CN110839365B - 一种流体式直播橡胶草种植方式及其相关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在于提供一种流体式直播橡胶草种植方式及其相关装置，属于植物种植技术领域。本发明采用蒸馏水浸泡干种子7‑9h，保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比5：5：100：16000比例混合，橡胶草种子及混合液体按照1：40的质量比混合，配施磷酸二铵、尿素、氯化钾按照4：2：3的质量比混合制备的复合肥。本发明方法极大地简化了橡胶草的种植工序，克服了橡胶草传统种植方法存在的费工费时、种植成本高的长期疑难问题；本发明提供的流体式直播橡胶草种植装置，保证了播种间距的准确性，也保证种植下料的准确性，使得种子和水肥混合能够持续进行，也使得种植和地膜覆盖同时进行，而且设备结构简单，维修方便，方便农业推广使用，在橡胶草种植领域具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明属于植物种植技术领域，具体的涉及一种橡胶草种植及其相关装置的技术领域。
背景技术
橡胶草(Turuxucumkok-sughyzRodin)是菊科(Asteraceae)蒲公英属(Turuxucum)的一种多年生宿根草本植物，也是一种天然产胶植物。我国新疆地区存在大量的橡胶草野生种质，东北、华北、西北等地均有栽培，哈萨克斯坦及欧洲也有分布。橡胶草适应性强，生长周期短，可实现机械化种植和采收，其根中含有高质量天然橡胶2.89％-27.89％，可当年收获提炼橡胶，是巴西橡胶树理想的替代作物，也是研究植物产胶机理的模式植物和生物反应器。
近年来，由于天然橡胶供不应求，石油资源作为合成橡胶来源日趋枯竭，以及巴西橡胶树作为单一产胶植物可能而临的潜在威胁，例如南美叶疫病，使各国认识到发展巴西橡胶之外的天然橡胶资源的重要性，相继启动了巴西橡胶树替代产胶作物的研发，如美国PENRA和欧盟EU-PEAR-LS项目。
目前，橡胶草被公认为天然橡胶中最理想的替补资源，而且已成为国内外研究的焦点。我国是世界上最大的橡胶产品消耗国，受国内橡胶树种植面积限制，天然橡胶自给率不足1/3，存在严重的天然橡胶战略物资安全隐患。因此在我国广裹的北方地区种植橡胶草可能是保障我国天然橡胶战略物资安全的有效途径之一。
由于橡胶草通常行异花授粉，自花授粉几乎不能完成受精，因此以往对橡胶草的研究多集中在形态学、种子萌发、组织培养及分子生物学等方而，而关于橡胶草大田栽培中合理种植密度方而的研究报道甚少。橡胶草的传统种植方法是人工育苗后再逐株人工移栽到大田的种植方式，工序烦琐，用人工量大，育苗周期长，效率低；育苗占地面积大，浪费了土地资源。特别是在北方地区，为了育苗，还需加热保温；育苗需提早几个月，工作时间拉得很长。由于费工、费时，每亩种植成本高，因而，引发橡胶草的原料来源不足，严重制约了橡胶草产业的发展。
本发明针对上述技术问题旨在提供一种采用流体式直播橡胶草的方法及其相关装置的方法，改善橡胶草的原料来源不足，促进橡胶草种植面积的不断扩大，以期为我国橡胶草的种植发展提供新的可行途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采用流体式直播橡胶草的方法及其相关装置的方法，其方法步骤简单、实现方便、省工省时且种植效果好、经济实用，并且省略了育苗和移栽的烦琐工序，能有效解决橡胶草传统种植方法存在的费工费时、种植成本高等问题。能够有效改善橡胶草的原料来源不足，促进橡胶草种植面积的不断扩大，以期为我国橡胶草的种植发展提供新的可行途径。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用流体式直播橡胶草的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将干种子置于布袋内，约占布袋容积1/3，将袋口扎紧后整个浸在蒸馏水中约7-9h，待种子均匀吸水后将浸好的袋子从水里取出，待无水滴滴下时将种子倒入容器内；
(2)选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比(4-6)：(4-6)：(90-110)：(15000-17000)比例混合；
(3)将步骤(1)中处理好的橡胶草种子及步骤(2)中制备获得的混合液体按照1：30-50质量比混合，获得处于流体状态的种子混合料；
