CN106102442A - 深土壤修整的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于土壤(2)的深带状耕犁的装置，其中副耕作元件(11)包括一个或多个耕作元件部段(111)，第一耕作元件部段(111a)在耕作位置呈现比主耕作元件(10)更大的耕作深度。本发明还公开了一种在土壤(2)中建立带状、深松散土壤通道(23)的方法，所述带状、深松散土壤通道(23)被设置用于存储水和接收作物的部分根部系统。

Description

深土壤修整的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于土壤的深带状耕犁的装置和方法。
背景技术
在作物仅能得到很少水分的区域，农作物生产很大程度上依赖于对供植物使用的有限可得水量的有效利用。除了用于人工灌溉的降水少或者能得到的水少之外，在土壤的相对浅的耕犁层下方的土壤通常是坚硬的，且对于植物根部和落在表面的水而言难以穿透。这导致雨水在植物能够利用所述水之前在表面流失而非被存储成地下水，或者从上部松散土壤层蒸发。此外，植物根部不能建立足够深的根部系统，从而较深的地下水不能作为水源利用。
一般来说，由于从松散土壤蒸发而导致的水分损失与相距表面的距离成反比。以更大的深度耕作土壤通常将为植物创造更好的条件，因为根部可在不太可能由于蒸发而导致损失水分的深度处建立。此外，更深地耕作土壤将在坚硬的未修整土壤上赋予更大的水存储体积。深土壤耕犁的缺点在于，对能源要求苛刻且因此在不是非常机械化的农业中不能实现。因此，在土壤耕犁中的一个任务是，在土壤耕犁没有过分耗能但能够利用简单的机械化和土壤耕作工具可得的有限牵引力来实现的情况下，产生较大的水存储体积以及较深的植物根部系统的可能性。
发明内容
本发明的目的在于弥补或减少现有技术中的至少一个缺点或者至少为现有技术提供有用的备选方案。
该目的通过在以下说明书中和随后的权利要求中具体说明的特征来实现。
本发明提供了一种用于土壤的深的、优选多级的带状耕犁的装置，特别地，所述土壤是贫瘠的且不是非常疏松的地下土壤，其在很大程度上对于水和植物根部而言难以穿透，其中所述土壤借助于主耕作元件和副耕作元件来耕作，当副耕作元件包括若干耕作元件部段时，借助于副耕作元件，在每个阶段都能以比先前阶段中更大的深度进行耕作，每个新阶段的耕作元件部段竖直地在先前阶段的耕作元件部段的下方、但在所述先前阶段的耕作元件部段的后面(在运动方向上看)设置。其目的在于，在每个阶段，在未耕犁土壤的有限深度上进行耕作，以使得可以在不将周围的土壤压紧到任何很大的程度或被迫打开比耕作元件宽得多得区域的土壤的情况下，将位于耕作元件部段正上方的土壤弄松散并朝向表面抬升。本发明的一个目的是在可能的最小程度上将地下土壤向上带至构成耕种层的上部、富营养的松散土壤层中。另一个目的是提供具有朝向未耕犁土壤的几乎竖直的侧边界的足够深的耕犁部分。这样的通道状、深耕犁部分优选以有规律的间隔设置。第一阶段可为主耕作元件，所述主耕作元件提供浅的、连续的耕犁表面层，或者该层可利用以后的合适的主耕作元件来耕犁，因而该层可能通过所述主耕作元件或者另外的主耕作元件来由松散的土壤形成。被修整的表面层通常为用于谷类、草等等的平坦苗床或用于如土豆、蔬菜等等的行农作物的隆起的垄或床。用于建立行农作物的种子或块茎可置于深耕部分(下文中也被称为松散土壤通道)之间的区域中，或者可置于松散土壤通道的正上方。特别地，通道深度在从平面表面开始计算的40-60cm的范围内。
每个耕作元件部段包括形成期望通道宽度的犁铲装置。所述犁铲装置具有耕作角度，所述耕作角度足够大以确保足够好的土壤穿透，但同时如此小以使得竖直移动尽可能地受限。对本发明来说，处于10-30度的范围内的犁铲角度通常是适当的。有利地，犁铲装置可设置在板状的双支杆、即第一支杆和第二支杆上，所述第一支杆和所述第二支杆在犁铲装置的侧边缘处设置并抵靠未耕犁土壤确立通道的边界，并连结在一起且在上部部分处附接至工具框架或连接至牵引元件。也可使用从耕机或耙中已知的、例如形成为具有矩形或方形、实心或中空横截面的公共的单个支杆。备选地，支杆还可从主耕作元件上的元件突出，例如从犁上的梁、或从耕机锄齿等等突出。板状赋予足够的强度和稳定性，并且同时，赋予支杆有限的横向尺寸，以便因此防止支杆的前面在任何很大的程度上将地下土壤引导至上部松散土壤层中。
特别地，当副耕作元件在正常位置操作时，耕作元件部段的竖直间隔和水平间隔相同或者从第一阶段至最后阶段递减。
当土壤耕作工具设有根据本发明的若干耕作元件时，有利的是，每个耕作元件设有释放机构(优选地可自动重置的释放机构)，当遇到格外强的阻力(例如石头或其他在土中牢固的物体)时，所述释放机构使得耕作元件向上屈服，以使得不会在任何值得一提的程度上影响工具整体的耕作深度。可自动重置的释放器的优点在于，在已经经过障碍之后使得耕作元件返回至其正常耕作位置。
在第一方面，本发明更特别地涉及一种用于土壤的深带状耕犁的装置，其特征在于，副耕作元件包括一个或多个耕作元件部段，其中，在耕作位置，第一部分耕作元件呈现比主耕作元件更大的耕作深度。
