一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻及其使用方法与流程

本发明涉及植物种植领域，特别涉及一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻及其使用方法。

背景技术：

海三棱藨草是上海崇明东滩乃至整个长江河口湿地生态系统中的土著种与关键种，具有消浪、护滩、促淤等功能。海三棱藨草每年产生大量淀粉含量较高的小坚果和地下球茎，群落内底栖动物十分丰富，可为栖息于此的湿地水鸟提供大量植物性和动物性饵料。因此，海三棱藨草是长江口湿地生态系统中最关键的初级生产者，地位特殊、功能广泛，具有不可替代的作用。

但是近30年来，由于人为的干扰以及外来物种特别是互花米草入侵的影响，海三棱藨草等土著物种的生存受到了严重的威胁，它的分布面积也从约135km²锐减到40km²以下，过去大面积壮观的海三棱藨草单一群落已经消失殆尽，最后只残留一些小的斑块。这一变化一方面使得大型底栖动物和游泳动物的食物来源大大减少，另一方面使得底栖动物群落和鸟类群落的多样性大幅度降低，这已经严重影响到崇明东滩湿地生态系统的群落结构与功能。如果这种趋势不能得到有效的遏制，海三棱藨草这一物种在长江口有可能整体走向灭绝，最后导致河口湿地生态系统的崩溃。因此，崇明东滩乃至整个长江口滩涂的海三棱藨草种群都亟需恢复和重建。

在海三棱藨草种群恢复和重建的过程中，需要大量种源。海三棱藨草既可通过种子进行有性繁殖，也可通过球茎进行无性繁殖。使用种子进行种群恢复和重建，过程虽然便捷，但由于种子萌发率低，故不适宜大范围推广。例如在欧善华主编的《上海市海岸滩涂海三棱藨草种群特性及其促淤效能研究论文集》中，为提高海三棱藨草种子的萌发率，文中对种子采取了几种不同的处理方式，如碱液浸泡、针刺等。虽然在萌发30天后，种子萌发率均可达到65％以上，但这些方法却不适宜大批量的种子萌发。具体理由如下，该方法的投入成本比较高、操作繁琐，由于催芽过程中使用了碱液，从而增加了碱液污染环境的危险。而通过球茎进行种群恢复及重建，具有以下优点：1、球茎的出苗率和成苗率都很高；2、球茎具有丰富的营养物质可供幼苗生长，因而球茎苗粗壮且对环境胁迫有较强的适应能力；3、球茎苗生长及分蘖速度快，有利于海三棱藨草的种群扩散。

另外，传统的草皮移栽法通常是利用铁铲在自然生境中将植株连同着生土壤层整体移出，这种方法耗时耗力、运输成本也比较高，且对原生态环境的破坏较大，移栽效率低。再加上这种方法只适用于根系分布深度为2～5cm的浅根系植物。而根据调查显示，海三棱藨草的根系通常分布在地下20～30cm。通过上述内容，不难发现，传统的草皮移栽法并不适用于海三棱藨草的移栽。

综上所述，提供一种操作便捷、高效、低成本的海三棱藨草球茎苗的移栽方法是我们目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻及其使用方法，使得球茎苗的移栽过程更便捷、效率更高，降低了成本，且提高了球茎苗移栽的成活率，保护环境。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻，包括：手柄、与手柄连接的主杆以及设置于主杆端部的钻头；其中，钻头呈空心圆筒状，钻头的一端与主杆连接，钻头的另一端具有一开口。

另外，本发明的实施方式还提供了一种使用土钻采集海三棱藨草球茎苗的方法，包含以下步骤：

使用土钻将球茎苗以土芯的形式取出。每平米采集的球茎苗数量应小于或等于15个，采集位置应尽量分布均匀，球茎苗采集出来后应放置于阴凉处备用；

种植时，使用土钻先钻出一个土芯洞，其深度应低于球茎苗土芯3～5cm，然后将带有球茎苗的土芯插入土芯洞中，即完成移栽。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在土钻上设置手柄、空心圆桶钻头，使得一个人即可完成采样工作，操作便捷；且使用该土钻移栽的球茎苗，其根系附土，移栽后无需在土壤中重新定植，因而能够快速适应移栽后的环境，成活率高，降低了移栽后的管理成本；另外，单个土芯对自然种群的干扰比较小，降低了对自然种群的破坏。

