耕作碱土的方法和装置的制作方法

专利名称:耕作碱土的方法和装置的制作方法
这项发明是与农业有关的，是一种耕作碱土的方法和装置。
本发明的方法和装置可以作为一种可取的基本的耕作方式，和在中层和深层的碱土内，实行改良性深耕的方式。对于不翻断层的耕作特别有效，同时将半碱土层(碳酸盐)与碱土层相混合，并使留有植物残茬在非碱土层(腐殖质)仍然保留在土层的最上边，以防止风的侵蚀。
众所周知，采用一般的耕作方法实行碱土深耕，对土壤改良的效果很差并且成本也高。在许多已采用的方法中，都是用下层的土冲淡非碱土层，或者将积累的腐殖质层完全地埋到沟底，仅仅这种方式就在相当大的程度上碱少了耕地土壤的生产能力。
为实行以前耕作方式采用的装置，在工作时暴露出牵引阻力高，生产率不适应，以及可靠性差等问题。
以往所了解的耕作碱土的方法和实行这种方法所采用的装置，包括疏松被耕的碱土层，分层耕作或植被翻垡梨的耕作和磨碎熟化生土层，以及诸如此类。
然而以往的经验表明，用设备实行以上所述的作业方法，例如，疏松机只管松土，主要是加工大土块，被疏松的碱土层的边界和碳酸盐的边界仍然保留在原来的水平上(深度上)。使用分层耕作机耕作，在整个土层上进一步疏松，并能够交换碱土和半碱土的位置。但是不能使它们混合。轮到植被翻垡梨工作，它能将碱土的三层生土充分地混合，但是用现有的设备实行这种耕作，会造成用下层的碱土减弱腐殖质层肥力的后果。一系列所采用的设备，会把有价值的肥沃的土层埋到地下去。
在平行技术领域：
为人共知的，许多土壤疏松装置具有较高的技术标准，例如分别由苏联发明者证书NO.105924，Int、cl、Aol、B13/08，NO.952117，Int、clAolB13/10公布的凿形犁和碱土疏松机，VIBROLAZ-80型机器广泛地用于匈牙利，而凿形犁和疏土机广泛地应用于加拿大，等等。
用上述的装置疏松碱土的三层土，并造成改良土壤的效果。由于这种方法所采用的是那种装置，所以没有使土层垂直运动，而引起碳酸盐和碱土以及非碱土层混合的作用。
在苏联和国外有用现有的犁，例如西德专利NO.486453，和加拿大45a，15/08，对碱土实行分层耕作。除了对耕作层进行疏松外，还保证了在耕作层中碱土层与半碱土层的互相置换，但是没有使它们充分混合，因此在深耕碱土时，采用这种耕作碱土的技术不能达到高质量地改良土壤的作用。
对以上讨论的植被翻垡和分层耕作方式的特点和效果作一点补充，这种方法用在易于受到风的侵蚀的地区效果很差。因为上层土(腐殖质)连同植物的残茬被复盖，而下层的土很难抵抗地质和气象的条件。
被广泛采用的将植被翻垡的耕作，能够保证转移全部的碱土土块，并造成将特别有价值的肥沃土层埋入地下。用那样的犁采用两次耕作法会获得较好的改良土壤的结果。但是再加上用那种犁有较高的牵引阻力，两次耕作法将会造成很大的消耗。考虑到采用翻垡犁耕作不能保持土壤表面，因此降低了带有植被的土壤的生产能力。这种方法成本非常高，效率低。另外植被翻垡耕作会增加作业碱地的土块和土埂，因此还需要用于平整土地的附加费用。
在本技术领域：
里为人共知，在加拿大采用植被翻垡犁耕作碱土。在犁上装有被动的工作部件，用于深耕，这种工作部件以均匀的比例混合三层生土。除上所提及的植被翻垡犁的弱点外，这种加拿大犁作业时还明显地增加了耕作层的土块。
