控制家畜牧食活动,对草地实施空间分区的障隔物。这种建筑物除了保护牧地外,还广泛用于自然保护对象、果园、苗圃、农田、森林以及高速公路等设施的保护 (彩图47)。
草地围栏用于草地划区轮牧,可以提高草地生产能力30%~50%;保护部分冬春放牧地或人工饲草饲料地,可以调节草地牧草供应的季节不平衡;控制放牧家畜游走活动,以减轻牧工跟群放牧的劳动强度,并将牧区劳动生产从管理畜群变为主要管理草地; 草地围栏还是固定草地使用权, 确认使用边界的标志物。
历史和现状 早在1598年,苏格兰的阿奇鲍尔·奈帕尔(Archibald Napier)就提出家畜经过一定时期放牧后, 应由一个小区转移到另一个小区的划区轮牧构想。这便需要分隔放牧小区的障碍物,当初的围栏多就地取材,如用牧场附近的森林和灌木建筑木杆围栏。这种围栏无需特殊的器材和技术便能架设,但费劳力,大量消耗木材,在无木材的地方不能应用。到19世纪中期,随着冶金技术发展,大量熟铁丝供应市场,人们开始用铁丝架设草地围栏。随后价格低廉的低碳钢丝取代了熟铁丝。1874年,美国发明了刺铁丝, 从而奠定了近代草地围栏的基础。刺铁丝围栏广泛应用至今。但是刺铁丝围栏易损伤家畜皮毛, 且大量消耗金属材料和木质围栏桩, 于是一种预制的金属网格围栏即网围栏在美国出现。它消耗金属材料较少,架设方便,成本低廉,防护效果可靠,因此在许多以牧业为主的国家和地区,很快普遍使用。20世纪60年代,一些新技术如高强度抗腐蚀的弹簧钢丝用于制造网围栏, 围栏桩的新型防腐材料,新型电围栏脉冲发生器,金属导线与塑料线绞合的电网围栏, 高强度耐高压绝缘子和各种围栏分隔器先后引入围栏器材生产。在架设安装工具方面发明了挖坑机、机引打桩机、新型紧线器和围栏紧固器等设备。使围栏建筑日趋规范化,防护效果和经济效益大为提高。
美国是世界上最广泛使用草地围栏的国家之一,几乎全部草地和农田均建有围栏。新西兰已建成草地围栏总长达85万千米,全面实行围栏放牧。在澳大利亚草地围栏是各类牧场的基础设施, 在其牧场建设总投资中, 围栏建筑费用要占15%~21%。西欧和南美地区的许多农牧业发达国家,也广泛使用围栏放牧。日本的北海道地区普遍用围栏放牧奶牛和肉牛。
中国修建草地围栏的历史较短。20世纪60年代后期, 在甘肃省天祝藏族自治县的永丰滩开始用钢筋混凝土立柱刺铁丝围栏, 围建草地160余公顷用于放牧生产, 70年代初出现了修建 “草库伦”式的草地围栏,其建筑器材多为粘土、草皮、石头、壕沟和灌木。这些围栏的防护性能差,使用寿命短,破坏草地植被,且费劳力,未能广泛应用。随后广泛使用刺铁丝围栏。到70年代后期,内蒙古、山西等省区从澳大利亚引进网围栏生产技术,生产多种规格的网围栏。这种围栏坚固耐用、造价较低、架设方便,有逐渐取代刺铁丝围栏的趋势。
草地围栏的规划设计 建筑草地围栏首先要按草地类型、生产能力、草地利用现状、饲养家畜种类、畜群规模和生产经营方式进行全面规划。在此基础上合理布局天然草地、人工饲草饲料地、棚圈、牧道、饮水点和居民地。设计草地围栏大小及施工方案,并要符合轮牧原则。围栏过大不便管理,反之围栏过小,投资增大。施工方案很重要,如先开辟牧道,然后运进围栏器材;若砂石材料分布广,可就地分散加工钢筋混凝土立柱, 以减少搬运距离。
草地围栏的出入门是围栏的易损部位, 必须建筑坚固。门的宽度要适于畜群和车辆通行,门柱要加大规格,并用斜撑或加强桩紧固,门扇采用双扇金属网门。栅状门坎可供车辆和行人通过,而家畜不能越过。供人通过的门可用狭窄而曲折的门道, 或者用跨越围栏的活动小梯 (图)。
草地围栏门的设计
1. 栅栏门坎; 2. 曲折门道; 3. 活动小梯
草地围栏的种类 围栏的基本结构由门和障隔带组成。按障隔带的建筑材料性质分,有石墙围栏、土墙围栏、绿篱围栏、刺铁丝围栏、金属网围栏和电围栏。
刺铁丝围栏 (barbed wire fence) 刺铁丝为12#和14#镀锌低碳钢丝经机械加工的成卷产品, 每卷重50~60千克。其规格因纬线型号和刺间距而不同,每千克刺铁丝长6~14米不等, 每千米刺铁丝72~156千克, 抗拉强度500~800兆帕。
