一种凹垄土层置换耕作方法与流程

本发明属于农耕方法技术领域，具体涉及一种凹垄土层置换耕作方法。

背景技术：

周知，在农耕机械领域，目前较为通用的为旋耕机械，其通过旋耕犁将地表0-20厘米厚度的表层土壤进行破碎和疏松处理。但是多年耕种后的地表熟土层土壤内部因过多的化肥、农药的施加，农药残留导致土壤污染严重，农业机械反复碾压，加之化肥因素，造成土壤严重板结，形成坚硬的犁底层，作物根系难以下扎，土壤的透气性和蓄水保水性、保肥性大幅降低，土壤有益微生物菌群大量减少，农作物严重减产，品质下降。肥料集中在表层，形成富集层，因作物根系具有向肥性，根系生长分布在浅层，易受旱涝影响，易倒伏。土壤表层杂草种籽掺混在土壤营养成分富集的表层，杂草生长旺盛，灭草难度大，农药和化肥有效利用率低。

针对以上弊端，目前国家提倡深耕深松，但是深耕犁的作业方式实为深翻，耕深35厘米左右，20厘米以下的生土被翻上来与熟土掺杂混合，生土层营养成分贫瘠，造成作物10%～30%减产，草籽未能深埋，野草得不到抑制，深耕这一技术缺陷逐渐被发现而受质疑甚至被拒绝。深松只是局部打破犁底层，只是粗耕还需要另加旋耕松土，草籽散落于地表，野草得不到有效控制。

针对上述问题，设计一套土层置换耕作方法，在土层互不混杂的前提下，实现熟土层和生土层土壤置换，将富含草籽和营养成分的熟土层隐于深层底层，引导作物根系向下发展，深层分布，将缺乏营养且不含草籽的生土层平铺在熟土层上面，在地表面无缝隙覆盖，以此来解决现有农耕技术存在的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种凹垄土层置换耕作方法，采用前后布置的犁具分层耕作，将熟土层土壤与生土层进行置换，并且此种置换通过单台设备即可实现。

为实现上述技术目的，本发明采用以下方案：一种凹垄土层置换耕作方法，通过设置前后两道犁依次作业，在牵引力作用下位于前侧的前置犁将熟土层土壤犁起呈土垄搁置在侧面，地面形成浅沟槽，后面的后置犁在浅槽基础上进一步往下犁土，在地面形成u型沟槽，将侧置成垄的熟土层通过刮板或铧犁利用斜置输送装置与地面之间的空隙回填到u型沟槽的槽底，后置犁犁起的生土层通过斜置输送装置向后上方传输并滑落在熟土层上方形成平铺覆盖，完成土层置换。

前置犁采用铧犁，将浅层熟土甩在一侧或两侧并形成垄条，犁下形成浅沟槽；后置犁采用旋耕犁，将浅沟槽底部的生土层犁起在斜置输送装置和罩体约束下向后上方传输并抛撒，均匀洒落到u型沟槽位置。

在斜置输送装置的后侧设置有一个压土装置，压土装置底面设置时，其中部低两侧高，压土装置上设置有至少一个下压支撑装置和架体后端连接，通过下压支撑装置始终约束压土板下压实现对旋耕土壤的压平。

在侧置成垄的熟土层上方设置储肥桶，储肥桶落肥至熟土层内部，土肥混合后通过刮板或铧犁利用斜置输送装置与地面之间的空隙回填到u型沟槽的槽底。

本发明的有益效果为：本发明通过以上耕作方法，其通过前置犁和后置犁同时作业，前置犁先将地表0～20厘米富含养分和草籽的熟土层犁起搁置于侧面，后置犁随后将熟土层下部的20～35厘米贫瘠、不含草籽的生土层剥离输送、抛出，地面形成u型沟槽，然后将上述搁置一侧的熟土层利用斜置输送装置下方空间回填至u型沟槽底部，最后生土层从斜置输送装置末端滑落，均匀平铺在u型沟槽底回填的熟土层上面实现土壤置换和覆盖，土层结构优化，土层和营养成分的合理布局、抑制杂草再生，减少灭草剂使用，改善土壤污染，促进作物提质、高产；在以上工作方式的基础上，本方法还实现了凹垄的成型，非种植区为凸起状，在非种植区土壤为较硬部分，雨水会汇集至凹垄内使种植区保持较好的湿度，再者，土地耕作设备在运行时，其会沿着凹垄以外区域移动，凹垄不会受到碾压，土壤不板结；设备少做无用功，节能降耗。

