节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置

1.本发明涉及一种节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置，属于水利与土木工程技术领域。


背景技术：

2.近30年来，随着我国耕作体制的变化，人们在农业生产过程中，过多地使用化肥、农药，在粮食获得丰产丰收的同时，无节制地从土壤里面汲取营养，造成土壤有机质含量逐渐，很多地方土壤贫瘠状况严重，在盐碱化等现象发生的同时，农田不再仅仅是减产，而是出现了绝产的现象。以黑土地保护行业为例：2021年5月黑龙江省黑土耕地保护推进落实工作小组办公室下发关于征求《黑龙江省黑土地保护工作实施方案》意见的函，强调了土壤问题，特别是黑土地保护等，并要求未来五年内将黑土地有机质含量等指标达到一定水平，并明确三个方面的目标任务，其中在保护面积方面，要求到2025年，黑土耕地保护技术要在永久基本农田和划定的“两区”实现全覆盖，黑土耕地保护示范区面积达到1亿亩。通过修复治理、定向培育和配套设施建设，加快建成一批集中连片、土壤肥沃、生态良好、设施配套、产能稳定的商品粮基地。另一个目标任务是保护目标，到2025年，保护区耕地质量平均提高0.5个等级以上；土壤有机质含量平均增加0.1个百分点以上；旱田平地耕作层厚度平均达到30 厘米以上，坡耕地或风沙干旱区耕层厚度平均达到20厘米以上，水田区耕作层厚度达到20 厘米左右。通过土壤改良、地力培肥和治理修复，有效遏制黑土地退化，持续提升黑土耕地质量，改善黑土区生态环境。目前的秸秆还田技术最大的问题是秸秆分解速度太慢，严重影响秸秆还田的使用效果及农民的认可度。秸秆分解速度太慢的问题不解决，就无法实现秸秆还田在农业生产上的真正应用。为此我们研发了多组复合菌剂，这些复合菌剂是利用昆虫肠道、湖泊水底、冻土及农田土壤深层获取的多种微生物群落组合而成的高效分解秸秆等纤维素质材料的复合微氧菌剂，用于秸秆还田等领域技术研究，并开展室内和野外样地实验，结果非常理想，能够使埋入土壤中的秸秆快速分解，短期内提升土壤有机质含量，改良土壤，并且，由于位于土壤深层，不会影响翌年的农耕生产活动。但如何将这些技术手段融合起来，真正发挥秸秆还田的作用，加快秸秆还田的速度，最终得到农民的真正认可，因此，发明一种节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置是必要的。


技术实现要素：

3.为了解决目前秸秆还田技术最大的瓶颈问题即秸秆分解速度太慢的难题，本发明提供了一种节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置，该节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置利用施工填埋装置将半透仿膜填埋在农田土壤深层，并在秸秆中掺入促秸秆分解的复合菌剂，用机械施工填埋装置将农田当年生产的秸秆编织成半透仿膜，半透仿膜是用机械施工填埋装置将农田当年生产的秸秆编织成的让覆能够阻止水分散失出去的、掺入促秸秆分解的复合菌剂后、秸秆分解成的有机质为土壤提供有机肥料的一层结构，半透仿膜打成卷后，放在施工填埋装置上方，被施工填埋装置填埋在农田表层土壤下方，在解决秸秆分解速度
