CN108207156B - 一种免施农药的土壤处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械领域，具体地涉及一种基于微波加热的免施农药的土壤处理装置，通过对土壤过滤和加热处理，使土壤中有害生物体的蛋白质和DNA发生变性，从而使大部分生物失去繁殖能力，达不到防治指标，因而免施杀菌剂、杀虫剂、除草剂；同时加速矿物质和腐殖质的生成，加速有机肥生成，增强土壤供肥的能力，从而减施化肥。

Description

一种免施农药的土壤处理装置

技术领域

本发明涉及农业机械领域，特别是涉及一种免施农药的土壤处理装置。

背景技术

现有的农业耕作方法一般都是改变土壤的理化性质，调整土壤结构，从而调整土壤温度、水分和土壤空气，而对土壤中菌类、病毒、种子、宿根、虫卵、蛹的生存和发展几乎全采用农药控制的形式，而不计农药在作物中的残留给人类带来的危害。因此，如果通过避免采用农药的方式来处理土壤，实现食物的安全环保，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种免施农药的土壤处理装置，可以完全解决上述技术问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明设计了一种免施农药的土壤处理装置，包括土壤滤箱，加热炉和尾节，土壤通过土壤滤箱的刀口筛过滤后，清除直径4cm以上的土块，石块，杂物等，针对土壤湿度较大而形成较大形状的土块或泥饼，则需要将土壤干燥后再应用本装置。通过刀口筛的土壤是含有细小土块和有机物混合的达到播种要求标准的土壤，被下面的输送带送到肠囊内，土壤在肠囊中通过锨板向后运动，在运动时被微波加热装置加热，同时利用回流的蒸汽使土壤预热，加快土壤中有机物达到70-80℃的时间，土壤到达出土口时，被拨土轮送达并堆积在出土口，随着装置前行运动，而形成垄体。

进一步地说，土壤滤箱具有长方体外形，上部是刀口筛，筛孔为正方形，筛孔由若干刀片交叉构成，能切碎部分植物体和土块，下方是输送带，输送带伸入肠囊内，土壤滤箱与加热炉连接。

进一步地说，加热炉为多个长方形筒体顺接构成，多个长方形筒体内部设置一个肠囊，肠囊前端土壤入口处到肠囊三分之一处的肠囊内壁有多排气泡囊，气泡囊凸起部分有多个通气孔，从通气孔喷出从尾部收集来的蒸汽，用于加热刚进入肠囊的土壤，肠囊作为土壤运行的通道，保持其它部位清洁；肠囊的上方位于多个串接的长方形筒体内部设置若干微波加热装置，所述的微波加热装置分布在每个长方形筒体的四个角落里，所述的肠囊的下部设置若干锨板，所述的锨板用于翻动进入肠囊的土壤，使土壤在运动的过程中均匀受热，同时还具有增加有机体表面湿度的作用，在加热的同时也增加有机体表面的温度；所述的微波加热装置下方设置一输气管，该输气管的一端连接在肠囊前端的外部，并且与气泡囊连通，另一端与尾节连通。

进一步地说，所述的尾节包括与加热炉连接的壳体、拨土轮和一带有孔的吸气筒，所述的壳体为长方形渐变垄形或三角形，所述的吸气筒设置在尾节的上部，所述的吸气筒为长方形结构，所述的吸气筒与输气管连通，气泡囊、输气管和吸气筒构成蒸汽通道，所述的拨土轮位于吸气筒的下方，用于向后拨土，堆造垄形。

所述的锨板固定在转动轴上，所述的转动轴的两端固定在加热炉体的侧壁上，依靠齿轮和链条传动，动力源为电机。所述的输送带和拨土轮固定在滚动轴上，通过齿轮和链条传动，动力源为电机。

所述的加热炉与尾节之间为弹簧性连接，所述的多个串接的长方体筒体之间也为弹簧性连接，这样既能保证链条之间传动，又能使加热炉的各个筒体之间有小量的弯曲。

本发明的有益效果是：

本发明结构新颖，采用加热方法处理土壤，免施杀菌剂、杀虫剂、除草剂，免除农药在作物中的残留而给人类健康带来的危害。经过过筛和加热处理的土壤，理化性质好，更利于作物生长。经过过筛和加热处理土壤的过程，是将人力，电力，机械结合的作业过程，完成了人力，电力，机械单独完成不了作业过程。

