本發(fā)明涉及一種提高冬小麥水分利用效率的方法和系統(tǒng)，是一種節(jié)水環(huán)保的農(nóng)田管理措施，是一種提高農(nóng)作物產(chǎn)量和水分利用效率的方法和系統(tǒng)。

背景技術：

小麥是主要糧食作物，而在半干旱的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，水資源貧乏成為限制小麥高產(chǎn)的主要因子，植物個體間競爭最強烈的環(huán)境資源是土壤水分，而根系是競爭水分最主要的器官。根系生長發(fā)育狀況與作物產(chǎn)量密切相關，合理調(diào)控根系生長可以促進作物地上部與地下部的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于作物產(chǎn)量提高。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，通過合理的農(nóng)藝措施促進地上、地下群體協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)作物水資源的高效利用，一直是旱地農(nóng)業(yè)研究的重點。

目前，利用斷根（傷根）的方式，在產(chǎn)量變化不大的條件下，提升作物水分利用效率。然而該方法會造成斷根部位“傷流”，從斷根處流出的液體富含作物生長所需的養(yǎng)分，流失太多，會造成長勢衰弱，斷根后一段時間內(nèi)作物長勢收到影響，甚至會因為斷根部位壞死造成作物減產(chǎn)甚至枯萎。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提出了一種提高冬小麥水分利用效率的方法和系統(tǒng)。所述的方法和系統(tǒng)根據(jù)冬小麥前期長勢和干旱評估，確定需要斷根量，根據(jù)小麥根系發(fā)育情況確定斷根位置、深度和角度利用機械裝置，在斷根的同時對斷根部位進行加熱，從而避免斷根部位“傷流”，避免傷流液的蒸發(fā)以及異物的進入，減輕甚至消除斷根后作物長勢受到影響的情況發(fā)生，有效提升小麥的水資源利用效率和抗旱保產(chǎn)效益與效果。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種提高冬小麥水分利用效率的方法，所述方法的步驟如下：

農(nóng)作物干旱程度評估的步驟：首先評估歷史長序列條件下，作物不同生育期的干旱程度，并評估當前生育期的真實干旱程度；如果：真實干旱程度大于歷史干旱程度，同時歷史干旱程度的評估表明，其干旱為加強趨勢，即下一個生育期干旱程度大于當前生育期，則需要根據(jù)當前生育期的真實干旱程度確定切根量；

選擇斷根時期的步驟：根據(jù)冬小麥生長過程，選擇冬小麥進入返青期前后兩天的范圍內(nèi)作為進行斷根處理的時機；

確定切根量的步驟：根據(jù)氣候和土壤的干濕程度，確定10%～40%的斷根切根量；

冬小麥當前生育期根系空間分布計算的步驟：根據(jù)根系較完全的發(fā)育階段的資料，利用多種函數(shù)進行擬合，根據(jù)相對誤差較小、相關較顯著的原則，建立的冬小麥根系生長模型，根據(jù)冬小麥根系生長模型確定冬小麥根系分布；

確定斷根深度的步驟：根據(jù)根長密度公式計算當前生育期小麥根系分布：

式中，rld為根長密度，z為土壤深度（cm）；a、b、c、d為參數(shù)，根據(jù)影響冬小麥根系發(fā)育的積溫和土壤水分、降雨因素、冬小麥品種及生育期確定；

確定斷根位置的步驟：根據(jù)冬小麥根系生長模型所確定的冬小麥根系分布，以主莖為中心劃圓，圓內(nèi)包含的根系干重占總干重比例為25%～50%，以所述圓與株行平行的切線為斷根位置；

斷根的步驟：按照所選擇的斷根時機、斷根位置和斷根深度，對冬小麥的根系進行切斷作業(yè)，去掉部分次生根，在對冬小麥的根系切斷的同時對切斷部位進行凝結處理，阻止傷流，減少斷根對農(nóng)作物根系的傷害。

進一步的，所述的斷根位置為距主莖2.0cm、1.8cm、1.5cm、1.3cm厘米兩側(cè)，斷根深度為：垂直下切10厘米，或距主莖3.0cm、2.8cm、2.5cm、2.3cm兩側(cè)，斜45度下切至主根，分別切根量定為10%、20%、30%、40%。

