一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽及其使用方法與流程

2023-09-10 08:47:40 3

本發明涉及植物種植領域，特別涉及一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽及其使用方法。

背景技術：

海三稜藨草是上海崇明東灘乃至整個長江河口溼地生態系統中的土著種與關鍵種，具有消浪、護灘、促淤等功能。海三稜藨草每年產生大量澱粉含量較高的小堅果和地下球莖，群落內底棲動物十分豐富，可為棲息於此的溼地水鳥提供大量植物性和動物性餌料。因此，海三稜藨草是長江口溼地生態系統中最關鍵的初級生產者，地位特殊、功能廣泛，具有不可替代的作用。

但是近30年來，由於人為的幹擾以及外來物種特別是互花米草入侵的影響，海三稜藨草等土著物種的生存受到了嚴重的威脅，它的分布面積也從約135km2銳減到40km2以下，過去大面積壯觀的海三稜藨草單一群落已經消失殆盡，最後只殘留一些小的斑塊。這一變化一方面使得大型底棲動物和遊泳動物的食物來源大大減少，另一方面使得底棲動物群落和鳥類群落的多樣性大幅度降低，這已經嚴重影響到崇明東灘溼地生態系統的群落結構與功能。如果這種趨勢不能得到有效的遏制，海三稜藨草這一物種在長江口有可能整體走向滅絕，最後導致河口溼地生態系統的崩潰。因此，崇明東灘乃至整個長江口灘涂的海三稜藨草種群都亟需恢復和重建。

在海三稜藨草種群恢復和重建的過程中，需要大量種源。海三稜藨草既可通過種子進行有性繁殖，也可通過球莖進行無性繁殖。使用種子進行種群恢復和重建，過程雖然便捷，但由於種子萌發率低，故不適宜大範圍推廣。例如在歐善華主編的《上海市海岸灘涂海三稜藨草種群特性及其促淤效能研究論文集》中，為提高海三稜藨草種子的萌發率，文中對種子採取了幾種不同的處理方式，如鹼液浸泡、針刺等。雖然在萌發30天後，種子萌發率均可達到65％以上，但這些方法卻不適宜大批量的種子萌發。具體理由如下，該方法的投入成本比較高、操作繁瑣，由於催芽過程中使用了鹼液，從而增加了鹼液汙染環境的危險。而通過球莖進行種群恢復及重建，具有以下優點：1、球莖的出苗率和成苗率都很高；2、球莖具有豐富的營養物質可供幼苗生長，因而球莖苗粗壯且對環境脅迫有較強的適應能力；3、球莖苗生長及分櫱速度快，有利於海三稜藨草的種群擴散。

另外，傳統的草皮移栽法通常是利用鐵鏟在自然生境中將植株連同著生土壤層整體移出，這種方法耗時耗力、運輸成本也比較高，且對原生態環境的破壞較大，移栽效率低。再加上這種方法只適用於根系分布深度為2～5cm的淺根系植物。而根據調查顯示，海三稜藨草的根系通常分布在地下20～30cm。通過上述內容，不難發現，傳統的草皮移栽法並不適用於海三稜藨草的移栽。

綜上所述，提供一種操作便捷、高效、低成本的海三稜藨草球莖苗的移栽方法是我們目前亟需解決的問題。

技術實現要素：

本發明實施方式的目的在於提供一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽及其使用方法，使得球莖苗的移栽過程更便捷、效率更高，降低了成本，且提高了球莖苗移栽的成活率，保護環境。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽，包括：手柄、與手柄連接的主杆以及設置於主杆端部的鑽頭；其中，鑽頭呈空心圓筒狀，鑽頭的一端與主杆連接，鑽頭的另一端具有一開口。