新设计的具有主动工作部件的机器在当今处于研究发展阶段。这种机器复杂，由于操作时可靠性低，特别是用于深耕时可靠性更低，所以还不能广泛地应用。
所以要有一种耕作的方法，包括疏松被耕作的碱土块，同时混合生土层，并使非碱性土层保持在耕作过的土地的表面上，这种耕作方法比较先进，并且经济，用被动的工作部件实行这种耕作方法，在作业时会更有效和有更高的可靠性。
本发明的目的是要改掉以上提到的不利的方面。
目前这项发明的主要目的是要提供一种耕作碱土的方法。在耕作中使土壤得到自身改良，使肥沃的非碱土层在耕作后仍保留在土壤的外表。这项发明提供实行这种耕作方法的一个装置，它的结构应能保证充分混合生土层，以便提高碱土的肥力。
用一种耕作碱土的方法达到这一目的。这种方法包括用无翻垡犁在下面切断土层，在整个土层深度内疏松土壤的耕作方法和把土壤内具有改良品质的土转移到碱土层，按照本发明，当土层中间部分被提升到碱土层时，使具有改良品质的土与碱土层混合，并且将半碱土层中转移出去的部分而留出的空间填补上，填补这个空间所有的土是来自碱土层中被疏松的部分。这部分碱土倾倒下来，占据了半碱土层中的那部分空间。
这种方法的具体化，确保有一个自然-机械特性均匀一致的条件，而使得土壤有良好的通气性，有较好的穿透性和可以较好地贮存水分，最终提高碱土的肥力。
这个目的也要依靠一个装置来完成。这个装置有一个机架，机架支承着携土铲，在携土铲之间安装了一个犁铧，犁铧上有挖掘铲，携土铲有向后弯的侧铲。根据本发明，犁铧制成可展的曲面，而侧铲的前端呈圆锥形，携土铲转向朝着被耕过的土层，与本装置的纵垂面含有一个5-10°的夹角，并且携土铲向上张开，它的顶部与水平面含有一个β＝75～85°的夹角。
本装置的这种结构，使得碱土被耕作时，有可能提高碎土程度，以及有助于提高改良土壤的效果，这是由于生土层的土壤在垂直和水平方向上都有移动。
挖掘铲选择了铰接在犁铧上的方式，并且设置一个垂直方向调节的机构。
这种联接的方式，允许挖掘铲的自由端的水平位置可以根据情况配置，它决定着半碱土(碳酸盐)层被提升的高度。调节时要根据半碱土层中改良土的含量，碱土层和半碱土层的厚度以及耕作前进速度等因素决定。
每一侧面的铲最好制成可调的形式，用可调的翼板调整铲的长度。
这些可调整长度的侧铲能够将挖掘铲从半碱土层转移出去的那部分土而留下的空间用土填上。调整侧铲的长度要以犁的移动速度为依据，并且调整侧铲可以调整转移土的方向，用以提高被耕作的碱土层的生土混合的程度。
犁铧上最好有一系列齿，将齿固定在犁铧的周边上。
犁铧上安装一系列齿，可以保证犁铧将密集的碱土层切断并剪开，保证犁铧弄碎土块和自切的能力。
犁铧的挖掘犁最好制成楔形，其凸面内朝机具，挖掘铲由两个对称平面构成，这些表面的法线，稍微有些倾斜，从前端倾斜向尾端，方向朝着携土铲。
本装置的挖掘铲的形状，可以扩大适用的范围，它不仅适用于在熟地上耕作碱土的情况，也适于在含水量较高的情况下耕作碱土，并且不会由于含水量增加而引起粘挖掘铲的情况。
推荐在挖掘铲的前端安装一个劈裂器，劈裂器所在平面与本装置对称平面相重合。
在耕作潮湿的碱土时，最好使用劈裂器，它能够保证最初的切断和将挖掘起的土层的中间部分劈成两半。这样有助于使土块从挖掘铲上落下。开始被提升起来，然后落下去的潮湿的碱土块被翻了个个儿。
