本發(fā)明屬于草原農(nóng)業(yè)機(jī)械，特別是結(jié)合了土壤處理與種植作業(yè)的創(chuàng)新農(nóng)業(yè)設(shè)備，涉及一種曝氣式草原松土施肥裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著草地生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)退化，土壤板結(jié)與肥力下降已成為制約草原可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。在長期自然因素（如干旱、凍融循環(huán)）和人為活動（如過度放牧、機(jī)械碾壓）的共同作用下，草地表層土壤結(jié)構(gòu)嚴(yán)重硬化，容重顯著增加，導(dǎo)致土壤通氣性、透水性及微生物活性顯著降低。土壤板結(jié)導(dǎo)致的滲透率和有機(jī)質(zhì)含量下降，直接削弱了牧草根系發(fā)育能力與養(yǎng)分吸收效率。此外，傳統(tǒng)松土與施肥作業(yè)的分離式操作模式進(jìn)一步加劇了這一問題：常規(guī)圓盤耙、深松機(jī)等農(nóng)田作業(yè)機(jī)械雖能實(shí)現(xiàn)松土，但其大范圍翻耕易破壞原生草皮層，造成水土流失與植被覆蓋率下降，尤其在生態(tài)脆弱區(qū)可能導(dǎo)致不可逆的草地沙化。

2、當(dāng)前曝氣松土技術(shù)雖能通過局部穿刺改善土壤透氣性，但受限于設(shè)備功能單一性與結(jié)構(gòu)缺陷，仍存在顯著瓶頸。例如，傳統(tǒng)曝氣機(jī)具多采用人工鉆孔或液壓間歇式作業(yè)設(shè)計，設(shè)備普遍缺乏連續(xù)作業(yè)能力，需頻繁停機(jī)清理刀具或補(bǔ)充肥料，嚴(yán)重制約了大規(guī)模草場的機(jī)械化治理效率。分步實(shí)施的松土與施肥流程不僅增加作業(yè)成本（燃料消耗提高20%-30%），還會因多次機(jī)械碾壓形成二次土壤壓實(shí)，形成“治理—退化”的惡性循環(huán)。

3、因此，亟需開發(fā)一種集成松土、曝氣與精準(zhǔn)施肥功能于一體的高效復(fù)合裝備，通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計突破連續(xù)作業(yè)限制，在最小化草皮損傷的前提下實(shí)現(xiàn)土壤物理結(jié)構(gòu)與肥力的協(xié)同改良，為退化草地的生態(tài)修復(fù)提供可靠技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有草原改良機(jī)具作業(yè)功能單一、土壤擾動強(qiáng)度大、無法同步實(shí)現(xiàn)松土曝氣與精準(zhǔn)施肥等問題，提出一種曝氣式草原松土施肥裝置，通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計與功能集成，實(shí)現(xiàn)自動化土壤曝氣松土施肥，實(shí)現(xiàn)土壤物理結(jié)構(gòu)修復(fù)與肥力提升的協(xié)同作業(yè)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種曝氣式草原松土施肥裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括支撐機(jī)構(gòu)、曝氣裝置、供氣供肥裝置，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐板、曲線導(dǎo)軌、滑塊，曲線導(dǎo)軌設(shè)置于支撐板的外緣，所述曲線導(dǎo)軌包括滑軌、驅(qū)動輪、驅(qū)動鏈，滑塊通過滑塊滑輪設(shè)于滑軌上且內(nèi)側(cè)與驅(qū)動鏈螺栓連接，驅(qū)動輪與導(dǎo)軌履帶嚙合。所述曝氣裝置包括氣針支座、曝氣氣針，氣針支座固定連接在滑塊上，且曝氣氣針螺紋連接于氣針支座上。所述供氣供肥裝置包括氣泵、氣環(huán)、通氣管，肥料箱、輸肥管、接近開關(guān)、總料箱，氣泵和總料箱位于農(nóng)機(jī)中心，氣環(huán)設(shè)在支撐板中心，支撐板在氣環(huán)底部位置、氣環(huán)進(jìn)氣口附近開孔，通氣管的一端與氣環(huán)出氣口連接，一端與進(jìn)氣口連接，輸肥管一端與出肥口連接，一端與進(jìn)肥口連接。兩塊接近開關(guān)安裝在滑軌接近地面部分。

4、優(yōu)選的，滑塊與驅(qū)動鏈螺栓固定連接并可拆卸，根據(jù)曝氣作用范圍、草原實(shí)際土壤硬度、播種作物生長需求和農(nóng)業(yè)機(jī)械前進(jìn)速率，選擇合適數(shù)目的滑塊并設(shè)計對應(yīng)間距，因地制宜地進(jìn)行土壤曝氣。