一種實現(xiàn)上述方法的提高冬小麥水分利用效率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：安裝在拖拉機車架上的至少一套斷根刀和安裝斷根刀的刀架，所述的斷根刀或刀架上安裝有凝結器，所述的凝結器與安裝在拖拉機上的凝結器電源連接。

進一步的，所述的斷根刀和刀架以兩套為一組，一組中兩個所述的斷根刀之間的距離為15-25厘米，設置4-5組斷根刀和刀架通過連接架與拖拉機的車架連接。

進一步的，所述的刀架或連接架上設有切深控制機構，一組斷根刀之間設有切位控制機構。

進一步的，所述的斷根刀和凝結器是帶有超聲波換能器刀具，所述的超聲波換能器與安裝在拖拉機上的超聲波電源連接。

進一步的，所述的帶有超聲波換能器的刀具是鐮刀形刀具或圓盤形刀具。

進一步的，所述的斷根刀是外緣有切齒的圓盤形刀具，所述的凝結器是電凝結器，所述的電凝結器與安裝在拖拉機上的電凝結器電源連接。

進一步的，所述的電凝結器是沿刀盤徑向開出的窄縫，所述窄縫中成對設置電極。

進一步的，所述的圓盤形刀具通過傳動軸與拖拉機的動力軸連接。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明所述方法采用對氣候和田間的濕潤程度進行評估，以及根據(jù)冬小麥前期長勢和干旱評估，確定斷根量。通過建立根系分布數(shù)學模型，以判斷小麥根系發(fā)育情況，由此確定斷根時機、位置、深度等參數(shù)。所述的系統(tǒng)采用斷根凝結的方法，阻止農(nóng)作物根系被切斷后從切斷刀流出營養(yǎng)液體，盡量減少傷流，使斷根后的農(nóng)作物快速回到原有的長勢，避免因為斷根部位壞死造成作物減產(chǎn)甚至枯萎，提高了農(nóng)作物生長過程中的水資源利用率，改善和保持了農(nóng)田的土壤墑情和肥力。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是冬小麥根系和本發(fā)明實施例二所述冬小麥植株行兩側(cè)斷根切割的位置示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例二所述冬小麥植株行兩側(cè)斷根切割的位置示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例三所述系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例三所述系統(tǒng)的結構示意圖，是圖3中a-a剖面圖；

圖5本發(fā)明的實施例四所述多個斷根刀組合的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明的實施例九所述電凝結器的圓盤形斷根刀的示意圖。

具體實施方式

實施例一：

本實施例是一種提高冬小麥水分利用效率的方法。所述方法的步驟如下：

（一）農(nóng)作物干旱程度評估的步驟：首先評估歷史長序列條件下，作物不同生育期的干旱程度，并評估當前生育期的真實干旱程度；如果：真實干旱程度大于歷史干旱程度，同時歷史干旱程度的評估表明，其干旱為加強趨勢，即下一個生育期干旱程度大于當前生育期，則需要根據(jù)當前生育期的真實干旱程度確定切根量。

干旱評估：可以使用帕爾默法和修正的pdsi指數(shù)的計算法。

（1）帕爾默法：帕爾默（palmer，有人譯為帕默爾）認為干旱期是一個水分持續(xù)虧缺的時段，旱度可以認為是水分虧缺量及其持續(xù)時間的函數(shù)，在這個定義基礎上于1965年提出了能夠進行干旱程度分析的帕爾默干旱指數(shù)（有人譯為“旱度模式”），并以palmer干旱指數(shù)（pdsi，palmerdroughtseverityindex）表示干旱的嚴重程度。該模式的建立中，palmer首次提出了有別于長期平均降水量的“當前氣候適宜”（cafec，climaticallyappropriateforexistingcondition）的降水量（）的概念，即滿足地區(qū)經(jīng)濟運行、生物生長用水所適宜的需水量稱為“當前氣候適宜”的降水量。

pdsi指數(shù)的計算方法：帕爾默指數(shù)的計算過程較復雜，首先計算各水分平衡分量，求出有關氣候系數(shù)、蒸散系數(shù)、補水系數(shù)、徑流系數(shù)和失水系數(shù)，進而得到對當前情況來說，氣候上適宜的降水量。