太慢难题，缓慢为土壤提供肥力的同时，不会防碍翌年农耕生产。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.本发明节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置，由半透仿膜1及其施工填埋装置组成，其特征在于：所述的半透仿膜1宽度为1-1.5米，半透仿膜1包括阻渗层2、透水孔3、纵固绳 4、透固绳5和秸秆织层6；阻渗层2是生物聚丙烯等可降解塑料制成的薄膜，是半透仿膜1 的上层，厚度为0.1-0.3毫米，阻渗层2上面等间距设置多行透水孔3，用于保证半透仿膜1 下方的水能够持续不断地向上方土壤里供应，以满足作物对水分的需求；相邻两行透水孔3 之间相距5-10厘米，每行透水孔3中的相邻两个透水孔3之间相距3-5厘米，每个透水孔3 均呈圆形，圆形的直径为0.5-1毫米；秸秆织层6是半透仿膜1的下层，厚度为5-20厘米；纵固绳4和透固绳5均为麻绳，纵固绳4是沿半透仿膜1长轴方向的麻绳，上下表面均有，纵固绳4的横截面直径为1-3毫米、长度为整个半透仿膜卷7能够卷入半透仿膜1的长度；透固绳5是半透仿膜1上下表面之间用于连接该处上下两条纵固绳4的结构，透固绳5的横截面直径为1-3毫米、长度为5-20厘米。
6.所述的施工填埋装置是将半透仿膜卷7中的半透仿膜1加工填埋在农田土壤中的机械装置，包括半透仿膜卷7及制作半透仿膜1的收割机、压膜填土8、转盘电机9、转盘环轴10、填埋坑11、支撑移动轮12、牵引供能机13、牵引臂14、挖坑机15、输土转盘16、卸土板17 和填埋支架18；半透仿膜卷7是收割机收割作物时，将作物秸秆压挤、编织成半透仿膜1，并随之将半透仿膜1卷缠形成的秸秆卷，半透仿膜1卷缠过程中要使用卷缠轴，卷缠成半透仿膜卷7后，将卷缠轴抽出，半透仿膜卷7中央即可形成一个空筒；牵引供能机13是牵引施工填埋装置在农田中前进的动力机械，并能够为转盘电机9带动输土转盘16和挖坑机15在农田中挖土提供能源，牵引供能机13位于施工填埋装置的前端，通过牵引臂14与填埋支架 18可动连接在一起；牵引臂14为钢质两端连接在填埋支架18前面两侧，前缘中央伸出连接环；输土转盘16是位于填埋支架18上方、能够在转盘电机9的带动下绕转盘环轴10转动的圆环形转盘，输土转盘16的内环套在转盘环轴10外面，下表面设置多个滚珠，输土转盘16 周缘侧壁上设置有齿槽，该齿槽与转盘电机9转子外表面的齿相啮合，填埋支架18后方的输土转盘16上表面上方设置有卸土板17；转盘电机9结构和功能同公知的电动机，转盘电机9 在电力作用下能够转动，其转子表面具有与输土转盘16周缘侧壁上设置的齿槽相啮合的齿；转盘环轴10是填埋支架18中央圆孔周缘上表面的圆筒状凸起，圆筒的直径为1.1-1.6米、高度为20-30厘米、壁厚度为1-5厘米；挖坑机15下端是表面具齿的转轮，中间上表面是输送带，中间的下表面焊接固定在填埋支架18前方、牵引臂14后方中央的挖土机械，在电力作用下，挖坑机15下端表面具齿的转轮高速旋转，快速高效地将农田土壤挖出宽度为1.1-1.6米、深度为30-100厘米的坑，挖坑所形成的土，被挖坑机15的输送带释放到输土转盘16上表面，最后被卸土板17刮落填埋在设置好的半透仿膜1上方，形成压膜填土8；填埋坑11施工填埋装置由于前方的挖坑机15不断挖土、后面卸土板17刮落土壤形成对半透仿膜1进行填埋的坑，填埋坑11的宽度为1.1-1.6米、深度为30-100厘米、长度为1-5米；支撑移动轮12位于填埋支架18四角处的下方，下部是轮体，上部是轮柄，轮体可动安装固定在轮柄下端，轮柄上端焊接固定在填埋支架18四角处的下表面，使得填埋支架18离开地面20-50厘米的高度，支撑移动轮12的轮体与地面接触；卸土板17是将输土转盘16上表面上方的土刮落下去的钢板，一端固定在转盘环轴10上方，另一端游离，下缘与输土转盘16上表面之间相距1-5毫米，卸土板