5、優(yōu)選的，氣針支座和曝氣氣針使用螺紋連接，便于曝氣氣針的拆卸和更換：根據(jù)不同土壤狀況和作物需求選用合適的曝氣氣針，同時在農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)輸?shù)炔恍枰M(jìn)行松土的情況下拆下曝氣氣針，不影響農(nóng)機(jī)的正常行進(jìn)。

6、優(yōu)選的，滑塊上開有曲線滑槽，所述氣針支座上設(shè)有支座滑釘且穿過滑槽與滑塊連接。通過移動支座滑釘并旋緊固定，可使氣針支座與滑塊形成不同角度，進(jìn)而使曝氣氣針可以以不同的角度進(jìn)入土地面。

7、優(yōu)選的，所述氣泵以電機(jī)提供的電能為動力，壓縮氣體通過供氣管向氣環(huán)供氣的同時，在供氣管上加裝減壓閥，向總料箱供給一定壓力的氣體，保證總料箱能夠持續(xù)向肥料箱內(nèi)供肥。氣環(huán)螺栓連接在曲線導(dǎo)軌幾何中心位置并通過通氣管為曝氣氣針供氣。在滑軌靠近地面部分設(shè)置接近開關(guān)，滑塊經(jīng)過前開關(guān)時，控制曝氣閥開始曝氣，經(jīng)過后開關(guān)時，控制曝氣閥停止曝氣。履帶與地面接觸部分相對靜止，曝氣氣針利用相對靜止的這段時間完成曝氣。

8、優(yōu)選的，在氣環(huán)外側(cè)的氣環(huán)轉(zhuǎn)子上加裝滾筒形肥料箱，箱體內(nèi)的肥料借助自重通過出肥口、輸肥管進(jìn)入進(jìn)肥口。使用所述的輸料裝置在曝氣針內(nèi)添加肥料，與氣體一同通過曝氣針注入土壤中，較松的土壤利于肥料的進(jìn)入和滲透，從而更有利于作物的生長，也能一定程度上簡化施肥過程。

9、本發(fā)明所述的草原曝氣松土裝置，通過所述的支撐板安裝在草原播種機(jī)履帶外側(cè)，通過驅(qū)動軸同步播種機(jī)履帶轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)播種機(jī)行進(jìn)過程中松土施肥。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

11、1.通過鏈條、導(dǎo)軌和曝氣氣針的結(jié)合，在保證施肥間距的同時，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)前進(jìn)過程中的動態(tài)曝氣松土和施肥。

12、2.通過氣針和氣針支座的螺紋連接設(shè)計，實(shí)現(xiàn)氣針的可更換性；通過滑槽設(shè)計，實(shí)現(xiàn)氣針入土角度的多樣性，以適應(yīng)不同地區(qū)的土壤狀況。

13、3.本發(fā)明提供了曝氣松土和施肥動態(tài)結(jié)合的方法，在農(nóng)機(jī)前進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)松土施肥一體化，更利于肥料滲入土壤，且一定程度上減輕勞動壓力。

