一種高效免耕灌溉、播種裝置和灌溉、播種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高效免耕灌溉、播種裝置和灌溉、播種方法，該裝置包括插針機(jī)構(gòu)和用于插、拔該插針機(jī)構(gòu)的插拔機(jī)構(gòu)，所述插針機(jī)構(gòu)包括殼體和儲(chǔ)液腔，殼體底部設(shè)置有針刺部，殼壁上設(shè)置有通孔，所述儲(chǔ)液腔通過(guò)輸液管道連接有注液器。該方法是該裝置進(jìn)行灌溉或播種。使用本發(fā)明裝置進(jìn)行灌溉、施肥，過(guò)程中不破壞地表結(jié)構(gòu)?？捎糜趯?duì)種粒較小的植物進(jìn)行播種，如草種、花種。播種過(guò)程中不破壞地表結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】一種高效免耕灌溉、播種裝置和灌溉、播種方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種灌溉和播種裝置和一種灌溉和播種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將土地看成是一個(gè)“控制體”，植物生長(zhǎng)從該控制體中吸收走的東西，人們通過(guò)施肥、灌溉方式向該控制體補(bǔ)充植物生長(zhǎng)想要的營(yíng)養(yǎng)元素、水分等植物生長(zhǎng)必須的物質(zhì)，以維持該控制體的生態(tài)平衡、物質(zhì)間的良性循環(huán)。
[0003]傳統(tǒng)的翻耕，尤其是中國(guó)人口壓力下，土地高強(qiáng)度利用，不間斷的翻耕，以及不科學(xué)的大水漫灌。
[0004]高強(qiáng)度灌溉對(duì)土地生態(tài)平衡帶來(lái)不良后果:
1、嚴(yán)重的破壞了土地與大氣之間的“地氣界面”，破壞了土地與大氣之間傳遞關(guān)系，加大了地面水氣蒸發(fā)強(qiáng)度。
[0005]2、由于地表的破壞,加大的水氣蒸發(fā)，隨著水氣蒸發(fā)地下鹽堿成分“鹽隨水去,水去鹽留”。人為不科學(xué)耕作造成大量的農(nóng)耕地、高原草場(chǎng)普遍出現(xiàn)鹽堿化問(wèn)題，尤其是高原地區(qū)、北方高照度地區(qū)，此類情況尤為突出。
[0006]3、不間斷的翻耕將土地耕作層中的微生物翻到表面，太陽(yáng)紫外線對(duì)微生物有明顯的殺傷，破壞土地微生物環(huán)境。
[0007]將中國(guó)耕地評(píng)定為15個(gè)等別，I等耕地質(zhì)量最好，15等耕地質(zhì)最差。根據(jù)國(guó)土資源部歷時(shí)10年完成的《中國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定》結(jié)果，全國(guó)耕地質(zhì)量平均等別為9.8等，其中低于平均質(zhì)量等別的10-15等地占全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定總面積的57%以上，高于平均質(zhì)量等別的1-9等地僅占43%，其中生產(chǎn)能力大于15t/hm2的耕地僅占6.09%。將全國(guó)耕地按照1-4等、5-8等、9—12等、13-15等劃分為優(yōu)等地、高等地、中等地和低等地，優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地面積分別占全國(guó)耕地評(píng)定總面積的2.67%,29.98%,50.64%、16.71%，即優(yōu)等和高等地合計(jì)不足耕地總面積的1/3，而中等和低等地合計(jì)占到耕地總面積的2/3以上。而西部地區(qū)情況更為嚴(yán)重，西部地區(qū)優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地分別占其耕地總面積的0.06%、14.92%,54.25%和30.76%，以中等地和低等地為主，優(yōu)等地極少，高等地也很少。
[0008]由于土地的普遍退化，中國(guó)農(nóng)耕過(guò)程中化肥使用量達(dá)到了 374kg/hm2，個(gè)別地區(qū)達(dá)到了 500kg/hm2，超過(guò)國(guó)際糧農(nóng)組織認(rèn)定的土地化肥使用安全上限225kg/hm2，接近一倍。同時(shí)，我國(guó)的化肥流失率堵在60%以上，化肥的流失，造成了大量環(huán)境污染和能源流失。
