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        一種可調(diào)控灌溉與光照條件的林業(yè)育苗裝置設(shè)計

        2023-12-06 13:37:42杜季芙
        鄉(xiāng)村科技 2023年17期
        關(guān)鍵詞:集水支撐架推桿

        杜季芙

        臨洮縣林業(yè)和草原局,甘肅 臨洮 730500

        0 引言

        植樹造林是保護生態(tài)環(huán)境的重要方式之一。甘肅省臨洮縣地處黃土高原中部,部分山區(qū)土質(zhì)疏松,易造成風沙侵蝕和水土流失,影響植樹造林成效。為減少造林過程中的管護成本,林業(yè)部門需要在林業(yè)育苗中加大投入力度,培育根系健壯、耐寒耐旱、成活率高的苗木[1-3]。目前,容器育苗已經(jīng)成為林業(yè)育苗的主要方式之一。采用容器育苗技術(shù)能有效提升育苗效率,解決苗木根系弱、抵御病蟲害能力差等問題[4-6]。土壤含水量會直接影響植物根系的生長發(fā)育,而光照是綠色植物進行光合作用的必要條件。在應(yīng)用容器育苗技術(shù)的過程中,需要對灌水和光照進行有效把控。技術(shù)人員常采用人為方式進行澆水、調(diào)光,但易造成積水、光照不均,影響苗木的成活[7-8]。針對上述問題,研發(fā)一種新型的林業(yè)育苗裝置十分必要。

        1 裝置設(shè)計原則

        在林業(yè)育苗過程中,幼苗成活率是評判育苗是否成功的最重要指標。傳統(tǒng)的林業(yè)容器育苗采用人工管護的方式,易出現(xiàn)苗床積水和光照不勻等問題,導致幼苗成活率低。為了進一步提升幼苗成活率,筆者設(shè)計了一種新型林業(yè)育苗裝置。利用該裝置給幼苗灌水時,先在集水室內(nèi)注入適量的水,之后驅(qū)動兩個升降電機工作帶動兩個螺紋桿運轉(zhuǎn),使兩個承接架帶動多個放置盤下沉并進入集水室,使集水室內(nèi)的水經(jīng)過進液孔和通孔后被幼苗吸收,而不需要給幼苗灌水時只需要將放置盤從集水室內(nèi)取出即可,不會因積水導致幼苗死亡,從而提高幼苗成活率。此外,該裝置可通過驅(qū)動液壓推桿伸長帶動活動座沿著轉(zhuǎn)向軸翻轉(zhuǎn),可使多個放置盤旋轉(zhuǎn)一定角度,使幼苗接受更多的光照,從而促進幼苗生長。

        2 林業(yè)育苗裝置構(gòu)成

        該林業(yè)育苗裝置的材質(zhì)主要為木材、聚苯乙烯、鐵制品等,木質(zhì)固定座規(guī)格為100 cm×40 cm,置物座規(guī)格為75 cm×30 cm。如圖1 所示,該裝置包括固定座(1)及設(shè)置在固定座(1)上方的多個放置盤(17);固定座(1)頂壁內(nèi)陷形成活動室(3),活動室(3)內(nèi)設(shè)有活動座(2)和推動活動座(2)翻轉(zhuǎn)的液壓推桿(4);液壓推桿(4)的兩端均安裝有鉸接軸(5),且通過兩個鉸接軸(5)分別與固定座(1)和活動座(2)連接;活動室(3)遠離液壓推桿(4)的一側(cè)安裝有轉(zhuǎn)向軸(6),且固定座(1)通過轉(zhuǎn)向軸(6)與活動座(2)轉(zhuǎn)動連接;活動座(2)頂壁內(nèi)陷形成集水室(7),固定座(1)底壁的一側(cè)內(nèi)陷形成側(cè)開口(8);活動座(2)的一側(cè)壁固定連接有穿過側(cè)開口(8)并伸向外界的排水管(9),且排水管(9)上安裝有閥門。

        圖1 林業(yè)育苗盤裝置組成

        活動座(2)頂壁的兩側(cè)均固定焊接有支撐架(10),兩個支撐架(10)頂壁均焊接有驅(qū)動置物座(15)升降的升降電機(11),兩個支撐架(10)內(nèi)腔中均轉(zhuǎn)動連接有螺紋桿(12);兩個升降電機(11)的輸出軸分別與兩個螺紋桿(12)同軸連接,以帶動兩個螺紋桿(12)同軸運轉(zhuǎn);每個支撐架(10)內(nèi)腔中均設(shè)有兩個對稱于螺紋桿(12)兩端的滑桿(13),每個滑桿(13)的兩端均于支撐架(10)內(nèi)腔側(cè)壁焊接,兩個支撐架(10)之間設(shè)有置物座(15);置物座(15)的兩端對稱焊接有兩個承接架(14),且兩個承接架(14)分別伸入兩個支撐架(10)內(nèi)腔;承接架(14)的中心端螺紋套設(shè)于支撐架(10)內(nèi)的螺紋桿(12)上,承接架(14)的兩端滑動套設(shè)于支撐架(10)內(nèi)的兩個滑桿(13)上。

