CN111820112A

CN111820112A - 一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法

Info

Publication number: CN111820112A
Application number: CN202010689577.3A
Authority: CN
Inventors: 赵经华; 周和平; 杨庭瑞; 湾江辉; 杨磊; 彭艳平; 李森; 彭小武
Original assignee: Xinjiang Agricultural University
Current assignee: Xinjiang Agricultural University
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2020-10-27

Abstract

本发明公开了一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，包括以下步骤：步骤1、将田间管道铺设装置、施肥装置、作物播种装置进行整合；步骤2、输水毛管铺设农田地表，与输水毛管相连接的灌水器插入安装在土壤内。本发明提出了农田地表插入式地下滴灌及农业机械作业方式，填补了国内无农机作业之空白，将插入式地下滴灌的毛管铺设、灌水器插入、种子播种和施肥，由农业机械一次性作业完成。对于推进地下滴灌最优节水增效技术应用及农田生态可持续具有重要意义。本发明的基于农田地表插入式地下滴灌方式，创建了农业机械作业基本功能及其实现的关键技术方案。

Description

一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法。

背景技术

地下滴灌(也称渗灌)节水灌溉技术，在低能耗、高效益同时，可以有效解决膜下滴灌覆膜带来的污染问题。地下滴灌主要利用埋在农田地表以下的毛管及灌水器(滴头)出流浸润土壤，水分运移方向与形式明显不同于其他灌溉方式。水分运移向下依靠重力作用，水分向上依靠毛管力作用，土壤表层水分蒸散量少，深层水分贮存多，有较好节水保墒性能。因此，地下滴灌为实现节水增效、节能降耗、根除地膜、农田生态可持续提供了重要条件。但是，由于地下滴灌灌水器处于耕作层较深位置，不利于作物浅层播种种子发芽和幼苗生长，地下滴灌输水管道和毛管及灌水器全部埋于地下，地下滴灌系统设施运行过程发生了堵塞以及管道设施损坏等问题不易修理和材料回收。

农田地表插入式地下滴灌方法，是将输水毛管铺设于农田地表，将与毛管相连接的灌水器插入农田地表以下30至40cm，解决了传统的地下滴灌运行过程发生灌水器堵塞、毛管损坏不易修理和材料回收等问题。然而，目前该技术田间毛管铺设及插入式灌水器采用人工作业实施，制约了新技术推广应用。急需研究集毛管及灌水器插入农田、播种于一体，一次性完成的农业机械作业方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的以下技术问题：农田地表插入式地下滴灌毛管及灌水器，目前人工铺设安装，施工量大投入多。农田地表插入式地下滴灌毛管及灌水器、播种，一次性完成的农业机械作业方式目前国内尚无；农田地表插入式地下滴灌农机化作业实现的同时，需要考虑地面毛管及插入式灌水器易回收再利用，有利于农田生态环境可持续，提供一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，该方法对于推进节能环保型微灌技术应用发展，逐步代替膜下滴灌根除农田薄膜白色污染，维护农田生态环境及水资源可持续利用具有重要作用。

其具体技术方案为：

一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，包括以下步骤：

步骤1、将田间管道铺设装置、施肥装置、作物播种装置进行整合。农田地表插入式地下滴灌农机包括机架1、地轮2、施肥箱3、播种装置4、插入式地下滴灌带卷筒5、变速箱6、深松犁7、施肥开沟犁8、地表插入式地下滴灌带传送筒9、伸缩杆10、插入式地下滴灌插入压入板11、压实轮12。应当指出的是，本申请中所涉及零件如无特殊说明，均为已知的市场销售产品，如施肥箱，播种装置，深松犁等。其中，作物耕作一般采用宽窄行，各列播种、施肥、管道铺设装置、压实轮在农机装置上在同一直线上且采用适宜宽窄行安装。机架1的前端铰接有与拖拉机铰接的连接梁，机架1横梁两端通过转轴以键槽形式安装有地轮，此农机装置与拖拉机连接且由其提供前进动力。机架1前侧横梁上通过螺栓固定安装深松犁7；之后机架1横梁上通过螺栓固定了施肥箱3及施肥开沟犁8等装置；后方机架1横梁上铰接安装的播种装置4；之后支架由螺栓固定在机架1横梁上，支架上安装有插入式地下滴灌带卷筒5和地表插入式地下滴灌带传送筒9；变速箱6由螺栓固定在机架上，且控制与伸缩杆10焊接的插入式地下滴灌插入压入板11。最后机架1横梁上用螺栓固定可调节高度的可旋转压实轮12。

