CN112715306A - 一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，包括养殖单元，种植单元，与所述养殖单元相连的发酵单元，以及与所述发酵单元相连的施肥单元；所述发酵单元包括倾斜设置于发酵室中的变螺距式螺旋提升机，设置在所述变螺距式螺旋提升机中段下方用于过滤沼液的过滤板以及设置在滤板的下方与发酵室底部相连的输送管；所述发酵室的上部设有沼液抽取管和将沼液抽取管管口包围的过滤网；所述施肥单元与沼液抽取管相连，用于将沼液抽取管抽取的沼液过滤后向种植单元供肥。本发明提供的生态循环养殖系统充分利用猪粪发酵后向土豆供肥，增加产量，同时解决了高海拔地区施肥与缺水问题，生态循环养殖系统中的利用率高。

Description

一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统
技术领域
本发明涉及生态农业技术领域，尤其涉及一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统。
背景技术
高海拔地区冷凉气候有利于土豆的生长，并减少病虫的危害，且高海拔地区的强光照有利于土豆合成淀粉，因此高海拔地区在降水和施肥充足的情况下土豆产量很高。但是高海拔地区自然条件恶劣，土壤贫瘠，降水量少。马铃薯对水分非常敏感，是一种典型的喜湿作物，水分的亏缺会使马铃薯块茎中的超氧化物歧化酶的活性受到了明显的抑制，直接导致马铃薯的抗逆性降低，容易受虫害、病害等生物胁迫的侵害。同时，马铃薯生育期短，因此需肥量大，需要大量的氮、磷钾、锌等多种营养元素，高海拔地区由于土壤贫瘠，生态环境脆弱，在绝大多数地区土壤肥力十分有限，但是由于地区和交通方式等因素的限制，使得高海拔地区的化肥购买成本较高，且大量的化肥使用也不利于生态循环。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，包括养殖单元，种植单元，与所述养殖单元相连的发酵单元，以及与所述发酵单元相连的施肥单元；所述发酵单元包括倾斜设置于发酵室中的变螺距式螺旋提升机，设置在所述变螺距式螺旋提升机中段下方用于过滤沼液的过滤板以及设置在滤板的下方与发酵室底部相连的输送管；所述发酵室的上部设有沼液抽取管和将沼液抽取管管口包围的过滤网；所述施肥单元与沼液抽取管相连，用于将沼液抽取管抽取的沼液过滤后向种植单元供肥。
优选地，所述施肥单元包括方形的沉降池，设置在所述沉降池一侧的过滤通道和另一侧的施肥通道，以及与所述施肥通道相连的喷洒装置。
优选地，所述过滤通道中分级竖直设有多个过滤孔径不同的过滤件。
优选地，所述过滤通道中，所述过滤件的过滤孔径自靠近所述沼液抽取管的一端向靠近沉降池的一端依次减小。
优选地，所述施肥通道包括抽取泵，竖直设置在所述抽取泵上方与抽取泵的进液口相连的抽取管，与所述抽取泵出液口相连的输送管以及设置在输送管上的第一阀门。
优选地，所述喷洒装置包括喷洒柱，设置在所述喷洒柱上的喷洒口和施肥管，以及与所述施肥管相连并深入土壤中的根肥滴管；其中，所述喷洒口用于向土豆的叶苗喷洒液体，所述根肥滴管用于向土豆的根部补充液体。
优选地，所述喷洒柱上还设有输水管,以及设置在所述输水管上的第二阀门。
优选地，所述变螺距式螺旋提升机包括底端设置于发酵室底部的沉渣层中的螺旋提升叶片以及包覆在所述螺旋提升叶片外部的提升机机壳。
优选地，所述螺旋提升叶片位于中间段的螺距比顶端的螺距大15-20mm，位于底端的螺距比中间段的螺距大15-20mm。
优选地，所述变螺距式螺旋提升机倾斜设置的角度为45°。
通过采用上述技术方案，本发明主要具有以下技术效果：
1、通过设置施肥单元,将高海拔地区猪产生的猪粪发酵后作为有机肥向土豆供肥，提高土豆作物的产量。
2、通过设置第二阀门调节进入喷洒口以及根肥滴管中的喷洒液的种类，进而根据操作人员的需求向土豆喷洒清液或水，同时解决土豆的施肥与高海拔地区的缺水问题。
3、通过设置过滤件对沼液进行过滤，将过滤后的沼液用于施肥单元进行喷洒施肥，将过滤后的残渣用作有机肥料，提高实用性。
4、通过倾斜设置搅拌机，增大与发酵物的接触面积，进而增加发酵室内的搅拌效果，通过设置变螺距式螺旋提升机将沉渣在排出的过程中进行过滤，将过滤后的滤液再次用于发酵室内，提高生态循环养殖系统中的利用率。
附图说明
图1为本发明一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统的结构示意图。
图2为本发明一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统中养殖单元和发酵单元的结构示意图。