[0009]我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，人均占有水資源2300m3，僅為全世界的1/4，預(yù)測(cè)到2030年我國(guó)人均水資源量將降到1760m3，國(guó)際上一般認(rèn)為人均水資源量少于1700m3為用水緊張的國(guó)家，因此，我國(guó)未來(lái)水資源的形勢(shì)非常嚴(yán)峻。水資源緊缺、水污染問(wèn)題突出、農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重已不僅嚴(yán)重的影響到`我國(guó)的農(nóng)業(yè)的發(fā)展及中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且還會(huì)動(dòng)搖世界的糧食安全。中國(guó)農(nóng)業(yè)用量水占全國(guó)總用水的70%，灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水量的90%以上，其中，由于灌溉不合理造成了農(nóng)業(yè)灌水的有效利用率僅為40% ;灌溉不合理造成的第二個(gè)問(wèn)題就是造成我國(guó)化肥利用率低，并造成嚴(yán)重的面源污染。土地鹽堿化是灌溉不合理的又一個(gè)危害。因此，發(fā)展合理的灌溉技術(shù)是勢(shì)在必行，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0010]大量的化肥超施、農(nóng)藥亂用、落后的灌溉方式造成巨量化肥流失，同時(shí)落后的灌溉方式使我們農(nóng)耕過(guò)程成為我國(guó)最大的環(huán)境污染來(lái)源、我國(guó)最大的耗水產(chǎn)業(yè)、最大的牦能產(chǎn)業(yè)。
[0011]合理的灌溉技術(shù)就是要求土壤水分在耕作層中保持良性水分平衡以達(dá)到維持良好的理化性質(zhì)的同時(shí)提高農(nóng)業(yè)用水的利用率、減少環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種灌溉設(shè)備，同時(shí)也是灌溉和播種設(shè)備，該設(shè)備可合理灌溉、施肥、播種；灌溉、施肥或播種時(shí)不翻耕，避免對(duì)地表的破壞，保護(hù)地表環(huán)境。
[0013]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種高效免耕灌溉、播種裝置，包括插針機(jī)構(gòu)和用于插、拔該插針機(jī)構(gòu)的插拔機(jī)構(gòu)，所述插針機(jī)構(gòu)包括殼體和儲(chǔ)液腔，殼體底部設(shè)置有針刺部，殼壁上設(shè)置有通孔，所述儲(chǔ)液腔通過(guò)輸液管道連接有注液器。
[0014]進(jìn)一步地，所述殼體由外殼體和內(nèi)殼體構(gòu)成，該外殼體與內(nèi)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合，外殼體上設(shè)置有多個(gè)外孔，內(nèi)殼體上設(shè)置有多個(gè)內(nèi)孔，至多僅一個(gè)內(nèi)孔與一個(gè)外孔同時(shí)連通。
[0015]優(yōu)選地，所述內(nèi)孔為三個(gè)，自上而下分別為第一內(nèi)孔、第二內(nèi)孔和第三內(nèi)孔，三內(nèi)孔的孔徑自上而下逐漸增大，且任意兩孔均不在同一豎直線上；所述外孔同為三個(gè)，自上而下分別為第一外孔、第二外孔和第三外孔，第一外孔與第一內(nèi)孔位于同一高度，第二外孔與第二內(nèi)孔位于同一高度，第三外孔與第三內(nèi)孔位于同一高度。
[0016]進(jìn)一步地,所述插拔`機(jī)構(gòu)由插針雙向氣缸和控制雙向氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的控氣設(shè)備構(gòu)成，雙向氣缸活塞桿與插針機(jī)構(gòu)通過(guò)插針固定單元固定連接；所述控氣設(shè)備由空壓機(jī)、分氣缸和壓力管線構(gòu)成，所述分氣缸包括多個(gè)分氣頭，每個(gè)分氣頭連接一個(gè)插針雙向氣缸，插針雙向氣缸的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器控制。
[0017]優(yōu)選地,所述分氣頭的數(shù)量為2-160個(gè)。
[0018]優(yōu)選地，所述插針機(jī)構(gòu)、插拔機(jī)構(gòu)和注液器均安裝于行走機(jī)構(gòu)上，該行走機(jī)構(gòu)上安裝有動(dòng)力裝置，該動(dòng)力裝置與空壓機(jī)傳動(dòng)連接。
[0019]優(yōu)選地，所述注液器為反復(fù)注液器，該反復(fù)注液器包括注液器缸體和注液活塞，注液器缸體上下兩端分別安裝有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y和出液?jiǎn)蜗蜷y；進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y通過(guò)管道連接配液罐，出液?jiǎn)蜗蜷y通過(guò)管道連接多個(gè)插針機(jī)構(gòu)。
