CN112715309A - 一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法及其专用装置 - Google Patents

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杨策
张秀梅
朱峰
刘小京
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    • A01C5/00—Making or covering furrows or holes for sowing, planting or manuring
    • A01C5/04—Machines for making or covering holes for sowing or planting

Abstract

本发明公开了一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，所述重盐碱地为盐分含量在10‰w/w以上的重盐碱地，通过特定的人为干预操作在重盐碱地地表形成一个局部的微环境，包括：一次性操作塑造低盐保墒微环境；所塑造的微环境具有抑制反盐特性，长期保持相对周边的低盐种植优势；所塑造微环境具有水分保持和富集特性，长期保持相对周边的水分保持优势。本发明同时涉及上述种植方法的专用装置设备。对于高度重盐碱地，目前尚没有较为可行的改良种植方法，本发明研发的新技术形成了此技术领域的一个重要突破。

Description

一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法及其专用装置
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，尤其是一种重盐碱地苜蓿种植方法及相关专用装置。
背景技术
苜蓿作为盐碱地广泛种植的优质牧草，不仅产量能提升盐碱地土壤资源利用效率，而且能够改良盐碱土。然而重盐碱地苜蓿保苗困难，严重阻碍了苜蓿的建植和后期生产功效。目前苜蓿种植方法强调播种前平整土地，这广泛适用于拥有较好水盐条件的土壤。条播也是很好的播种方法，其充分利土壤水盐运移规律，使得高处聚集盐分，低处返盐少，保墒好；然而难以保证整条沟内土壤平整，沟内还是存在微地形高低不平。
综上所述，重盐碱地土壤盐分异质性较大，尽快平整土地和沟播都能也可发挥良好作用，但具体实践中存在操作难，要求标准高的问题。因此还需要探究更加巧妙、高效且充分利用盐碱地水盐运移规律的苜蓿栽培种植方法。与本发明相关的现有技术文献包括：
[1]郑普山,郝保平,冯悦晨,et al.紫花苜蓿对盐碱地的改良效果 [J].山西农业科学,2012,40(11):1204-6.
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[3]刘小京.环渤海缺水区盐碱地改良利用技术研究[J].中国生态农业学报,2018,26(10):1521-7.
[4]张谦,冯国艺,雷晓鹏,et al.滨海盐碱地预覆膜起垄的生态效应及对棉花苗期的影响[J].干旱地区农业研究,2018,36(04):74-9.
[5]王卓然.黄河三角洲典型地区土壤水盐动态规律、影响因素与预测模型[D]；山东农业大学,2017。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法及其专用装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，所述重盐碱地为盐分含量在10‰ w/w以上的重盐碱地，所述种植方法为通过特定的人为干预操作在重盐碱地地表形成一个局部的微环境；所述特定的人为干预操作同时满足如下限定条件：①一次性操作塑造低盐保墒微环境；②所塑造的微环境具有抑制反盐特性，长期保持相对周边的低盐种植优势；③所塑造微环境具有水分保持和富集特性，长期保持相对周边的水分保持优势。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z的比例作为苜蓿的重盐碱地种植效果的核心影响因子，x:y:z＝ (1.5-6):(0.5-4):(0.5-4)。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z的比例作为苜蓿的重盐碱地种植效果的核心影响因子，x:y:z＝ (2-4):(1-3):(1-3)。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z＝3:2:2。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径 0.5-10cm、高度1-5cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔0.5-8cm。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径 2-4cm、高度1-3cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔1-3cm。
作为本发明的一种优选技术方案，在重盐碱地地表移除表层向下半径3cm、高度2.5cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔2cm。
上述种植方法的专用种植坑开挖装置，包括安装于机架上的第一驱动件，所述第一驱动件的输出端可拆卸连接有在第一驱动件的驱动下沿竖向运动的开挖机构，所述开挖机构具有多个均匀设置的开挖筒，各所述开挖筒沿竖向向下延伸；所述第一驱动件包括第一液压缸，所述第一液压缸的输出端连接有第一安装板，所述开挖筒构造于第一安装板的下端面上；所述开挖筒的下部外壁构造有向下逐渐减少的喇叭状结构，且所述喇叭状结构的内径与开挖筒的内径相同；于所述开挖机构上构造有用于将各开挖筒内的土壤块推出并击碎的捣土机构；所述捣土机构包括设置于第一安装板上方的第二安装板，所述第一安装板与第二安装板通过用于驱动二者相互靠近或远离的第二驱动件连接，所述第二驱动件为第二液压缸，于第二安装板上安装有多个分别伸入相对应的开挖筒内的捣土件；所述捣土件包括一端安装在第二安装板下端面，另一端沿竖向向下伸入相对应的开挖筒内的导杆，于所述导杆伸入开挖筒内的一端安装有固定盘，于所述固定盘的下端面上均匀地构造有多个触头。
作为本发明的一种优选技术方案，所述固定盘、导杆及相对应的开挖筒的轴线重合。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：对于高度重盐碱地，现有技术尚没有较为可行的改良种植方法。本发明研发的新技术是在这一领域的一个重要突破。
对于为盐分含量很高的的重盐碱地，本发明通过特定的人为干预操作在重盐碱地地表形成一个局部的微环境，达到了一次性操作塑造低盐保墒微环境，并且所塑造的微环境具有反盐抑制特性和水分保持富集特性，能够长期保持相对周边的低盐种植优势和水分保持优势。具体的，本发明依据盐碱地土壤盐分分布规律和水盐运移规规律，利用移苗器取出地表向下半径3cm，高度2.5cm的土柱，产生一个播种土槽为苜蓿出苗创造低盐、保墒的环境；主要依据盐碱地土壤盐分分布规律和水盐运移规规律：1)盐碱地土壤往往盐分表层聚集严重，移除表层土柱可降低土壤盐分；2)盐碱地田间微地形局部高处蒸发较快，土壤中盐分随毛细管水上升积聚于积水区的边缘或局部高处，低处蒸发慢，返盐慢。因此，人为构造土壤凹槽，可抑制减少蒸发，抑制土壤返盐；3)土槽有利于水分聚集，可减少水分散失，提高水分利用效率。
本发明所研发的技术中，一个核心在于所取土柱的直径、高度和间隔比例，需要在特定的比例范围内以显示良好的成苗率；与此同时，对于同一比例范围，所取土柱的直径、高度和间隔数值不同也具有明显的实质种植效果，这一点出乎研究人员的初始预料，试验显示，在重盐碱地地表移除表层向下半径3cm、高度2.5cm的土柱，凹槽之间间隔2cm，所得种植效果明显优于对照。
本发明的专用装置与现有技术相比，所取得的技术进步在于：通过第一驱动件驱动开挖机构向下运动，使得开挖机构的各个开挖筒伸入土壤内，之后，控制第一驱动件驱动开挖机构向上运动，开挖筒脱离地面，使得地面上形成有多个深度在5-10cm的种植坑，之后，在种植坑内种植苜蓿种植，再将被开挖筒挖出的土壤粉碎回填即可；由于种植坑内的土壤较为松软，制作可外围的土壤相对较硬，这样水分和养分易于被松软的土壤吸收，被吸收的水分和养分呈向下辐射发散状渗透至下部及周围的土壤内，这样由于周围的土壤较硬，水分和养分不易流失，进而为苜蓿的生长提供较为稳定的水分和养分；由此可知，采用本发明在重盐碱地土壤盐分较大的区域开挖种植坑，种植坑为阵列式的排列方式，在种植坑内种植苜蓿，具有返盐少，保墒好，且有效提高了苜蓿的存活率，同时操作简单，降低了要求标准的特点。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1另一角度的结构示意图；
图3为本发明实施例的结构侧视图；
图4为本发明实施例去除捣土机构的结构示意图；
图5为本发明实施例捣土机构的结构示意图；
图6为本发明实施例捣土机构的局部结构示意图。
图7为本发明的现场照片图。
图8为实施例1中科院南皮试验站海兴试验基地的种植试验结果图示。
标注部件：1-机架，2-第一液压缸，3-第一安装板，4-开挖筒，5-喇叭状结构，6-第一通孔，7-第二安装板，8-第二通孔，9-导杆，10-固定盘，11-触头，12- 第二液压缸。
具体实施方式
以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
在以下实施例的描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
实施例1
本实施例提供一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，在重盐碱地地表移除表层向下半径3cm、高度2.5cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔2cm。
本实施例的技术能够解决盐碱地土壤盐分异质性高的问题，因为人为构造的土壤凹槽与周围土壤相比均是一个个的低盐环境。经过与不同的种植方法对比1)平整土地撒播苜蓿种植；2)开沟条播；3)土壤凹槽播种，发现在重盐碱地中，仅使用了本方法的处理能保证苜蓿出苗。并且凹槽内土壤盐分明显低于凹槽边上，土壤水分大于凹槽边上。
试验地选在中国科学院南皮生态农业试验站海兴试验基地(试验设在河北省海兴县小山乡盐碱荒地,117°33′52″E,38°11′17″N)。该地区地势低洼,地下水位浅且矿化度高,土壤盐碱化极其严重,土壤含盐量在9g/kg以上。
设置3中不同的播种方式：撒播、条播、挖坑播种(本专利方法)，试验设计采用随机区组试验，每个播种方式3个重复小区。紫花苜蓿品种选择中苜3号(具有耐盐特性)，按25kg/hm2播种量播种，其中挖坑播种方式，每个坑中播种30 粒。
于2020年9月20日播种，15天后统计出苗情况并采集三种播种方式土壤盐分。土壤盐分按5：1水土比测定EC值。经调查统计，撒播和条播均未出苗，挖坑播种出苗率为31.11％。挖坑播种土壤盐分显著低于其余两种传统的播种方法，见附图8。