推荐将导向翼安装在侧面铲的可调整翼板的顶部。
导向翼的作用是有助于被耕作土层犁沟纵断面的形成，有利于地表的平整，以便减少目的在于平整土地的作业。
推荐导向翼有一个圆锥形的表面，其顶端朝向本装置前进的方向，凸起转向被耕作的土层的相反方向。
这个表面的形式保证了使侧面的土壤转移到中间时受到均匀的作用力，并且牵引阻力最小。
导向翼的前端边缘最好做成刃口。
导向翼边缘的这种设计有助于土壤流的分离，使土壤转移到土层的中央，使地表平整。
本装置最好提供一个辅助的犁铧，安装在携土铲上，配置在挖掘铲的上面。
这个辅助的犁铧有助于降低本装置的牵引阻力，同时也为更好地混合碱土层和半碱土层提供了条件。
辅助的犁铧最好做成S形状。
这种形状的表面变化的作用能保证较好地疏松非碱土层。
犁壁对称地配置，其对称平面与本装置纵向对称平面重合。犁壁最好固定在辅助犁铧的下表面。
这些犁壁有助于碱土从挖掘铲上落下来。并保证碱土与半碱土较好地混合。
每块犁壁最好制成可展的曲面。
这种形状的犁壁在整个表面上对转移的碱土的作用力是均匀一致的。
每块犁壁的下边缘最好做成刃口。
这对于把从挖掘铲上转移的碱土分离开来是必要的。
这种碱土的耕作方法和实行这种耕作方法作用的装置确保了无翻垡的碱土改良深耕，也包括中层和深层的碱土。需要指出，疏松在上面留有植物残茬的腐殖质(非碱土)层时，仍使非碱土层在耕过的土层的表面，利用自然-机械特性在非碱土层下面，混合碳酸盐(半碱土)层、碱土层和一部分腐殖质的措施。这一切保证了从被处理的土层中去除了盐份，并且造成了通气性好，穿透性好，能贮存水份的土壤，最终一句话，提高了碱土的肥力。
需要指出，采用按照本发明的方法和装置，比用植被翻垡犁在类似的，中间层碱土地耕作的方法，要提高耕作效率1.6倍，提高产量30-35%。
普通犁和植被翻垡犁的制造厂家也可以制造实行本发明的那种装置。
根据本发明的一个具体的实施，和一个实行本发明方法的装置，将在这里借助于附图加以说明。
图1为未经过耕整加工的碱土层的示意图。
图2是耕过的碱土层。
图3是按照本发明的一个装置耕作碱土的侧面视图。
图4是图3的俯视图。
图5是图3的正视图。
图6是图5的装置上带了导向翼。
图7是图6的俯视图。
图8是在图3的装置上带了楔形的挖掘铲和劈裂器。
图9是图8的俯视图。
图10是图3的装置上带了附加的犁铧和犁壁。
一种耕作碱土的方法，包括在整个碱土层下边切断并疏松整个碱土层，将土层内部，在深度接近于碱土层的半碱土层中，具有改良品质的土，也就是碳酸盐，掺进碱土层，并把从半碱土层中挖起的土部分地(达到25%)掺入到顶部的土层中，较肥沃的半碱土层中具有改良品质的土被移出，用它与碱土层部分在碱土层与半碱土层的水平上混合，如图1所示碱土结构图中的几种土层。
A-非碱性土(腐殖质)B-碱土C-半碱土(碳酸盐)所示在B和C之间中间部分分别为b+c;
碳酸盐层侧面部分c;
碱土层侧面部分b。
图示中的箭头所指为在碱土耕作时，各层中的部分移出的方向。