步骤2、输水毛管铺设农田地表，与输水毛管相连接的灌水器插入安装在土壤内。

进一步，机架1前侧横梁上通过螺栓固定安装深松犁7且可以调节其安装高度，利用深松犁7对土壤进行深松；之后机架上安装了施肥箱3及施肥开沟犁8等装置，继续松土且进行施肥；后利用机架1横梁上安装的播种装置4进行播种作业；之后地表插入式滴灌带经由插入式地下滴灌带卷筒5和地表插入式地下滴灌带传送筒9以及由变速箱6所控制的伸缩杆10和插入式地下滴灌插入压入板11上下移动将地表插入式地下滴灌铺设在大田中；并由机架1横梁上用螺栓固定的可旋转压实轮12将土壤压实。其中，深松犁7与施肥开沟犁8共同松土，有助于插入式灌水器插入土壤中。农机前进的速度，变速箱6所控制的伸缩杆10以及插入式地下滴灌插入压入板11上下移动速度，以及播种装置4的播种频率和间距需要相互联动配合，满足插入式地下滴灌灌水器位置与播种位置相适应。

进一步，在插入式地下滴灌插入压入板11，由插入式地下滴灌插入压入上板111和滴灌带保护橡胶112组成，在滴灌带压入时防止压力过大插入式地下滴灌插入压入板111对管道损坏，故在下部安装滴灌带保护橡胶112，减轻压入时对滴灌带的压力，防止管道损坏。

进一步，沿机械行进方向，各装置在同一直线上，且各列装置可根据作物种植宽窄行进行调整安装，满足多种作物大田使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提出了农田地表插入式地下滴灌及农业机械作业方式，填补了国内无农机作业之空白，将插入式地下滴灌的毛管铺设、灌水器插入、施肥和种子播种，由农业机械一次性作业完成。对于推进地下滴灌最优节水增效技术应用及农田生态可持续具有重要意义。本发明的基于农田地表插入式地下滴灌方式，创建了农业机械作业基本功能及其实现的关键技术方案。

附图说明

图1为农田地表插入式地下滴灌农机作业装置线条结构图；

图2为插入式地下滴灌插入压入板的结构图；

图3为农田地表插入式地下滴灌农机作业方法基本功能的结构原理图；

图4为农田地表插入式地下滴灌农机作业方法动作关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

步骤1、将田间管道铺设装置、施肥装置、作物播种装置进行整合。如图1所示，一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法包括机架1、地轮2、施肥箱3、播种装置4、插入式地下滴灌带卷筒5、变速箱6、深松犁7、施肥开沟犁8、地表插入式地下滴灌带传送筒9、伸缩杆10、插入式地下滴灌插入压入板11、压实轮12。应当指出的是，本申请中所涉及零件如无特殊说明，均为已知的市场销售产品，如施肥箱，播种装置，深松犁等。其中，作物耕作一般采用宽窄行，各列播种、施肥、管道铺设装置、压实轮在农机装置上在同一直线上且采用适宜宽窄行安装。机架1的前端铰接有与拖拉机铰接的连接梁，机架1横梁两端通过转轴以键槽形式安装有地轮，此农机装置与拖拉机连接且由其提供前进动力。机架1前侧横梁上通过螺栓固定安装深松犁7；之后机架1横梁上通过螺栓固定了施肥箱3及施肥开沟犁8等装置；后方机架1横梁上铰接安装的播种装置4；之后支架由螺栓固定在机架1横梁上，支架上安装有插入式地下滴灌带卷筒5和地表插入式地下滴灌带传送筒9；变速箱6由螺栓固定在机架上，且控制与伸缩杆10焊接的插入式地下滴灌插入压入板11。最后机架1横梁上用螺栓固定可调节高度的可旋转压实轮12。

如图2所示，在插入式地下滴灌插入压入板11，由插入式地下滴灌插入压入上板111和滴灌带保护橡胶112组成，在滴灌带压入时防止压力过大插入式地下滴灌插入压入板111对管道损坏，故在下部安装滴灌带保护橡胶112，减轻压入时对滴灌带的压力，防止管道损坏。

沿机械行进方向，各装置在同一直线上，且各列装置可根据作物种植宽窄行进行调整安装，满足多种作物大田使用。

图3为农田地表插入式地下滴灌农机作业方法的基本功能，可实现全部取代人工操作的农业机械化作业安装。

1、插入式地下滴灌插入压入板装置；插入式地下滴灌的输水毛管与灌水器相连，在管道铺设时，此装置将输水毛管直接铺设在农田地表同时将灌水器插入土壤中，插入位置与作物种植株距行距规格相关。

2、作物播种装置；根据不同作物种子播量及播种深度，播种装置可以进行调整满足多种作物种植需求。

3、深松犁与施肥开沟犁装置；此两种装置共同作用，深松土壤，为灌水器插入土壤提供条件。

4、压实轮装置；此装置可在施肥、播种、管道铺设之后将土壤进行压实，压实重量可根据具体情况进行调节。

图4为农田地表插入式地下滴灌农机作业方法动作关系，具体为：

1、插入式地下滴灌插入压入板装置；插入式地下滴灌输水毛管与灌水器相连，插入式地下滴灌输水毛管铺设在农田地表，此装置在毛管铺设时，将输水毛管直接铺设在农田地表同时将灌水器插入土壤中，插入位置与作物种植株距行距相关。

