基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置及方法与流程

专利2025-04-04  8


本发明涉及盐碱地改良,尤其涉及基于秸秆深埋和鼠道暗管的盐碱地改良用深翻装置及方法。


背景技术:

1、盐碱地是盐类集积的一个种类,是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长,根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷,其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累积有关,因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

2、可知,我国盐碱地分布广泛,根据其成因和地理位置的不同,又可以分为以下五个主要区域:

3、西北硫酸盐盐碱地:

4、特点:这类盐碱地主要分布在我国西北地区,土壤含盐量高,且以硫酸盐为主。土壤渗透率低,孔隙度小,导致土壤板结严重,植被生长困难。同时,土壤中的硫酸盐还会与土壤中的其他离子形成可溶性盐,降低土壤ph值,影响农作物的生长。

5、治理方案:针对西北硫酸盐盐碱地,可以采取土壤盐排和改良料添加等方法进行治理。即通过加大灌溉量和增加排水设施等措施来排除土壤中的盐分,同时添加石膏、石灰等改良剂来降低硫酸盐的浓度。此外,还可以种植耐盐碱的作物和树种,增加土壤有机质和微生物含量,改善土壤结构。

6、河套灌区次生盐碱地:

7、特点:河套灌区次生盐碱地主要是由于不合理的灌溉方式和管理导致的。这类盐碱地通常出现在灌溉农业区,由于灌溉水含有一定的盐分,加上排水不畅,导致盐分在土壤中积累。

8、治理方案:针对河套灌区次生盐碱地,可以采取提升灌溉水质、科学合理的灌溉、土地保护和合理利用以及耐盐碱作物种植等措施进行治理。其中通过加强水利设施建设,提高灌溉用水质量,从而减少土地受盐碱化的风险。且推广科学合理的灌溉技术,可避免过度灌溉和不合理灌溉。同时配合土地管理和保护,保持土地的生态平衡,并选用适应河套地区土壤盐碱化的耐盐碱作物进行种植。

9、东北苏打盐碱地:

10、特点:东北苏打盐碱地以苏打(碳酸钠)为主要盐分,土壤呈强碱性。这类盐碱地对农作物的生长极为不利,会导致植被稀疏、土壤板结等问题。

11、治理方案:针对东北苏打盐碱地,可以采取施用化学改良剂、种植耐盐碱作物和树种以及合理灌溉等措施进行治理。具体来说,首先通过施用石膏、磷石膏等改良剂来降低土壤的碱性。而后种植耐盐碱的作物和树种来增加土壤有机质和微生物含量。再通过控制灌溉量和灌溉频率来避免土壤盐分的积累。

12、华北插花盐碱地:

13、特点:华北插花盐碱地主要分布在华北平原地区,土壤含盐量较高且分布不均匀。这类盐碱地对农作物的生长有很大影响,会导致农作物减产甚至绝收。

14、治理方案:针对华北插花盐碱地可以采取建立完善的灌溉系统、现代化排水系统、种植水稻、向土壤中注入聚丙烯酸脂溶液以及种植耐盐碱的树种等措施进行治理。其中,通过合理灌溉和排水来降低地下水位和排出土壤中的盐分。种植水稻可以有效地淋洗土壤中的盐分。向土壤中注入聚丙烯酸脂溶液可以形成不透水层,减少盐分的蒸发。最后种植耐盐碱的树种可以增加土壤有机质和微生物含量,改善土壤结构。

15、滨海滩涂盐碱地:

16、特点:滨海滩涂盐碱地主要分布在沿海地区,受海水影响较大。这类盐碱地土壤含盐量高、地下水位浅且矿化度高。由于靠近海洋,还容易受到海风、海雾等自然因素的影响。

17、治理方案:针对滨海滩涂盐碱地可以采取场地整理工程、排水排盐工程以及生物改良等措施进行治理。通过抬高地面高度和平整土地来降低地下水位和控制矿化度的地下水上升。铺设排水排盐的管道来实现降低盐碱的目的。同时种植耐盐碱的植物和树种来增加土壤有机质和微生物含量,改善土壤的生态环境。此外还可以利用咸水灌溉等技术手段来提高土壤的利用率和农作物的产量。

18、综上所述,针对不同区域的盐碱地特点和成因,需要采取不同的治理方案来降低土壤含盐量、改善土壤结构和提高土壤肥力。但是还具有以下缺陷:

19、1、在灌溉排盐过程中,需要在灌溉前铺设暗管,工作量较大;

20、2、需要结合土壤改良剂施行,操作较为繁琐。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明提供一种基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置及方法,其可将地表秸秆推入深犁沟后深埋,同时在鼠道犁组件作用下进行深层的鼠道暗管成型,并配可控的排放水管道,排出多余的盐分和水分,完成高效的农田改良。

2、为实现上述目的,本发明提供了基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,包括依次设置的牵引翻转总成、主犁总成和副犁总成,本发明还包括盐碱地改良总成,盐碱地改良总成包括固定于主犁总成上的鼠道犁组件、与经鼠道犁组件成型的多根鼠道暗管一一对应连通的多根导水管,多根导水管均与沟渠连通,导水管与沟渠之间设置有排水阀;

