复合深施深松铲及复合深施深松方法与流程

本发明涉及土壤深松技术领域，特别是涉及一种复合深施深松铲及复合深施深松方法。

背景技术：

土壤深松技术是在土壤管理和农作物生产过程中一项重要的应用技术。土壤深松作为保护性耕作技术之一越来越受到重视，深松可以改良土壤的耕作层，改善土壤的透气性和透水性，达到保水、抗旱、排水、抗涝和保肥的目的。根据作物生长需要，深松多涉及不同深度、不同振幅、不同效果、不同土质、不同整地作业需求。目前，现有土壤深松方法和装置多存在一定的不足：结构复杂，拆装繁琐，操作费力，功能单一，深松效果差，作业效率低等。

干旱是全世界关注的大事。在这样的背景下，保水剂孕育而生。保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。目前，保水剂和肥料的施用方法大都存在着以下诸多弊端：保水剂不能将溶于水中的肥料有效固定，增加了可溶性养分的淋溶损失；不能将保水剂和肥料施入作物根系聚集层，降低了水肥利用效率；保水剂和肥料的施入深度都较浅，不能有效限制灌溉(或降雨)造成的淋溶流失，一定程度上增加了水分和可溶性养分的损失；保水剂不能通过吸水膨胀和失水收缩的规律性变化，有效改善作物根系周围的土壤结构等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种复合深施深松铲及复合深施深松方法，以解决上述现有技术存在的问题，减少能源的浪费，提高干旱和半干旱地区的土壤改良效果，达到省时、省力、节能、增效以及增产增收的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种复合深施深松铲，包括：

固定板，所述固定板上设有固定板进料口，所述固定板用于安装在拖拉机的固定架上；

铲臂，所述铲臂的前侧设有第一铲刃，所述铲臂后侧设置有至少一个送料管，所述送料管用于输送需要深施的物料；

以及铲头，所述固定板和所述铲头分别固设在所述铲臂的上、下两端，所述铲头的后侧设有与所述送料管对应设置的出料管，各所述送料管的上端均与所述固定板进料口连通，所述固定板进料口与施料机料仓的出料口连通，各所述送料管的下端均与一个所述出料管的上端相连通，且各所述出料管的下端均设有与外部相通的铲头出料口。

优选地，各料仓的出料口设置有施入量控制阀门，各施入量控制阀门连接有至少一根连接软管，各连接软管伸入至所述固定板进料口并与一个所述送料管连通。

优选地，所述固定板上设有多个安装固定孔；所述第一铲刃由所述铲臂的底端延伸至所述铲臂的顶端；所述铲头的前端中部位置设有第二铲刃，所述第二铲刃由所述铲头的底端延伸至所述铲头的顶端并与所述第一铲刃底端连接。

优选地，所述送料管和所述出料管设置个数相等，且均设置有1～8个；所述送料管与所述铲头底面夹角为70～90度；所述出料管与所述铲头的底面夹角为65～85度。

优选地，所述第一铲刃与所述铲臂一体成型，所述第二铲刃与所述铲头一体成型。

本发明还提供一种复合深施深松方法，包括以下步骤：

在拖拉机的固定架上安装至少一个施料机，各施料机包括至少两个料仓，各料仓的出料口设置有施入量控制阀门；

在施料机的下方设置至少两个如前所述的复合深施深松铲；

各所述施入量控制阀门连接有至少一根连接软管，每根所述连接软管均伸入至所述固定板进料口并与一个所述送料管连通；

将肥料和保水剂分别放入不同的料仓内，拖拉机牵引所述复合深施深松铲向前，将所述复合深施深松铲切入作业农田土壤，打开所述料仓的施入量控制阀门，拖拉机牵引所述复合深施深松铲匀速前行，在农田中进行深松整地、肥料和保水剂的混合深施作业。

优选地，通过调节所述施入量控制阀门控制所述肥料和所述保水剂的施入量。

优选地，施入农田的所述肥料为有机肥或化肥的一种或多种的混合物。

优选地，根据作物种类、生长地区、施入时间、土壤酸碱性以及养分组成综合判定施入的所述肥料的种类、种数、深度和施入量；根据作物种类、需水规律、土壤理化性、生长地区土壤类型以及气候条件判定施入的所述保水剂的类别、深度、分布和施入量。

