CN109348943A - 沙地水稻双膜旱作工艺及机具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农业技术及设备，即一种沙地水稻双膜旱作工艺及机具。其特征在于：在沙地地下200mm以下铺设塑料薄膜形成地下膜，在沙地上面铺设塑料薄膜形成地上膜，在地上膜上打孔播种水稻种子或栽插水稻秧苗。有益效果是：地下覆膜防止漏水，地上覆膜防止水分蒸发，仅用湿润沙层的水即可达到水中种稻的效果；采用地下覆膜机和地面覆膜机构成沙地水稻双膜旱作机具，快速完成两层覆膜，效率高，成本低，效益显著，为沙地改造利用提供了一条新路。

Description

沙地水稻双膜旱作工艺及机具

技术领域

本发明涉及一种农业技术及设备，即一种沙地水稻双膜旱作工艺及机具。

背景技术

沙地结构松散，不能保水保肥，多种植物难以生长，有的甚至寸草不生，形成恶劣的沙漠化环境，成为人类的灾难。上世纪八十年代，内蒙古自治区通辽市农科院的水稻专家闫哲珠和民委干部王塔木等人，经过多年的实验研究，提出沙漠衬膜水稻栽培技术，通过在沙地下面铺设塑料薄膜，制止水肥流失，再利用河水或地下水种植水稻，取得了成功，目前已在当地大面积推广，并且取得了显著的经济效益和生态效益。可是，由于多年干旱少雨，地表水资源急剧消减，地下水过量开采，地下水位迅速下降，千百年来积累的沙漠地下水资源也随之告急。因此，找到一种既能在沙漠地区种植水稻，又能够大幅降低稻田用水量的技术和方法，已经成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在沙漠地区种植水稻，又可以大幅降低稻田用水量，节约沙漠地下水资源，且简便易行，成本低廉的沙漠水稻种植技术。

上述目的是由以下技术方案实现的：提出一种沙地水稻双膜旱作工艺，其特征在于：在沙地地下200mm以下铺设塑料薄膜形成地下膜，在沙地上面铺设塑料薄膜形成地上膜，在地上膜上打孔播种水稻种子或栽插水稻秧苗。

所述地下膜的深度为400—500mm。

所述地上膜下面设有滴水管。

一种沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：包括沙地地下覆膜机，沙地地下覆膜机配有沙地地面覆膜机。

所述沙地地下覆膜机有一副可与拖拉机牵挂的机架，机架安装有铲刀，铲刀呈矩形板状，前低后高倾斜安装在机架上，铲刀后侧下方的机架上通过转轴装有塑膜卷。

所述铲刀设有倾角调整机构，后部最高处高于前边缘200—500mm。

所述铲刀倾角调整机构是在铲刀的下侧中部安装有支撑轴，支撑轴两端插在机架两侧下方的轴孔里，铲刀可以绕支撑轴摆动，在机架上方相对铲刀的后部设有调角螺栓，调角螺栓竖直安装在机架的螺管中，调角螺栓的下端与铲刀相对，上端设有手柄。

所述沙地地面覆膜机，所述沙地地面覆膜机是在机架上方通过转轴安装地膜卷和滴管卷，机架后下方设有压膜辊，机架两侧设有向地膜两侧边缘培土的侧翼复土器，机架中间设有向地膜中间覆土的膜间复土器。

所述膜间复土器有筒状的取沙管，取沙管的前端处于机架外侧并插入地表，中部上抬过机架上方向机架的后中部延伸，后端与所铺设地膜中间位置相对。

所述膜间复土器是安装在机架外侧的提升器，提升器是由两端的传动轮支撑着环状传送带，传送带外侧设有多个碗状载沙钵，提升器的上部与溜沙槽的上口相对，溜沙槽的下端向下延伸到机架中部与与所铺设地膜中间位置相对。

所述沙地地下覆膜机和沙地地面覆膜机安装在一套机架上，沙地地下覆膜机安装在机架的前下方，沙地地面覆膜机安装在机架的后上方。

所述地膜卷由塑料薄膜卷成，塑料薄膜上开有多个小孔，每个孔上粘有一片种子包。

所述种子包是由两片圆形纸片相对粘接，纸片包裹一穴水稻种子。

所述种子包是细长的种子绳，种子绳上按照水稻的株距包裹多穴水稻种子。

所述沙地地面覆膜机配有地膜打孔布种机，打孔布种机设有平置的机台，机台上面设有冲头，机台上相对冲头以及地膜冲孔设有多个通孔，通孔下端与真空室相通，真空室装有真空泵。