进一步的耕作元件部段各自可呈现比先前的耕作元件部段更大的耕作深度，相对于副耕作元件的耕作方向从第一耕作元件部段向后看，耕作元件部段呈现水平间隔，并且耕作元件部段的中心线被设置在同一平面中。
副耕作元件可被连接至主耕作元件。
从第一耕作元件部段至最后的耕作元件部段可具有递减的竖直距离。
副耕作元件可设有释放机构。备选地，所述释放机构可自动重置。
每个耕作元件部段可设置在板状的第一支杆和第二支杆之间，所述第一支杆和第二支杆被连接至犁铲装置的侧边缘并形成松散土壤通道和未耕犁土壤的一部分之间的边界。备选地，每个耕作元件部段可由从犁铲装置的侧边缘之一向上突出并形成松散土壤通道和未耕犁土壤的一部分之间的边界的支杆来保持。
犁铲装置的耕作角度可在10-30度的范围内。
在第二方面，本发明更特别地涉及一种在土壤中建立带状、深松散土壤通道的方法，所述带状、深松散土壤通道被设置成存储水和接收作物的部分根部系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
利用主耕作元件耕犁上部松散土壤层；
通过利用移动副耕作元件穿过土壤实现的以阶梯方式延伸松散土壤通道的深度来形成带状松散土壤通道，第一耕作元件部段使位于所述松散土壤层下方的土壤的第一带状部分松散，并且随后的耕作元件部段相继地使处于已形成的居上的松散土壤通道下方的土壤的深层部分松散。
所述方法包括进一步的步骤：
立即利用连接至犁铲装置的侧边缘的板状第一支杆和第二支杆朝向松散土壤通道支承土壤部分。
附图说明
在下文中，描述了优选实施例的实例，其在附图中可见，其中：
图1显示了在横向于带有建立起来的作物的、带状深松散土壤通道的方向上的土壤截面；
图2显示了根据本发明的、被设置成安装在框架上的副耕作元件的立体原理图；
图3显示了带有主耕作元件的组件中的备选实施例的副耕作元件，所述主耕作元件此处呈用于移动上部松散土壤层的起垄犁铲的形式；
图4以较小的比例显示了土壤修整工具，所述土壤修整工具设有在用于安装在拖拉机上的工具框架上组装的若干主耕作元件和根据图2的副耕作元件，每个副耕作元件设有可自动重置的释放机构；以及
图5以较大的比例显示了主耕作元件，所述主耕作元件呈设有副耕作元件的耕机锄齿的形式，所述副耕作元件包括备选实施例的一个耕作元件部段。
具体实施方式
在图1中，附图标记2指示被具有表面21的上部松散土壤层22覆盖的未耕犁土壤，其根据作物3的耕种技术要求形成。在上部松散土壤层22下方，基本上具有相同形状且平行的若干平行的松散土壤通道23延伸穿过土壤2。松散土壤通道23提供用于收集水的疏松且深的体积以及用于快速且深的根部发展的体积。
现在参考图2，其中副耕作元件11设有四个耕作元件部段111a、111b、111c、111d，所述四个耕作元件部段111a、111b、111c、111d被设置在第一、第二板形支杆113a、113b之间，每个耕作元件部段111a、111b、111c、111d的犁铲装置112在其侧边缘112a、112b处附接至支杆113a、113b。撑杆114从支杆113a、113b端部部分延伸，以用于将副耕作元件11附接至工具框架13(见图4)。耕作元件部段111a、111b、111c、111d之间的竖直距离从上部耕作元件部段111a至下部耕作元件部段111d递减。副耕作元件11的耕作方向由箭头WD指示。犁铲装置112具有耕作角度SA，见图5。
在图3中示出了与主耕作元件10相结合的三犁铲型副耕作元件11的备选实施例，所述主耕作元件10呈安装在第一耕作元件部段111a的前方和上方的表面形成犁铲的形式。连接耕作元件部段111a、111b、111c的支杆113a、113b是分段的，并且在犁铲装置112之间延伸。撑杆114从前、后耕作元件部段111a、111c向上突出。
现在参考图4，其中若干四犁铲型副耕作元件11和相关联的主耕作元件10被设置在用于附接至拖拉机或类似装置的工具框架13上。每个副耕作元件11设有可自动重置的释放机构14，其中预紧致动器由簧片(板簧)组件141形成。
在图5中示出了在主耕作元件10上设置的一犁铲型副耕作元件11的备选实施例，所述主耕作元件10呈耕机锄齿的形式，犁铲装置112借助于仅仅一个支杆113a来附接至主耕作元件10，所述仅仅一个支杆113a从犁铲装置112的一个侧边缘112a向上突出并且从而相对于犁铲装置112的中心线置于一侧。犁铲装置112的耕作角度由SA指示。特别地，相对于副耕作元件11的耕作方向WD，该角度处于10-30度的范围内，并且取决于对犁铲装置112的土壤穿透能力的需求、土壤2的硬度，除此之外还取决于对防止松散土壤通道23的土壤被带到上部松散土壤层22的需求。
为了土壤2的修整，工具适合于不同大小的可得牵引力。对于简单的操作条件而言，包括一个副耕作元件11的、设有用于马或其他役畜的连接器件(未示出)以及用于操作人员的操控把手(未示出)的工具可被提供。由拖拉机牵拉的工具可包括许多平行的副耕作元件11，例如从4-5个至大约20个副耕作元件11。副耕作元件11的间隔适合于将要建立的作物的需要、牵引单元的特征等等。