采用这种方法，要经过如下几个阶段“提升”-“置换”-“倾倒”。“提升”阶段的产生，是由于被疏松的土层B和C的中间部分c+b被混合提起造成的。“置换”阶段的产生是由于碳酸盐层的侧面部分c取代土层B和C的被提高的部分c+b而形成空虚的空间需要填充而造成的，“倾倒”阶段的产生是由于碱土层B中的b部分倾倒而取代碳酸盐层C中的c部分而造成的，而肥沃的表面上保留着植物的残茬的非碱性土层A停留在耕作层。按照上述的方法去做。原先未经加工的碱土的结构将会变为象图2所示的那样，包括土层的顶部A+C-A层的土壤中包含了一部分(达到25%)从C层来的土;在这之下B+C-B层和C层中间的混合的部分c+b，它复盖着另外一层C+B，这一层来自于C层中的置换部分c和B层中的侧倒部分b。
以上所述的耕作加工是用一个由图3，4和图5所示的装置执行的。特别地，图3表示出了本发明的一个装置并表示出碱土层在耕作前、后的断面示意图。这个装置分别由以下部分组成为了疏松土层，用一个在底部固定在机架1上的对称的U形犁，U形犁由两块板状的携土铲2和3，安装在两块板状携土铲中间的犁铧4形成，在犁铧的周边6上，固定了一系列齿5。
为了使碳酸盐土层与碱土层混合，采用了一个混合土层的部件，其中有一个铰接在犁铧上的挖掘铲7，其上有一个垂直调整的机构8，用调整机构8使挖掘铲自由端确定在一个理想的高度上，在挖掘铲7的两侧各有一个侧面铲9，10并且侧面铲9，10固定在铲2，3上。混合土层的部件的前端呈圆锥形，用可调整的翼板11，12使部件在长度方向上可调。
犁底部的犁铧4是呈相对的一对犁。每一个犁都有一个对称的可展的曲面，复曲面的表面沿着一个共同的母线相联结，在切断沟底时与沟底形成的切断的角度为15-20°。
携土铲2和3转向与耕过的土层相对的方向，并且相对于装置的纵垂面有一个5～10°的角度，在顶部相对于水平面有一个β＝75～83°的角度。
携土铲沿着犁铧的可展曲面的水平母线与犁铧联接，以保证犁底的部件平滑联接。
为了使犁沟土层的外形呈流线形，根据本发明，本装置用了导向翼13，14。导向翼铰接在可调的翼板11，12上，导向翼有一个圆锥形外表面，其圆锥的顶点朝向装置前进的方向。而凸起朝向被耕过的土层。为了分离开转移到中间部分去的土块，导向翼13，14的边缘15和16制成刃口。
这个装置也可以包括一个可替代的中间挖掘17(图8，9)，挖掘铲呈楔形，凸出的面朝向机器内部。与装置的犁铧4联接的对称的小平面的法线在携土铲2，3的方向从挖掘铲17的前端向尾部稍微倾斜。在挖掘铲的前端装有一个劈裂器18，劈裂器所在的平面与装置的对称平面相重合。
本装置还包括一个可动的辅助犁铧19(见图10)，当犁铧19安装在本装置上时，它被固定在携土铲2和3上，并配置在挖掘铲7或17以上(根据其具体情况的设计)，这样附加犁铧19的切刃便配置在主犁铧4的切刃之前。附加的犁铧19是用杆21和螺栓联接的。用一个机构22，调整犁铧相对于水平面的夹角α，从而在垂直的方向上调整犁铧。犁壁23固结在辅助犁铧19的下表面，每一个犁壁的下边缘24都被做成刃口。辅助犁铧19是呈S形的，而每一个犁壁23都是可展曲面，并且每一个犁壁23都是相对于本装置纵向对称平面对称地配置的。