进一步地，钻头的外表面上具有开口，这样便于将球茎苗从钻头中取出。

进一步地，钻头远离主杆的一端呈尖状，这样方便钻头能够快速的插入土壤中，增加土钻的使用寿命。

进一步地，主杆的长度为50～60cm，适用于身高在150～180cm的采集人员，提高采集人员使用土钻的体验，使得采集效率更高。

进一步地，手柄、主杆均呈空心圆筒状，且手柄、主杆以及钻头的壁厚均为2～4mm，这样可以避免海水腐蚀土钻，提高了土钻的使用寿命。

进一步地，主杆与手柄的连接处具有扇形或圆形凹陷，这使得手柄和主板能够紧密连接。

进一步地，手柄与主杆相连的一端与钻头垂直呈T字形结构，这样便于采集人员灵活的旋转土钻。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式中土钻的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式中土钻的结构示意图；

图3是根据本发明第三实施方式中土钻采集球茎苗的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻，如图1所示，该土钻包括：手柄1、与手柄1连接的主杆2以及设置于主杆2端部的钻头3；其中，钻头3呈空心圆筒状，钻头3的一端与主杆2连接，钻头3的另一端具有一开口。

在本实施方式中，手柄1、主杆2可以是空心圆筒状，圆筒状的手柄1、主杆2一方面方便采集人员的握持，另一方面降低了整个土钻的重量。但是，本实施方式不应以此为限，手柄1、主杆2也可以是实心的，或者手柄1、主杆也可以是其他形状的。本实施方式在此不一一举例说明。

具体地，在本实施方式中，手柄1可以是直径为3cm空心圆筒。当然，本实施方式中的手柄直径不应以此为限。

值得注意的是，为提高手柄1、主杆2、钻头3的彼此连接的紧固性，在本实施方式中，手柄1的中间位置可以通过环形焊接的方式与主杆2的上端部连成一体，另外，主杆2和钻头3也可以通过环形焊接方式连接成一体。

为了防止海水通过管壁进入手柄1或者通过手柄1与主杆2的连接处进入主杆2进而腐蚀整个土钻，在本实施方式中，主杆2和手柄1、钻头3的焊接的次数优选为两次。当然，上述焊接的次数也可以是三次、四次等等，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。

通过上述内容，不难发现，手柄1是土钻在采集球茎苗时的发力点。虽然海三棱藨草的自然生境大多是湿地，但部分区域的土壤硬度还是比较大的，在球茎苗的采集过程中比较费力。为使采集人员的双手能够同时握持手柄1，便于在采集过程中发力，在本实施方式中，手柄1的长度可以设计成10cm，但是本实施方式不应以此为限，手柄1的长度也可以设计成12cm；或者手柄1的长度也可以设计成15cm；或者手柄1的长度也可以设计成18cm；或者手柄1的长度也可以设计成20cm。但是手柄1的长度不能超过20cm，因为手柄1的长度过长，会增加土钻的重量，且不方便采集人员的使用。只要长度在10～20cm范围之内的手柄1均在本发明的保护范围之内。

另外，在采集球茎苗的过程中，土钻插入土壤后，需要手动旋转土钻使土芯与地下土壤完全断开，这样才能采集到完整的球茎苗土芯。而旋转手柄1的受力点在手柄1和主杆2上部的连接处。随着使用时间的增加，该连接处特别容易老化、脱落。为使手柄1和主杆2能够紧密连接、增加了土钻的使用寿命，在本实施方式中，在主杆2与手柄1的连接处可以打磨出深度为0.3～1.5cm的扇形或者圆形且能够契合手柄1的凹陷。但是本实施方式不应以此为限，主杆2与手柄1的连接处打磨出的凹陷的深度和形状不应以此为限，只要能够保证主杆2和手柄1能够连接的更紧密都是可以的。