优选地，根据土壤物理结构、犁底层厚度、土壤类型以及种植作物判定深松深度。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的复合深施深松铲和复合深施深松方法，能够使土壤深松和物料深施同时完成；将肥料和保水剂分别加入至施料机的不同料仓内，即可实现深松、肥料和保水剂混合深施的同时进行，将土壤深松、保水剂深施和肥料深施有机结合在一起，实现三种作业过程一次性完成，减少了农田耕作流程，减少了劳动力和农田耕作投入，减少了能源的浪费，提高了作业效率。深松整地、肥料和保水剂混合深施，肥料和保水剂的施入深度较深，使得保水剂能够将溶于水中的肥料有效固定，减少了可溶性养分的淋溶损失，并能够将保水剂和肥料有效施入作物根系聚集层，提高了水肥利用效率；同时能够有效降低灌溉(或降雨)造成的养分流失，提高了土层中水分和养分的含量，保水剂通过吸水膨胀和失水收缩的规律性变化，能有效改善作物根系周围的土壤结构，提高了干旱和半干旱地区土壤改良、储水保墒、抗旱减灾以及肥料利用的效果和效率，促进作物生长，达到省时、省力、节能、增效以及增产增收的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中的复合深施深松铲的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为实施例一中的复合深施深松铲的固定板的结构示意图；

图5为实施例二中的复合深施深松铲的主视图；

图6为图5的左视图；

图7为图6的a-a剖视图；

图8为实施例二中的复合深施深松铲的固定板的结构示意图；

图中：100-复合深施深松铲；110-固定板；111-固定板进料口；112-安装固定孔；120-铲臂；121-送料管；122-第一铲刃；130-铲头；131-出料管；132-铲头出料口；133-第二铲刃。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种复合深施深松铲及复合深施深松方法，以解决上述现有技术存在的问题，减少能源的浪费，提高干旱和半干旱地区的土壤改良效果，达到省时、省力、节能、增效以及增产增收的目的。

本发明提供一种复合深施深松铲，包括一固定板、一铲臂以及一铲头。固定板上设有固定板进料口，固定板用于安装在拖拉机的固定架上，拖拉机的固定架上安装施料机；铲臂的前侧设有第一铲刃，铲臂后侧设置有至少一个送料管，送料管用于输送需要深施的物料；固定板和铲头分别固设在铲臂的上、下两端，铲头的后侧设有与送料管对应设置的出料管，各送料管的上端均与固定板进料口连通，固定板进料口与施料机料仓的出料口连通，每个送料管的下端均与一个出料管的上端相连通，且各出料管的下端均设有与外部相通的铲头出料口。

使用本发明提供的复合深施深松铲时，在拖拉机的固定架上安装一个或多个施料机，各施料机包括至少两个料仓，各料仓的出料口设置有施入量控制阀门；在施料机的下方设置至少两个复合深施深松铲；

各施入量控制阀门连接有至少一根连接软管，每根连接软管均伸入至固定板进料口并与一个送料管连通；将肥料和保水剂分别放入不同的料仓内，且不同种类的肥料放入不同的料仓内，拖拉机前行将复合深施深松铲切入作业农田土壤，打开施入量控制阀门，拖拉机牵引所述复合深施深松铲匀速前行，开始在农田中进行深松整地、肥料和保水剂混合深施作业。

通过调节施入量控制阀门能够控制肥料和保水剂的施入量。

在复合深施深松作业前，需要运用科学的手段对土壤养分、盐分等土质进行检测，结合多项指标对作业农田的土壤进行综合评价，根据土壤具体情况，进行合理的肥料混施和保水剂施入。

复合深施深松施入农田的肥料可以是单一一种肥料，也可以是多种肥料共同组成；施入肥料可以是有机肥，也可以是化肥。

复合深施深松施入的肥料种类、种数、深度和施入量，需要根据作物种类、生长地区、施入时间、土壤酸碱性以及养分组成等进行综合判定。(以东北春玉米区施肥为例：玉米施氮总量应控制在135～225公斤/公顷，磷肥总量应控制在23～90公斤/公顷，钾肥总量应控制在0～75公斤/公顷，锌肥总量应控制在15～30公斤/公顷，硼肥总量应控制在7～15公斤/公顷等。)

复合深施深松施入的保水剂的类别、深度、分布和施入量，需要根据作物种类、需水规律、土壤理化性、生长地区土壤类型以及气候条件等进行合理调整，一般土壤施用保水剂量为7.5～30公斤/公顷。

深松、肥料和保水剂深施，主要以黑土系列，包括灰黑土、黑土、白浆土和黑钙土为实施土壤。

复合深施深松铲结构组成、深松深度以及深松类别，需要根据土壤物理结构、犁底层厚度、土壤类型以及种植作物等综合调整。(例：黑土可深松350～400毫米左右，淡黑钙土可深松280～350毫米左右。)