附图说明

图1为本发明方法工作原理结构示意图；

图2为适合本发明方法实施的设备的立体结构示意图ⅰ；

图3为适合本发明方法实施的设备的立体结构示意图ⅱ；

图4为适合本发明方法实施的设备的立体结构示意图ⅲ；

附图中，1、架体，2、前置犁，3、后置犁，4、驱动总成，5、牵引架,6、铧犁，7、斜置输送装置，71、摆动驱动轴，72、驱动轮，73、偏心连杆，74、落料口，8、生土层，9、熟土层，10、压土板，11、下压支撑装置，12、铰接轴，13、储肥槽，14、落肥管。

具体实施方式

在农业生产中广泛使用化学农药，然而部分农药残留制约了农作物正常轮作的进行和农业种植结构的调整。申请人根据残留农药在土壤中空间分布特点，研究了以下土层置换方法，结果表明：土层置换后马铃薯增产51.3%～72.6%，甜菜增产115.4%～129.3%；纯收入增收2541083元，增收率达185.5%；土壤物理性质有所改善，降低了土壤容重，提高了土壤持水能力。

本发明以下将引用具体土层置换耕作设备对本发明所提出的具体耕作方法进行讲解：

本发明所述的土层置换耕作方法在具体实施时，其通过如附图所示的设备来体现：在设备的架体1的内部设置有前置犁2和后置犁3，如图1所示，所述的前置犁2设置在前侧，后置犁3设置在后侧，前置犁2的设置高度要高于后置犁3，所述的架体11的顶部设置有牵引架5和外部牵引设备连接，通过外部牵引设备实现整个架体1的拖动。对于需要凹垄成型的地块，可通过将前置犁2和后置犁3工作宽度变窄实现较窄范围的土层置换。

所述的前置犁2采用铧犁，当外部驱动装置牵引本设备前进时，前置犁2将地表土壤犁起后，将地表0～20厘米富含养分和草籽的熟土层犁起并以土垄形式搁置在侧面，地面形成浅沟槽，后面的后置犁3在浅槽基础上进一步往下犁土，在地面形成u型沟槽，同时将侧置成垄的熟土层通过刮板6利用斜置输送装置7与地面之间的空隙回填到u型沟槽的槽底；后置犁3犁起的生土层通过斜置输送装置7向后上方传输并滑落在熟土层9上方形成平铺覆盖，完成土层置换，所述的斜置输送装置7可设计成筒状结构，其在末端设置落料口74，通过落料口74将熟土层土壤洒落。

在以上方法的设计基础上，还可将落料口74设计成左右设置的两个，同时在落料口74上方设置一根摆动驱动轴71和架体1上的驱动总成4连接，通过驱动总成4实现对驱动轮72的驱动，驱动轮72带动摆动驱动轴71上的偏心连杆73上下摆动，以此实现对落料口74的驱动，通过此种设置可防止土壤在落料口74处堆积甚至堵塞。

为实现成垄，在架体1的最后端通过铰接轴12铰接设置有一个压土板10，所述的压土板10的底端面设计成中部低两侧高的结构，压土板7上设置有至少一个下压支撑装置11和架体后端连接，所述的下压支撑装置为一根支撑螺杆，其可通过调节螺栓实现压土板7下压幅度的调整，通过下压支撑装置71始终约束压土板下压实现对旋耕土壤的压平，在压平的同时实现土层置换区域的凹垄整形。通过凹垄作业以上作业，本装置可使种植区形成凹垄状，非种植区为凸起状，在非种植区土壤为较硬部分，雨水会汇集至凹垄内使种植区保持较好的湿度，再者，土地耕作设备在运行时，其会沿着凹垄以外区域移动，凹垄不会受到碾压，土壤不板结；设备少做无用功，节能降耗。

本发明进一步的方案，其在侧置成垄的熟土层上方的架体1上设置储肥桶13，储肥桶13底部设置有落肥管14通过落肥管将肥料输送至熟土层内部，土肥混合后通过刮板或铧犁利用斜置输送装置与地面之间的空隙回填到u型沟槽的槽底，以此形成土层置换与施肥同时作业。

总结：本发明通过以上耕作方法后，后置犁3将下层土壤收集后通过斜置输送装置7输送至整个设备后侧的落料口74处并将土壤洒落，实现刮板6在前，落料口74在后土壤落地顺序，以此实现地表熟土层9和生土层8土壤互换，将20～35厘米养分贫瘠不含草籽的生土层均匀平铺在最上层，而将营养成分（肥料、有机碳、微生物群）富集的熟土层（0～20厘米）平铺到原生土层的位置，两者置换，两者置换后地表层营养成分少，也不含草籽，野草得到遏制，底层营养富集，保水性能好，恰是作物根系密集的区域，有利于作物生长，抗倒伏；通过此种方式多年持续，可使土壤营养层越来越厚，土壤结构得到有效优化治理。