图3为本发明一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统中种植单元和施肥单元的结构示意图。
其中，附图标记的含义如下：
1、养殖单元；11、猪舍；12、储存池；13、转移泵；
2、种植单元；21、土豆；
3、发酵单元；31、发酵室；311、沼液抽取管；312、过滤网；313、pH调节管；32、搅拌机；33、变螺距式螺旋提升机；331、螺旋提升叶片；332、提升机机壳；333、出料口；34、过滤板；35、输送管；
4、施肥单元；41、沉降池；42、过滤通道；421、过滤件；422、回收通道；423、提升件；43、施肥通道；431、抽取泵；432、抽取管；433、输送管；434、第一阀门；44、喷洒装置；441、喷洒柱；442、喷洒口；443、施肥管；444、根肥滴管；445、输水管；446、第二阀门。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1-3，本发明提供了一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，所述生态循环养殖系统在实际应用中，主要适用于高海拔地区，其利用土豆发酵物制备饲养高海拔地区猪的饲料，利用高海拔地区猪产生的粪便进行发酵制备对土豆进行施肥的有机肥料，包括养殖单元1，种植单元2，与所述养殖单元1相连的发酵单元3，以及与所述发酵单元3相连的施肥单元4。本实施例中，所述养殖单元1中饲养的是高海拔地区猪，具有肌内脂肪含量较高，肌肉嫩而多汁，猪肉风味好等优点，所述种植单元2中的种植作物为土豆。
所述养殖单元1包含用于饲养高海拔地区猪的猪舍11，所述猪舍11中设有通道，用于将养殖过程中猪产生的排泄物转移至储存池12中进行储存，以便于进行后续的发酵制备有机肥料。
所述种植单元2中设有分行种植的土豆21，本实施例中，利用猪粪发酵后的有机肥料对土豆21进行施肥，进而提高土豆21的产量，建立一个生态循环养殖系统。
进一步地，所述发酵单元3包括发酵室31，倾斜设置在所述发酵室31中的搅拌机32，其中，所述发酵室31为一底部形状为倒圆锥，中部形状为圆柱，顶部形状为半球形的密封结构，所述发酵室31用于对猪的排泄物进行发酵。为将储存池12中的排泄物转移至发酵室31中，所述储存池12与发酵室31之间连接有转移泵13，用于将储存池12中的排泄物根据发酵室31内的发酵情况向发酵室31中补充原料，以保证发酵室31内能够正常发酵，产生沼气，用作清洁能源。
所述搅拌机32倾斜设置于发酵室31底部中，用于对发酵室31内的发酵物进行搅拌，倾斜设置的搅拌机32能够增大与发酵物的接触面积，进而增加搅拌效果。具体地，发酵室31内沼气液通常自然分为四层，从上到下分别为浮渣层、上清层、活性层和沉渣层。通过设置搅拌机32搅拌，能够让发酵物分布均匀，增加微生物与原料的接触面，使发酵物更好的发挥作用，加快产气速度，提高产气量、提高原料利用率。同时也可防止原料浮面结壳，避免发酵室31内产生的沼气释放不出来。
所述发酵室31的中部外壁连接设有沼液抽取管311，用于抽取所述上清层内的沼液，当然，为避免所述浮渣层中的浮渣进入所述沼液抽取管311中，所述沼液抽取管311与发酵室31的连接处，还设有一将沼液抽取管311管口包围的过滤网312，通过设置过滤网312阻挡浮渣进入沼液抽取管311中，将沼液进行收集，用作有机肥，向种植单元2中土豆21施肥，提高土豆21的产量。
进一步地，发酵室31内的发酵物在发酵过程中，由于沼气发酵菌适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖(pH值为6.7～7.6)，如果酸碱度不适宜(pH小于6.5或大于8)将会对沼气发酵菌活动不利，会使沼气的产气率下降，因此，本实施例中，所述发酵室31的上部还设有pH调节管313，用于向发酵池31中添加调节物以调节发酵室31内的酸碱度，在此对添加物不作具体限定，优选地，本实施例中，所述添加物为草木灰，利用猪产生的粪尿等排泄物进行发酵,这些原料含有较多的可溶性有机物,容易迅速分解，因此发酵室31内的发酵物在发酵的过程中会产生过多有机酸,甲烷菌来不及把产酸菌分解产生的大量有机酸消化,使得发酵室31内的环境呈酸性，有可能影响正常发酵进行，而草木灰的主要成分为K2CO3，K2CO3呈碱性，通过pH调节管313向发酵室31内添加草木灰，即可将发酵室31内的酸碱性向适宜沼气发酵菌生长繁殖的中性或微碱性调节。