2、作物播种装置；根据不同作物播种量和种子播种深度，播种装置可以进行调整，满足多种作物播种。

3、施肥装置；在农机作业过程中进行施肥作业，满足在播种时给作物施用底肥。

上述3种装置相互配合作业，播种装置根据作物种植模式进行调整，插入式地下滴灌插入压入板装置与播种装置联动，农业机械一次性完成农田地表输水毛管铺设、灌水器插入和作物种子播种、施肥作业。

1、针对地下滴灌毛管及灌水器人工铺设不利于推广应用问题

目前，地下滴灌农田地面铺设毛管及灌水器插入农田地下，均由人工操作，这不符合也不满足农业高效节水灌溉发展应用需要，应全部改成农业机械化作业方式，从根本上解决人力投入大工作效率低问题。

本发明的技术实现方案：农田地表插入式地下滴灌，整体考虑农业机械化作业3个装置：插入式地下滴灌插入压入板装置、作物播种装置、施肥装置，将此三种功能装置进行组合，可以一次性同时完成农田地面毛管及灌水器铺设、播种及施肥作业。

2、针对协同处理解决好地下滴灌管材回收可持续利用问题

现有地下滴灌供水管网和输水毛管及灌水器全部埋于地下，长期运行损坏及老化管材尤其是农田埋设毛管及灌水器量多量大，机械化和人工回收困难成本大，农田地埋管材经常出现管材断裂、残留回收不净情况，严重污染损害农田生态，影响农业生产。

本发明农田地表插入式地下滴灌农机作业方法技术方案关键点：

1、提出了农田地表插入式地下滴灌及农业机械作业方式，填补了国内无农机作业之空白。

农田地表插入式地下滴灌毛管及灌水器，目前全部为人工铺设安装，工作量大投入多，严重制约本技术推广应用。因此，将插入式地下滴灌的毛管铺设、灌水器插入和种子播种，由农业机械一次性作业完成。对于推进地下滴灌最优节水增效技术应用及农田生态可持续具有重要意义。

2、基于农田地表插入式地下滴灌方式，创建了农业机械作业基本功能及其实现的关键技术方案。

农田地表插入式地下滴灌农机作业关键技术由三部分组成：(1)插入式地下滴灌插入压入板装置；(2)施肥装置；(3)作物播种装置。农机作业过程需要将地面输水毛管铺设与毛管相连的灌水器插入农田土壤、作物种子播种、作物施肥三个功能装置精确配合一起联动，一次性共同完成田间作业。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤、将田间管道铺设装置、施肥装置、作物播种装置进行整合；农田地表插入式地下滴灌农机包括：机架、地轮、施肥箱、播种装置、插入式地下滴灌带卷筒、变速箱、深松犁、施肥开沟犁、地表插入式地下滴灌带传送筒、伸缩杆、插入式地下滴灌插入压入板、压实轮，其中，作物耕作采用宽窄行，各列播种、施肥、管道铺设装置、压实轮在农机装置上在同一直线上且采用宽窄行安装；机架的前端铰接有与拖拉机铰接的连接梁，机架横梁两端通过转轴以键槽形式安装有地轮，此农机装置与拖拉机连接且由其提供前进动力；机架前侧横梁上通过螺栓固定安装深松犁；之后机架横梁上通过螺栓固定了施肥箱及施肥开沟犁；后方机架横梁上铰接安装的播种装置；之后支架由螺栓固定在机架横梁上，支架上安装有插入式地下滴灌带卷筒和地表插入式地下滴灌带传送筒；变速箱由螺栓固定在机架上，且控制与伸缩杆焊接的插入式地下滴灌插入压入板；最后机架横梁上用螺栓固定可调节高度的可旋转压实轮；

2.根据权利要求1所述的农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，其特征在于，机架前侧横梁上通过螺栓固定安装深松犁且能调节其安装高度，利用深松犁对土壤进行深松；之后机架上安装了施肥箱及施肥开沟犁，继续松土且进行施肥；后利用机架横梁上安装的播种装置进行播种作业；之后地表插入式滴灌带经由插入式地下滴灌带卷筒和地表插入式地下滴灌带传送筒以及由变速箱所控制的伸缩杆和插入式地下滴灌插入压入板上下移动将地表插入式地下滴灌铺设在大田中；并由机架横梁上用螺栓固定的可旋转压实轮将土壤压实；其中，农机前进速度，变速箱所控制的伸缩杆和插入式地下滴灌插入压入板上下移动速度，以及播种装置的播种频率和间距需要相互联动配合，满足插入式地下滴灌灌水器位置与播种位置相适应。

3.根据权利要求1所述的农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，其特征在于，在插入式地下滴灌插入压入板，由插入式地下滴灌插入压入上板和滴灌带保护橡胶组成，在滴灌带压入时防止压力过大插入式地下滴灌插入压入板对管道损坏，故在下部安装滴灌带保护橡胶-，减轻压入时对滴灌带的压力，防止管道损坏。

4.根据权利要求1所述的农田地表插入式地下滴灌农机作业方法，其特征在于，沿机械行进方向，各装置在同一直线上，且各列装置根据作物种植宽窄行进行调整安装，满足多种作物大田使用。