本装置具有如下性能，当牵引车(未在图中表示出)牵引本装置向前移动时，本装置切入土壤，犁铧4的边缘6上的齿5切断土层，剪切开碱土层和半碱土层B和C的密度很高的土层的大块(图3)造成耕过的整个土层的土的体积增大。本装置继续移动，被耕过的土层达到犁铧4处，在两个犁铧4的对称的可展曲面的作用下，在曲面的法线方向上，从其前端开始将逐渐引导土块，进入犁底，形成两股分开的具有碱土和碳酸盐的土壤流，结果使土壤的体积变小并集中弄碎土块。同时非碱土层A受到携土铲2，3的压迫，当土块脱离犁铧4时，它的中间部分达到挖掘铲7，挖掘铲7的外形参数是根据耕作“成熟”碱土的要求而定的。土壤沿着挖掘铲移动，并附加破碎。当土脱离挖掘铲时，碱土层B部分地和非碱土层A相混合。半碱土层C的侧边部分c将达到两侧面铲9，10(图4)的表面，它们的翼板11，12将进一步在纵向施加压力，并且转移方向，破碎和把土送到挖掘铲下。碱土层B中的b在重力的作用下，倾倒到翼板11，12后面，用以填充从C土层转移出去的部分c而留出的空间。由铲7提升的B和C层的中间部分c+b将下落，在脱离铲子之后，落在导向翼13，14上(图6，7)，土流围绕着导向翼圆锥的表面，在法线方向，不确定地把土移至土层的中间部位。这个作用使土在落地和转移之前再一次受到搅动。把土壤转移到土层的中间部分，其结果增大了中间区域，减小了耕作后造成的大土块和土埂。经过混合的B层，C层的b+c部分的土壤，回填到挖掘铲7后面的同一土层中，c和b相互混合部分的上面。
本装置用于耕作湿粘性碱土时，铲7的前端会被土粘上以致削弱混合B层和C层土的流变性。所以在耕作高湿度的碱土时，将铲7取下，换上楔形的，带有劈裂器18的挖掘铲17(图8，9)。
本装置的工作过程有以下改变，当受压的土块脱离犁铧4，它的中间一部分到达挖掘铲17，这时劈裂器18将土层下部劈开成两股围绕着6楔形铲17的土流。土流沿着楔形铲的多面体的表面流动时，受到多面体表面法线方向的压力(考虑到摩擦角)。楔形铲多面体的配置，以及其表面上的法线方向的作用，最终使沿着挖掘铲17移动的，土层的下部的土壤流发生扭转。其结果确保了如上所述的将碱土层和碳酸盐层的中间部分混合的作用。
如果碱土层密度很高，很硬，本装置要安装上带有犁壁23的辅助犁铧19(图10)。在耕作之前，应利用可耕土地地图提供的数据，将犁铧19调整到一个适当的深度h(在非碱土层到碱土层的边界之间)。并用机构22，调整犁铧19相对于水平面的夹角α，根据耕作的前进速度以及非碱土层的厚度的实际情况，α角在5-15°之间选择。
本装置向前移动时，犁铧19用它的切刃20将非碱土层切断，并压迫土块，使土块沿着犁铧19的表面移动，最终脱离犁铧表面，盖在混合的半碱土层和碱土层之上。
必须说明，混合碱土与半碱土是土梨铧19下面同时发生的。碱土层B的中间部分被挖掘铲7提升起来，并由犁壁23转移到侧面，如此一来，半碱土C的中间部分沿着铲7上升，当它离开铲7时，流到被转移的碱土层B的中间部分上。
根据本发明的方法，利用无翻垡犁深耕碱土，可用以上所述的装置进行。由于使碱土层和半碱土层在垂直方向上进行混合和土层的转移，同时保持留有植物残茬的非碱土层(腐殖质)在土壤的顶部，也就是仍然复盖在耕作土层的外表面。因此保证有改良碱土的作用。但必须指出的是，可以用于耕作碱土的本发明的装置的一定的改良土壤的作用有不同的自然-机械的特征。
权利要求
1.一种耕作碱土的方法，包括在整个土层深度上彻底疏松，实行无翻垡耕作和将土壤内部改良的土转移到碱土层(B)，其特征在于当土层的中间部分被提升到(B)层土以上时，改良的土与碱土层(B)相混合，半碱土层(C)中的被转移的部分(C)所留下的空间，由碱土层(B)中的被疏松的部分(b)倾倒进半碱土层(C)中的空间，将其填充。