所述发酵单元3还包括倾斜设置在发酵室31内的变螺距式螺旋提升机33，所述变螺距式螺旋提升机33设置在发酵室31中与搅拌机32相对的另一侧，其中，所述变螺距式螺旋提升机33的底端伸至发酵室31底部的沉渣层中，包括含有变化螺距的环绕中心轴的螺旋提升叶片331以及包覆在所述螺旋提升叶片331外部的提升机机壳332，当变螺距式螺旋提升机33工作时，旋转的螺旋提升叶片331将沉渣层中的沉渣推移而进行输送，同时，在沉渣自身重量和提升机机壳332对沉渣的摩擦阻力作用下，沉渣不与变螺距式螺旋提升机31的螺旋提升叶片331一起旋转，进而将沉渣从螺旋提升叶片331的底端输送至顶端。
进一步地，采用变螺距式的螺旋提升叶片331能够提升对沉渣的输送能力，具体地，位于变螺距式螺旋提升机33顶端的螺旋提升叶片331采用较小螺距.位于中间段的螺旋提升叶片331的螺距较顶端段增大15～20mm，位于底端段的螺旋提升叶片331的螺距较中间段再增大15～20mm。通过设置变螺距式的螺旋提升叶片331以后，能够增大螺旋提升叶片331底端部分沉渣的填充量，中间段和顶端段随螺距逐渐减小，因而能够减少沉渣的填充量，进而有效防止沉渣在向上输送的过程中发生倒流或卡堵现象。
进一步地，倾斜设置的变螺距式螺旋提升机33在输送过程中，变螺距式螺旋提升机33在功率、螺距、转速、物料容重及填充系数相同的条件下.生产率(即输送沉渣的能力)随着工作倾角加大而降低，同时生产率与工作倾角还是一种非线性的关系。优选地，本实施例中，综合考虑设备的整体结构和生产率的需求，所述变螺距式螺旋提升机33倾斜设置的角度为45°。
进一步地，所述变螺距式螺旋提升机33的顶端还设有一出料口333，通过设置出料口333，操作人员利用一容器即可将变螺距式螺旋提升机33输送出的沉渣进行收集，用作有机肥，向种植单元2中土豆21进行施加，提高种植作物的产量。
进一步地，所述螺旋提升叶片331的中间段下方还设有一过滤板34，当沉渣在旋转的螺旋提升叶片331上输送至中段时，在沉渣的重力以及提升机机壳332的作用下，沉渣中的沼液经过滤板34滤出，滴入过滤板34的下方，本实施例中，为对沼液进行循环利用，所述过滤板34的下方设有一与所述发酵室31底部相连的输送管35，通过设置输送管35将沼液回收至发酵室31中循环利用，不仅能够促进发酵室31中的产气率，还能够提高发酵物的利用率。
所述施肥单元4设置在种植单元2土壤中，土豆21环绕所述施肥单元4种植，其包括开设在土壤中的方形的沉降池41，分别设置在沉降池41两侧的并与之连通的过滤通道42和施肥通道43，以及与所述施肥通道43相连的喷洒装置44。其中，所述过滤通道42和施肥通道43均设置在土壤内，所述过滤通道42的一端与所述沼液抽取管311相连，另一端与沉降池41相连，用于接收来自沼液抽取管311中的沼液，并将其导入沉降池41中，所述过滤通道42中设有多个对沼液进行过滤的过滤件421，所述过滤件421为一竖直放置的抽屉形状，上面设有竖直的过滤网，当沼液在过滤通道42中横向通过过滤件421时，过滤网即对沼液进行过滤，过滤出的残渣(即浮渣和沉渣的混合物)在自身重力的作用下，将堆积在过滤件421的底部，其中，本实施例中，多个过滤件421之间按照其过滤网上的过滤孔的孔径不同，在过滤通道42中分级设置，具体地，自靠近沼液抽取管311的一端向靠近沉降池41的一端，所述过滤件421的过滤孔依次减小，通过设置多个过滤件421对进入沉降池41中的沼液进行过滤，将沼液中的残渣按照其粒径的大小过滤在与之相对的过滤件421中，操作人员将其进行回收即可用作有机肥料，进一步地，为便于回收残渣，所述过滤通道42的上方还对应设有多个可供过滤件421通过的回收通道422，所述过滤件421上还设有提升件423，通过设置回收通道422和提升件423，操作人员利用提升设备挂载提升件423即可将过滤件321经回收通道423从过滤通道42中拉出。
进一步地，进入沉降池41中的沼液经过一段时间的沉降后，掺杂在沼液中的沉渣将自然沉降自沉降池41的底部，操作人员利用打捞设备(图中未示出)即可回收底部的沉渣用作有机肥料，另外，位于沉降池41上部的清液同样用于对土豆21进行供肥。
所述施肥通道43包括设置在沉降池41侧壁的抽取泵431，竖直设置在所述抽取泵431上方且与抽取泵进液口相连的抽取管432，与所述抽取泵431出液口相连的输送管433以及设置在输送管433上的第一阀门434。其中，所述抽取管432的进液端设置在沉降池41的上部，用于抽取沉降池41中的上层清液进入抽取泵431中，所述输送管433用于接收来自抽取泵431中的清液并将其导入喷洒装置44中，所述第一阀门434用于控制输送管433中清液的通行状态。