3、鼠道犁组件位于主犁总成的外侧。

4、优选的,鼠道犁组件包括经切土刀柱与主犁总成连接的锥度扩孔器,锥度扩孔器包括依次与切土刀柱连接的锥形引导段、圆柱形成型段和修管段,锥形引导段的小头端与切土刀柱连接,锥形引导段的大头端与圆柱形成型段连接。

5、优选的,鼠道暗管的两端均插接有导水管的一端,导水管的另一端与集水管连通,集水管经排水管与沟渠连通,集水管上设置有排水阀。

6、优选的,主犁总成包括主犁架以及对称固定于主犁架上下两侧的两个主犁,用于利用主犁对地面深翻,形成深犁沟,并在深翻的过程中带动鼠道犁组件同步行走,在深犁沟的下方形成鼠道暗管;

7、副犁总成包括副犁卡座以及对称固定于副犁卡座上下两侧的两个副犁,用于将地表的秸秆和盐碱层翻入上一道深犁沟中。

8、优选的,本发明还包括避障复位总成,避障复位总成包括固定于主犁架上的液压缸和与液压缸的缸体连通的储能器,液压缸的活塞依次经螺丝、空心油缸杆和铰接拉杆与主犁卡座垂直转动连接;

9、主犁卡座朝向主犁架的一侧的上下两端均开设有轴位槽,轴位槽内垂直转动设置有绕动轴,绕动轴与主犁架固定连接,且两个轴位槽之间设置有铰接拉杆。

10、基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置的方法,包括以下步骤:

11、s1、将深翻犁固定到牵引机上,借助牵引机带动深翻犁直线行走,在深翻犁行走的过程中,主犁进行深翻,将深层低盐分土壤翻至表层,形成第一道深犁沟,同时鼠道犁组件同步行走,在行走的过程中形成第一道鼠道暗管;

12、s2、重复步骤s1,在此过程中,利用副犁将地表的秸秆和盐碱层翻入第一道深犁沟内并深埋;

13、s3、循环步骤s1和s2,直至深翻完成;

14、s4、将导水管的一端插入鼠道暗管内部,另一端连通集水管,再借助排水管连通集水管和沟渠;

15、s5、利用雨水或者灌溉水灌溉土壤,渗入土壤内部的水分,冲洗土壤和埋入土壤内部的秸秆上的盐分,含有盐分的多余水分进入鼠道暗管,而后借助导水管、集水管和排水管,将含有盐分的多余水分排至沟渠内部。

16、优选的,在步骤s1中,每三年深犁沟的耕深循环一次,即第一年的深犁沟深度为70cm,第二年的深犁沟深度为50cm,第三年的深犁沟深度为30cm,从而实现了在第二个耕深循环的第一年将第一个耕深循环的第一年埋入且已经腐熟完成的秸秆上翻,增加表层土壤的有机质含量。

17、优选的,在步骤s5中,当降雨量或者灌溉量少于设定水量时,关闭排水管上的排水阀,避免水分流失。

18、本发明具有以下有益效果:

19、1、农田深翻,增加表层有机物含量:通过将表层的高盐分土壤翻入深层,同时将底层的低盐分土壤翻到表层,可改善土壤质量,增加土壤的有机质含量,使土壤更加肥沃,助于为作物提供所需的养分和水分;深翻还可促进土壤中微生物的繁殖,而微生物对于分解有机物和提高土壤肥力至关重要;此外,深翻能够增加土壤的透气性,使土壤中的水分和营养物质更容易流动,从而提高土壤的透气性和生物活性,有利于农作物的生长;

20、2、通过秸秆深埋实现了:

21、(1)增加土壤碳储量:秸秆深埋深翻将秸秆等有机物质埋入土壤中,有机物质在土壤中分解,形成稳定的有机碳,从而增加土壤的碳储量,此种增加的碳储量不仅可以提高土壤的肥力,还有助于减缓全球气候变化;

22、(2)提升土壤肥力:秸秆深埋深翻可以改善土壤的通气性和保水性,增加土壤中的微生物数量和活性,促进土壤养分的转化和释放,从而提升土壤的肥力;此外,秸秆中含有的大量营养元素(如氮、磷、钾等)和微量元素(如锌、铁、锰等)也可以为土壤提供养分,进一步促进作物的生长和发育;

23、(3)阻盐控碱:通过腐熟的秸秆,改善土壤结构,增强其对盐分的缓冲能力和养分保持力,同时,有机质的分解产物能中和部分碱性物质,降低ph值,达到阻盐控碱的目的;

24、总的来说,利用秸秆深埋腐熟增加有机物含量:通过将农田秸秆和表层盐碱土壤翻入深犁沟后深埋,将秸秆深埋还田后,经过一段时间的腐熟转化,将秸秆中含有大量的氮、磷、钾等营养元素和有机质转化土壤养分,使土壤更适宜农作物的生长;此外,秸秆深埋还可以提高土壤的蓄水保墒能力,改善土壤结构,从而提高土壤的供肥保肥能力,为农业的高产、稳产和可持续发展提供有力支持;