(4)播种之前，先采用专用的流体式直播橡胶草种植装置中自带的搅拌装置对步骤(3)中混合好的种子混合料进行均匀搅拌；之后，再采用专用的流体式直播橡胶草种植装置且按照常规播种方法进行播种；对所述种子混合料进行播种时，搅拌速度为每隔1min且以50r/min的速度搅拌，搅拌时间为30s，田间播种厚度为0.5mm～1cm，播种量为0.5-0.9kg橡胶草种子/亩。
本发明中，优选的，干种子浸泡时间为8h。
本发明中，优选的，保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比5：5：100：16000比例混合。
本发明中，所述的保水剂聚丙烯酰胺。
本发明中，所述的粘合剂羧甲基纤维素。
本发明中，所述的复合肥为磷酸二铵、尿素、氯化钾按照4：2：3的质量比混合。
本发明中，优选的，橡胶草种子及混合液体按照1：40的质量比混合。
进一步，本发明提供的上述专用的流体式直播橡胶草种植装置，包括播种机构和地膜覆盖机构，播种机构一侧设有地膜覆盖机构，播种机构和地膜覆盖机构通过支架连接，播种机构下面设有播种滚轮，播种滚轮前面设有第一滚轮，第一滚轮上面设有搅拌桶，搅拌桶和播种滚轮通过送料管连接。
本发明中，支架远离播种滚轮的一侧设有引导轮，支架上设有地膜支架，引导轮两侧设有锯齿。
本发明中，播种滚轮和引导轮之间设有第二滚轮，第二滚轮上面设有气缸，气缸和支架固定连接。
本发明中，第一滚轮上设有搅拌桶支架，搅拌桶支架上面设有搅拌桶，搅拌桶支架一侧和支架活动连接。
本发明中，搅拌桶内设有搅拌桨，搅拌桶一端设有电机，电机和搅拌桨连接，搅拌桶上面设有搅拌桶盖。
本发明中，播种滚轮设有若干组，第一滚轮设有两组，两组第一滚轮之间设有轮轴。
本发明中，播种滚轮一侧设有进料孔，播种滚轮中心设有滚轴，滚轴上套接有偏心轮，滚轴四周设有弹簧，弹簧端头设有刮板，播种滚轮内部设有密封圈，播种滚轮四周设有出料孔，密封圈下部设有密封圈出料区。
本发明中，每一组播种滚轮上设有一个送料管与搅拌桶连通。
本发明中，搅拌桶一侧活动连接有连接杆，连接杆另外一端活动连接有支架。
本发明中，滚轴与支架固定连接。
通过实施本发明的技术方案，可以达到以下有益效果：
1、橡胶草种植只需采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行一次播种就可完成，工序极为简单，省略了为移栽所需的额外育苗环节，用人工量大为减少，并且时间极为节省。省略了育苗土地，节省了土地资源。
2、种植效果好，由于无需移栽，橡胶草植株无需醒苗，所种植的橡胶草植株间距98％以上均在橡胶草正常生长间距范围内，能够满足橡胶草植株的正常生长，因而植物生长良好。
3、所采用的专用的流体式直播橡胶草种植装置结构简单、加工制作及使用操作简便，使用效果好，能简单方便实现按垄播种，并且能在田间对流体状态的种子混合料进行直播，并且同时能够完成覆盖地膜的操作，且播种效果好，使用本发明提供的种植方式及专用的流体式直播橡胶草种植装置种植的橡胶草幼根长度比对照组平均长10.47mm，增加21.52％，橡胶草幼根宽度比对照组平均宽3.87mm，增加9.7％。
综上所述，本发明方法步骤简单、实现方便、省时省力且种植效果好、经济实用，具有省工、省时、节约能源和不占据育苗土地等优点；同时，省略了橡胶草传统种植方式中育苗和移栽的烦琐工序，极大地简化了橡胶草的种植工序，节省了时间，克服了橡胶草传统种植方法存在的费工费时、种植成本高以及难推广的瓶颈制约的长期疑难问题，这对于橡胶草生产产业的发展将产生革命性影响。另外，由于本发明避免了传统移栽的醒苗期，使橡胶草生长快速，有利于橡胶草产业的发展。本发明提供的流体式直播橡胶草种植装置，保证了播种间距的准确性，也保证种植下料的准确性，使得种子和水肥混合能够持续进行，也使得种植和地膜覆盖同时进行，减少了大量人工作业，使得作业自动化程度提高，而且设备结构简单，维修方便，成本低廉，方便农业推广使用，在橡胶草种植领域具有广泛的适用性。
附图说明
图1显示为本发明提供的流体式直播橡胶草种植装置结构示意图。
图2显示为本发明播种滚轮剖视结构示意图。
图3显示为本发明剖视结构示意图一。
图4显示为本发明剖视结构示意图二。
图1-4中：1-播种滚轮、2-支架、3-地膜支架、4-引导轮、5-连接杆、6-搅拌桶、7-搅拌桶支架、8-第一滚轮、9-送料管、10-滚轴、11-第二滚轮、12-气缸、13-搅拌桶盖、14-轮轴、15-搅拌桨、16-电机、17-进料孔、18-偏心轮、19-弹簧、20-刮板、21-密封圈、22-出料孔、23-密封圈出料区。