所述冲头内设有电热管，冲头的温度达到地膜热熔的指标，冲头在塑料薄膜上冲出的小孔周边为热熔边。

所述冲头的外围设有设有胶液管，胶液管通过软管连接胶液罐。

所述冲头是激光发射头。

本发明的有益效果是：地下覆膜防止漏水，地上覆膜防止水分蒸发，仅用湿润沙层的水即可达到水中种稻的效果；采用地下覆膜机和地面覆膜机构成沙地水稻双膜旱作机具，快速完成两层覆膜，效率高，成本低，效益显著，为沙地改造利用提供了一条新路。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第二种实施例的主视图；

图3是第二种实施例的俯视图；

图4是第二种实施例的部件铲刀的放大主视图；

图5是第二种实施例的部件铲刀的放大俯视图；

图6是第二种实施例的工作状态图；

图7是第三种实施例的主视图；

图8是第三种实施例的俯视图；

图9是第四种实施例的主视图；

图10是第四种实施例的俯视图；

图11是第五种实施例的主视图；

图12是第五种实施例的工作状态图；

图13是第六种实施例的主视图；

图14是第六种实施例的种膜主视图；

图15是第六种实施例的种膜俯视图；

图16是第六种实施例的种子包的主视图；

图17是第六种实施例的种子包的俯视图；

图18是第七种实施例的种子绳的示意图；

图19是第七种实施例实施例的种子绳使用状态图；

图20是第八种实施例的部件冲头的主视图；

图21是第八种实施例的部件冲头的俯视图；

图22是第八种实施例的地膜与种子包沾挂的示意图。

图中可见：沙地1，地下膜2，地上膜3，滴水管4，禾苗5，沙地地下覆膜机6，机架7，铲刀8，调角螺栓9，地下膜卷10，支撑轴11，边框12，沙地地面覆膜机13，膜间复土器14，地上膜卷15，滴水管卷16，取沙管17，压膜辊18，侧翼复土器19，提升器20，溜沙槽21，双膜机22，打孔布种机23，机台24，地膜25，冲头26，种子包27，冲孔28，压辊29，通孔30，真空室31，卷膜辊32，真空泵33，种子绳34，胶液管35，软管36，胶液罐37，胶液38。

具体实施方式

第一种实施例：图1介绍了一种沙地水稻双膜旱作工艺，其特点是：在沙地1的地下200mm以下铺设塑料薄膜形成地下膜2，在沙地上面铺设塑料薄膜形成地上膜3，在地上膜3上打孔播种水稻种子或栽插水稻秧苗。

所述地下膜的深度200mm可以容纳水稻的根系生长，但考虑到田间还需要进入拖拉机等农机具，200mm的深度地下膜容易损坏，最好达到400—500mm。

此外，这种栽培方式一个重要优点是不需要地上水层。而只需要保持作物根系土壤湿润即可。保持湿润的方式很多，例如利用雨水或灌水等均可。但推荐采用滴灌或微灌等方式，并且已在地上膜下面设置滴水管4。

其中，地下膜2采用0.06—0.08mm的薄膜为宜，而地上膜3采用目前使用的0.01—0.03mm地膜均可。地下膜的寿命在50—80年，地上膜为农作物的一个生长期。

需要说明的是：此前，沙地地下衬膜种植水稻已经成功，但需要像水田那样保持50—100mm的水层。地上覆膜旱作水稻也有报道，但大多都是种植旱稻，本身就是旱作品种，产量较低。用于种植水稻的实验，在土质粘度较好的农田也有成功的实验，但在沙地由于下面漏水，用水量仍然很大，成本居高不下。特别是流动沙丘及水源不足的地区，目前尚无成功的报道。

显然，本例提供的沙地双膜水稻旱作方式，与上述方法具有本质的不同，与现有的地下衬膜水稻方式相比，本方法是旱作，不需要水层。与现有旱作覆膜方式相比，本方法增加了地下膜，制止了渗漏。实验证明，采用本方法的水稻用水量仅为220—260立方米/亩，而沙地地下衬膜水稻的用水量为450—550立方米/亩，沙地覆膜旱作水稻的用水量为600—800立方米/亩，流动沙丘的用水量还要成倍的增加。可见本栽培方式是可行的。