17呈楔形，基部伸出一个宽柄，借助宽柄焊接在转盘环轴10上方，端部较尖细；填埋支架18是转盘环轴10外面的钢板支架，四周下面焊接固定有支撑移动轮12，前端借助牵引臂14与牵引供能机13可动连接在一起，后端在卸土板17的辅助下，将输土转盘16上表面的土壤刮下来，填充在此处的填埋坑11中，上方通过滚珠连接输土转盘16，在转盘环轴10 横向直径两端各固定一个支杆，支杆顶端有一个半圆形的凹槽。
7.本发明的有益效果为，节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置利用施工填埋装置将半透仿膜填埋在农田土壤深层，并在秸秆中掺入促秸秆分解的复合菌剂，用机械施工填埋装置将农田当年生产的秸秆编织成半透仿膜，半透仿膜是用机械施工填埋装置将农田当年生产的秸秆编织成的让覆能够阻止水分散失出去的、掺入促秸秆分解的复合菌剂后、秸秆分解成的有机质为土壤提供有机肥料的一层结构，半透仿膜打成卷后，放在施工填埋装置上方，被施工填埋装置填埋在农田表层土壤下方，在解决秸秆分解速度太慢难题，缓慢为土壤提供肥力的同时，不会防碍翌年农耕生产。本发明制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。
附图说明
8.下面结合附图对本发明进一步说明。
9.图1为节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置的半透仿膜整体结构示意图。
10.图2为节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置的半透仿膜卷结构示意图。
11.图3为节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置的施工填埋装置整体结构示意图。
12.图中，1.半透仿膜，2.阻渗层，3.透水孔，4.纵固绳，5.透固绳，6.秸秆织层，7.半透仿膜卷， 8.压膜填土，9.转盘电机，10.转盘环轴，11.填埋坑，12.支撑移动轮，13.牵引供能机，14.牵引臂，15.挖坑机，16.输土转盘，17.卸土板，18.填埋支架。
具体实施方式
13.实施例一
14.节水保墒半透仿膜及其施工填埋装置，由半透仿膜1、阻渗层2、透水孔3、纵固绳4、透固绳5、秸秆织层6、半透仿膜卷7、压膜填土8、转盘电机9、转盘环轴10、填埋坑11、支撑移动轮12、牵引供能机13、牵引臂14、挖坑机15、输土转盘16、卸土板17、填埋支架 18组成。半透仿膜1是用机械施工填埋装置将农田当年生产的秸秆编织成的让覆能够阻止水分散失出去的、掺入促秸秆分解的复合菌剂后、秸秆分解成的有机质为土壤提供有机肥料的一层结构，宽度为1-1.5米，半透仿膜1打成卷后，放在施工填埋装置上方，被施工填埋装置填埋在农田表层土壤下方，在缓慢为土壤提供肥力的同时，不会防碍翌年农耕生产，半透仿膜1包括阻渗层2、透水孔3、纵固绳4、透固绳5和秸秆织层6；阻渗层2是生物聚丙烯等可降解塑料制成的薄膜，用于防止半透仿膜1下方土壤颗粒间毛细管上升的水分过快地蒸发出去，达到为土壤保墒的目的，阻渗层2是半透仿膜1的上层，厚度为0.1-0.3毫米，阻渗层 2上面等间距设置多行透水孔3，用于保证半透仿膜1下方的水能够持续不断地向上方土壤里供应，以满足作物对水分的需求；相邻两行透水孔3之间相距5-10厘米，每行透水孔3中的相邻两个透水孔3之间相距3-5厘米，每个透水孔3均呈圆形，圆形的直径为0.5-1毫米；秸秆织层6是半透仿膜1的下层，厚度为5-20厘米，收割秸秆时，施工填埋装置首先将收割后的秸秆收集、
