【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及林地与草原的生态保护与林草产业开发领域，特别是林草中药材产业及中药材仿野生栽培。
技术介绍
1、当前，林草地内开展仿野生种植中药材普遍存在着需要兼顾生产与生态平衡的问题，甘草仿野生种植有同样的需求。甘草具有一种特殊的生物学特性，即它是一种根茎型克隆植物，其地下根状茎既是营养器官，也是繁殖器官，可连续生长并向周围空地水平延伸，从而形成巨大根状茎网络。若在根茎网络某一处进行轻度采收扰动时，可引发全网各株的代偿性生长反应。应用该原理首次创新建立了一种甘草簇播仿野生种植方法与特定性有限采收模式。簇播种植具有植被损毁率低、作业效率高、高效节灌适宜性的优点，也为免翻土收获提供了前提条件。水刀割根钻专利技术与应用，一方面实现了甘草免翻土采收的机械化，另一方面建立了一种甘草的特定的有限采收模式。该技术解决了传统林草地生产需求与生态保护之间的矛盾，有利于实现林草保护发展综合效益最大化目标，适合于甘草生态适宜区的林草保护发展创新试验建设工程。
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻(图1，一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻的工艺步骤示意图)，其特征包括以下步骤：
2、步骤1：甘草种子或种苗以簇播方式种植成为多簇排列的条带状。
3、具体的，根据《中国药材生态适宜性区划》甘草部分区划、当地自然资源部门与林草部门对草原土地属性的划分，进一步细划出植被覆盖度低、需要抚育或修复补种的、并可满足科研试验条件的林草地区域范围。区
4、(2)第三年始地下横茎串生出分蘖苗填充生长在种植条带之间。
5、具体的，播种后第三年始地下横茎串生出分蘖苗填充生长在种植条带之间，构成生产条带与生态条带(图2中的1、2)；需对两种条带采用不同的方式进行管理。生产条带上需要在极度季度干旱期内配置节灌系统，以生产收获优质高产的垂直根为主要目的；生态条带条上需按照一般天然草场管理制度实施管理，以生态保护为主要目的。
6、(3)第四年及以后年份开始对簇播点进行整簇采根留茎式收获。
7、具体的，第四年及以后年份，可以开始对生产条带中的簇播圆圈点进行整簇采根留茎式收获。整簇采根留茎式收获，是指对生产条带内簇播点内部长成的甘草垂直根系进行整簇环周切断采收(图2中的3、4)；而对生态条带内(即在簇圈以外的)的横茎根系与新苗根系不进行采收，只进行抚育管理(图2中的2)。
8、(4)整簇采根留茎收获作业使用特制的甘草水刀割根钻。
9、具体的，特制的甘草水刀割根钻工作原理(图3，甘草水刀割根钻工作原理示意图；图4，甘草水刀割根钻构造原理示意图)的主要特征包括：水刀割根钻旋转进入甘草簇所在土壤，切割出的圆柱体形状系根土壤块(图3中的2)。其中的中心钻轴上螺旋叶片(图4中的13、14)，可以加大钻地入土力度与向上排出土壤；两个垂直旋转臂的底端有开沟犁头与金属刀片(图4中的16、17)，可以切断甘草横走根系并开出环沟(图3中的3)；其中一侧的旋转臂的底端安置有低压射水喷口(图4中的26)与中压射水刀喷口(图4中的25)。
10、(5)水刀割根钻的中心钻轴与两侧的旋转臂一并旋转进入土壤内。
11、具体的，启动的外输出转轴，转动动力通过变速轮传输给水刀割根钻的齿轮，带动钻体旋转。水刀割根钻转速设计为30～90转/分钟；中心钻头入地深度为50～70cm(图4中的17)；旋转臂地深度为30～50cm(图3中的13)。
12、(6)旋转中两侧旋转臂底端的切刀割断环周的甘草根茎并开出环沟。
13、具体的，两侧旋转臂底端安装有可更换的金属切割刀片1个(图4中的16)与开沟犁头1个(图4中的17)。金属切割刀片的刀刃线与地平线呈45度角安装，用于割断植物根系；开沟犁头的作用是犁松土壤，开出环形槽沟(图4中的17)。一侧旋转臂的背后面并行有两根细管径的耐压金属水管(图4中的25、26)，一根为低压水管，另一根为中压水管。在水管跟随旋转臂一并进入土层过程中，低压管开关为打开状态(图4中的30低压管开关)，中压管开关为关闭状态(图4中的31中管开关)。低压管下端为低压射水喷口(图4中的26)，射流压力为5～15mp的低压范围，仅供冲开沙土，为刀片切割根系减少阻力，不对甘草根系表面形成损伤。