本栽培方式的其他配套措施均为现有技术，故不赘述。

第二种实施例：图2、图3例举了一种沙地地下覆膜机，所述沙地地下覆膜机6有一副可与拖拉机牵挂的机架7，机架7安装有铲刀8，铲刀8呈矩形板状，前低后高倾斜安装在机架7上，铲刀8后侧下方的机架上通过转轴装有塑膜卷10。

结合图4、图5可见，铲刀8的前锋很低，在机架的下方。后部较高，高过机架，刀面最好呈流线型，左右两侧设有凸出的边框12。

铲刀8的倾斜角度是根据地下塑膜的埋藏深度确定的。一般来说，最小的深度也要有200mm，才能够容纳水稻的根系生长。考虑到田间可能会有重量较大的机具通过，地下塑膜的深度应在400—500mm为好。如果地下深度是固定的，那么铲刀的尺寸和倾斜角度也可以是固定的。考虑到地下塑膜的深度可能不同，因而铲刀的倾斜角度最好是能够调整的。图中介绍了一种最简单的调深结构：在铲刀的下侧中部安装一条支撑轴11，支撑轴11两端插在机架两侧下方的轴孔里，铲刀可以绕支撑轴11摆动。在机架上方相对铲刀的后部设有调角螺栓9，调角螺栓9竖直安装在机架的螺管中，下端与铲刀相对，上端设有手柄。扳动手柄，改变调角螺栓9下端的高度，即可改变铲刀的倾角，也就是改变铲刀入土的深度。

使用时如图6所示，先把沙地适当平整，机架7由拖拉机牵引进入的沙地，铲刀插入地下，在前进中沙子被铲刀托起，前行一段即可通过人工辅助把塑膜铺在挖开的地沟底面上，并且用沙子压住一端，再继续行进。由沙子干燥松散，流动性好，在机具前进时即可沿铲刀向上滑动，在铲刀后边缘落下，正好压在下面刚刚铺好的塑膜上。此外，铲刀后侧的边框最好向内倾斜，压在塑膜上的沙子即可集中在塑膜的中部，两侧各留出一条空间，以便与相邻的另一条塑膜相互搭接，随后自然流平或在机架后面设置刮板刮平即可。

第三种实施例：图7、图8介绍一种与沙地地下覆膜机配套的沙地地面覆膜机13，所述沙地地面覆膜机是在机架7上方通过转轴安装地膜卷15和滴管卷16，机架后下方设有压膜辊18，机架两侧设有向地膜两侧边缘培土的侧翼复土器19，机架中间设有向地膜中间覆土的膜间复土器14。

所述膜间复土器14有筒状的取沙管17，取沙管17的前端处于机架外侧并插入地表，中部上抬过机架上方向机架的后中部延伸，后端与所铺设地膜中间位置相对。

工作时，随着机具前行，侧翼复土器19翻起沙子压埋了地膜两侧，而膜间复土器14的取沙管17则把戳起的沙子向后移放到地膜中部。这样作的目的是因为地膜需要一定的土垡压制，防止被风撕裂。同时种子上面也需要压一点土，利于种子的萌发。显然，两侧的压埋很好解决，而中间却很难压埋，多需要人工补埋。本机具采用了膜间复土器，很好的解决在这个问题。

第四种实施例：图9、图10介绍了另一种膜间复土器14，其主要部件是安装在机架外侧的提升器20，提升器20是由两端的传动轮支撑着环状传送带，传送带外侧设有多个碗状载沙钵，状如水车。提升器的上部与溜沙槽21的上口相对，溜沙槽21的下端向下延伸到机架中部与与所铺设地膜中间位置相对。传送带的传动方式很多，可以用电机、柴油机、汽油机等均可，也可以在拖拉机引出动力带动。图中例举的是由地轮通过一对中间齿轮，在通过链条带动传送带的一个从动轮即可工作。为了传动可靠，在地轮的外周安装多支钉齿，可以均匀的转动。