        置物座(15)頂壁內(nèi)陷形成多個等距分布的放置槽(16);多個放置盤(17)分別放置在多個放置槽(16)內(nèi),每個放置盤(17)的底壁均開設(shè)有通孔(18);置物座(15)的底壁開設(shè)有分別通入多個放置槽(16)的進液孔(19),且多個進液孔(19)分別與多個通孔(18)相通。

        使用該林業(yè)育苗裝置時,先將幼苗連同其根部的泥土放置于放置盤(17)內(nèi)腔中;當需要給幼苗灌水時,應(yīng)使活動座(2)保持水平,再向集水室(7)注入足量的水,同時將排水管(9)閥門關(guān)閉,然后驅(qū)動兩個升降電機(11)工作帶動兩個螺紋桿(12)運轉(zhuǎn),使兩個承接架(14)下沉并帶動置物座(15)下沉,當置物座(15)進入集水室(7)后,集水室(7)內(nèi)的水通過多個進液孔(19)和多個通孔(18)進入多個放置盤(17)內(nèi)腔,此時幼苗根部的泥土會吸收足量的水,然后使兩個升降電機(11)反轉(zhuǎn)即可帶動置物座(15)從集水室(7)中脫離,之后靜置一段時間,使幼苗根部泥土中多余的水分滴落至集水室(7)內(nèi),再打開閥門使集水室(7)內(nèi)的水從排水管(9)排出;當需要給幼苗補充光照時,驅(qū)動液壓推桿(4)工作進行伸長,帶動活動座(2)沿著轉(zhuǎn)向軸(6)轉(zhuǎn)動一定角度,使所有的幼苗均傾斜一定角度,促使幼苗接受的光照范圍更大,有利于幼苗生長。

        3 林業(yè)育苗裝置應(yīng)用優(yōu)勢

        筆者設(shè)計了一種新型林業(yè)育苗裝置。該裝置主要由固定座、液壓推桿、升降電機、放置盤等組成,通過升降電機帶動多個放置盤調(diào)控幼苗吸水,通過液壓推桿增大放置盤的旋轉(zhuǎn)角度,使幼苗接受更多的光照,能顯著提升苗木成活率。2023 年4 月,筆者在甘肅省臨洮縣森源苗木工程有限責任公司對此次設(shè)計的新型林業(yè)育苗裝置的育苗性能進行了驗證。筆者分別采用傳統(tǒng)育苗容器和新型林業(yè)育苗裝置對刺槐進行育苗:在此次設(shè)計的新型育苗裝置的放置盤和傳統(tǒng)育苗容器中填充培養(yǎng)基質(zhì)后播種覆膜,并將其均放置在苗床上進行育苗,出苗后采取同樣的澆水和光照管護措施,育苗完成后分別測量苗木地徑(距離地面高30 cm 處的樹干直徑[9])、根系平均圍徑、高徑比(苗高/地徑[10])、平均鮮質(zhì)量等指標。結(jié)果表明,采用此次設(shè)計的林業(yè)育苗裝置苗木成活率高達99.50%,遠高于傳統(tǒng)的容器育苗成活率(92.25%);其苗木地徑更大,比采用傳統(tǒng)容器育苗方式的苗木地徑要大5%以上;其根系更加發(fā)達,比采用傳統(tǒng)的容器育苗方式的苗木平均根系圍徑要大7%以上;其苗木平均高徑比為47.5,遠優(yōu)于采用傳統(tǒng)容器育苗方式的苗木(53.25);其苗木鮮質(zhì)量更大,比采用傳統(tǒng)容器育苗方式的苗木鮮質(zhì)量增加5%以上??傊捎霉P者設(shè)計的林業(yè)育苗裝置進行育苗,苗木品質(zhì)得到顯著提升,造林成活率更高。

        4 結(jié)束語

        隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們生活水平不斷提高,對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度也越來越高。做好林業(yè)育苗工作是林業(yè)能夠良好發(fā)展的基礎(chǔ),做好林業(yè)育苗技術(shù)與裝備研發(fā)工作,對提升林業(yè)育苗水平、提高林業(yè)生產(chǎn)效率具有十分重要的作用[11-13]。在林業(yè)育苗過程中,林業(yè)部門要強化新技術(shù)的推廣應(yīng)用,提高育苗成功率[14-17]。筆者設(shè)計的林業(yè)育苗裝置,可通過升降電機、液壓推桿控制多個放置盤,避免苗床積水和光照不均勻的問題,能保障苗木健康生長。實踐表明,采用這一新型林業(yè)育苗裝置進行育苗,苗木成活率、地徑、根系圍徑、高徑比、鮮質(zhì)量等指標遠優(yōu)于傳統(tǒng)容器育苗方式,可使苗木品質(zhì)顯著提升,十分值得在林業(yè)育苗實踐中積極推廣。

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