14、(7)水平向出水的高压射水刀切断底部垂直生长的甘草根。
15、旋转臂的进土深度达到目标深度后，低压管开关关闭(图4中30)，中压管开关打开(图4中的31)，开始射水并成为水刀。中压射水喷口的开口为水平朝向(图4中的25)，出水射流压力为50～70mp的中压范围，射水口孔径为0.7～0.9mm，射水形成的割刀力量，刚好达到冲开沙土，可以冲开土壤、割断甘草根系，且割口整齐；中压力射水刀不破坏射水流对面的转轴金属面。中压射水开关的打开持续时间设计为为4秒钟，对应于钻轴旋转圈数2～6圈，确保圆柱体底端切割完全。
16、(8)中压射水流反弹散射水流松化簇内甘草根系而易被拔起收获。
17、中压射水流在切割完垂直根系与土壤后，剩余水流撞击到中心钻轴金属面上，再反射到土壤上面，对根系与土壤有松动作用。被切割的下的圆柱体土块内的根系发生松动；收获者通过抓取甘草地上部分的茎枝即可拔出整体根系，完成垂直根系部分的收获。
18、(9)种植条带间横走茎与分蘖甘草株留存发挥生态保护带功能。
19、生产条带内切割环圈之外的甘草横生茎及茎上新生的甘草垂直，均不在收获范围，全部留存在地里，成为生态条带，作为生态保护的用途。收获后的生产条带，可以进行下轮仿野生簇播种植。
20、专利技术中的免翻土采收技术是与甘草簇播种植法相互配套的技术。免翻土采收技术模式仅选择甘草药用价值相对较大的主根部分进行收获，而留下固沙功能更大的横茎部分在簇播种植带之间；横茎不断分蘖生产出新苗，在两个生产带之间形成新的生长带(即生态条带)，发挥防风固沙功能。水刀割根钻收获主根的过程，刺激甘草整体植株网络，可引发代偿性反应，加快生态条带甘草新株的快速繁育与串生扩展。本技术解决了传统林草地甘草只保护不收获时带来的自然退化问题；人为地促进了甘草种植种群的扩大，有利于实现林草保护发展综合效益最大化目标。技术适合于甘草生态适宜区的林草保护发展创新试验建设工程应用。
21、上述说明仅是本技术方案的一般性概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术工艺，并可依照说明书的内容予以实施，以下用本专利技术的较佳实施例进行详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻，其特征在于，包括以下步骤(图1，一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻的工艺步骤示意图)：
2.根据权利要求1中步骤7所述：旋转臂底端水平方向的中压射水刀切断甘草根垂直下行部，其特征在于，首次在甘草收获领域引入射水刀收获法；射水刀的射流压力设计为50～70MP的中等压力范围，出水口径0.7～0.9mm；射水流能够切断50cm距离范围内的甘草根，但不会损坏中心钻轴的金属表面。水刀出水口安置在旋转臂的底部，射水口向中心钻轴方向射水。作业时边旋转边射水，射水形成一个圆形切面，切断簇状甘草圆柱体底部的下行根络。水刀割根钻的应用，可以避免大型甘草挖掘工具进入土壤深部挖掘甘草根时，造成的对土壤表层结构与植被的破坏。
【技术特征摘要】
1.一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻，其特征在于，包括以下步骤(图1，一种仿野生甘草的免翻土采收技术及其水刀割根钻的工艺步骤示意图)：
2.根据权利要求1中步骤7所述：旋转臂底端水平方向的中压射水刀切断甘草根垂直下行部，其特征在于，首次在甘草收获领域引入射水刀收获法；射水刀的射流压力设计为50～70mp的中等压力范...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛晋华，张雄杰，何小强，白瑞琴，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：
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