当耕犁土壤2时，随着工具被向前牵拉，副耕作元件11相继降低进入土壤2中。犁铲装置112各自切割出土壤2的带状部分，从而形成松散土壤层，其被部分地朝向表面21抬起。由于耕作元件部段111a、111b、111c、111d相对于彼此以及相对于工具的耕作方向的定位，每个犁铲装置112将在未耕犁土壤2中具有有限的有效耕作深度，这降低了整体的能源消耗，并且降低了松散土壤通道23获得倾斜侧边缘(也就是说基本上V形的横截面)的风险。根据本发明的装置因此能够实现土壤的相对深的带状耕犁，这是为了实现以下目标所需要的，即获得较大的水存储体积、提高快速建立作物的深的根部系统的可能性、以及在没有任何侵蚀的表面流失的情况下将水从上部松散土壤层排放至土壤下方的地下水存储。
根据图5的实施例可具有以下优点，即副耕作元件11以较小的程度承受被根部、石头等等阻碍的风险，因为单个支杆113a以比相对紧密地布置的两个支杆113a、113b(如图2-4中所示)更大的程度允许这种个体通过。
使一个支杆113a从犁铲装置112的一个侧边缘向上突出(如根据图5的实施例中所进行的)具有以下优点，即支杆113a将已经被犁铲装置弄松散的土壤的流动防止(限制)在比居中的支杆更小的程度上。犁铲装置112仍可通过L形、在犁铲装置112的下方延伸的支杆113a的下部部分获得足够的支承和稳定性。

Claims (11)

1.用于土壤(2)的深带状耕犁的装置，其特征在于，副耕作元件(11)包括一个或多个耕作元件部段(111)，其中，在耕作位置，
第一耕作元件部段(111a)呈现比主耕作元件(10)更大的耕作深度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
进一步的耕作元件部段(111b、111c、111d)各自呈现比先前的耕作元件部段(111a、111b、111c)更大的耕作深度，
相对于副耕作元件(11)的耕作方向(WD)从所述第一耕作元件部段(111a)向后看，所述耕作元件部段(111a、111b、111c、111d)呈现水平间隔，并且
相继的耕作元件部段(111a、111b、111c、111d)的中心线被设置在同一平面中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副耕作元件(11)被连接至所述主耕作元件(10)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，从第一至最后的耕作元件部段(111a、111b、111c、111d)具有递减的竖直距离。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副耕作元件(11)设有释放机构(14)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副耕作元件(11)设有可自动重置的释放机构(14)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个耕作元件部段(111a、111b、111c、111d)被设置在板状的第一、第二支杆(113a、113b)之间，所述第一、第二支杆(113a、113b)被连接至犁铲装置(112)的侧边缘(112a、112b)，从而在松散土壤通道(23)和未耕犁土壤(2)的一部分之间确立边界。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个耕作元件部段(111a、111b、111c、111d)由支杆(113a)保持，所述支杆(113a)从犁铲装置(112)的侧边缘(112a、112b)之一向上突出并形成松散土壤通道(23)和未耕犁土壤(2)的一部分之间的边界。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述犁铲装置(112)的耕作角度(SA)在10-30度的范围内。
10.在土壤(2)中建立带状、深松散土壤通道(23)的方法，所述带状、深松散土壤通道(23)被设置成存储水和接收作物的部分根部系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
利用主耕作元件(10)耕作上部松散土壤层(22)；
通过利用移动副耕作元件穿过土壤(2)实现的以阶梯方式延伸松散土壤通道(23)的深度来形成带状松散土壤通道(23)，第一耕作元件部段(111a)使位于所述松散土壤层(22)下方的土壤(2)的第一带状部分松散，并且随后的耕作元件部段(111b、111c、111d)相继地使处于已形成的居上的松散土壤通道(23)下方的土壤(2)的深层部分松散。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括进一步的步骤：
立即利用连接至犁铲装置(112)的侧边缘(112a、112b)的板状第一、第二支杆(113a、113b)朝向所述松散土壤通道(23)支承土壤(2)的一部分。
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