本发明提供的复合深施深松铲和复合深施深松方法，可用于实现深松整地以及肥料和保水剂混合深施的同时进行，将土壤深松、保水剂深施和肥料深施有机结合在一起，实现三种作业过程一次性完成，减少了农田耕作流程，减少了劳动力和农田耕作投入，减少了能源的浪费，提高了作业效率。深松整地、肥料和保水剂混合深施，肥料和保水剂的施入深度较深，使得保水剂能够将溶于水中的肥料有效固定，减少了养分的淋溶损失，并能够将保水剂和肥料有效施入作物根系聚集层，提高了水肥利用效率；同时能够有效降低灌溉(或降雨)造成的养分流失，提高了土层中水分和养分的含量，保水剂通过吸水膨胀和失水收缩的规律性变化，能有效改善作物根系周围的土壤结构，提高了干旱和半干旱地区土壤改良、储水保墒、抗旱减灾以及肥料利用的效果和效率，促进作物生长，达到省时、省力、节能、增效以及增产增收的目的。

本发明提供的复合深施深松铲可以设置有一个或多个送料管，无论是设置一个送料管，还是设置多个送料管，均能够使土壤深松和物料的深施作业过程同时一次性完成，既减少了农田耕作流程，又降低了劳动力和能源投入。在干旱和半干旱地区使用该复合深施深松铲100能够实现土壤深松、保水剂和有机肥料以及其他物料深施的综合性作业，能够降低能源(柴油等)消耗29～36％，提高农田作业效率34～45％，简化了整地流程。与单一作业相比，使用本发明的复合深施深松铲进行土壤深松以及肥料和保水剂混合深施的作业，整地效果更佳，土壤结构改良效果更好，肥效更持久，更利于作物根系建成，作物抗旱能力大大加强，可有效改善土壤环境，提高土壤保水能力2～6％，土壤空隙度可增加3％以上，土壤呼吸能力增强2％以上，深松土层上部紧实度降低1～4％，土壤抵御干旱胁迫能力提高3～9％。

复合深施深松铲也可用于多种肥料的综合深施，使用时，不同的肥料放入不同的料仓内即可，可改良土壤养分组成，合理深施可使土壤有机质等养分增加4～9％，能有效调节土壤酸碱性，养分流失降低7～13％，土壤中可被作物吸收的总养分增加5～12％，作物根系养分吸收提高3～8％。复合深施深松铲还可实现有机肥、微生物菌肥、常规化肥和微肥等的混合施入，既能够中长期改良土壤结构和养分组成，又能在短时间增产，作物的生物产量可提高3～9％，经济产量可提高2～5％。

复合深施深松铲能够将保水剂进行深施，使保水剂发挥出更好效果，保水剂的吸水和放水过程能持续改善土壤板结结构，降低土壤硬度，有效防止土壤板结，能促进作物养分吸收，提高土壤抗旱能力。保水剂和深松互作，使土壤水库库容进一步扩大，土壤储水吸水能力增强。本发明中的复合深施深松铲进行深松和保水剂深施作业后的土壤，与不深松和不施保水剂的土壤相比，土壤储水能力提高4～12％，土壤呼吸能力提高3％以上，土壤孔隙度增加4％以上，土壤紧实度下降3％左右，土壤微生物活性增强2～7％，土层作物根系量增加0.5～1.5％左右。与单一施用保水剂和深松的土壤相比，土壤储水吸水能力高1～3.5％，土壤呼吸能力高0.6～1.4％，土壤孔隙度增加1～2.3％，土壤紧实度多下降1～2％，土壤微生物活性增强0～3％，土层作物根系量平均增加0.6左右。

本发明中的复合深施深松铲能够将多种独立的农田耕作过程有机的结合在一起同时进行，扩大了单一作业的作用效果，从而达到省时、省力、节能、增效以及增产增收的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种复合深施深松铲100，如图1～4所示，包括一固定板110、一铲臂120以及一铲头130。固定板110上设有固定板进料口111，固定板110用于安装在拖拉机的固定架上，拖拉机的固定架上安装施料机；铲臂120的前侧设有第一铲刃122，铲臂120后侧设置有一个送料管121，送料管121用于输送需要深施的物料；固定板110和铲头130分别固设在铲臂120的上、下两端，铲头130的后侧设有与送料管121对应设置的出料管131，送料管121的上端与固定板进料口111连通，固定板进料口111与施料机料仓的出料口连通，送料管121的下端与出料管131的上端相连通，且出料管131的下端设有与外部相通的铲头出料口132。

