替滑动减少对地表植被的破坏。
所述连接单元包括弹簧6和固定套杆7。固定套杆7底端设置有辊轴安装孔,中部设置有弹簧挡板,顶端固定在镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的外侧的连接单元安装板上。在固定套杆7的弹簧挡板与连接单元安装板之间套有弹簧6。
镇压辊2的镇压辊轴分别插入镇压辊支撑架3侧板底端的辊轴槽,并分别与镇压辊支撑架3侧板外侧的连接单元的固定套杆7的辊轴安装孔构成转动连接。
齿辊8的辊轴分别插入齿辊支撑架9侧板底端的辊轴槽,并分别与齿辊支撑架9侧板外侧的连接单元的固定套杆7的辊轴安装孔构成转动连接。
所述齿辊8外表面布置有多个星形或锯齿形状的刀齿,相邻刀齿的齿尖周向交错排列。
所述镇压辊2的工作宽度与齿辊8的工作宽度相等。
本发明提供一种利用上述装置破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,包括:
a.拖拉机通过悬挂装置并列牵引多个所述破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置作业,极窄刀齿1以从动的方式进入草地土层,并在土层中单向移动,作业深度5-15cm,如图4所示;
b.作业时,极窄刀齿1通过刃口滑切破除土层中土壤-根系复合体,镇压辊2通过连接单元在镇压辊支撑架3上浮动,在连接单元弹簧压力作用下对极窄刀齿1前方土壤施加压紧力防止极窄刀齿1刃口前方土壤翻垡,镇压辊2通过滚动代替滑动减少对地表植被的破坏;齿辊8通过连接单元在齿辊支撑架9上浮动,通过连接单元弹簧的压力对极窄刀齿1运动后的失效区通过齿辊碎土镇压,打孔透气,形成条状透气作业带11;
c.作业后,地表留下极窄刀齿1运动后形成的极窄沟缝10,极窄沟缝10宽度为7-20mm;多条极窄沟缝之间具有一定水平间隔,间隔范围为40-60cm,如图5所示。
作业时,镇压辊2和齿辊8均可通过浮动的方式实现运动过程中地表仿形,并可以根据作业深度要求,通过调整机架竖直安装板与镇压辊支撑架3和齿辊支撑架9的侧板的对应的安装孔,调整镇压辊2和齿辊8的作业高度。

Claims (6)

1.一种破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置,其特征在于:该装置包括极窄刀齿(1)、镇压辊(2)、镇压辊支撑架(3)、机架(4)、固定筋板(5)、齿辊(8)、齿辊支撑架(9)和连接单元;
机架(4)包括两个相互平行的纵梁和一个垂直固接于两个纵梁中部的横梁;纵梁的前部和后部分别设置有用于安装镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的机架竖直安装板;机架竖直安装板沿竖直方向等距地设置有多个安装孔;
镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)具有相同的结构,均为“U”形支架结构,具有一个顶板和两个侧板;镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的底端,在竖直方向上,均开有辊轴槽,分别用于容纳镇压辊(2)和齿辊(8)的辊轴;镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的外侧均设置有连接单元安装板,用于固定连接单元;镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的竖直方向上,等距地设置有多个与机架竖直安装板的安装孔相对应的安装孔,螺栓穿过机架竖直安装板和镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的对应的安装孔将镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)分别连接在机架(4)的前部的机架竖直安装板和后部的机架竖直安装板上;
所述固定筋板(5)通过螺栓固定于机架(4)的横梁上;
所述极窄刀齿(1)固接于固定筋板(5)上,极窄刀齿(1)的刃口朝向装置的前进方向;
所述镇压辊(2)为对称双辊结构,其包括镇压辊轴和两个形状相同的镇压辊轮;两个镇压辊轮间隔地布置在镇压辊轴上,两个镇压辊轮之间的间隔与极窄刀齿(1)在同一条工作直线上,且两个镇压辊轮之间的间隔不小于极窄刀齿(1)的工作宽度;
所述连接单元包括弹簧(6)和固定套杆(7);固定套杆(7)底端设置有辊轴安装孔,中部设置有弹簧挡板,顶端固定在镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的外侧的连接单元安装板上;在固定套杆(7)的弹簧挡板与连接单元安装板之间套有弹簧(6);
镇压辊(2)的镇压辊轴分别插入镇压辊支撑架(3)侧板底端的辊轴槽,并分别与镇压辊支撑架(3)侧板外侧的连接单元的固定套杆(7)的辊轴安装孔构成转动连接;
齿辊(8)的辊轴分别插入齿辊支撑架(9)侧板底端的辊轴槽,并分别与齿辊支撑架(9)侧板外侧的连接单元的固定套杆(7)的辊轴安装孔构成转动连接;
所述齿辊(8)外表面布置有多个星形或锯齿形状的刀齿,相邻刀齿的齿尖周向交错排列。
2.根据权利要求1所述的破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置,其特征在于:所述极窄刀齿(1)的工作宽度为7-20mm。
3.根据权利要求1所述的破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置,其特征在于:所述极窄刀齿(1)从两个镇压辊轮之间的间隔穿过,在垂直于装置的前进方向的水平方向上,镇压辊轮将位于两个镇压辊轮之间的极窄刀齿(1)刃口的刃面遮盖。
4.根据权利要求1所述的破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置,其特征在于:所述镇压辊(2)的工作宽度与齿辊(8)的工作宽度相等。
5.一种利用权利要求1所述装置破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,其特征在于:该方法包括:
a.拖拉机通过悬挂装置并列牵引多个所述破除退化草地土壤-根系复合体结构的装置作业,极窄刀齿(1)以从动的方式进入草地土层,并在土层中单向移动,作业深度5-15cm;
b.作业时,极窄刀齿(1)通过刃口滑切破除土层中土壤-根系复合体,镇压辊(2)通过连接单元在镇压辊支撑架(3)上浮动,在连接单元弹簧压力作用下对极窄刀齿(1)前方土壤施加压紧力防止极窄刀齿(1)刃口前方土壤翻垡,镇压辊(2)通过滚动代替滑动减少对地表植被的破坏;齿辊(8)通过连接单元在齿辊支撑架(9)上浮动,通过连接单元弹簧的压力对极窄刀齿(1)运动后的失效区通过齿辊碎土镇压,打孔透气,形成条状透气作业带(11);
c.作业后,地表留下极窄刀齿(1)运动后形成的极窄沟缝(10),极窄沟缝(10)宽度为7-20mm;多条极窄沟缝之间具有一定水平间隔,间隔范围为40-60cm。
6.根据权利要求5所述的破除退化草地土壤-根系复合体结构的方法,其特征在于:作业时镇压辊(2)和齿辊(8)均通过浮动的方式实现运动过程中地表仿形,并根据作业深度要求,通过调整机架竖直安装板与镇压辊支撑架(3)和齿辊支撑架(9)的侧板的对应的安装孔,调整镇压辊(2)和齿辊(8)的作业高度。
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