25、3、利用鼠道暗管改良盐碱地:利用鼠道犁组件作业在农田中开设鼠道暗管,可将含有盐分的多余水分排出,可有效降低土壤中的盐分,同时提高盐碱地土壤的肥力,改善盐碱地土壤的理化性质;

26、而且鼠道暗管可以有效地排除土壤中的多余水分,降低地下水位,从而解决农田的渍涝问题,有助于防止作物因水分过多而引发的病害,提高作物的产量和质量;

27、该鼠道犁组件在作业过程中是在已耕的但未翻埋的深翻犁底层下方同步进行,所以降低了工作阻力,减小了燃耗同时构筑成鼠道暗管,对土壤进行翻动和疏松,打破土壤板结,增加土壤的透气性和透水性,有助于改善更深层的土壤的物理性质,优化土质,使土壤更加适宜作物的生长;

28、提高土壤肥力:鼠道犁组件作业有助于调节田间水气,抑制土壤返盐,淡化表层地下水,加速土体的脱盐,从而改善土壤的化学性质;此外,鼠道犁在作业过程中会将部分有机物质和养分翻入土壤中,增加土壤的有机质含量和养分含量,为作物提供更多的养分来源;

29、综上所述,促进作物生长:通过改善土壤的水、气、肥状况,鼠道犁组件作业为作物的生长提供了更好的条件,作物的根系发育得到促进,抗逆性增强,产量和质量有望提高。

30、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


技术特征:

1.基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,包括依次设置的牵引翻转总成、主犁总成和副犁总成,其特征在于:还包括盐碱地改良总成,盐碱地改良总成包括固定于主犁总成上的鼠道犁组件、与经鼠道犁组件成型的多根鼠道暗管一一对应连通的多根导水管,多根导水管均与沟渠连通,导水管与沟渠之间设置有排水阀;

2.根据权利要求1所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:鼠道犁组件包括经切土刀柱与主犁总成连接的锥度扩孔器,锥度扩孔器包括依次与切土刀柱连接的锥形引导段、圆柱形成型段和修管段,锥形引导段的小头端与切土刀柱连接,锥形引导段的大头端与圆柱形成型段连接。

3.根据权利要求2所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:锥形引导段、圆柱形成型段和修管段划分,且锥形引导段的小头端经连接销轴与切土刀柱的底端连接,切土刀柱的底端还固定连接有燕尾犁铲,燕尾犁铲与锥形引导段分置于切土刀柱的两侧,且燕尾犁铲背离锥形引导段的一端设置成尖端;

4.根据权利要求2所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:鼠道暗管的两端均插接有导水管的一端,导水管的另一端与集水管连通,集水管经排水管与沟渠连通,集水管上设置有排水阀。

5.根据权利要求1所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:主犁总成包括主犁架以及对称固定于主犁架上下两侧的两个主犁,用于利用主犁对地面深翻,形成深犁沟,并在深翻的过程中带动鼠道犁组件同步行走,在深犁沟的下方形成鼠道暗管;

6.根据权利要求2所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:还包括避障复位总成,避障复位总成包括固定于主犁架上的液压缸和与液压缸的缸体连通的储能器,液压缸的活塞依次经螺丝、空心油缸杆和铰接拉杆与主犁卡座垂直转动连接;

7.如上述权利要求1-6任一项所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置的方法,其特征在于:包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:在步骤s1中,每三年深犁沟的耕深循环一次,即第一年的深犁沟深度为70cm,第二年的深犁沟深度为50cm,第三年的深犁沟深度为30cm,从而实现了在第二个耕深循环的第一年将第一个耕深循环的第一年埋入且已经腐熟完成的秸秆上翻,增加表层土壤的有机质含量。

9.根据权利要求7所述的基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置,其特征在于:在步骤s5中,当降雨量或者灌溉量少于设定水量时,关闭排水管上的排水阀,避免水分流失。


技术总结
本发明公开了基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置及方法,属于盐碱地改良领域,包括依次设置的牵引翻转总成、主犁总成和副犁总成,本发明还包括盐碱地改良总成,盐碱地改良总成包括固定于主犁总成上的鼠道犁组件、与经鼠道犁组件成型的多根鼠道暗管一一对应连通的多根导水管,多根导水管均与沟渠连通,导水管与沟渠之间设置有排水阀;鼠道犁组件位于主犁总成的外侧。本发明采用上述基于秸秆深埋和鼠道构筑的盐碱地改良用深翻装置及方法,利用鼠道暗管可将含有盐分的多余水分排出,可有效降低土壤中的盐分,同时可利用深埋的秸秆阻止底层土壤返盐,提高盐碱地土壤的肥力,改善盐碱地土壤的理化性质。

技术研发人员:赵勇昌,赵慧超,赵建国,孙宏勇
受保护的技术使用者:任丘市沃田农机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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