[0020]優(yōu)選地，所述注液活塞的活塞桿連接供液雙向氣缸的活塞桿，供液雙向氣缸與壓力管線連接，供液雙向氣缸的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器控制。
[0021]本發(fā)明還提供了一種高效免耕灌溉、播種方法，該方法是利用權(quán)利要求1至8任一裝置進(jìn)行灌溉或播種。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、使用本發(fā)明裝置進(jìn)行灌溉、施肥，過(guò)程中不破壞地表結(jié)構(gòu)。
[0023]2、可用于對(duì)種粒較小的植物進(jìn)行播種，如草種、花種。播種過(guò)程中不破壞地表結(jié)構(gòu)。[0024]3、本發(fā)明利用插針機(jī)構(gòu)，直接將化肥、水分以及植物需要的其他營(yíng)養(yǎng)元素直接送到花、草等植物的耕作層，即地表以下3-30cm，最大限度的降低灌溉、施肥過(guò)程中地表徑流流失；有效地提高化肥、灌溉用水以及植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率。
[0025]4、該裝置可大量運(yùn)用于高原廣大草原補(bǔ)種、灌溉，大大提高草原生態(tài)修復(fù)質(zhì)量與速度。
[0026]5、通過(guò)在插針機(jī)構(gòu)內(nèi)外殼體上設(shè)定不同高度、不同孔徑的孔，可調(diào)整液體流量通道的深度和流量大小，增大了設(shè)備的適用范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，I動(dòng)力設(shè)備，2空壓機(jī)，3分氣缸，4壓力管線，51插針雙向氣缸、52供液雙向氣缸，6雙向適配器，7配液罐，8注液器，81進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，82出液?jiǎn)蜗蜷y，9插針固定單元，10插針機(jī)構(gòu)，101外殼，IOla第一外孔，IOlb第二外孔，IOlc第三外孔,102內(nèi)殼，102a第一內(nèi)孔，102b第二內(nèi)孔，102c第三內(nèi)孔，104針刺部。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖與一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]參見(jiàn)圖1。本實(shí)施例所描述的一種高效免耕灌溉、播種裝置，包括一行走機(jī)構(gòu)，該行走機(jī)構(gòu)可以是農(nóng)用拖拉機(jī)，在該行走機(jī)構(gòu)上安裝機(jī)架，在該機(jī)架上安裝空壓機(jī)2、分氣缸3、壓力管線4、配液罐7等設(shè)備。該行走機(jī)構(gòu)上安裝有動(dòng)力裝置1，該動(dòng)力裝置I與空壓機(jī)2傳動(dòng)連接。所述動(dòng)力裝置是指將其他能源轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，如柴油機(jī)、汽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。動(dòng)力裝置I為空壓機(jī)2提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)2產(chǎn)生高壓氣體，該高壓氣體通過(guò)分氣缸3分配到多個(gè)分氣頭，分氣頭的數(shù)`量可控制在2-160個(gè)之間。分氣頭通過(guò)壓力管線4與插針雙向氣缸51、供液雙向氣缸52連接，為其提供高壓氣體，該高壓氣體則作為動(dòng)力源為插針機(jī)構(gòu)和注液器8提供動(dòng)力。插針雙向氣缸51、供液雙向氣缸52的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器6控制。
[0031]配液罐7用于裝灌溉用水，在水中可按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要溶解需要的化肥、微量元素、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等植物生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素?；蛘咴谒谢旌霞?xì)小的植物種子，如草種、花種，這類種子粒徑小，可懸浮在水中，如此，則可利用水作為載體，將種子播種到土壤中。