具体实施方式
实施例一：采用流体式直播橡胶草的方法
本发明采用的技术方案是：一种采用流体式直播橡胶草的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将干种子置于布袋内，约占布袋容积1/3，将袋口扎紧后整个浸在蒸馏水中约7-9h，待种子均匀吸水后将浸好的袋子从水里取出，待无水滴滴下时将种子倒入容器内；
(2)选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比(4-6)：(4-6)：(90-110)：(15000-17000)比例混合；
(3)将步骤(1)中处理好的橡胶草种子及步骤(2)中制备获得的混合液体按照1：30-50质量比混合，获得处于流体状态的种子混合料；
(4)播种之前，先采用专用的流体式直播橡胶草种植装置中自带的搅拌装置对步骤(3)中混合好的种子混合料进行均匀搅拌；之后，再采用专用的流体式直播橡胶草种植装置且按照常规播种方法进行播种；对所述种子混合料进行播种时，搅拌速度为每隔1min且以50r/min的速度搅拌，搅拌时间为30s，田间播种厚度为0.5mm～1cm，播种量为0.5-0.9kg橡胶草种子/亩。
实施例二：采用流体式直播橡胶草的方法
在实施例一的基础上，采用将干种子浸在蒸馏水中约7h、选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比4：4：90：15000比例混合、橡胶草种子与混合液体按照1：30质量比混合，采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行橡胶草播种。
实施例三：采用流体式直播橡胶草的方法
在实施例一的基础上，采用将干种子浸在蒸馏水中约8h、选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比5：5：100：16000比例混合、橡胶草种子与混合液体按照1：40质量比混合，采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行橡胶草播种。
实施例四：采用流体式直播橡胶草的方法
在实施例一的基础上，采用将干种子浸在蒸馏水中约9h、选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比6：6：110：17000比例混合、橡胶草种子与混合液体按照1：50质量比混合，采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行橡胶草播种。
实施例五：专用的流体式直播橡胶草种植装置
本发明中，为了便与描述，将专用的流体式直播橡胶草种植装置中个部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是根据附图1的布图方向来确定的。
本发明中所用的播种滚轮1、支架2、地膜支架3、引导轮4、连接杆5、搅拌桶6、搅拌桶支架7、第一滚轮8、送料管9、滚轴10、第二滚轮11、气缸12、搅拌桶盖13、轮轴14、搅拌桨15、电机16、进料孔17、偏心轮18、弹簧19、刮板20等都能通过市场途径采购获得。
本发明提供的专用的流体式直播橡胶草种植装置，包括播种机构和地膜覆盖机构，播种机构一侧设有地膜覆盖机构，播种机构和地膜覆盖机构通过支架2连接，播种机构下面设有播种滚轮1，播种滚轮1前面设有第一滚轮8，第一滚轮8上面设有搅拌桶6，搅拌桶6和播种滚轮1通过送料管9连接。
本发明中，支架2远离播种滚轮1的一侧设有引导轮4，支架2上设有地膜支架3，引导轮4两侧设有锯齿。
本发明中，播种滚轮1和引导轮4之间设有第二滚轮11，第二滚轮11上面设有气缸12，气缸12和支架2固定连接。
本发明中，第一滚轮8上设有搅拌桶支架7，搅拌桶支架7上面设有搅拌桶6，搅拌桶支架7一侧和支架2活动连接。
本发明中，搅拌桶6内设有搅拌桨15，搅拌桶6一端设有电机16，电机16和搅拌桨15连接，搅拌桶6上面设有搅拌桶盖13。
本发明中，播种滚轮1设有若干组，第一滚轮8设有两组，两组第一滚轮8之间设有轮轴14。
本发明中，播种滚轮1一侧设有进料孔17，播种滚轮1中心设有滚轴10，滚轴10上套接有偏心轮18，滚轴10四周设有弹簧19，弹簧19端头设有刮板20，播种滚轮1内部设有密封圈21，播种滚轮1四周设有出料孔22，密封圈21下部设有密封圈出料区23。