另外，本發明的實施方式還提供了一種使用土鑽採集海三稜藨草球莖苗的方法，包含以下步驟：

使用土鑽將球莖苗以土芯的形式取出。每平米採集的球莖苗數量應小於或等於15個，採集位置應儘量分布均勻，球莖苗採集出來後應放置於陰涼處備用；

種植時，使用土鑽先鑽出一個土芯洞，其深度應低於球莖苗土芯3～5cm，然後將帶有球莖苗的土芯插入土芯洞中，即完成移栽。

本發明實施方式相對於現有技術而言，通過在土鑽上設置手柄、空心圓桶鑽頭，使得一個人即可完成採樣工作，操作便捷；且使用該土鑽移栽的球莖苗，其根系附土，移栽後無需在土壤中重新定植，因而能夠快速適應移栽後的環境，成活率高，降低了移栽後的管理成本；另外，單個土芯對自然種群的幹擾比較小，降低了對自然種群的破壞。

進一步地，鑽頭的外表面上具有開口，這樣便於將球莖苗從鑽頭中取出。

進一步地，鑽頭遠離主杆的一端呈尖狀，這樣方便鑽頭能夠快速的插入土壤中，增加土鑽的使用壽命。

進一步地，主杆的長度為50～60cm，適用於身高在150～180cm的採集人員，提高採集人員使用土鑽的體驗，使得採集效率更高。

進一步地，手柄、主杆均呈空心圓筒狀，且手柄、主杆以及鑽頭的壁厚均為2～4mm，這樣可以避免海水腐蝕土鑽，提高了土鑽的使用壽命。

進一步地，主杆與手柄的連接處具有扇形或圓形凹陷，這使得手柄和主板能夠緊密連接。

進一步地，手柄與主杆相連的一端與鑽頭垂直呈T字形結構，這樣便於採集人員靈活的旋轉土鑽。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施方式中土鑽的結構示意圖；

圖2是根據本發明第二實施方式中土鑽的結構示意圖；

圖3是根據本發明第三實施方式中土鑽採集球莖苗的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請所要求保護的技術方案。

本發明的第一實施方式涉及一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽，如圖1所示，該土鑽包括：手柄1、與手柄1連接的主杆2以及設置於主杆2端部的鑽頭3；其中，鑽頭3呈空心圓筒狀，鑽頭3的一端與主杆2連接，鑽頭3的另一端具有一開口。

在本實施方式中，手柄1、主杆2可以是空心圓筒狀，圓筒狀的手柄1、主杆2一方面方便採集人員的握持，另一方面降低了整個土鑽的重量。但是，本實施方式不應以此為限，手柄1、主杆2也可以是實心的，或者手柄1、主杆也可以是其他形狀的。本實施方式在此不一一舉例說明。

具體地，在本實施方式中，手柄1可以是直徑為3cm空心圓筒。當然，本實施方式中的手柄直徑不應以此為限。

值得注意的是，為提高手柄1、主杆2、鑽頭3的彼此連接的緊固性，在本實施方式中，手柄1的中間位置可以通過環形焊接的方式與主杆2的上端部連成一體，另外，主杆2和鑽頭3也可以通過環形焊接方式連接成一體。

為了防止海水通過管壁進入手柄1或者通過手柄1與主杆2的連接處進入主杆2進而腐蝕整個土鑽，在本實施方式中，主杆2和手柄1、鑽頭3的焊接的次數優選為兩次。當然，上述焊接的次數也可以是三次、四次等等，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇。

通過上述內容，不難發現，手柄1是土鑽在採集球莖苗時的發力點。雖然海三稜藨草的自然生境大多是溼地，但部分區域的土壤硬度還是比較大的，在球莖苗的採集過程中比較費力。為使採集人員的雙手能夠同時握持手柄1，便於在採集過程中發力，在本實施方式中，手柄1的長度可以設計成10cm，但是本實施方式不應以此為限，手柄1的長度也可以設計成12cm；或者手柄1的長度也可以設計成15cm；或者手柄1的長度也可以設計成18cm；或者手柄1的長度也可以設計成20cm。但是手柄1的長度不能超過20cm，因為手柄1的長度過長，會增加土鑽的重量，且不方便採集人員的使用。只要長度在10～20cm範圍之內的手柄1均在本發明的保護範圍之內。