工作时，传送带转动过程中，載沙钵挖起地面的沙子，提升后抛下，由溜沙槽21送到地膜中部。

第五种实施例：如图11所示，所述沙地地下覆膜机6和沙地地面覆膜机13安装在一套机架7上。沙地地下覆膜机6在前下方，沙地地面覆膜机13在后上方。其中，沙地地下覆膜机6如第一种实施例，也是在机架7安装有铲刀8，铲刀8呈矩形板状，前低后高倾斜安装在机架7上，铲刀8后侧下方的机架上通过转轴装有塑膜卷12。沙地地面覆膜机13如第二种实施例，也是在机架7上方通过转轴安装地膜卷15和滴管卷16，机架后下方设有压膜辊18，机架两侧设有向地膜两侧边缘培土的侧翼复土器19，机架中间设有向地膜中间覆土的膜间复土器14。膜间复土器14有筒状的取沙管17，取沙管17的前端处于机架外侧并插入地表，中部上抬过机架上方向机架的后中部延伸，后端与所铺设地膜中间位置相对。或者如第三种实施例，膜间复土器14有安装在机架外侧的提升器20，提升器20是由两端的传动轮支撑着环状传送带，传送带外侧设有多个碗状载沙钵，状如水车。提升器的上部与溜沙槽21的上口相对，溜沙槽21的下端向下延伸到机架中部与与所铺设地膜中间位置相对。

工作时如图12所示，这种机具挂接在拖拉机后面，可一次完成地下和地上两层塑膜以及滴管的覆盖，同时还可配套播种机或插秧机，即可一次完成覆膜播种作业。大量实验证明，采用这种双膜机22作业效率高，成本低，是一种实用性很强的机具。采用双膜覆盖的旱地水稻，用水很少，只要保持双膜之间湿润状态，即达到土壤持水量，就可以营造出水泡的效果，甚至好于水泡的效果，非常适合水稻的生长，水稻的产量和品质均高于水田水稻。

第六种实施例：在前述实施例的基础上改进，主要解决地膜的播种问题。目前的地膜多用于玉米、西瓜等低密度作物，而且都在田间覆盖的同时，用专门的播种机进行播种。在旱地水稻上应用地膜的很少，所用的机具也很不过关，多由人力操作，劳动强度很大，人力成本很高。特别是在植株生长的位置上，要通过机具或人力切出开口，对地膜的破坏很大，很容易被风撕裂。因此，水稻覆膜播种是一个没有解决的难题。本例主张在地膜覆盖之前先对地膜进行处理，把确定的位置打孔并放置种子。即如图13所示，提供一种地膜打孔布种机23，打孔布种机设有平台24，平台上面设有冲头26，平台上相对冲头26以及地膜冲孔28设有多个通孔30，通孔30下端与真空室31相通，真空室31装有真空泵33。在机台一侧下部设有电机带动的卷膜辊32。

与这种机具配套的水稻种子也需要进行处理，例如通过包衣制成比较规则的颗粒，或者如图16、图17所示，由两片圆形纸片相对粘接制成种子包27，里面包裹一穴水稻种子，也就是一粒或几粒种子。

工作时，把地膜放到机台24上面，一端缠绕在卷膜辊32上，并且把水稻种子撒在机台上面。开动机器，卷膜辊按照设定的速度转动，机台上面的冲头26在曲柄连杆的带动下在滑套里面上下滑动，即可在移动的地膜冲出圆型的冲孔28，并且冲孔28与机台的通孔30相通，通孔30在下面的真空室的吸引下，在地膜的冲孔处形成负压，机台上的种子即被吸附到冲孔28上，再经压辊29轻压，即可稳定在地膜的冲孔上，就会形成图14、图15所示的地膜，上面开有多个小孔，每个孔上粘有一片种子包，把这种地膜经卷膜辊卷成圆筒状，即可用于田间覆膜播种作业。

第七种实施例：在前述实施例的基础上，提供一种适于与地膜接合的水稻种子包27。如图18所示，所述种子包27是细长的种子绳34，种子绳上按照水稻的株距包裹多穴水稻种子。种子绳34可以采用廉价的薄纸制成，目前多种菜籽的播种已经采用纸绳包裹种子，并且有成型机具，可以借鉴到水稻当中来。如图19所示，把种子绳34用胶水粘在地膜25上，在卷成轴状，即可用于田间覆膜播种作业了。

第八种实施例：如图20、图21所示，所述冲头26内设有电热管，冲头26的温度达到地膜热熔的热值，这样的冲头在塑料薄膜上冲出的小孔周边为热熔边。热熔边的好处是强度较高，不容易撕裂，覆膜以后可以保持较长时间，保水作用更好。此外，冲孔时使塑料热熔，可以更好的粘接种子包27。

图中可见，冲头26的外围设有设有胶液管35，胶液管35通过软管36连接胶液罐37。结合图22可见，这种冲头26在冲孔的同时，在孔的周围涂覆了胶液38，胶液38就可以把种子包牢牢的粘结在小孔上，更便于覆膜播种作业。