本发明中，每一组播种滚轮1上设有一个送料管9与搅拌桶6连通。
本发明中，搅拌桶6一侧活动连接有连接杆5，连接杆5另外一端活动连接有支架2。
本发明中，滚轴10与支架2固定连接。
在适用本发明装置时，打开搅拌桶盖13，倒入浸好的种子和保水剂、粘合剂、复合肥、水等材料，将该装置人工推到种植区或者挂在农业机械上，推动时，播种滚轮1转动，播种滚轮1中，滚轴10与偏心轮18不转，外侧有出料孔22的滚轮转动，种子与胶混合后，播种滚轮1转动，靠近进料孔17的一侧内时，刮板20间的容积由小变大，形成负压，将种子与胶体的混合物从送料管9中吸入，种子随播种滚轮1中的刮板20转动，到达密封圈出区23后，刮板20之间的容积由大变小，形成高压，将种子与胶体的混合物从密封圈出料区23中压出，通过出料孔22注射出，播种完毕，对于橡胶草种植领域具有广泛的适用性。
实施例六：不同培养条件对橡胶草幼苗培育的影响
1、方法
将干种子置于布袋内，约占布袋容积1/3，将袋口扎紧后整个浸在蒸馏水中，待种子均匀吸水后将袋子取出，待无水滴下时将种子倒入容器内；选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照一定质量比混合；将处理好的橡胶草种子及制备获得的混合液体按照一定质量比混合，获得处于流体状态的种子混合料；播种之前，先采用实施例二提供的专用的流体式直播橡胶草种植装置中自带的搅拌装置对混合好的种子混合料进行均匀搅拌；之后，再采用实施例二提供的专用的流体式直播橡胶草种植装置，且按照常规播种方法进行播种；对所述种子混合料进行播种时，搅拌速度为每隔1min且以50r/min的速度搅拌，搅拌时间为30s，田间播种厚度为0.5mm～1cm，选取一定量橡胶草种子进行播种。
每个试验组组3次重复，每个重复100粒种子。统计发芽率，25天后统计发芽指数和活力指数，形态指标检测：
发芽率(％)＝种子发芽数/供试种子数×100％，
发芽指数(GI)＝∑(Gt/Dt)，其中，Gt为t天的发芽个数，Dt为相应的发芽天数；
2、结果与分析
(1)正交法优化不同播种条件对橡胶草幼苗培育的影响
本实验分别探究种子浸泡时间、混合液成份比例、种子与混合液比例对橡胶草发芽率和发芽指数的影响。在单因素实验的基础上进行三因素三水平正交实验，正交试验因素与水平表见表1。
表1：正交试验因素与水平表
正交优化不同培养条件对橡胶草幼苗培育试验结果及分析参见表2和表3所示。
表2：正交试验结果及分析
表3：正交试验结果及分析
从表2和表3可以看出，在试验设计的范围内，萌发温度对橡胶草发芽指数和活力指数的影响最大。结合表2和表3得到最佳优化条件为A2B2C2，即种子浸泡时间为8h，混合液成份比例为保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比5：5：100：16000，种子与混合液比例为1:40时，发芽指数和活力指数最高。
(2)专用的流体式直播橡胶草种植装置播种效果检测
选取100粒橡胶草种子装入布袋浸入蒸馏水中均匀吸水8h与保水剂、粘合剂、复合肥、水按照一定质量比5：5：100：16000制备的混合液按照1:40质量比混合，获得处于流体状态的种子混合料；采用实施例二提供专用的流体式直播橡胶草种植装置中自带的搅拌装置对种子混合料以每隔1min且以50r/min的速度搅拌，搅拌时间为30s，田间播种厚度为0.5mm～1cm，进行3组重复试验，待橡胶草发芽时对植株间距进行测量。经测定所播种的三个重复组中发芽率均值为94.5％，其中98％的植株间距达到了橡胶草种植标准中30cm×30cm的株距要求，因此可见本发明所提供的采用实施例二专用的流体式直播橡胶草种植装置具有较好的播种效果，播种的橡胶草株距能够达到正常生长的要求。
实施例七：不同的培养条件培养橡胶草生长情况对比
1、方法
设置6个处理组，分别为A1-A3组本申请提供的专用的流体式直播橡胶草种植装置及实施例二至实施例四中提供的种植方法；B组使用《农村科技》在2018年发表的“橡胶草沙床育苗技术规程”中培养条件进行育苗。C1组实施例一的基础上采用将干种子浸在蒸馏水中约4h、选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比2：2：80：14000比例混合、橡胶草种子与混合液体按照1：10质量比混合，采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行橡胶草播种。C2组实施例一的基础上采用将干种子浸在蒸馏水中约10h、选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比7：7：120：17000比例混合、橡胶草种子与混合液体按照1：60质量比混合，采用专用的流体式直播橡胶草种植装置进行橡胶草播种。