土壤经过过筛和加热处理的过程，刀口筛的筛孔由刀片组成，是用刀口筛切断部分较大的生物残体和土块，肠囊中的土壤做蠕动式的运动，并通过气泡囊进行复式加热，用蒸土和炒土方式处理土壤的过程，抑制有害生物体的繁殖和生长，达不到防治指标，从而免施杀菌剂、杀虫剂、除草剂等农药，加速矿物质和腐殖质的生成，改善土壤理化性状，加速有机肥生成，增强土壤供肥的能力，从而减施化肥。

土壤处理的取土过程：有害生物体越冬条件，作物播种深度一般为2-5cm，杂草等植物体出苗深度一般为0-5cm，宿根类杂草的根深度0-20cm，地下害虫越冬深度一般为8-30cm，同时土壤益生菌生活在2-15cm深度范围内，根据这些条件综合考虑，将取土深度设定为6-10cm，按地表面垂直距离计算，取土的深度根据生物体在土壤处理时期的生存深度来确定，如杂草和病菌类生存的深度较浅6-10cm可达到目的，地下害虫越冬深度较深，不可能取土那么深，再者取土太深把所有的土壤益生菌都杀死，不利于土壤肥力保持和增长，可采取耕翻的方法，将蛹层土壤翻到地表，再取土处理，经过几年的处理，可达到地下害虫的防治目的；取土以取表土8cm为例，取表土8cm后，取土后的地表为平面或原垄形，取出的表土被送到土壤滤箱上过筛，经过加热处理后土壤可堆造出所需要的垄宽和垄形，新垄的垄体是覆盖一层8cm厚且不含有害生物群体的土壤，这样除宿根杂草以外的杂草不可能长出地面，宿根杂草长出地面的数量也非常少，病菌和病毒只能在8cm以下的深度向地表发展，在相对于地表的低温条件下的繁殖和生长速度要慢且生活周期延迟，对于害虫的卵和蛹，特别是地下害虫，越冬深度比较深，本发明出现取土过深杀死土壤益生菌的矛盾，不能一次性解决，对于地下害虫较重和宿根杂草较多的地块，采取将地下害虫和宿根越冬层的土壤耕翻于地表，再用旋耕机作业2-3遍，可将地下害虫的卵、蛹和宿根置于上层且可打碎一部分蛹和宿根，再经过多次或多年的重复处理，可达到控制地下害虫和宿根发展的目的；对于机械作业不了的地块，只能采用人工取虫卵、蛹和宿根越冬层的土壤，全土过筛，筛孔直径设定为略大于最大蛹的长度，筛上的土块内只能存在少量的虫卵，不可能存在蛹，将筛上的土块置于垄体下面，将石块和宿根清除到田外，将筛下面的土壤进行处理，这样可以杀死大部分虫卵和蛹。

土壤处理的加热过程：土壤到达肠囊的土壤入口后，立即接受微波加热处理，同时经过气泡囊喷射蒸汽使土壤表面增加湿度和温度，通过这两项加温过程，可实现土壤中的有机体在肠囊内运动2-3m的距离，90秒时间，达到70-80℃高温，达到有害生物群体内蛋白质和DNA变性的目的，不要求所有的蛋白质和DNA都变性，只要部分蛋白质和DNA变性，有机体的繁殖或生长的环节就会出现问题，从而繁殖或生长能力受阻，有害生物体如病菌、害虫、杂草的繁殖生长达到防治指标的最低标准线，为本发明设计的标准线，即确定取土深度标准，有机体最高温度标准。能使土壤在一定的时间内加热至一定的温度，从而使土壤和植物残体中的菌类、病毒、种子、宿根、虫卵、蛹等生物体达到一定的温度，当达到55-80℃时这些生物中蛋白质和DNA和DNA发生变性，从而使生物失去繁殖能力，再生的数量极少，达不到防治指标，因而免施杀菌剂、杀虫剂、除草剂。

经过微波加热处理过的土壤中的有机物更易被垄体上下进入垄体的土壤益生菌分解，加速游离态矿物质和腐殖质的生成，加速有机肥生成，改善土壤理化性状，增强土壤供肥的能力，从而减施化肥。