本实施例提供的复合深施深松铲100，铲臂120后侧设置有一个送料管121，物料在通过送料管121时边送料边混合，物料间的混合时间长、效果好，各种物料颗粒间接触紧密。物料中的肥料溶解于水中，养分通过土壤随水被周围的保水剂吸收，土壤保肥能力增强。可促使作物根系在土壤中吸收更多的养分和水分，作物生长效果优于其它技术方案。

第一铲刃122可减小装置作业时的前进阻力，使复合深施深松铲100易于前行。

各料仓的出料口设置有施入量控制阀门，各施入量控制阀门连接有一根连接管，连接管伸入至固定板进料口111并与送料管121连通。

本实施例提供的复合深施深松铲可同时分别施入几种物料，在施用不同物料时，根据物料种类和施量设置单独的料仓。输送几种物料就设置几个料仓，每种物料都单独装载，料仓大小可以根据施入量的不同进行更换。调节料仓的施入量控制阀门开启的大小，在作业时可直接调整物料流出的量。

本实施例提供的复合深施深松铲的固定板110上设置有多个安装固定孔112，可将固定板110安装在拖拉机的固定架上。

第一铲刃122由铲臂120的底端延伸至铲臂120的顶端。

铲头130的前端中部位置设有第二铲刃133，第二铲刃133由铲头130的底端延伸至铲头130的顶端并与第一铲刃122底端连接。

更具体的方案中，送料管121与铲头130底面夹角为70～90°。

出料管131与铲头120的底面夹角为65～85°。

第一铲刃122与铲臂120一体成型，第二铲刃133与铲头130一体成型。

实例1：

使用本实施例中具有一个送料管121的复合深施深松铲100对半湿润区玉米深松整地、复合肥料和保水剂混合深施的方案：

为了提高半湿润区农田土壤水分和自然降雨的利用效率，促进作物对土壤水分、土壤养分以及施入肥料的吸收，改善土壤物理结构、活化土壤耕作层以及土壤微生物环境，减少土壤的水分流失，增加土壤透气率、透水性以及保水性，达到保水、抗旱、保肥和促吸收的目的。

首先制作三个有单一送料管121的复合深施深松铲100，按照深松并深施到地表以下350毫米的标准制作，固定板110至铲头130底面垂直距离850毫米，第一铲刃122至后面送料管121距离为310毫米，送料管121一体连接固定在铲臂120后面，铲臂120与铲头130底面成80度的夹角，铲头130后面的出料管131与铲头130底面夹角为68度。将制作完成的三个单通道复合深施深松铲100通过螺栓分别连接固定在固定架上，各单通道复合深施深松铲100间距630毫米。固定架上方连接固定有三个独立的施料机，施料机内设有独立的肥料仓和保水剂仓，肥料仓和保水剂仓的出料口与三个单通道复合深施深松铲100的对应固定板进料口111通过连接软管连接。

整套装置组件安装完毕后，分别调节每个施料机内肥料和保水剂出料口的施入量控制阀门，调整为所需施入量。所有作业准备工作完成后，由拖拉机牵引整套装置在农田中匀速前行，开始深松整地、肥料和保水剂混合深施作业。此时，铲头深入土壤350毫米深度，肥料和保水剂混合物通过送料管121，经由铲头出料口132施入350毫米左右深度的土壤中。大田作业中，可根据黑土、淡黑钙和黑钙土等，不同土壤类型、不同耕作深度、不同土层土壤结构以及组成成分情况，调整深松整地深度、深施肥料种类和用量、保水剂配比和施入量等。作业还需根据不同气候条件、土壤水分、降雨量以及种植作物种类情况，调整深松整地深度、保水剂以及肥料深施入量。

实例2:

使用具有一个送料管121的复合深施深松铲100对高产绿豆和黄豆等豆科作物深松整地、肥料和保水剂混合深施的方案：

为了提高豆科作物对农田土壤水分和自然降雨的利用效率，促进作物对土壤水分、土壤养分以及施入肥料的吸收，改善土壤物理结构、活化土壤耕作层以及土壤微生物环境，减少土壤的水分流失，增加土壤透气率、透水性以及保水性。

首先制作三个有单一送料管121的单通道复合深施深松铲100，按照深松并深施到地表以下240毫米的标准制作，固定板110至铲头130底面垂直距离740毫米，第一铲刃122至后面送料管121距离300毫米，送料管121一体连接固定在铲臂120后面，铲臂120与铲头130底面成80度的夹角，铲头130后面出料管131与铲头130底面夹角为68度。将制作完成的三个单通道复合深施深松铲100通过螺栓分别连接固定在固定架上，各单通道复合深施深松铲100间距600毫米。固定架上方连接固定有三个独立的施料机，施料机内设有独立的肥料仓和保水剂仓，肥料仓和保水剂仓的出料口与三个单通道复合深施深松铲100的对应固定板进料口111通过连接软管连接。