在每个处理组3次重复中分别随机抽取10株幼苗，测量发芽指数、发芽率、幼根长度、幼叶宽度、幼叶长度以及冠幅、叶面积指数，其中发芽指数、发芽率测定方法按照实施例三中所提供的方法进行；长叶期测定幼根长度、幼叶宽度、幼叶长度，并采用常规直接测量方法；待根鞘脱落期测定冠幅及叶面积指数具体统计方法如下：
①冠幅用直尺测量，东西、南北方向各测一个数值，精确到毫米，然后取其平均值。
②叶面积指数单位土地面积上所有叶片面积之和，叶片面积根据ShenG等在《Nondestructive leaf area and fresh weight estimation m odels for Russiandandelion and their sampling number》一文中所提供的方法计算。统计结果参见表4所示。
表4：不同的培养条件培养橡胶草生长情况对比
如表4所示，2个处理组在发芽指数、发芽率、幼根长度、幼叶宽度、幼叶长度、冠幅、叶面积指数这5个指标上均存在明显差异。A组用本申请提供的专用的流体式直播橡胶草种植装置及培养方法培养的橡胶草发芽指数、发芽率、幼根长度、幼叶宽度、幼叶长度、冠幅、叶面积指数均高于B组和C组，其中，橡胶草幼根长度A2组作为A组最优水平比B组平均长10.47mm，增加21.52％，橡胶草幼根宽度A2组比B组平均宽3.87mm，增加9.7％。说明本申请的培养方法培养的橡胶草生长发育指标显著优于其他培养方法培养的橡胶草。
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种采用流体式直播橡胶草的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将干种子置于布袋内，占布袋容积1/3，将袋口扎紧后整个浸在蒸馏水中7-9h，待种子均匀吸水后将浸好的袋子从水里取出，待无水滴滴下时将种子倒入容器内；
（2）选取保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比（4-6）：（4-6）：（90-110）：（15000-17000）比例混合；
（3）将步骤（1）中处理好的橡胶草种子及步骤（2）中制备获得的混合液体按照1：30-50质量比混合，获得处于流体状态的种子混合料；
（4）播种之前，先采用专用的流体式直播橡胶草种植装置中自带的搅拌装置对步骤（3）中混合好的种子混合料进行均匀搅拌；之后，再采用专用的流体式直播橡胶草种植装置且按照常规播种方法进行播种；对所述种子混合料进行播种时，搅拌速度为每隔1min且以50r/min的速度搅拌，搅拌时间为30s，田间播种厚度为0.5mm～1cm，播种量为0.5-0.9kg橡胶草种子/亩；
所述专用的流体式直播橡胶草种植装置，包括播种机构和地膜覆盖机构，播种机构一侧设有地膜覆盖机构，播种机构和地膜覆盖机构通过支架连接，播种机构下面设有播种滚轮，播种滚轮前面设有第一滚轮，第一滚轮上面设有搅拌桶，搅拌桶和播种滚轮通过送料管连接；所述播种滚轮设有若干组，第一滚轮设有两组，两组第一滚轮之间设有轮轴；所述播种滚轮一侧设有进料孔，播种滚轮中心设有滚轴，滚轴上套接有偏心轮，滚轴四周设有弹簧，弹簧端头设有刮板，播种滚轮内部设有密封圈，播种滚轮四周设有出料孔，密封圈下部设有密封圈出料区；所述每一组播种滚轮上设有一个送料管与搅拌桶连通；所述支架远离播种滚轮的一侧设有引导轮，支架上设有地膜支架，引导轮两侧设有锯齿。
2.如权利要求1所示的一种采用流体式直播橡胶草的方法，其特征在于，干种子浸泡时间为8h。
3.如权利要求1所示的一种采用流体式直播橡胶草的方法，其特征在于，保水剂、粘合剂、复合肥、水按照质量比5：5：100：16000比例混合。
4.如权利要求1所示的一种采用流体式直播橡胶草的方法，其特征在于，橡胶草种子及混合液体按照1：40的质量比混合。
5.如权利要求1所示的一种采用流体式直播橡胶草的方法，其特征在于，复合肥为磷酸二铵、尿素、氯化钾按照4：2：3的质量比混合。
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