刺铁丝围栏的优点是防护效果可靠, 使用寿命较长,在干旱地区可用数十年;过分潮湿地区锈蚀严重,7~8年后即可报废。缺点是刺铁丝易损伤畜体皮毛,缺少弹性, 夏季热胀松弛, 冬季冷缩断裂或拉断受力桩。
刺铁丝围栏的立柱可用木材、钢管、钢筋混凝土制作。由于立柱在围栏中受力的大小不同,应加工成不同规格。用钢筋混凝土制作门柱、拐角桩和斜撑时,要加大规格,并增加钢筋配置。起支撑受力小的小立柱,可缩小规格或制成空心长方体。
刺铁丝围栏的架设安装技术主要是: ①按草地轮牧规划设计图现场放线,标出围栏走向和立柱位置。围栏走向应取直线, 避免跨越大的溪沟和水渠。减少锐角,使围栏小区呈长方形。②挖坑定位准确,坑口不宜过大,深度要足够。③埋设门桩和拐角立柱,固定地锚或斜撑,小立柱埋设时要使受力面保持呈一直线。④用人力或机械放开刺铁丝。⑤用专用紧线工具拉紧刺铁丝。⑥绑扎固定,将刺铁丝牢固地绑扎在立柱上,是提高刺铁丝围栏防护效果的重要工序, 立柱加工时要设支撑钩、支撑槽或支撑孔。⑦打好结头,固定好刺铁丝的起始端。
网围栏(wire fence) 低碳弹簧钢丝加工的网片,其规格因网眼大小和围栏高度而不同。纬线5~8道,经线间距30~110厘米,网高1~1. 5米。网围栏立柱为热轧低碳角钢或管材, 门桩和拐角立柱多用10#~16#等边角钢制成, 支撑网片的小立柱用3#~4#等边角钢, 也可用钢筋混凝土立柱代替钢质立柱。
网围栏的安装技术与刺铁丝围栏相同, 但张拉网片时需要用专制紧线器,要使每道纬线同时拉紧。由于网围栏的纬线具有弹性,绑扎时不易固定牢,可用专门固定钳将纬线拉紧卡在立柱上再用绑扎铁丝固定。
电围栏(electric fence) 由电源、电脉冲发生器和导线组成的围栏。发电设备或太阳能蓄电池送电流给脉冲发生器,使低压电升至5 000~10 000伏。当畜群触及导线时,使导线上的电流与大地接通构成回路,电脉冲发生器产生瞬时高压放电, 刺激家畜达到驱赶目的。
近年来对电围栏的脉冲发生器进行了许多改进,已出现了高效脉冲发生器, 其电压可升至2万~3万伏,用一根导线可控制30多千米范围的固定围栏。用尼龙线与铜导线绞合可制成电围栏专用导线。此外英国的勃朗姆尔(Planmule)公司生产的塑料电网围栏,以塑料绳与直径2毫米的金属丝编织成网,每50米为一栅,每栅为 一卷,其重量仅4千克。这种电网围栏在任何天气下性能可靠,使用方便,支撑电围栏导线的接线柱也可用高强度的塑料制成, 固定导线的绝缘子直接铸在立柱上, 其重量比木桩轻, 便于拆卸搬运。
电围栏的电源有交流电和直流电。发电动力有太阳能、风能、水能及矿物燃料能。围栏导线有单导线和网格导线。太阳能电围栏是用单晶硅片构成硅太阳能电池,直接将太阳能转化成电能,贮存在镉镍电池,送入高压脉冲发生器和围栏导线, 若导线与地接通构成回路即放电。蓄电池将太阳能电源贮备起来,可供夜间或阴雨天无阳光时供电。风能经风力发电机将电能贮存在蓄电池。但风力发电机搬迁不如太阳能电池方便。
使用电围栏的技术要求主要有: ①土壤要有一定湿度,过于干燥的土壤导电不良,电围栏无效。②草地上植物不能太高大,高大植物接触导线时产生放电,使电围栏失效。因此需将导线通路上的高大植物随时刈除。③立柱上的绝缘子要耐高压,不能击穿漏电。④导线要轻便,导电性能良好。⑤适用于牛、马、猪等毛被短的家畜,对绵羊等毛被密、长的动物防护效果不佳,应经触电训练后使用。
绿篱围栏 (live fence) 活植物建植的永久性围栏,又称生物围栏。绿篱围栏建植成本低廉,使用寿命长,能防风蔽荫、保持水土、防止土地沙化和盐碱化。
建植绿篱围栏要因地制宜,实行适地适树原则。由于草地类型和生态环境不同,可供建植绿篱的树种有:①荒漠半荒漠草地区为大果、沙枣、枸杞、柠条和骆驼刺等。②草甸草原和草原地区为沙棘、狼牙刺、刺槐、黄蔷薇、酸枣、荆条、小檗和杜梨等。③温性和暖性山地草甸草地区有小叶女贞、枳壳、枸骨、五节芒和冬青等。④热带草丛草地区有酒饼簕,这种树是一种速生绿篱植物,建植后4~5个月便可生长到1.5~3.0米高,其寿命可达30年以上, 修剪后的枝条可作燃料。