经过过筛和加热处理的土壤，土块的直径小，含有大量的生物残体，土壤的理化性质好；经过高温处理的土壤中的矿质元素，其中有些强键(鳌合键)被打开，由固定的结合状态的离子变成游离状态的离子，易被植物体吸收，从而增加土壤肥力；经过高温处理的土壤中的菌类、病毒、种子、宿根、虫卵、蛹等生物中蛋白质和DNA、淀粉、纤维素等有机物，发生变性或分解，蛋白质和DNA失去活性，长链变成短链，易被垄体上下进入垄体的益生菌分解，加速矿物质和腐殖质的生成，利于腐殖质的形成，使有害生物变成作物的营养；通过取土和高温处理过程，形成新垄，新垄的垄体上面覆盖一层生物残体的土层，这个土层能有效地用物理方法阻碍下层的有害生物体繁殖和生长，杂草的出苗，且不伤害土层以下的土壤益生菌，实现有选择性地抑制有生物害群体的发展，促进土壤益生菌群体的发展，同时生物残体为土壤益生菌提供充足的有机原料，有生物残体在益生菌的分解作用下很快成为有机肥料。

经加热处理后形成的垄体，有害生物体来源有，通过空气传播的菌类、病毒、种子，外界飞入的虫及其产的卵，种子携带病菌及虫卵，垄体下部原有的有害生物体，这三种有害生物体传播和发展都是需要适宜的环境和气候条件的，如果条件不适宜即使在正常年份或时间段也不能构成危害，经加热处理后垄体内有害生物体的数量极少，传播和发展速度慢，只有外界进入和垄体下面的有害生物群体，而没有原有的有害生物群体的数量，是不能构成危害的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为加热炉的剖面结构示意图；

图3为肠囊结构示意图；

图4为锨板结构示意图；

图中：1为土壤滤箱，2为加热炉，3为尾节，11为输送带，12为刀口筛，121为筛孔，21为微波加热装置，22为锨板，23为肠囊，24为气泡囊，25为长方形筒体，26为输气管，31为拨土轮,32为吸气筒。

具体实施方式

实施例1：

如图1-4所示的免施农药的土壤处理装置，包括土壤滤箱1，加热炉2和尾节3，土壤通过土壤滤箱1的刀口筛12过滤后，清除直径4cm以上的土块，石块，杂物等，针对土壤湿度较大而形成较大形状的土块或泥饼，则需要将土壤干燥后再应用本装置。通过刀口筛12的土壤是含有细小土块和有机物混合的达到播种要求标准的土壤，被下面的输送带11送到肠囊23内，土壤在肠囊23中通过锨板22向后运动，在运动时被微波加热装置21加热，同时利用回流的蒸汽使土壤预热，加快土壤中有机物达到70-80℃的时间，土壤到达出土口时，被拨土轮31送达并堆积在出土口，随着装置前行运动，而形成垄体。所述的输送带11和拨土轮31固定在滚动轴上，通过齿轮和链条传动，动力源为电机。

土壤滤箱1具有长方体外形，上部是刀口筛12，筛孔121为正方形，筛孔121由若干刀片交叉构成，能切碎部分植物体和土块，下方是输送带11，输送带11伸入肠囊23内，土壤滤箱1与加热炉2连接。

加热炉2为多个长方形筒体25顺接构成，多个长方形筒体25内部设置一个肠囊23，肠囊23前端土壤入口处到肠囊三分之一处的肠囊内壁有多排气泡囊24，气泡囊24凸起部分有多个通气孔，从通气孔喷出从尾部收集来的蒸汽，用于加热刚进入肠囊23的土壤，肠囊23作为土壤运行的通道，保持其它部位清洁；肠囊23的上方位于多个串接的长方形筒体25内部设置若干微波加热装置21，所述的微波加热装置21分布在每个长方形筒体25的四个角落里，所述的肠囊23的下部设置若干锨板22，所述的锨板22用于翻动进入肠囊23的土壤，使土壤在运动的过程中均匀受热，同时还具有增加有机体表面湿度的作用，在加热的同时也增加有机体表面的温度；所述的微波加热装置21下方设置一输气管26，该输气管26的一端连接在肠囊23前端的外部，并且与气泡囊24连通，另一端与尾节3连通。