不难发现，采集人员在使用土钻采集球茎苗的过程中，主杆2的长度要和采集人员的身高匹配，如果主杆2的长度太长，则不便于身高较矮的采集人员使用，如果主杆2的长度太短，则采集人员需要不断的弯腰来使用土钻，影响球茎苗的采集率。为避免上述情况的发生，在本实施方式中，主杆2的长度通常可以是采集人员身高(一般采集人员的身高在150～190cm)的三分之一，即50～60cm。

值得注意的是，在自然生长环境中，海三棱藨草未萌发的球茎通常分布在地下15～20cm的深处，钻头3的长度正好可以采集到未萌发的球茎，这使得在不增加成本的同时，进一步提高了海三棱藨草种群恢复和重建的效率。在本实施方式中，钻头3的长度可以是25cm、直径可以是6cm，但是本实施方式不应以此为限，钻头3的长度也可以是30cm、直径可以是8cm、或者钻头3的长度也可以是35m、直径可以是10cm、或者钻头3的长度也可以是40cm、直径可以是11cm等。这样一来，在本实施方式中，钻头3的顶部留有空间的高度为5cm。留有5cm的空间的好处可以避免球茎苗在采集过程中被挤压。当然，钻头3顶部留有空间的高度和钻头3的长度成正比。考虑到球茎苗的大小不一，钻头3的长度可以根据球茎苗的大小来设置。

另外，在盐沼中采集球茎苗时，为降低海水腐蚀土钻、增加土钻的使用寿命，手柄1、主杆2以及钻头3都可以是由厚度为2mm的304不锈钢材质加工而成。但是本实施方式不应以此为限，304不锈钢材的厚度也可以是3mm、或者也可以是4mm。

值得一提的是，为便于采集人员旋转土钻，在本实施方式中，手柄1与主杆2相连的一端与钻头3垂直呈T字形结构。

与现有技术相比，本实施方式中，通过使用土钻采集球茎苗，一人即可完成，操作便捷、采集效率高；采用土钻移栽的球茎苗，其根系附土，移栽后无需在土壤中重新定植，能够快速适应移栽后的环境，成活率高，降低了移栽后的管理成本；单个土芯对自然种群的干扰较小，从而减轻对自然种群的破坏。

本发明的第二实施方式涉及一种采集海三棱藨草球茎苗的土钻。第二实施方式是对第一实施方式的优化，主要优化之处在于：为便于将球茎苗从钻头中取出、提高采集效率，在本发明第二实施方式中，如图2所示，钻头3的外表面上具有门字形开口，当然也可以是其他形状的开口，本实施方式不应以此为限。另外，为使钻头3能够快速的插入土壤中，增加土钻的使用寿命、节约采集过程中的用力，在本发明第二实施方式中，钻头3远离主杆2的一端呈尖状。

值得注意的是，在本实施方式中，钻头3的外表面上开设的门子形开口的宽度大小可以是钻头3直径的一半，即3cm。当然，钻头3的外表面上开设的门子形开口的宽度大小可以是钻头3直径的三分之一，即2cm。本实施方式不以此为限。

本发明第三实施方式涉及一种使用第一实施方式或者第二实施方式中所述的土钻采集球茎苗的方法，如图3所示，具体包含以下步骤：

步骤101：采集球茎苗

在海三棱藨草的自然生境中，用土钻将球茎苗以土芯的形式取出(1株球茎苗/土芯)。采集球茎苗时，每平米采集的数量应小于或等于15个，采集位置也应尽量均匀分布，以免对海三棱藨草的自然生境造成破坏。球茎苗装入运输周转箱中，运至重建区域后，需放置于阴凉处备用；