另外，在採集球莖苗的過程中，土鑽插入土壤後，需要手動旋轉土鑽使土芯與地下土壤完全斷開，這樣才能採集到完整的球莖苗土芯。而旋轉手柄1的受力點在手柄1和主杆2上部的連接處。隨著使用時間的增加，該連接處特別容易老化、脫落。為使手柄1和主杆2能夠緊密連接、增加了土鑽的使用壽命，在本實施方式中，在主杆2與手柄1的連接處可以打磨出深度為0.3～1.5cm的扇形或者圓形且能夠契合手柄1的凹陷。但是本實施方式不應以此為限，主杆2與手柄1的連接處打磨出的凹陷的深度和形狀不應以此為限，只要能夠保證主杆2和手柄1能夠連接的更緊密都是可以的。

不難發現，採集人員在使用土鑽採集球莖苗的過程中，主杆2的長度要和採集人員的身高匹配，如果主杆2的長度太長，則不便於身高較矮的採集人員使用，如果主杆2的長度太短，則採集人員需要不斷的彎腰來使用土鑽，影響球莖苗的採集率。為避免上述情況的發生，在本實施方式中，主杆2的長度通常可以是採集人員身高(一般採集人員的身高在150～190cm)的三分之一，即50～60cm。

值得注意的是，在自然生長環境中，海三稜藨草未萌發的球莖通常分布在地下15～20cm的深處，鑽頭3的長度正好可以採集到未萌發的球莖，這使得在不增加成本的同時，進一步提高了海三稜藨草種群恢復和重建的效率。在本實施方式中，鑽頭3的長度可以是25cm、直徑可以是6cm，但是本實施方式不應以此為限，鑽頭3的長度也可以是30cm、直徑可以是8cm、或者鑽頭3的長度也可以是35m、直徑可以是10cm、或者鑽頭3的長度也可以是40cm、直徑可以是11cm等。這樣一來，在本實施方式中，鑽頭3的頂部留有空間的高度為5cm。留有5cm的空間的好處可以避免球莖苗在採集過程中被擠壓。當然，鑽頭3頂部留有空間的高度和鑽頭3的長度成正比。考慮到球莖苗的大小不一，鑽頭3的長度可以根據球莖苗的大小來設置。

另外，在鹽沼中採集球莖苗時，為降低海水腐蝕土鑽、增加土鑽的使用壽命，手柄1、主杆2以及鑽頭3都可以是由厚度為2mm的304不鏽鋼材質加工而成。但是本實施方式不應以此為限，304不鏽鋼材的厚度也可以是3mm、或者也可以是4mm。

值得一提的是，為便於採集人員旋轉土鑽，在本實施方式中，手柄1與主杆2相連的一端與鑽頭3垂直呈T字形結構。

與現有技術相比，本實施方式中，通過使用土鑽採集球莖苗，一人即可完成，操作便捷、採集效率高；採用土鑽移栽的球莖苗，其根系附土，移栽後無需在土壤中重新定植，能夠快速適應移栽後的環境，成活率高，降低了移栽後的管理成本；單個土芯對自然種群的幹擾較小，從而減輕對自然種群的破壞。

本發明的第二實施方式涉及一種採集海三稜藨草球莖苗的土鑽。第二實施方式是對第一實施方式的優化，主要優化之處在於：為便於將球莖苗從鑽頭中取出、提高採集效率，在本發明第二實施方式中，如圖2所示，鑽頭3的外表面上具有門字形開口，當然也可以是其他形狀的開口，本實施方式不應以此為限。另外，為使鑽頭3能夠快速的插入土壤中，增加土鑽的使用壽命、節約採集過程中的用力，在本發明第二實施方式中，鑽頭3遠離主杆2的一端呈尖狀。

值得注意的是，在本實施方式中，鑽頭3的外表面上開設的門子形開口的寬度大小可以是鑽頭3直徑的一半，即3cm。當然，鑽頭3的外表面上開設的門子形開口的寬度大小可以是鑽頭3直徑的三分之一，即2cm。本實施方式不以此為限。

本發明第三實施方式涉及一種使用第一實施方式或者第二實施方式中所述的土鑽採集球莖苗的方法，如圖3所示，具體包含以下步驟：

步驟101：採集球莖苗

在海三稜藨草的自然生境中，用土鑽將球莖苗以土芯的形式取出(1株球莖苗/土芯)。採集球莖苗時，每平米採集的數量應小於或等於15個，採集位置也應儘量均勻分布，以免對海三稜藨草的自然生境造成破壞。球莖苗裝入運輸周轉箱中，運至重建區域後，需放置於陰涼處備用；