第一步：由長期氣象資料序列計算出月水分平衡各分量的實際值、可能值及平均值，包括實際蒸散量et、可能蒸散量pe、實際徑流量ro、可能徑流量pro、實際補水量r、可能補水量pr、實際失水量l和可能失水量pl；

第二步：α、β、γ和δ被分別稱之蒸散發(fā)系數(shù)、補水系數(shù)、徑流系數(shù)和失水系數(shù)，它們的計算表達式分別為；；；。

第三步：計算氣候上適宜的降水量：

(1.1)

式中——氣候上適宜的蒸散量，。

——氣候上適宜的補水量，。

——氣候上適宜的徑流量，；

——氣候上適宜的失水量，。

第四步：計算水分盈虧值，。

第五步：計算水分異常指數(shù)，。

為了得到一個與時、空相對獨立的干旱指數(shù)，帕爾默經(jīng)過多次經(jīng)驗處理，給出了一個反映地區(qū)供需關系的氣候特征常數(shù)k作為權重因子，k的計算表達式為：

(1.2)

(1.3)

式中d為各月d的絕對值的平均。權重因子k經(jīng)過修正后寫為k，則最后的水分距平指數(shù)為：。

第六步：在以上基礎上，進一步考慮持續(xù)時間因素建立palmer干旱指數(shù)計算公式：

(1.4)

式中：i——第i個月；xi——當月的干旱指數(shù)；xi-1——前一月的干旱指數(shù)。

（2）修正的pdsi指數(shù)的計算方法：

研究人員根據(jù)中國濟南、鄭州資料得到修正的pdsi指數(shù)公式：

xi=zi/57.136+0.805xi-1(1.5)

華北地區(qū)干旱級別確定：通過采用中國氣象局整編的1951年～2000年中國160站氣溫、降雨月平均資料，計算華北地區(qū)逐月平均pdsi指數(shù)，對比palmer指數(shù)干濕等級，確定華北大部為中度干旱且旱澇的持續(xù)性非常強，特別是1999年～2000年，華北地區(qū)干旱特別嚴重。為了保證冬小麥在干旱條件下有一定產(chǎn)量，提出斷根的方式，提高根部水分利用效率，使產(chǎn)量盡可能穩(wěn)定。

（二）選擇斷根時期的步驟：根據(jù)冬小麥生長過程，選擇冬小麥進入返青期前后兩天的范圍內(nèi)作為進行斷根處理的時機。

冬小麥的生長過程一般分為播種期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、花期、灌漿期和成熟期。冬小麥在進入返青期傷根后，傷根對小麥生長的影響是先抑制后促進，傷根后初期會抑制冬小麥葉面積、生物量的增加，進而抑制春小麥的生長，從而抑制無效分蘗的形成和生長（分蘗：小麥分蘗是指在地面以下或接近地面處所發(fā)生的分枝）；但到后期（一般傷根后20-30天左右），促進了主莖和有效分蘗的后期生長，能夠促進小麥的光合作用以及光合產(chǎn)物的積累，同時還可以提高葉片水平的水分利用效率，最后能夠增加產(chǎn)量及千粒重。因此，根據(jù)冬小麥的生育期，切根時間選定在返春期。冬小麥的生長過程一般分為播種期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、花期、灌漿期和成熟期。冬小麥在進入返青期傷根后，傷根對小麥生長的影響是先抑制后促進，傷根后初期會抑制冬小麥葉面積、生物量的增加，進而抑制春小麥的生長，從而抑制無效分蘗的形成和生長（分蘗：小麥分蘗是指在地面以下或接近地面處所發(fā)生的分枝）；但到后期（一般傷根后20-30天左右），促進了主莖和有效分蘗的后期生長，能夠促進小麥的光合作用以及光合產(chǎn)物的積累，同時還可以提高葉片水平的水分利用效率，最后能夠增加產(chǎn)量及千粒重。因此，根據(jù)冬小麥的生育期，切根時間選定在返春期。