这里所述冲头可以采用激光发射头，通过高能激光打孔，更加规则、准确，效率更高。应认为属于等同的技术方案。

Claims (18)

1.一种沙地水稻双膜旱作工艺，其特征在于：在沙地（1）地下200mm以下铺设塑料薄膜形成地下膜（2），在沙地（1）上面铺设塑料薄膜形成地上膜（3），在地上膜（3）上打孔播种水稻种子或栽插水稻秧苗。

2.根据权利要求2所述的沙地水稻双膜旱作工艺，其特征在于：所述地下膜（2）的深度为400—500mm。

3.根据权利要求2所述的沙地水稻双膜旱作工艺，其特征在于：所述地上膜（3）下面设有滴水管（4）。

4.一种沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：包括沙地地下覆膜机（6），沙地地下覆膜机（6）配有沙地地面覆膜机（13）。

5.根据权利要求4所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述沙地地下覆膜机（6）有一副可与拖拉机牵挂的机架（7），机架（7）安装有铲刀（8），铲刀（8）呈矩形板状，前低后高倾斜安装在机架（7）上，铲刀（8）后侧下方的机架（7）上通过转轴装有塑膜卷（10）。

6.根据权利要求5所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述铲刀（8）设有倾角调整机构，后部最高处高于前边缘200—500mm。

7.根据权利要求5所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述铲刀（8）倾角调整机构是在铲刀（8）的下侧中部安装有支撑轴（11），支撑轴（11）两端插在机架（7）两侧下方的轴孔里，铲刀（8）可以绕支撑轴（11）摆动，在机架（7）上方相对铲刀（8）的后部设有调角螺栓（9），调角螺栓（9）竖直安装在机架（7）的螺管中，调角螺栓（9）的下端与铲刀（8）相对，上端设有手柄。

8.根据权利要求4所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述沙地地下覆膜机（6）配套的沙地地面覆膜机（13），所述沙地地面覆膜机（13）是在机架（7）上方通过转轴安装地膜卷（15）和滴管卷（16，机架（7）后下方设有压膜辊（18），机架（7）两侧设有向地膜两侧边缘培土的侧翼复土器（19），机架（7）中间设有向地膜中间覆土的膜间复土器（14）。

9.根据权利要求8所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述膜间复土器（14）有筒状的取沙管（17），取沙管（17）的前端处于机架（7）外侧并插入地表，中部上抬过机架（7）上方向机架（7）的后中部延伸，后端与所铺设地膜中间位置相对。

10.根据权利要求8所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述膜间复土器（14）是安装在机架（7）外侧的提升器（20），提升器（20）是由两端的传动轮支撑着环状传送带，传送带外侧设有多个碗状载沙钵，提升器（20）的上部与溜沙槽（21）的上口相对，溜沙槽（21）的下端向下延伸到机架（7）中部与与所铺设地膜中间位置相对。

11.根据权利要求4所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述沙地地下覆膜机（6）和沙地地面覆膜机（13）安装在一套机架（7）上，沙地地下覆膜机（6）安装在机架（7）的前下方，沙地地面覆膜机（13）安装在机架（7）的后上方。

12.根据权利要求8所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述地膜卷（15）由塑料薄膜卷成，塑料薄膜上开有多个小孔，每个孔上粘有一片种子包（27）。

13.根据权利要求12所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述种子包（27）是由两片圆形纸片相对粘接，纸片包裹一穴水稻种子。

14.根据权利要求12所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述种子包（27）是细长的种子绳（34），种子绳（34）上按照水稻的株距包裹多穴水稻种子。

15.根据权利要求8所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述沙地地面覆膜机（13）配有地膜打孔布种机（23），打孔布种机（23）设有平置的机台（24），机台（24）上面设有冲头（26），机台（24）上相对冲头（26）以及地膜（25）冲孔（28）设有多个通孔（30），通孔（30）下端与真空室（31）相通，真空室（31）装有真空泵（33）。

16.根据权利要求15所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述冲头（26）内设有电热管，冲头（26）的温度达到地膜热熔的指标，冲头（26）在塑料薄膜上冲出的小孔周边为热熔边。

17.根据权利要求15所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述冲头（26）的外围设有设有胶液管（35），胶液管（35）通过软管（36）连接胶液罐（37）。

18.根据权利要求15所述的沙地水稻双膜旱作机具，其特征在于：所述冲头（26）是激光发射头。