挤压、喷洒掺入复合菌剂，然后用纵固绳4和透固绳5将秸秆编织在一起，然后上方热压上阻渗层2，然后卷成半透仿膜卷7，置于施工填埋装置上方的支架上，随着施工填埋装置作业的进行，半透仿膜1逐渐被填埋在农田土壤中。由于秸秆织层6中的秸秆被挤压并掺入复合菌剂，在被较厚土壤填埋在土壤较深处时，温度、湿度的适宜，加上菌剂中各类高效菌体的作用，秸秆很快就会被分解掉，为农田土壤提供足量的有机肥料，同时，秸秆织层6上方是不透水的阻渗层2，这样，在植物蒸腾作用及太阳照射地面形成的水气蒸发等的带动下，土壤深层的水分就会沿土壤颗粒间形成的毛细管上升到阻渗层2下表面，除了少部分水从透水孔3进入半透仿膜1上方的土壤中，供作物生长所用外，大部分水积聚在阻渗层2 下方的秸秆织层6中，为秸秆织层6中秸秆在复合菌剂作用下快速分解提供足量的水分，同时，这些水分就像蓄水池，能够在半透仿膜1彻底分解前，源源不断地为农作物的生长提供水分，达到保墒的目的，非常有利于作物的生长。纵固绳4和透固绳5均为麻绳，在土壤里能够随着秸秆的分解而被降解，纵固绳4是沿半透仿膜1长轴方向的麻绳，上下表面均有，纵固绳4的横截面直径为1-3毫米、长度为整个半透仿膜卷7能够卷入半透仿膜1的长度，纵固绳4一方面可以保证将半透仿膜1固定成特定宽度和厚度的仿膜，另一方面，是在施工填埋过程中，能够牵拉半透仿膜卷7随着施工填埋装置的前进转动，从而将整个半透仿膜1 全部埋入农田土壤特定深度处；透固绳5是半透仿膜1上下表面之间用于连接该处上下两条纵固绳4的结构，透固绳5的横截面直径为1-3毫米、长度为5-20厘米，在透固绳5连接该处上下两条纵固绳4后，纵固绳4和透固绳5即可将整个半透仿膜1连接形成特定厚度的一个整体，并能打成一个大卷，以便施工填埋装置填埋使用。施工填埋装置是将半透仿膜卷7 中的半透仿膜1加工填埋在农田土壤中的机械装置，包括半透仿膜卷7及制作半透仿膜1的收割机、压膜填土8、转盘电机9、转盘环轴10、填埋坑11、支撑移动轮12、牵引供能机13、牵引臂14、挖坑机15、输土转盘16、卸土板17和填埋支架18；半透仿膜卷7是收割机收割作物时，将作物秸秆压挤、编织成半透仿膜1，并随之将半透仿膜1卷缠形成的秸秆卷，半透仿膜1卷缠过程中要使用卷缠轴，卷缠成半透仿膜卷7后，将卷缠轴抽出，半透仿膜卷7中央即可形成一个空筒，以便后续用施工填埋装置填埋时，往空筒中插入转轴后，即可将该半透仿膜卷7被使用吊车放置在转盘环轴10上方的支架上；牵引供能机13是牵引施工填埋装置在农田中前进的动力机械，比如拖拉机，并能够为转盘电机9带动输土转盘16和挖坑机15 在农田中挖土提供能源，牵引供能机13位于施工填埋装置的前端，通过牵引臂14与填埋支架18可动连接在一起；牵引臂14为钢质两端连接在填埋支架18前面两侧，前缘中央伸出连接环，以便牵引供能机13后端中央的挂钩连接在连接环上，进而发挥牵引作用；输土转盘16 