技術(shù)特征：

1.一種曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，包括支撐機(jī)構(gòu)（1）、曝氣裝置（2）、供氣供肥裝置（3），所述支撐機(jī)構(gòu)（1）包括支撐板（101）、曲線導(dǎo)軌（102）、滑塊（103），曲線導(dǎo)軌（102）設(shè)于支撐板（101）外緣，所述曲線導(dǎo)軌（102）包括滑軌（1021）、驅(qū)動輪（1022）、驅(qū)動鏈（1023），驅(qū)動輪（1022）與驅(qū)動鏈（1023）嚙合，所述滑塊（103）包括滑塊滑輪（1031）、滑槽（1032），所述滑塊（103）位于滑軌（1021）上且底部與驅(qū)動鏈（1023）螺栓固定，四塊滑塊滑輪（1031）呈矩形分布，固定連接在滑塊（103）底部，滑軌（1021）橫穿過滑塊滑輪（1031）組成的矩形，滑槽（1032）為曲線形且設(shè)于滑塊（103）上，所述曝氣裝置（2）包括氣針支座（201）、曝氣氣針（202），氣針支座（201）設(shè)于滑塊（103）上，曝氣氣針（202）螺紋連接于氣針支座（201），所述氣針支座（201）包括支座滑釘（2011），支座滑釘（2011）穿過滑槽（1032）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述供氣供肥裝置（3）包括氣泵（301）、氣環(huán)（302）、通氣管（303）、肥料箱（304）、輸肥管（305）、接近開關(guān)（306），所述氣環(huán)（302）為滾筒形，包括氣環(huán)進(jìn)氣口（3021）、氣環(huán)定子（3022）、氣環(huán)轉(zhuǎn)子（3023）、氣環(huán)出氣口（3024），所述氣環(huán)進(jìn)氣口（3021）設(shè)于氣環(huán)定子（3022）側(cè)面上且與氣泵（301）相連，氣環(huán)出氣口（3024）設(shè)于氣環(huán)轉(zhuǎn)子（3023）側(cè)面上，所述肥料箱（304）為滾筒形，包括出肥口（3041），出肥口（3041）設(shè)于肥料箱（304）側(cè)面，通氣管（303）一端連接氣環(huán)出氣口（3024），一端連接進(jìn)氣口（2021），輸肥管一端連接出肥口（3041），一端連接進(jìn)肥口（2022），所述接近開關(guān)（306）包括前開關(guān)（3061）、后開關(guān)（3062），接近開關(guān)（306）位于滑軌（1021）靠近地面的直線部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述曝氣氣針（202）包括進(jìn)氣口（2021）、進(jìn)肥口（2022）、曝氣口（2023）、曝氣閥（2024），所述進(jìn)肥口（2022）與進(jìn)氣口（2021）排列在曝氣氣針（202）的側(cè)面且前者相對于后者更靠近曝氣口（2023），曝氣閥（2024）設(shè)于進(jìn)氣口（2021）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述供氣供肥裝置（3）位于支撐板（101）中心，驅(qū)動輪（1022）轉(zhuǎn)動時，帶動與之嚙合的驅(qū)動鏈（1023）轉(zhuǎn)動，從而帶動滑塊（103）轉(zhuǎn)動，從而帶動曝氣氣針（202）轉(zhuǎn)動，從而帶動與之分別通過通氣管（303）和輸肥管（305）連接的氣環(huán)轉(zhuǎn)子（3023）和肥料箱（304）轉(zhuǎn)動。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述支撐板（101）通過農(nóng)機(jī)主軸豎直懸掛于農(nóng)機(jī)履帶外側(cè)且對稱布置，所述曝氣裝置（2）相對供氣供肥裝置（3）在農(nóng)機(jī)內(nèi)側(cè)，且在農(nóng)機(jī)左右兩側(cè)對稱布置，在支撐板（101）外安裝可拆卸的保護(hù)殼。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述氣針支座（201）與滑塊（103）旋轉(zhuǎn)固定，支座滑釘（2011）穿過滑槽（1032）且能夠調(diào)松緊，且能夠改變曝氣氣針（202）進(jìn)入土壤的角度。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述曝氣氣針（202）與氣針支座（201）之間通過螺紋連接，能夠便捷地進(jìn)行拆裝，根據(jù)需求調(diào)整曝氣氣針（202）的類型，同時能夠?qū)⑵貧鈿忉槪?02）拆下以便于農(nóng)機(jī)的運(yùn)輸。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝氣式草原松土施肥裝置，其特征在于，所述接近開關(guān)（306）安裝在滑軌（1021）靠近土壤的部分，前開關(guān)（3061）與后開關(guān)（3062）相距一定距離，且控制曝氣閥（2024）的開關(guān)，當(dāng)滑塊（103）轉(zhuǎn)動到前開關(guān)（3061）處，即滑塊（103）上的曝氣氣針（202）插入土中時，曝氣閥（2024）打開，氣體進(jìn)入曝氣氣針（202）開始曝氣；當(dāng)滑塊（103）轉(zhuǎn)動到后開關(guān)（3062）處，即滑塊（103）上的曝氣氣針（202）離開土中時，曝氣閥（2024）關(guān)閉，氣體不再進(jìn)入曝氣氣針（202），曝氣結(jié)束。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種曝氣式草原松土施肥裝置，將草原作物種植過程當(dāng)中的松土和施肥動態(tài)一體化，配合農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，提高草原種植工作效率，提升作物發(fā)芽率。包括支撐機(jī)構(gòu)、曝氣裝置、供氣供肥裝置。所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐板、曲線導(dǎo)軌、滑塊；所述曝氣裝置包括氣針支座、曝氣氣針；所述供氣供肥裝置包括氣泵、氣環(huán)、通氣管、肥料箱、輸肥管、接近開關(guān)。裝置安裝在草原農(nóng)業(yè)機(jī)械履帶外側(cè)，動態(tài)結(jié)合曝氣和施肥過程，實(shí)現(xiàn)松土施肥一體化、自動化作業(yè)，便于拆卸，容易操作，滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，有效降低勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，該裝置可以有效提高農(nóng)戶科學(xué)種植水平，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

技術(shù)研發(fā)人員：王光輝,閆崔強(qiáng),鄒超亦,張英俊,余鑫浩,王健君,李俊康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15