实施例2
实施例1中种植方法的专用种植坑开挖装置，包括安装于机架上的第一驱动件，所述第一驱动件的输出端可拆卸连接有在第一驱动件的驱动下沿竖向运动的开挖机构，所述开挖机构具有多个均匀设置的开挖筒，各所述开挖筒沿竖向向下延伸；所述第一驱动件包括第一液压缸，所述第一液压缸的输出端连接有第一安装板，所述开挖筒构造于第一安装板的下端面上；所述开挖筒的下部外壁构造有向下逐渐减少的喇叭状结构，且所述喇叭状结构的内径与开挖筒的内径相同；于所述开挖机构上构造有用于将各开挖筒内的土壤块推出并击碎的捣土机构；所述捣土机构包括设置于第一安装板上方的第二安装板，所述第一安装板与第二安装板通过用于驱动二者相互靠近或远离的第二驱动件连接，所述第二驱动件为第二液压缸，于第二安装板上安装有多个分别伸入相对应的开挖筒内的捣土件；所述捣土件包括一端安装在第二安装板下端面，另一端沿竖向向下伸入相对应的开挖筒内的导杆，于所述导杆伸入开挖筒内的一端安装有固定盘，于所述固定盘的下端面上均匀地构造有多个触头；固定盘、导杆及相对应的开挖筒的轴线重合。
综上实施例可见，对于为盐分含量很高的的重盐碱地，本发明通过特定的人为干预操作在重盐碱地地表形成一个局部的微环境，达到了一次性操作塑造低盐保墒微环境，并且所塑造的微环境具有反盐抑制特性和水分保持富集特性，能够长期保持相对周边的低盐种植优势和水分保持优势。具体的，本发明依据盐碱地土壤盐分分布规律和水盐运移规规律，利用移苗器取出地表向下半径 5cm，高度2cm的土柱，产生一个播种土槽为苜蓿出苗创造低盐、保墒的环境；主要依据盐碱地土壤盐分分布规律和水盐运移规规律：1)盐碱地土壤往往盐分表层聚集严重，移除表层土柱可降低土壤盐分；2)盐碱地田间微地形局部高处蒸发较快，土壤中盐分随毛细管水上升积聚于积水区的边缘或局部高处，低处蒸发慢，返盐慢。因此，人为构造土壤凹槽，可抑制减少蒸发，抑制土壤返盐； 3)土槽有利于水分聚集，可减少水分散失，提高水分利用效率。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：
所述重盐碱地为盐分含量在10‰w/w以上的重盐碱地，所述种植方法为通过特定的人为干预操作在重盐碱地地表形成一个局部的微环境；
所述特定的人为干预操作同时满足如下限定条件：①一次性操作塑造低盐保墒微环境；②所塑造的微环境具有抑制反盐特性，长期保持相对周边的低盐种植优势；③所塑造微环境具有水分保持和富集特性，长期保持相对周边的水分保持优势。
2.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z的比例作为苜蓿的重盐碱地种植效果的核心影响因子，x:y:z＝(1.5-6):(0.5-4):(0.5-4)。
3.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z的比例作为苜蓿的重盐碱地种植效果的核心影响因子，x:y:z＝(2-4):(1-3):(1-3)。
4.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径为x、高度为y的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔为z；所述x:y:z＝3:2:2。
5.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径0.5-10cm、高度1-5cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔0.5-8cm。
6.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径2-4cm、高度1-3cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔1-3cm。
7.根据权利要求1所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在重盐碱地地表移除表层向下半径3cm、高度2.5cm的土柱，形成一个土壤凹槽，将苜蓿种植播种到凹槽中，凹槽之间间隔2cm。
8.根据权利要求2-7任一项所述的一种简易高效的重盐碱地苜蓿种植方法，其特征在于：在构建凹槽微环境的同时进行地表覆膜处理。
9.权利要求1所述种植方法的专用种植坑开挖装置，其特征在于：包括安装于机架上的第一驱动件，所述第一驱动件的输出端可拆卸连接有在第一驱动件的驱动下沿竖向运动的开挖机构，所述开挖机构具有多个均匀设置的开挖筒，各所述开挖筒沿竖向向下延伸；所述第一驱动件包括第一液压缸，所述第一液压缸的输出端连接有第一安装板，所述开挖筒构造于第一安装板的下端面上；所述开挖筒的下部外壁构造有向下逐渐减少的喇叭状结构，且所述喇叭状结构的内径与开挖筒的内径相同；于所述开挖机构上构造有用于将各开挖筒内的土壤块推出并击碎的捣土机构；所述捣土机构包括设置于第一安装板上方的第二安装板，所述第一安装板与第二安装板通过用于驱动二者相互靠近或远离的第二驱动件连接，所述第二驱动件为第二液压缸，于第二安装板上安装有多个分别伸入相对应的开挖筒内的捣土件；所述捣土件包括一端安装在第二安装板下端面，另一端沿竖向向下伸入相对应的开挖筒内的导杆，于所述导杆伸入开挖筒内的一端安装有固定盘，于所述固定盘的下端面上均匀地构造有多个触头。
10.根据权利要求9所述的专用种植坑开挖装置，其特征在于：所述固定盘、导杆及相对应的开挖筒的轴线重合。
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