步驟102：種植球莖苗

在重建區域，可按50cm×50cm的間隔來種植，相應的種植密度計算如下：一畝地≈666平方米，一平方米＝10000平方釐米；

球莖苗的種植密度：(666×10000)÷(50×50)＝2664株；即，如果以50cm的間隔種植，每畝地可以種植大約2664株的球莖苗，也就是每平米種植4株的球莖苗。但是本實施方式不應以此為限，也可以按照100cm×100cm(即種植密度為1株球莖苗/平米)的間距來種植。種植時，先用土鑽在重建區域上鑽出一個土芯洞，然後將帶有球莖苗的土芯插入土芯洞中，即完成球莖苗的種植。

值得一提的是，若土芯洞的深度大於土芯的高度，則土芯中的球莖苗低於地表，那麼就會導致球莖苗淹水死亡；若土芯洞的深度等於土芯的高度，且種植時土芯未完全插入洞中，則會使得洞內積水，從而導致球莖苗的爛根現象，降低了球莖苗移栽的成活率；若土芯洞的深度小於土芯的高度，則土芯中的球莖苗高出地表，能減少球莖苗被水淹的機率，進而促使球莖苗快速生長及擴散。在本實施方式中，土芯洞的深度低於球莖苗土芯3cm。當然，土芯洞的深度也可以低於球莖苗土芯4cm、或者也可以是5cm。本實施方式不應以此為限。

值得注意的是，運至重建區域的球莖苗，需儘快種植，為避免土芯變形導致的不便於種植，在本實施方式中，種植前不可向土芯中的球莖苗澆水。

另外，由於梅雨季節將增加球莖苗被淹死的機率，降低成活率，故球莖苗的移栽時間不能晚於5月，在本實施方式中，球莖苗的移栽時間可以在每年的4～5月。

不難發現，在移栽的過程中，球莖苗的苗高不宜過大，否則在移栽的過程中容易造成球莖苗鬚根受損，從而降低了球莖苗的成活率。為避免上述問題的出現，在本實施方式中，移栽苗的苗高儘量保持在1～5cm。

與現有技術中的移栽方法相比，本實施方式中的土鑽移栽法具有以下優勢：

1、易獲取：在淤泥質海岸生境中，利用土鑽採集球莖苗，一人即可完成，獲取效率高；

2、易轉運：球莖苗土芯外形規則，重量較輕，方便運輸；

3、易種植：種植時，直接插入相同面積大小的土芯洞中即可；

4、生長、擴散速度快，成活率高：土鑽移栽的球莖苗，其根系附土，移栽後無需在土壤中重新定植，能夠快速適應移栽後的環境，成活率高，生長及擴散速度快。海三稜藨草球莖苗的最佳移栽時間為4～5月，避開了梅雨時節的長時間降雨造成的幼苗淹死問題。另外，土鑽移栽能大大縮短球莖苗移栽後的適應時間，在雨季來臨之前長得更高，避免因長時間淹沒在雨水中而死亡，增加了重建的成功率，降低了移栽後因水位管理以及補種產生的成本；

5、重建效率高：考慮到海三稜藨草生長、擴散速度快的特點，該方法按兩種間距種植球莖苗，到生長季末海三稜藨草的種群平均密度可分別達1200株/平米和800株/平米。根據實驗結果，在重建區域，1200株/平米的種群平均密度已經達到環境容納量(即種群維持的最大密度，超過該密度將會導致海三稜藨草植株的死亡)。另外，過高的初始種植密度，也將導致原材料的浪費；

6、對自然種群的破壞小：單個土芯的採集對自然種群的幹擾僅限於直徑為6cm深度為20～25cm的區域，採集後存留的土芯洞會被海水中的泥沙所掩埋，採集人員的踐踏效應也將在3～5天內自然恢復。在海三稜藨草種群瀕臨局部滅絕的生境中移栽球莖苗，該方法尤為適合。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。