（三）確定切根量的步驟：根據(jù)氣候和土壤的干濕程度，確定10%～40%的斷根切根量。

切根量一般在10%～40%之間，根據(jù)華北四個干濕等級：輕微干旱、中等干旱、嚴重干旱和極端干旱，分別將切根量定為10%、20%、30%、40%，具體如下表所示。

（四）冬小麥當前生育期根系空間分布計算的步驟：根據(jù)根系較完全的發(fā)育階段的資料，利用多種函數(shù)進行擬合，根據(jù)相對誤差較小、相關較顯著的原則，建立的冬小麥根系生長模型，根據(jù)冬小麥根系生長模型確定冬小麥根系分布。

根據(jù)前期影響冬小麥根系發(fā)育的主要指標情況，選定冬小麥根系計算模型參數(shù)，然后利用模型計算出冬小麥根系分布情況，另外，對于小麥等有主根的作物，特別是黃土高原地區(qū)，一定深度條件下，存在“土壤干層”，需要考慮切根的角度，從而保證能將主根切斷。其原理是灌溉條件下，小麥生長所利用的水分主要來源于灌溉，其生育期內(nèi)的利用的水量集中在地表0.5m以內(nèi)。最后結合上文確定的切根量，確定切根的位置、深度和角度。

冬小麥根系分布的數(shù)學模擬方法：為了更好的描述根的分布，根據(jù)根系較完全的發(fā)育階段的資料，利用多種函數(shù)進行擬合，根據(jù)相對誤差較小、相關較顯著的原則，最后選定了指數(shù)函數(shù)的形式，建立的冬小麥根系生長模型。根長密度rld（rootlengthdensity）服從指數(shù)分布形式：

（1.6）

式中，z為土壤深度（cm））；a、b、c、d為參數(shù)；根據(jù)影響冬小麥根系發(fā)育的積溫和土壤水分、降雨等因素以及冬小麥品種及生育期，根據(jù)相關測定資料，確定模型參數(shù)。這里取a=1.554×10⁴；b=1.3829；c=27；d=69.42為例。

確定冬小麥根系分布：冬小麥根系在土壤中總的分布趨勢是：0～5cm土層根量較小，5～10cm根量最大；冬小麥根系最大直徑值均在0～10cm土層，冬小麥絕大多數(shù)根系的直徑小于0.5mm，深層根系的直徑較小，0.1mm＜rd≤0.25mm區(qū)間的細根是冬小麥根系的主要組成部分。返青至抽穗期冬小麥的根系生長最旺盛，這期間冬小麥的根表面積和直徑達到最大值。

（五）確定斷根深度的步驟：根據(jù)根長密度公式計算小麥根系分布：

式中，rld為根長密度，z為土壤深度（cm）；a、b、c、d為參數(shù)，根據(jù)影響冬小麥根系發(fā)育的積溫和土壤水分、降雨因素，冬小麥品種及生育期確定。

通過對（1.6）式的試算，得出土壤深度z=7cm時，相應的rld=8.9cm·cm^-3，該根長密度基本上是發(fā)育階段根長密度最大值。由于5～10cm土層內(nèi)，根長密度最大，同時考慮到方便斷根機械設備的操作，將切割的深度定為10cm，其對應的rld=7.6cm·cm^-3。研究表明，冬小麥根系主要分布在距植株中心距離0～10cm處，距主莖2.5cm范圍內(nèi)的根系干重占總干重比例的近75%左右，說明此生根系主要集中分布在主莖附近，故切割方式采用隔行斷根、垂直切割的方式。

（六）確定斷根位置的步驟：根據(jù)冬小麥根系生長模型所確定的冬小麥根系分布，以主莖為中心劃圓，圖2中以圓圈d表示，圓內(nèi)包含的根系干重占總干重比例為25%～50%，以所述圓與株行平行的切線為斷根位置。