[0032]灌溉、施肥、播種的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)之一是插針機(jī)構(gòu)10，該插針機(jī)構(gòu)10包括殼體和儲(chǔ)液腔，殼體底部設(shè)置有針刺部104，殼壁上設(shè)置有通孔，所述儲(chǔ)液腔通過(guò)輸液管道連接有注液器8。作為優(yōu)選的實(shí)施方案，殼體由外殼體101和內(nèi)殼體102構(gòu)成，該外殼體101與內(nèi)殼體102轉(zhuǎn)動(dòng)配合，外殼體上設(shè)置有多個(gè)外孔，內(nèi)殼體上設(shè)置有多個(gè)內(nèi)孔，至多僅一個(gè)內(nèi)孔與一個(gè)外孔同時(shí)連通。本實(shí)施例提供了一種更加具體的實(shí)施方式，即，內(nèi)孔為三個(gè)，自上而下分別為第一內(nèi)孔102a、第二內(nèi)孔102b和第三內(nèi)孔102c，三內(nèi)孔的孔徑自上而下逐漸增大，且任意兩孔均不在同一豎直線上，三個(gè)內(nèi)孔可以分布在同一條斜線上。所述外孔同為三個(gè)，自上而下分別為第一外孔101a、第二外孔IOlb和第三外孔IOlc,三個(gè)外孔可以分布在同一直線上。第一外孔IOla與第一內(nèi)孔102a位于同一高度，第二外孔IOlb與第二內(nèi)孔102b位于同一高度，第三外孔IOlc與第三內(nèi)孔102c位于同一高度。轉(zhuǎn)動(dòng)外殼體101，使內(nèi)外殼體上的孔封閉或位于相同高度的內(nèi)孔和外孔完全重疊或部分重疊，內(nèi)孔和外孔重疊構(gòu)成液體流量通道，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼體101可調(diào)控流量通道的高度和大小。
[0033]插針機(jī)構(gòu)插入土壤以及從土壤中拔出是依靠插拔機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，插拔機(jī)構(gòu)實(shí)際使用是一種使插針機(jī)構(gòu)上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例提供了一種具體的實(shí)施方案，插拔機(jī)構(gòu)由插針雙向氣缸51和控制雙向氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的控氣設(shè)備構(gòu)成,雙向氣缸活塞桿與插針機(jī)構(gòu)10通過(guò)插針固定單元9固定連接。所述控氣設(shè)備由空壓機(jī)2、分氣缸3和壓力管線4構(gòu)成，所述分氣缸包括多個(gè)分氣頭，每個(gè)分氣頭連接一個(gè)插針雙向氣缸51，插針雙向氣缸51的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器6控制。
[0034]注液器8向儲(chǔ)液腔注入高壓液體，在高壓作用下，液體從上述流量通道進(jìn)入土壤。注液器8上設(shè)置有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y和出液?jiǎn)蜗蜷y，單向閥的作用在于防止液體倒流，這樣有利于產(chǎn)生高壓液體。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例提供了一種反復(fù)注液器，該反復(fù)注液器包括注液器缸體和注液活塞，注液器缸體上下兩端分別安裝有防止液體倒流的進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y81和出液?jiǎn)蜗蜷y82。進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y81通過(guò)管道連接配液罐7，出液?jiǎn)蜗蜷y82通過(guò)管道連接多個(gè)插針機(jī)構(gòu)10。注液活塞將注液缸體分為上下兩個(gè)腔體，在注液活塞向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下腔體內(nèi)液壓增大，液體從出液?jiǎn)蜗蜷y82流出，進(jìn)入儲(chǔ)液腔，液體在壓力作用下進(jìn)入土壤，上腔體液壓減小，液體從進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y81流入。
[0035]在本實(shí)施例中，注液活塞的活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)供液雙向氣缸52實(shí)現(xiàn)的，注液活塞的活塞桿連接供液雙向氣缸52的活塞桿，供液雙向氣缸52與壓力管線4連接，供液雙向氣缸52的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器6控制。