是位于填埋支架18上方、能够在转盘电机9的带动下绕转盘环轴10转动的圆环形转盘，输土转盘16的内环套在转盘环轴10外面，下表面设置多个滚珠，输土转盘16周缘侧壁上设置有齿槽，该齿槽与转盘电机9转子外表面的齿相啮合，在转盘电机9通电工作时，转盘电机9 能够较为轻松地带动输土转盘16转动，以便整个输土转盘16能够在填埋支架18上表面沿转盘环轴10转动，挖坑机15在农田中挖出来的土壤卸载到输土转盘16上表面，随着输土转盘 16的转动，输土转盘16上表面的土壤被运输到填埋支架18的后方，此时，填埋支架18后方的输土转盘16上表面上方设置有卸土板17，卸土板17阻挡土壤进一步随输土转盘16旋转，从而将土壤刮落卸在填埋支架18后方的填埋坑11中，覆盖在此处已放置的半透仿膜1上面形成压膜填土8，这样，填埋支架18前部挖填埋坑11的土，在往后运送的过程中，即可克服前面挖出来的土、由于半透仿膜1在中
间干扰而不能较好地运送到后面、铺设在填埋坑11的半透仿膜1的上面的难题；转盘电机9结构和功能同公知的电动机，转盘电机9在电力作用下能够转动，其转子表面具有与输土转盘16周缘侧壁上设置的齿槽相啮合的齿，以便转盘电机9能够带动输土转盘16绕转盘环轴10转动；转盘环轴10是填埋支架18中央圆孔周缘上表面的圆筒状凸起，圆筒的直径为1.1-1.6米、高度为20-30厘米、壁厚度为1-5厘米，以便套在外面的输土转盘16能够绕转盘环轴10转动，并且能够保证半透仿膜1的铺设与挖出土壤的后送之间不再存在矛盾，各走各的道，互补干扰；挖坑机15下端是表面具齿的转轮，中间上表面是输送带，中间的下表面焊接固定在填埋支架18前方、牵引臂14后方中央的挖土机械，在电力作用下，挖坑机15下端表面具齿的转轮高速旋转，快速高效地将农田土壤挖出宽度为1.1-1.6米、深度为30-100厘米的坑，挖坑所形成的土，被挖坑机15的输送带释放到输土转盘16上表面，最后被卸土板17刮落填埋在设置好的半透仿膜1上方，形成压膜填土8；填埋坑11施工填埋装置由于前方的挖坑机15不断挖土、后面卸土板17刮落土壤形成对半透仿膜1进行填埋的坑，填埋坑11的宽度为1.1-1.6米、深度为30-100厘米、长度为1-5米；支撑移动轮12位于填埋支架18四角处的下方，下部是轮体，上部是轮柄，轮体可动安装固定在轮柄下端，轮柄上端焊接固定在填埋支架18四角处的下表面，使得填埋支架18离开地面20-50厘米的高度，支撑移动轮12的轮体与地面接触，能够绕轴转动，以便整个填埋支架 18能够在牵引供能机13的牵引下在农田土壤上面移动；卸土板17是将输土转盘16上表面上方的土刮落下去的钢板，一端固定在转盘环轴10上方，另一端游离，下缘与输土转盘16上表面之间相距1-5毫米，卸土板17呈楔形，基部伸出一个宽柄，借助宽柄焊接在转盘环轴10 上方，端部较尖细，以便转盘环轴10上方被顺利刮落下去；填埋支架18是转盘环轴10外面的钢板支架，四周下面焊接固定有支撑移动轮12，前端借助牵引臂14与牵引供能机13可动连接在一起，后端在卸土板17的辅助下，将输土转盘16上表面的土壤刮下来，填充在此处的填埋坑11中，上方通过滚珠连接输土转盘16，以便输土转盘16可以在转盘电机9带动下自如转动，在转盘环轴10横向直径两端各固定一个支杆，支杆顶端有一个半圆形的凹槽，用于放置半透仿膜卷7，并能保证半透仿膜卷7的轴能够在该凹槽内转动，以便半透仿膜1的铺设。
15.以上显示和描述了本发明的基本原位和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。