由于冬小麥的根系分布主要集中在0～10的土層內(nèi)，且距主莖2.5cm范圍內(nèi)的根系干重占總干重比例的近75%左右。故將根系主要分布視為半徑r=2.5cm，高h=10cm的圓柱體，假設根系均勻充滿圓柱體，并從距植株2.5cm處向下垂直切割10cm作為斷根量30%的切割位置，其根系的體積v3=πr²h=196cm³，故v=280cm³。當斷根率為10%時，體積v1=0.9v=252cm³，對應的半徑r1=2.0cm，即斷根位置離冬小麥植株的中心距離為2.0cm;同理，根據(jù)上述方法，分別算出斷根率為20%、30%、40%時離冬小麥植株的中心距離為1.8cm、1.5cm、1.3cm。

（七）斷根的步驟：按照所選擇的斷根時機、斷根位置和斷根深度，對冬小麥的根系進行切斷作業(yè)，去掉部分次生根，在對冬小麥的根系切斷的同時對切斷部位進行凝結處理，阻止傷流，減少斷根對農(nóng)作物根系的傷害。

冬小麥的根系，屬于須根系，只有許多細長像胡須的根，主根不明顯，不定根發(fā)達，主要由不定根組成，它是從小麥的胚軸上長出的根，如圖1所示。冬小麥一般在播種后1個月，根深可達50cm，成熟期達220cm。說明冬小麥根系龐大，可以從較深的土層中吸取水分。

冬小麥根系在土壤中總的分布趨勢是：0～5cm土層根量較小，5～10cm根量最大；冬小麥根系最大直徑值均在0～10cm土層，冬小麥絕大多數(shù)根系的直徑（rd）小于0.5mm，深層根系的直徑較小，0.1mm＜rd≤0.25mm區(qū)間的細根是冬小麥根系的主要組成部分。返青至抽穗期冬小麥的根系生長最旺盛，這期間冬小麥的根表面積和直徑達到最大值。研究表明距主莖2.5cm范圍內(nèi)的根系干重占總干重比例的近75%左右。因此根據(jù)干濕等級：輕微干旱、中等干旱、嚴重干旱和極端干旱，分別切根量定為10%、20%、30%、40%，切割深度均為10cm，離小麥植株中心位置分別為2.0cm、1.8cm、1.5cm、1.3cm。這個數(shù)值范圍既保護了主要根系保證小麥生長，又達到了傷根目的。

冬小麥的生長過程一般分為播種期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、花期、灌漿期和成熟期。冬小麥一般在10月中旬左右播種，在第二年3月份左右進入到返青期，麥苗葉片由青紫色轉(zhuǎn)為鮮綠色，部分心葉露頭時，為冬小麥的返青期。在4月份左右進入拔節(jié)期，在6月初收獲。

冬小麥在進入返青期傷根后，傷根對小麥生長的影響是先抑制后促進，傷根后初期會抑制冬小麥葉面積、生物量的增加，進而抑制春小麥的生長，從而抑制無效分蘗的形成和生長（分蘗：小麥分蘗是指在地面以下或接近地面處所發(fā)生的分枝）；但到后期（一般傷根后20-30天左右），促進了主莖和有效分蘗的后期生長，能夠促進小麥的光合作用以及光合產(chǎn)物的積累，同時還可以提高葉片水平的水分利用效率，最后能夠增加產(chǎn)量及千粒重；另一方面也說明傷根的時間不能太遲，如果太遲對小麥的生長只有抑制作用。如果冬小麥拔節(jié)期傷根，一般拔節(jié)到抽穗20天左右，傷根后的恢復期正是產(chǎn)量形成的關鍵時期（抽穗期），如果此時小麥生長受到抑制，會大大降低冬小麥的產(chǎn)量及千粒重。

實施例二：

本實施例是實施例一的改進，是實施例一關于斷根位置的細化。本實施例所述的斷根位置為距主莖兩側(cè)l1=2.0cm、l2=1.8cm、l3=1.5cm、l4=1.3cm厘米處，見圖1、2，斷根深度h為：垂直下切10厘米，見圖1，或距主莖3.0cm、2.8cm、2.5cm、2.3cm兩側(cè)，斜45度下切至主根，切根量分別為10%、20%、30%、40%。