所述喷洒装置44设置在种植单元2的土壤表层，包括喷洒柱441，设置在所述喷洒柱441上的喷洒口442和施肥管443，其中，所述喷洒柱441的底部与输送管433相连，用于接收来自输送管433中的清液，所述喷洒口442设置在喷洒柱441的顶部，用于向土豆21的叶苗进行喷洒施肥，所述施肥管443设置在喷洒柱441的底部，在此需要说明的是，所述施肥管443的一端与喷洒柱441相连，另一端与伸入土壤中的根肥滴管444相连，所述根肥滴管444用于将喷洒柱441中的清液向土豆21的根部进行施肥，提高土豆21作物的产量。
进一步地，所述喷洒柱441上还连接有一输水管445,以及设置在所述输水管445上的第二阀门446，所述输水管445用于向喷洒柱441中提供水，利用喷洒口442和根肥滴管444向土豆21的叶苗和根部进行补充，以解决高海拔地区的降水量较少的问题，所述第二阀门446用于控制进入喷洒口442以及根肥滴管444中的喷洒液的通断，操作人员可根据土豆的实际生长需求控制第一阀门424或第二阀门446以便于向土豆21喷洒清液或水。
最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，包括养殖单元(1)，种植单元(2)，与所述养殖单元(1)相连的发酵单元(3)，以及与所述发酵单元(3)相连的施肥单元(4)；所述发酵单元(1)包括倾斜设置于发酵室(31)中的变螺距式螺旋提升机(33)，设置在所述变螺距式螺旋提升机(33)中段下方用于过滤沼液的过滤板(34)以及设置在滤板(34)的下方与发酵室(31)底部相连的输送管(35)；所述发酵室(31)的上部设有沼液抽取管(311)和将沼液抽取管(311)管口包围的过滤网(312)；所述施肥单元(4)与沼液抽取管(311)相连，用于将沼液抽取管(311)抽取的沼液过滤后向种植单元(2)供肥。
2.如权利要求1所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述施肥单元(4)包括方形的沉降池(41)，设置在所述沉降池(41)一侧的过滤通道(42)和另一侧的施肥通道(43)，以及与所述施肥通道(43)相连的喷洒装置(44)。
3.如权利要求2所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述过滤通道(42)中分级竖直设有多个过滤孔径不同的过滤件(421)。
4.如权利要求3所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述过滤件(421)的过滤孔径自靠近所述沼液抽取管(311)的一端向靠近沉降池(41)的一端依次减小。
5.如权利要求1所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述施肥通道(43)包括抽取泵(431)，竖直设置在所述抽取泵(431)上方与抽取泵(431)的进液口相连的抽取管(432)，与所述抽取泵(431)出液口相连的输送管(433)以及设置在输送管(433)上的第一阀门(434)。
6.如权利要求1所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述喷洒装置(44)包括喷洒柱(441)，设置在所述喷洒柱(441)上的喷洒口(442)和施肥管(443)，以及与所述施肥管(443)相连并深入土壤中的根肥滴管(444)；其中，所述喷洒口(442)用于向土豆(21)的叶苗喷洒液体，所述根肥滴管(444)用于向土豆(21)的根部补充液体。
7.如权利要求6所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述喷洒柱(441)上还设有输水管(445),以及设置在所述输水管(445)上的第二阀门(446)。
8.如权利要求1所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述变螺距式螺旋提升机(33)包括底端设置于发酵室(31)底部的沉渣层中的螺旋提升叶片(331)以及包覆在所述螺旋提升叶片(331)外部的提升机机壳(332)。
9.如权利要求8所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述螺旋提升叶片(331)位于中间段的螺距比顶端的螺距大15-20mm，位于底端的螺距比中间段的螺距大15-20mm。
10.如权利要求8所述的一种高海拔地区土豆与猪共育的生态循环养殖系统，其特征在于，所述变螺距式螺旋提升机(33)倾斜设置的角度为45°。
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