步骤102：种植球茎苗

在重建区域，可按50cm×50cm的间隔来种植，相应的种植密度计算如下：一亩地≈666平方米，一平方米＝10000平方厘米；

球茎苗的种植密度：(666×10000)÷(50×50)＝2664株；即，如果以50cm的间隔种植，每亩地可以种植大约2664株的球茎苗，也就是每平米种植4株的球茎苗。但是本实施方式不应以此为限，也可以按照100cm×100cm(即种植密度为1株球茎苗/平米)的间距来种植。种植时，先用土钻在重建区域上钻出一个土芯洞，然后将带有球茎苗的土芯插入土芯洞中，即完成球茎苗的种植。

值得一提的是，若土芯洞的深度大于土芯的高度，则土芯中的球茎苗低于地表，那么就会导致球茎苗淹水死亡；若土芯洞的深度等于土芯的高度，且种植时土芯未完全插入洞中，则会使得洞内积水，从而导致球茎苗的烂根现象，降低了球茎苗移栽的成活率；若土芯洞的深度小于土芯的高度，则土芯中的球茎苗高出地表，能减少球茎苗被水淹的几率，进而促使球茎苗快速生长及扩散。在本实施方式中，土芯洞的深度低于球茎苗土芯3cm。当然，土芯洞的深度也可以低于球茎苗土芯4cm、或者也可以是5cm。本实施方式不应以此为限。

值得注意的是，运至重建区域的球茎苗，需尽快种植，为避免土芯变形导致的不便于种植，在本实施方式中，种植前不可向土芯中的球茎苗浇水。

另外，由于梅雨季节将增加球茎苗被淹死的几率，降低成活率，故球茎苗的移栽时间不能晚于5月，在本实施方式中，球茎苗的移栽时间可以在每年的4～5月。

不难发现，在移栽的过程中，球茎苗的苗高不宜过大，否则在移栽的过程中容易造成球茎苗须根受损，从而降低了球茎苗的成活率。为避免上述问题的出现，在本实施方式中，移栽苗的苗高尽量保持在1～5cm。

与现有技术中的移栽方法相比，本实施方式中的土钻移栽法具有以下优势：

1、易获取：在淤泥质海岸生境中，利用土钻采集球茎苗，一人即可完成，获取效率高；

2、易转运：球茎苗土芯外形规则，重量较轻，方便运输；

3、易种植：种植时，直接插入相同面积大小的土芯洞中即可；

4、生长、扩散速度快，成活率高：土钻移栽的球茎苗，其根系附土，移栽后无需在土壤中重新定植，能够快速适应移栽后的环境，成活率高，生长及扩散速度快。海三棱藨草球茎苗的最佳移栽时间为4～5月，避开了梅雨时节的长时间降雨造成的幼苗淹死问题。另外，土钻移栽能大大缩短球茎苗移栽后的适应时间，在雨季来临之前长得更高，避免因长时间淹没在雨水中而死亡，增加了重建的成功率，降低了移栽后因水位管理以及补种产生的成本；

5、重建效率高：考虑到海三棱藨草生长、扩散速度快的特点，该方法按两种间距种植球茎苗，到生长季末海三棱藨草的种群平均密度可分别达1200株/平米和800株/平米。根据实验结果，在重建区域，1200株/平米的种群平均密度已经达到环境容纳量(即种群维持的最大密度，超过该密度将会导致海三棱藨草植株的死亡)。另外，过高的初始种植密度，也将导致原材料的浪费；

6、对自然种群的破坏小：单个土芯的采集对自然种群的干扰仅限于直径为6cm深度为20～25cm的区域，采集后存留的土芯洞会被海水中的泥沙所掩埋，采集人员的践踏效应也将在3～5天内自然恢复。在海三棱藨草种群濒临局部灭绝的生境中移栽球茎苗，该方法尤为适合。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。