CN111328483A - 退化根茎草原切根松土施肥机及根茎草原生态修复方法 - Google Patents

Abstract

一种退化根茎草原切根松土施肥机及根茎草原生态修复方法，其中装置包括机架、设置于机架前端的左右两个限深轮机构、机架的下端于限深轮机构的后侧设置的切割刀盘机构、机架的后端于切割刀盘机构的后侧设置的松土机构、设置于机架上端中部的齿轮变速器、设置于机架上的肥料箱支架、设置于肥料箱支架上端的肥料箱及肥料箱支架于肥料箱的下端设置的排肥机构，切割刀盘机构包括通过左右两个轴头与机架连接的刀盘轴及均匀设置于刀盘轴上的多个切割刀盘，切割刀盘的外缘沿该切割刀盘的半径方向均匀设置有多个长条形的缺口，切割刀头的前端部设置有金刚石层。它结实耐用，稳定性好，切根效果好，一次作业完成切根、松土、施肥三项措施。

Description

退化根茎草原切根松土施肥机及根茎草原生态修复方法

技术领域

本发明涉及草原生态治理与修复技术领域，具体涉及一种退化根茎草原切根松土施肥机及根茎草原生态修复方法。

背景技术

我国拥有60亿亩天然草原，占国土面积的41.7％。然而，长期超载过牧等因素使90％的草地出现不同程度的退化。巨大的草原退化面积修复治理，亟需草原生态修复的专用机械设备及配套的修复方法，如果没有专用机械设备及修复方法做保障，草原生态修复治理的效率会大大降低，修复治理成本成倍增加。因此，研发基于草原植被恢复技术下的退化草原修复的机械装备及配套修复方法，才能为草原大规模生态修复提供保障。

以根茎型或根茎疏丛型牧草建群的退化天然草原，植被退化生产力下降主要有两种原因：1、根茎牧草在生长多年后，由于地下纵横交错的横走根茎，使得土壤板结，紧实度增高，土壤的通透性变差，影响到土壤的物理化学性状和土壤有效肥力的发挥，不利于牧草根系的发育和生长，草原出现一定程度的退化；2、由于草原长期超载放牧和家畜踩踏啃食，加之气候因素的影响，根茎型牧草数量大量降低，使得草地生产力下降，土壤理化性质恶化、肥力降低。鉴于以上这两方面原因，亟需对根茎型和根茎疏丛型牧草建群的退化天然草原进行修复改良。

目前，传统的用于草原改良的浅耕翻、重粑和深松等机械化作业方式大多直接照搬农田机械化作业工艺模式，忽视了草地生态系统较脆弱，草地土壤有机质层较浅这一特殊情况，作业过程中出现的翻垡、抛土等现象对草地土壤扰动大，易引起草地植被受损、草地土壤沙化。随着国家对生态环境保护的重视，一些对草原土壤扰动大的改良措施逐渐被禁止，如浅耕翻等。因此，亟需研发草原低扰动的修复改良措施，以适应新形势对草原生态修复的需求。并且，退化草地施肥大多采用撒施的方法，这种施肥方法存在较大弊端，主要有以下两个方面：1、天然草原施肥大多采用人工撒施和机械撒施的方法在降雨前施肥，存在肥料不能完全溶解和挥发的情况，导致大量浪费，且施肥效果较差；2、一些肥料需使用在根系所在部位，撒施无法达到目的，影响了施肥效果。因此，研发适合于天然草原的施肥技术方案与设备，对天然草原植被恢复与改良具有重要作用。

近年来国内一些学者不断探索草地切根改良的方法，已有的一些切根机械设备主要包括切根刀盘及均匀设置于每个刀盘外圆周的3个切根刀片，这种切根结构容易造成刀片的损毁，且刀片入土冲击力较大，对刀盘和刀轴产生较大影响，容易使刀轴弯曲，设备稳定性差。

因此，现有技术中亟需一种结实耐用、设备运行稳定性好、切根施肥效果好的退化根茎草原切根松土施肥机及配套的根茎草原生态修复方法，以解决我国天然根茎草原退化严重，草地松土方法落后，已有松土机械对土壤扰动大，无法满足草地改良工艺要求等关键技术难题，为我国天然草地生态恢复与优质牧草生产提供有效途径和方法。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种结实耐用、设备运行稳定性好、切根施肥效果好的退化根茎草原切根松土施肥机，以修复退化根茎草原植被，提升草原生产力，它集切根、松土、施肥草原改良措施与一体，实现高效修复退化草原的目的，极大的降低了草原修复改良的成本，提高了修复效率。

本发明第一目的是通过以下技术方案实现的：一种退化根茎草原切根松土施肥机，包括机架、设置于机架前端中部的三点式悬挂连接架、设置于机架前端的左右两个限深轮机构、机架的下端于限深轮机构的后侧设置的切割刀盘机构、机架的后端于切割刀盘机构的后侧设置的松土机构、设置于机架上端中部的齿轮变速器、设置于齿轮变速器前端中部的动力输入轴、设置于机架上的肥料箱支架、设置于肥料箱支架上端的肥料箱及肥料箱支架于肥料箱的下端设置的排肥机构，所述切割刀盘机构包括通过左右两个轴头与所述机架连接的刀盘轴及均匀设置于刀盘轴上的多个切割刀盘，所述切割刀盘的外缘沿该切割刀盘的半径方向均匀设置有多个长条形的缺口，相邻两缺口之间形成一个切割刀头，所述切割刀头的前端部设置有金刚石层，所述齿轮变速器的动力输出端通过齿轮机构与所述刀盘轴连接。

所述切割刀盘的外缘均匀设置有32-38个切割刀头。

所述切割刀头的长度为3.6-4.4cm，切割刀头的厚度为3mm。

所述切割刀盘由左半刀盘和右半刀盘构成，所述刀盘轴于所述切割刀盘的左右两侧分别设置有由两个半圆环件构成的圆环状的固定盘和由两个半圆环件构成的圆环状的压盘，所述固定盘与所述刀盘轴焊接，所述固定盘、所述切割刀盘、所述压盘三者均相互正对的设置有连接通孔，所述固定盘、所述切割刀盘、所述压盘通过连接通孔与螺栓的配合连接。

所述限深轮机构包括连接于所述机架前端的直立的方筒、穿设于该方筒内的方形连接杆、方形连接杆于方筒的下方通过轮轴连接的限深轮、可转动的设置于方筒内的调节螺杆及调节螺杆顶部于方筒的上方设置的调节手柄，所述方形连接杆的上端中部设置有螺孔，所述调节螺杆与所述螺孔螺纹连接。

所述松土机构包括多个连接臂及设置于每个连接臂下端的松土铲，松土铲与所述切割刀盘一一前后正对。

所述排肥机构包括分别设置于所述肥料箱的多个下端出口的多个排肥器，所述肥料箱支架于所述肥料箱的下方可转动的设置有一排肥轴，该排肥轴穿过所述排肥器，所述排肥轴于所述排肥器内设置有下料叶轮，每个所述排肥器的下端出料口均连接有输肥管，每个排肥管的下端均设置于相应的所述松土铲的后方，所述肥料箱支架设置有排肥驱动电机，该排肥驱动电机通过齿轮连接机构与所述排肥轴连接。

所述机架于每个所述输肥管的后方均设置有圆盘开沟器。

本发明实现一次作业完成切根、松土、施肥三项措施，提高草原生态修复作业效率和生态修复一体化水平。

本发明的第二目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种根茎草原生态修复方法。

本发明第二目的是通过以下技术方案实现的：一种根茎草原生态修复方法，包括以下内容：

a、在春季牧草返青后，降雨前，使用退化根茎草原切根松土施肥机的切根刀盘切断根茎植物地下横走根茎，增加地下根系的分蘖，切根深度切根深度为5-15cm，通过限深轮来调节切根深度，切根行距为15-30cm；

b、在切根的过程中，在切根刀盘的后方采用1cm宽的松土铲进行松土，松土深度7-20cm；

c、松土的同时，在松土机构后方采用排肥机构及圆盘开沟器进行开沟施肥，使用肥料为有机肥和无机肥，并配合生根粉，把肥料和生根粉通过排肥机构一起施入土壤中，通过肥料和生根粉的作用促使根茎禾草大量分蘖扩繁，快速提高根茎植物的密度，实现根茎禾草原位快速扩繁，达到退化草原生态修复的目的

d、施肥后由作业人员进行覆土措施，恢复土壤原始状态，降低对土壤的破坏。

由于退化草场长期的牲畜践踏，表土损失严重。土壤容重增高，透气性差。一些草原建群种、优势种(羊草、冰草等)具有横向根茎，经过多年生长根系密集盘根错结，对生长产生一定影响。本发明是通过切根增加根茎段数，用来增加植株密度和多度。同时沿切缝的对地表以下的土层进行疏松，在地表下构成疏松带，形成虚实并存的土壤环境，在松土的过程中，土壤无翻垡、壅土，没有翻底层沙到地表等破坏土壤现象。利用圆盘开沟器及施肥机构，在植物根层施入肥料和生根粉，使根茎植物快速繁殖，提高根茎植物的密度，增加产草量，达到草原生态修复的目的。

附图说明

图1是本发明的侧面结构示意图；

图2是本发明的正面结构示意图；

图3是切割刀盘的正面结构示意图；

图4是切割刀盘的使用过程中的的侧面结构示意图。

在图中：1-三点式悬挂连接架；2-肥料箱；3-输肥管；4-连接臂；5-机架； 6-松土铲；7-齿轮变速器；8-切割刀盘；9-轴头；10-限深轮；11-调节手柄；12-刀盘轴；13-螺栓；14-固定盘；15-缺口；16-压盘；17-齿轮连接机构；18- 肥料箱支架；19-排肥驱动电机；20-排肥器；21-金刚石层；22-排肥轴；23- 左半刀盘；24-圆盘开沟器；25-右半刀盘；26-方筒；27-方形连接杆；28-动力输入轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细描述。

如图1-图4所示，一种退化根茎草原切根松土施肥机，包括机架5、设置于机架5前端中部的三点式悬挂连接架1、设置于机架5前端的左右两个限深轮机构、机架5的下端于限深轮机构的后侧设置的切割刀盘机构、机架5的后端于切割刀盘机构的后侧设置的松土机构、设置于机架5上端中部的齿轮变速器7、设置于齿轮变速器7前端中部的动力输入轴28、设置于机架5上的肥料箱支架18、设置于肥料箱支架18上端的肥料箱2及肥料箱支架18于肥料箱2 的下端设置的排肥机构，切割刀盘机构包括通过左右两个轴头9与机架5连接的刀盘轴12及均匀设置于刀盘轴12上的多个切割刀盘8，切割刀盘8的外缘沿该切割刀盘8的半径方向均匀设置有多个长条形的缺口15，相邻两缺口15 之间形成一个切割刀头，切割刀头的前端部设置有金刚石层21，齿轮变速器7 的动力输出端通过齿轮机构与刀盘轴12连接。

将本发明通过三点式悬挂连接架1与拖拉机连接，通过联轴器将动力输入轴28与拖拉机的动力输出轴连接。工作时，拖拉机在前侧牵引本发明向前移动，完成切根、松土、施肥过程。

在本发明中，切割刀盘8的外缘沿该切割刀盘8的半径方向均匀设置有多个长条形的缺口15，相邻两缺口15之间形成一个切割刀头，切割刀盘8的外缘的该类锯齿结构使得其具有较好的切根效果。同时，切割刀盘8边缘采用硬度极强的金刚石加厚，结实、耐磨，切根过程对机器产生的震动较小，提高了设备的稳定性。

作为优选的实施方式，切割刀盘8的外缘均匀设置有32-38个切割刀头，进一步提高切根效果。切割刀头的长度为3.6-4.4cm，切割刀头的厚度为3mm。

如图3、图4所示，切割刀盘8由左半刀盘23和右半刀盘25构成，刀盘轴12于切割刀盘8的左右两侧分别设置有由两个半圆环件构成的圆环状的固定盘14和由两个半圆环件构成的圆环状的压盘16，固定盘14与刀盘轴12焊接，固定盘14、切割刀盘8、压盘16三者均相互正对的设置有连接通孔，固定盘14、切割刀盘8、压盘16通过连接通孔与螺栓13的配合连接。该结构使得切割刀盘8更易于拆卸及安装，便于后期维护及维修。

限深轮机构包括连接于机架5前端的直立的方筒26、穿设于该方筒26内的方形连接杆27、方形连接杆27于方筒26的下方通过轮轴连接的限深轮10、可转动的设置于方筒26内的调节螺杆及调节螺杆顶部于方筒26的上方设置的调节手柄11，方形连接杆27的上端中部设置有螺孔，调节螺杆与螺孔螺纹连接。调节螺杆的上部固定连接有限位板，方筒26的顶部设置有上限位板和下限位板，调节螺杆穿过上限位板和下限位板的通孔，将调节螺杆的限位板限制于该上限位板与下限位板之间，使得调节螺杆只可转动，不可上下移动。工作时，操作人员手动转动调节手柄11，在调节螺杆与螺孔的配合下，方形连接杆27沿方筒26向上或向下移动，从而通过调节限深轮10的高度，达到调节切割刀盘8切入地面深度的作用。

松土机构包括多个连接臂4及设置于每个连接臂4下端的松土铲6，松土铲6与切割刀盘8一一前后正对。

排肥机构包括分别设置于肥料箱2的多个下端出口的多个排肥器20，肥料箱支架18于肥料箱2的下方可转动的设置有一排肥轴22，该排肥轴22穿过排肥器20，排肥轴22于排肥器20内设置有下料叶轮，每个排肥器20的下端出料口均连接有输肥管3，每个排肥管的下端均设置于相应的松土铲6的后方，肥料箱支架18设置有排肥驱动电机19，该排肥驱动电机19通过齿轮连接机构17与排肥轴22连接。

机架5于每个输肥管3的后方均设置有圆盘开沟器24，该圆盘开沟器24 为现有结构，具体参见专利申请号为201910591482.5，专利名称为“一种圆盘开沟器24”的中国发明专利申请。

本发明还涉及一种根茎草原生态修复方法，包括以下内容：

a、在春季牧草返青后，降雨前，使用退化根茎草原切根松土施肥机的切根刀盘切断根茎植物地下横走根茎，增加地下根系的分蘖，切根深度切根深度为5-15cm，通过限深轮10来调节切根深度，切根行距为15-30cm；

b、在切根的过程中，在切根刀盘的后方采用1cm宽的松土铲6进行松土，松土深度7-20cm；

c、松土的同时，在松土机构后方采用排肥机构及圆盘开沟器24进行开沟施肥，使用肥料为有机肥和无机肥，并配合生根粉，把肥料和生根粉通过排肥机构一起施入土壤中，通过肥料和生根粉的作用促使根茎禾草大量分蘖扩繁，快速提高根茎植物的密度，实现根茎禾草原位快速扩繁，达到退化草原生态修复的目的；

d、施肥后由作业人员进行覆土措施，恢复土壤原始状态，降低对土壤的破坏。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述退化根茎草原切根松土施肥机包括机架、设置于机架前端中部的三点式悬挂连接架、设置于机架前端的左右两个限深轮机构、机架的下端于限深轮机构的后侧设置的切割刀盘机构、机架的后端于切割刀盘机构的后侧设置的松土机构、设置于机架上端中部的齿轮变速器、设置于齿轮变速器前端中部的动力输入轴、设置于机架上的肥料箱支架、设置于肥料箱支架上端的肥料箱及肥料箱支架于肥料箱的下端设置的排肥机构，所述切割刀盘机构包括通过左右两个轴头与所述机架连接的刀盘轴及均匀设置于刀盘轴上的多个切割刀盘，所述切割刀盘的外缘沿该切割刀盘的半径方向均匀设置有多个长条形的缺口，相邻两缺口之间形成一个切割刀头，所述切割刀头的前端部设置有金刚石层，所述齿轮变速器的动力输出端通过齿轮机构与所述刀盘轴连接。

2.根据权利要求1所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述切割刀盘的外缘均匀设置有32-38个切割刀头。

3.根据权利要求2所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述切割刀头的长度为3.6-4.4cm，切割刀头的厚度为3mm。

4.根据权利要求3所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述切割刀盘由左半刀盘和右半刀盘构成，所述刀盘轴于所述切割刀盘的左右两侧分别设置有由两个半圆环件构成的圆环状的固定盘和由两个半圆环件构成的圆环状的压盘，所述固定盘与所述刀盘轴焊接，所述固定盘、所述切割刀盘、所述压盘三者均相互正对的设置有连接通孔，所述固定盘、所述切割刀盘、所述压盘通过连接通孔与螺栓的配合连接。

5.根据权利要求4所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述限深轮机构包括连接于所述机架前端的直立的方筒、穿设于该方筒内的方形连接杆、方形连接杆于方筒的下方通过轮轴连接的限深轮、可转动的设置于方筒内的调节螺杆及调节螺杆顶部于方筒的上方设置的调节手柄，所述方形连接杆的上端中部设置有螺孔，所述调节螺杆与所述螺孔螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述松土机构包括多个连接臂及设置于每个连接臂下端的松土铲，松土铲与所述切割刀盘一一前后正对。

7.根据权利要求6所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述排肥机构包括分别设置于所述肥料箱的多个下端出口的多个排肥器，所述肥料箱支架于所述肥料箱的下方可转动的设置有一排肥轴，该排肥轴穿过所述排肥器，所述排肥轴于所述排肥器内设置有下料叶轮，每个所述排肥器的下端出料口均连接有输肥管，每个排肥管的下端均设置于相应的所述松土铲的后方，所述肥料箱支架设置有排肥驱动电机，该排肥驱动电机通过齿轮连接机构与所述排肥轴连接。

8.根据权利要求7所述的退化根茎草原切根松土施肥机，其特征在于：所述机架于每个所述输肥管的后方均设置有圆盘开沟器。

9.一种根茎草原生态修复方法，其特征在于包括以下内容：

a、在春季牧草返青后，降雨前，使用权利要求8所述的退化根茎草原切根松土施肥机的切根刀盘切断根茎植物地下横走根茎，增加地下根系的分蘖，切根深度切根深度为5-15cm，通过限深轮来调节切根深度，切根行距为15-30cm；

b、在切根的过程中，在切根刀盘的后方采用1cm宽的松土铲进行松土，松土深度7-20cm；

c、松土的同时，在松土机构后方采用排肥机构及圆盘开沟器进行开沟施肥，使用肥料为有机肥和无机肥，并配合生根粉，把肥料和生根粉通过排肥机构一起施入土壤中，通过肥料和生根粉的作用促使根茎禾草大量分蘖扩繁，快速提高根茎植物的密度，实现根茎禾草原位快速扩繁，达到退化草原生态修复的目的；

d、施肥后由作业人员进行覆土措施，恢复土壤原始状态，降低对土壤的破坏。

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