在切根前測量麥田的土壤含水量，以田間持水量為基準，當麥田的土壤含水量保持在在田間持水量的50%左右時（中等干旱），切根位置在距主莖1.5cm處，垂直下切10cm，保證上層根少下層根多，斷根后根量在70%以上，也可以將距離主莖向外再擴大1厘米，達到2.5厘米，以45度角傾斜向下切至主根，斷根后產(chǎn)量和水分利用效率提高明顯。在麥田的土壤含水量在田間持水量的75%左右時（充分供水），采取同樣的切根措施，水分利用效率提高比較顯著，但是產(chǎn)量基本沒變。

實施例三：

本實施例是一種實現(xiàn)上述方法的提高冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：安裝在拖拉機車架上的至少一套斷根刀1和安裝斷根刀的刀架2，所述的斷根刀或刀架上安裝有凝結器3，所述的凝結器與安裝在拖拉機4上的凝結器電源5連接，如圖3、4所示。

本實施例是一種實現(xiàn)上述斷根方法的機械化斷根作業(yè)的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：

斷根刀：可以是超聲波斷根刀，也可以是電凝斷根刀。

刀架上可以安裝定位裝置：采用激光測距儀+進位步進電機+傾斜步進電機，測定中軸與植株之間的距離，調(diào)整刀具相對位置和角度。

可以在拖拉機上安裝控制臺：顯示刀具與植株距離、刀具切入角度，以便調(diào)整。

動力裝置：在凝結器需要較大功率的情況下可以采用：專用柴油發(fā)電機，并配置逆變器近似電壓、電流、頻率的轉(zhuǎn)換。

適當?shù)呐渲兀河糜诟鶕?jù)切根時的土壤阻力對整個切割系統(tǒng)需要的自重進行增減調(diào)節(jié)。

斷根刀可以采用類似鐮刀那樣的器具，直接插入土壤中，由拖拉機帶動向前行進，利用刀鋒的切割能力切斷根系。也可以采用圓盤形的斷根刀，并使圓盤形的邊緣形成鋒利的刀口，或使用超聲波產(chǎn)生振動的道具，這樣圓盤形的邊緣無需過于鋒利的刀鋒，也可以有效地進行斷根作業(yè)。還可以在圓盤形的外緣設置切齒，利用拖拉機的動力軸帶動圓盤轉(zhuǎn)動，用切齒切斷根系。

刀架是連接拖拉機和斷根刀之間的連接件，當斷根刀為需要旋轉(zhuǎn)運動的圓盤形斷根刀時，刀架上還有安裝旋轉(zhuǎn)軸，當斷根刀上安裝有超聲波換能器時，刀架還應當有隔絕振動的作用，以避免超聲波振動傳遞到拖拉機車架上。

凝結器可以是超聲波凝結器和電凝結器。超聲波凝結器是利用超聲波振動的作用，產(chǎn)生摩擦生熱，使根系斷口凝結。電凝結器是一種利用電極之間由于充斥液體而產(chǎn)生擊穿生熱的凝結方式。兩種方式都可以十分明顯的凝結效果，有其各自的優(yōu)勢。

當冬小麥處于拔節(jié)期時，植株的高度不高，可以采用多個斷根刀同時作業(yè)的方式，以提高作業(yè)效率。如：采用在植株行的兩側(cè)成對設置兩個斷根刀的方式，將植株兩側(cè)的次生根同時切斷。

實施例四：

本實施例是實施例三的改進，是實施例三的關于斷根刀的細化。本實施例所述的斷根刀和刀架以兩套為一組，一組中兩個所述的斷根刀之間的距離為15-25厘米，也就是2l；設置4-5組斷根刀和刀架（圖5中僅畫出了三組）通過連接架6與拖拉機的車架連接，如圖4所示。

為提高效率，還可以在拖拉機的兩側(cè)同時安裝4-5組斷根刀和刀架，兩邊同時作業(yè)。

實施例五：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于連接架的細化。本實施例所述的刀架或連接架上設有切深控制機構，一組斷根刀之間設有切位控制機構。