所述的尾节3包括与加热炉2连接的壳体、拨土轮31和一带有孔的吸气筒32，所述的壳体为长方形渐变垄形或三角形，所述的吸气筒32设置在尾节3的上部，所述的吸气筒32为长方形结构，所述的吸气筒32与输气管26连通，气泡囊24、输气管26和吸气筒32构成蒸汽通道，所述的拨土轮31位于吸气筒32的下方，用于向后拨土，堆造垄形。

所述的锨板22固定在转动轴上，所述的转动轴的两端固定在加热炉体的侧壁上，依靠齿轮和链条传动，动力源为电机。

所述的加热炉2与尾节3之间为弹簧性连接，所述的多个串接的长方体筒体25之间也为弹簧性连接，这样既能保证链条之间传动，又能使加热炉2的各个长方形筒体25之间有小量的弯曲。

取土至土壤滤箱1的刀口筛12进行过滤，清除石块等杂物，粉碎部分秸秆，取6-10cm的表土。经过土壤滤箱1的土壤被输送带11送到肠囊23中进行蒸汽和微波加热，经过2-3m距离和90秒加热时间，使土壤中的有机物达到70-80℃高温，使有害生物群体内蛋白质和DNA变性，实现免施杀菌剂、杀虫剂、除草剂等农药，减施化肥，免除农药在作物中的残留而给人类健康带来的危害。经过加热处理的土壤经过出土口形成新垄形，即底层为原土壤，表层6-10cm为加热处理后的土壤，这样垄体形成分层的土壤，为二层，既有不含有害生物群体的土壤，又有保存一定量的土壤益生菌的土壤，减少有害生物群体数量，增加土壤有机物质含量。垄体，覆盖结构，超过作物播种深度，杂草难以长出，草害和病害只能从空气中漂移或动物的运动传播，而下层的土壤益生菌繁殖速度不变。经过处理的垄体中有害生物群体数量减少，而土壤有机质增加，有利于作物健康成生长，从而免施农药，提高作物品质，保障食用安全。

实施例2：

一种处理土壤的装置，包括依次连接的土壤滤箱1，加热炉2和尾节3，加热炉2上部设置若干微波加热装置21，土壤经过土壤滤箱1被处理成特定规格后输送至加热炉2内，由加热炉2内的微波加热装置21对其进行加热，最后经尾节3到达出土口，随着装置前行运动，而形成垄体。

土壤滤箱1为长方体结构，土壤滤箱1的顶部设置刀口筛12，刀口筛12由若干刀片交叉形成，刀口筛12的筛孔121为正方形，土壤滤箱1的下部设置输送带11，输送带11伸入加热炉2内。

加热炉2由多个串接的长方形筒体25组成，多个串接的长方体筒体25内部设置一肠囊23，作为土壤运行的通道，所述肠囊23的前端为土壤入口，所述的肠囊23的上方位于多个串接的长方形筒体25内部设置若干微波加热装置21，微波加热装置21分布在每个长方形筒体25的四个角落里，所述的肠囊23的下部设置若干锨板22，所述的锨板22用于翻动进入肠囊23的土壤，所述的肠囊23前端的内壁上设置多排气泡囊24，所述的微波加热装置21下方设置一输气管26，该输气管26的一端连接在肠囊23前端的外部，并且与气泡囊24连通，另一端与尾节3连通。气泡囊24具有一凸起部，所述的凸起部上设置多个通气孔。所述的尾节3包括与加热炉2连接的壳体、拨土轮31和一带有孔的吸气筒32，所述的壳体为长方形渐变垄形或三角形，所述的吸气筒32设置在尾节3的上部，所述的吸气筒32为长方形结构，所述的吸气筒32与输气管26连通，气泡囊24、输气管26和吸气筒32构成蒸汽通道，所述的拨土轮31位于吸气筒32的下方，用于向后拨土，堆造垄形。

实施例3：

一种处理土壤的装置，包括依次连接的土壤滤箱1，加热炉2和尾节3，加热炉2上部设置若干微波加热装置21，土壤经过土壤滤箱1被处理成特定规格后输送至加热炉2内，由加热炉2内的微波加热装置21对其进行加热，最后经尾节3到达出土口，随着装置前行运动，而形成垄体。

土壤滤箱1为长方体结构，土壤滤箱1的顶部设置刀口筛12，刀口筛12由若干刀片交叉形成，刀口筛12的筛孔121为正方形，土壤滤箱1的下部设置输送带11，输送带11伸入加热炉2内。