整套装置组件安装完毕后，分别调节每个施料机内肥料和保水剂出料口的施入量控制阀门，调整为所需施入量。所有作业准备工作完成后，由拖拉机牵引整套装置在农田中匀速前行，开始深松整地、肥料和保水剂混合深施作业。此时，铲头深入土壤240毫米深度，肥料和保水剂混合物通过送料管121，经由铲头出料口132施入240毫米左右深度的土层中。大田作业中，应根据不同土壤类型、不同耕作深度、不同土层土壤结构以及组成成分情况，调整深松整地深度、深施肥料种类和用量、保水剂配比和施入量等。作业还需根据不同气候条件、土壤水分、降雨量以及种植作物种类情况，调整深松整地深度、保水剂以及肥料深施入量，达到保水、抗旱、保肥和促吸收的目的。

实施例二

本实施例为对实施例一进一步改进的实施例，其包括实施例一的全部内容，即本实施例提供的复合深施深松铲包含实施例一复合深施深松铲的全部结构特征，改进之处在于：

如图5～8所示，本实施例中的复合深施深松铲100的铲臂120后侧设置有至少两个送料管121，送料管121用于输送需要深施的物料，铲头130的后侧设有与送料管121对应设置的出料管131，各送料管121的上端均与固定板进料口111连通，固定板进料口111与施料机料仓的出料口连通，每个送料管121的下端均与一个出料管131的上端相连通，且各出料管131的下端均设有与外部相通的铲头出料口132。

本实施例中的复合深施深松铲100的各送料管121均用于输送要施入至土壤中的物料，不同的送料管121可以用于输送不同种类或相同种类的物料，输送每种物料的送料管121的数量以及送料管121的总数量，根据要施入土壤的物料比例和总量、施入物料种类数以及施入物料的排列分布等进行确定。通过多条送料管121输送不同的物料，物料在施入土壤后开始混合，土层中各物料顺序紧密排布，物料之间的相互影响较小。物料中如加有保水剂，保水剂在此层土壤的保水能力强于其他方法，作用效果持续时间长，此时保水剂与深松结合后的土壤结构改善效果更好，抗旱能力更强。

实例1：

使用多通道复合深施深松铲100对半干旱和干旱区春玉米深松整地、肥料和保水剂混合深施的方案：

为了提高半干旱区和干旱区农田土壤水分的利用率，减少土壤的水分流失，促进作物对土壤水分和肥料的吸收，改善农田土壤物理结构、微生物环境以及土壤耕作层，增加土壤透气率和透水性，达到保水、抗旱、保肥和增效的目的。

首先制作两个有5个送料管121的多通道复合深施深松铲100，装置按照深松并深施到地表下300毫米的标准制作，固定板110至铲头130底面垂直距离为780毫米，第一铲刃122至送料管121距离为260毫米，5个送料管121一体连接固定在铲臂120后面，铲头130后面送料管131与铲头130底面夹角80度。将制作完成的两个5通道复合深施深松铲100通过螺栓分别连接固定在固定架上，按照600毫米垄距的均匀垄进行深松并深施物料，两个5通道复合深施深松铲100间距600毫米，固定架上方连接固定有施料机，施料机内设有肥料仓和保水剂仓，在作业前，将保水剂和肥料分别放入各自料仓内，料仓的出料口通过连接软管连通入相应的送料管121内。

整套装置组件安装完毕后，分别调节施料机内肥料和保水剂出料口的施入量控制阀门，调整为所需施入量。所有作业准备工作完成后，由拖拉机牵引整套装置进入农田，在农田中匀速前行，开始深松整地、肥料和保水剂混合深施作业。此时，铲头130深入土壤300毫米深度，肥料和保水剂通过送料管121，经由铲头出料口132施入300毫米深度的土壤中。大田作业中，可根据黑土、淡黑钙、白浆土和黑钙土等，不同耕作土壤类型、土壤结构以及组成成分情况，调节深松深度、肥料和保水剂深施入量。作业还需根据不同气候条件、土壤水分、降雨量以及种植作物种类，调节深松深度、保水剂以及肥料施入量。(例：1.根据土壤类型调节深松深度，黑土可深松350～400毫米左右，淡黑钙土可深松280～350毫米左右。2.根据土壤养分情况调节肥料施入量，中等肥力地块施肥总量为纯氮225公斤/公顷、磷钾90公斤/公顷。3.根据土壤保水和干旱情况调节保水剂施入量，一般土壤施用保水剂为7.5～30公斤/公顷。)

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。