[0036]以上僅是本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，包括插針機(jī)構(gòu)(10)和用于插、拔該插針機(jī)構(gòu)的插拔機(jī)構(gòu)，所述插針機(jī)構(gòu)(10)包括殼體和儲(chǔ)液腔，殼體底部設(shè)置有針刺部(104)，殼壁上設(shè)置有通孔，所述儲(chǔ)液腔通過(guò)輸液管道連接有注液器(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述殼體由外殼體(101)和內(nèi)殼體(102)構(gòu)成，該外殼體(101)與內(nèi)殼體(102)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，外殼體上設(shè)置有多個(gè)外孔，內(nèi)殼體上設(shè)置有多個(gè)內(nèi)孔，至多僅一個(gè)內(nèi)孔與一個(gè)外孔同時(shí)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述內(nèi)孔為三個(gè)，自上而下分別為第一內(nèi)孔(102a)、第二內(nèi)孔(102b)和第三內(nèi)孔(102c)，三內(nèi)孔的孔徑自上而下逐漸增大，且任意兩孔均不在同一豎直線上；所述外孔同為三個(gè)，自上而下分別為第一外孔(10la)、第二外孔(IOlb)和第三外孔(IOlc),第一外孔(IOla)與第一內(nèi)孔(102a)位于同一高度，第二外孔(IOlb)與第二內(nèi)孔(102b)位于同一高度，第三外孔(IOlc)與第三內(nèi)孔(102c)位于同一高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述插拔機(jī)構(gòu)由插針雙向氣缸(51)和控制雙向氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的控氣設(shè)備構(gòu)成，雙向氣缸活塞桿與插針機(jī)構(gòu)(10)通過(guò)插針固定單元(9)固定連接；所述控氣設(shè)備由空壓機(jī)(2)、分氣缸(3)和壓力管線(4)構(gòu)成，所述分氣缸包括多個(gè)分氣頭，每個(gè)分氣頭連接一個(gè)插針雙向氣缸(51)，插針雙向氣缸(51)的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器(6)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述分氣頭的數(shù)量為2-160 個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要`求1所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述插針機(jī)構(gòu)(10)、插拔機(jī)構(gòu)和注液器(8)均安裝于行走機(jī)構(gòu)上，該行走機(jī)構(gòu)上安裝有動(dòng)力裝置(I )，該動(dòng)力裝置(I)與空壓機(jī)(2)傳動(dòng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述注液器(8)為反復(fù)注液器，該反復(fù)注液器包括注液器缸體和注液活塞，注液器缸體上下兩端分別安裝有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(81)和出液?jiǎn)蜗蜷y(82);進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(81)通過(guò)管道連接配液罐(7)，出液?jiǎn)蜗蜷y(82)通過(guò)管道連接多個(gè)插針機(jī)構(gòu)(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效免耕灌溉、播種裝置，其特征在于，所述注液活塞的活塞桿連接供液雙向氣缸(52)的活塞桿，供液雙向氣缸(52)與壓力管線(4)連接，供液雙向氣缸(52)的氣路開(kāi)關(guān)通過(guò)雙向適配器(6)控制。
9.一種高效免耕灌溉、播種方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至8任一裝置進(jìn)行灌溉或播種。
【文檔編號(hào)】A01C7/00GK103766061SQ201410020355
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】梁玉祥 申請(qǐng)人:梁玉祥