加热炉2由多个串接的长方形筒体25组成，多个串接的长方体筒体25内部设置一肠囊23，作为土壤运行的通道，所述肠囊23的前端为土壤入口，所述的肠囊23的上方位于多个串接的长方形筒体25内部设置若干微波加热装置21，微波加热装置21分布在每个长方形筒体25的四个角落里，所述的肠囊23的下部设置若干锨板22，所述的锨板22用于翻动进入肠囊23的土壤，所述的肠囊23前端的内壁上设置多排气泡囊24，所述的微波加热装置21下方设置一输气管26，该输气管26的一端连接在肠囊23前端的外部，并且与气泡囊24连通，另一端与尾节3连通。气泡囊24具有一凸起部，所述的凸起部上设置多个通气孔。所述的尾节3包括与加热炉2连接的壳体、拨土轮31和一带有孔的吸气筒32，所述的壳体为长方形渐变垄形或三角形，所述的吸气筒32设置在尾节3的上部，所述的吸气筒32为长方形结构，所述的吸气筒32与输气管26连通，气泡囊24、输气管26和吸气筒32构成蒸汽通道，所述的拨土轮31位于吸气筒32的下方，用于向后拨土，堆造垄形。锨板22固定在转动轴上，转动轴的两端固定在加热炉体的侧壁上，依靠齿轮和链条传动，动力源为电机。所述的加热炉2与尾节3之间为弹簧性连接，所述的多个串接的长方体筒体25之间为弹簧性连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种免施农药的土壤处理装置，其特征在于，包括依次连接的土壤滤箱，加热炉和尾节，所述的加热炉上部设置若干微波加热装置，土壤经过土壤滤箱被处理成特定规格后输送至加热炉内，由加热炉内的微波加热装置对其进行加热，最后经尾节到达出土口，随着装置前行运动，而形成垄体；所述的土壤滤箱为长方体结构，土壤滤箱的顶部设置刀口筛，所述的刀口筛由若干刀片交叉形成，所述的刀口筛的筛孔为正方形，所述的土壤滤箱的下部设置输送带，所述的输送带伸入加热炉内；所述的加热炉由多个串接的长方形筒体组成，所述的多个串接的长方体筒体内部设置一肠囊，作为土壤运行的通道，所述肠囊的前端为土壤入口，所述的肠囊的上方位于多个串接的长方形筒体内部设置若干微波加热装置，所述的微波加热装置分布在每个长方形筒体的四个角落里，所述的肠囊的下部设置若干锨板，所述的锨板用于翻动进入肠囊的土壤，所述的肠囊前端的内壁上设置多排气泡囊，所述的微波加热装置下方设置一输气管，该输气管的一端连接在肠囊前端的外部，并且与气泡囊连通，另一端与尾节连通；

所述的尾节包括与加热炉连接的壳体、拨土轮和一带有孔的吸气筒，所述的壳体为长方形渐变垄形或三角形，所述的吸气筒设置在尾节的上部，所述的吸气筒为长方形结构，所述的吸气筒与输气管连通，气泡囊、输气管和吸气筒构成蒸汽通道，所述的拨土轮位于吸气筒的下方，用于向后拨土，堆造垄形。

2.根据权利要求1所述的免施农药的土壤处理装置，其特征在于，所述的气泡囊具有一凸起部，所述的凸起部上设置多个通气孔。

3.根据权利要求1所述的免施农药的土壤处理装置，其特征在于，土壤滤箱处理土壤时，是通过刀口筛过滤，清除直径4cm以上的石块、土块或其他杂物。

4.根据权利要求1所述的免施农药的土壤处理装置，其特征在于，所述的锨板固定在转动轴上，所述的转动轴的两端固定在加热炉体的侧壁上，依靠齿轮和链条传动，动力源为电机。

5.根据权利要求4所述的免施农药的土壤处理装置，其特征在于，所述的加热炉与尾节之间为弹簧性连接，所述的多个串接的长方体筒体之间为弹簧性连接。

6.根据权利要求1所述的免施农药的土壤处理装置，其特征在于，所述的气泡囊设置在肠囊前端土壤入口处到肠囊三分之一处的肠囊内壁上。