在斷根作業(yè)中，各塊田地的作物長勢不同，植株、根系的大小有差異，因此，斷根的距離和深度有需要調(diào)整，因此，本實施例設置了切位控制機構以調(diào)整切割根系的位置與植株主莖之間的距離。同時還設立了切深控制機構，以調(diào)整斷根刀切入土壤的深度。

本實施例所述的切深控制機構實際是調(diào)整斷根刀上下位移的機構，調(diào)整結束后就將斷根刀緊固鎖死，在斷根作業(yè)中不能松動。

同樣，切位控制機構也是調(diào)節(jié)兩個斷根刀之間距離的機構，調(diào)整結束后將斷根刀緊固鎖死，在斷根作業(yè)中不能松動。

實施例六：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于凝結器的細化。本實施例所述的斷根刀和凝結器是帶有超聲波換能器刀具，所述的超聲波換能器與安裝在拖拉機上的超聲波電源連接。

本實施例所使用的凝結器是利用超聲波高速震蕩，促使物體表面相互摩擦生熱的原理。本實施例的具體方案是，在斷根刀上安裝超聲波換能器，是斷根刀的刀面與被切斷的根系斷口之間互相摩擦、生熱，促使斷口凝結，阻止傷流。

超聲波斷根刀的刀具可以是刀面寬厚的鐮刀形，也可以是圓盤形。

當?shù)毒邽殓牭缎螘r，刀鋒可以是鋒利的，利用鋒利的刀鋒進行機械切割。刀鋒也可以不太鋒利的，即利用超聲波震動進行切割，但使用超聲波切割其超聲波換能器所需要的能量較大，必須在拖拉機上安裝帶有發(fā)電機的專門超聲波電源和相應的逆變設備。

當?shù)毒呤菆A盤形時，可以在在圓盤形的外緣上設置切齒，利用切齒對根系進行機械切割，并利用超聲波凝結?；蛘邎A盤外緣不設置切齒，直接利用超聲波震動進行切割。

使用圓盤形刀具的好處在于有刀面與斷口直接由較大的接觸面積，有利于根系斷口的凝結。

實施例七：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于刀具的細化。本實施例所述的帶有超聲波換能器的刀具是鐮刀形刀具或圓盤形刀具。

實施例八：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于刀具的細化。本實施例所述的斷根刀是外緣有切齒的圓盤形刀具，所述的凝結器是電凝結器，所述的電凝結器與安裝在拖拉機上的電凝結器電源連接。

本實施例采用的根系斷口凝結方式是利用電擊加熱的方式，將根系斷口處炙燒，阻止傷流。電極的安裝可以在刀面上，也可以在當時開出窄縫，在窄縫中設置成對的設置電極。當斷口經(jīng)過電極時，斷口流出的液體將成對安裝的兩個電極之間充滿，由于液體的導電性，使兩個電極擊穿，形成火花生熱，使斷口凝結。

實施例九：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于電凝結器的細化。本實施例所述的電凝結器是沿刀盤徑向開出的窄縫101，所述窄縫中成對設置電極102，如圖6所示。

本實施例是在刀盤上多條窄縫，圖6中開出了四條窄縫，在窄縫中設置電極。窄縫設置的越多則電凝效果越好，但盤形刀具的強度較差。本實施例中刀盤的邊緣設有切齒103，用于對根系進行機械切割，因此，本實施例中的刀盤需要有動力帶動刀盤繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)104，以完成切割運動，見圖6。

實施例十：

本實施例是上述實施例的改進，是上述實施例關于盤形刀具傳動的細化。本實施例所述的圓盤形刀具通過傳動軸與拖拉機的動力軸連接。

由于帶有切齒的盤形刀需要有動力帶動，以完成斷根的作用，因此，需要在拖拉機的動力通過傳動軸傳遞到每個圓盤形斷根刀上，因此，本實施例設置了傳動軸，將各個刀具與拖拉機的動力軸連接在一起，實現(xiàn)動力傳遞。

最后應說明的是，以上僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳布置方案對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案（比如斷根刀的形式、系統(tǒng)各要素之間的連接方式等）進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。