2.一个为实行如权利要求
1所述的方法的装置，包括由一个机架(1)支承的携土铲(2，3)，一个犁铧(4)上有一个挖掘铲(7)，挖掘铲安装在携土铲之间，侧铲(9，10)安装在携土铲(2、3)上，并且向后弯曲，其特征在于犁铧(4)被做成可展曲面，侧铲(9，10)的前端是圆锥形，携土铲(2，3)转向被耕作的土层，并与本装置纵垂面夹角5-10°，并向上张开，与水平面夹角75～83°。
3.如权利要求
2所述的装置，其特征在于，挖掘铲(7)是铰接在犁铧(4)上的，并有一个用以调整它的垂直高度的机构。
4.如权利要求
2所述的装置，其特征在于可以用可调翼(11，12)调整每一个侧铲(9，10)的长度。
5.如权利要求
2所述的装置，其特征在于犁铧(4)在沿着它的周边(6)上，安装了一系列的齿(5)。
6.如权利要求
2所述的装置，其特征在于犁铧(4)的挖掘铲(17)被做成楔形，凸起的部分向内朝向机具，由对称平面所限定的表面的法线，从铲(17)的前端到尾端稍微有些倾斜，方向是朝向携土铲(2，3)。
7.如权利要求
6所述的装置，其特征在于，在挖掘铲中间的前端，装有一个劈裂器(18)，劈裂器的平面与本装置对称平面相重合。
8.如权利要求
4所述的装置，其特征在于导向翼(13，14)安装在侧铲(9，10)的可调翼板(11，12)的顶部。
9.如权利要求
8所述的装置，其特征在于导向翼(13，14)有一个圆锥形的表面，锥顶朝着本装置前进的方向，其凸出的部分转向相对被耕作的土层。
10.如权利要求
8所述的装置，其特征在于导向翼(13，14)的前边缘(14，15)做成刃口。
11.如权利要求
2所述的装置，其特征在于提供了一个辅助的犁铧(19)，固定在携土铲(2，3)上，并被配置在挖掘铲(7)的上方。
12.如权利要求
11所述的装置，其特征在于辅助的犁铧(19)是S形的。
13.如权利要求
11所述的装置，其特征在于犁壁(23)对称地配置在本装置纵向对称平面的两侧，并且固定在辅助犁铧(19)的下边。
14.如权利要求
13所述的装置，其特征在于每一个犁壁(23)都做成可展曲面。
15.如权利要求
13所述的装置，其特征在于每一犁壁(23)的下边缘做成刃口。
专利摘要
一种耕作碱土的方法，包括当土层的中间部分被提升到B层以上时，改良的土与碱土层B混合，半碱土层C中被转移的部分C所留下的空间由碱土层B中被疏松部分b倾倒进半碱土层C中的空间填充。一个装置有一个机架，机架上支承着携土铲，携土铲转向相对于被耕作的土层，并与装置的纵垂平面成5～10°，后面做成张开式并与水平面成75～83°。侧铲装在携土铲上，其前端呈圆锥形。犁铧具有可展曲面的表面，并在携土铲之间安装。
文档编号A01B79/00GK86104045SQ86104045
公开日1987年12月30日 申请日期1986年6月16日
发明者阿纳托利·夫拉迪米罗维奇·帕夫洛夫, 阿莱克伊·斯蒂帕诺维奇·克麦兰科, 莱奥尼德·彼特罗维奇·格布, 阿莱克桑德·伊万诺维奇·伊瓦切克 申请人:十月革命50周年基辅工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan