CN115915932B - 通过施加电压对土壤进行消毒 - Google Patents
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Abstract
一种包括绝缘环形带的土壤消毒器，所述绝缘环形带具有安装在所述环形带上的至少一排正电极和至少一排负电极。电极以它们的头部安装在带的内侧，并且电极的体部从带向外指向，电极被配置为穿透土壤。电极从电源获取其功率，电源通过成组的滚轮排和成组的固定导电接触板排连接到电极，每组中的至少一组是正的，并且每组中的至少一组是负的。土壤消毒器还具有用于检测土壤状况的传感器和用于根据土壤状况改变施加到土壤的功率的处理器。
Description
技术领域
本发明总体上涉及使用电压破坏土壤中的微生物的系统和方法。
背景技术
在用于集约化作物的农业土壤中，病原体和非作物生长诸如杂草经常发展，其有损作物产量，降低作物生长速率并降低作物品质和数量。病原体包括线虫、昆虫、螨虫、细菌、真菌和病毒，其中大多数是陆地栖息物，并且其中大多数已经发现了在不同季节在土壤中持续存在的方式。
直到2005年，甲基溴被广泛用于土壤消毒。它提供了一种防止大多数陆地栖息病原体生长的良好且廉价的解决方案，并且因此使大规模农民能够具有良好的作物产量。
可以应用而不用担心在土壤中留下对环境有害的残留物的一种技术是通过在待消毒的土壤中施加电流来消毒土壤，其中电压和电流足以杀死其中的病原体。
自2005年以来，甲基溴的使用由于其毒性和可能引起的环境损害而逐渐减少，导致寻找有效、友好和经济的解决方案来解决减少或消除病原体的问题。
专利US2429412公开了一种系统、设备和操作方法，其能够将强电处理施加到土壤相当深的深度，处理深度仅受到运行一系列或一组土壤分布电极可行的深度的限制。因此，处理深度在实践中仅受到诸如在确定土壤扰动的最大可行深度时通常考虑的那些物理考虑因素的限制。
然而，US2429412需要两组水平板，所述板布置成排，其中对于至少一组板具有交错排，并且一组板在表面下方的深度处穿过地面，其中在表面和下部板组之间进行所有消毒。
CN205813390公开了一种土壤电消毒和害虫控制装置，其包括布置在蔬菜温室地面上的两个电极板。本发明的土壤电消毒和害虫控制装置包括布置在蔬菜温室地面上的两个电极板槽和固定在蔬菜温室顶部的固定杆，以及两个电极。板槽以平行结构设置。固定杆横向设置。固定杆的下端设置有旋转杆。旋转杆和固定杆以平行结构布置。轴承环固定地连接到旋转杆的外环表面。轴承的内环固定地安装有支撑杆，并且支撑杆固定地安装在轴承的外环上。上端连接到固定杆，并且两个旋转盘固定地安装在旋转杆上。卷轴的下端设置有电极板保护壳，电极板保护壳和卷轴相对设置，并且电极板保护壳的下端是开口的。盖板通过液压铰链固定地安装在电极板保护壳的下端上。电极板保护壳的上端设置有通孔，并且电极板保护壳设置有电极板。
然而，CN205813390需要两组水平板，其中板成排布置，下部板组在地面处，并且上部板组在靠近温室顶部的高度处。所述装置是固定的；既没有教导也没有建议该装置在使用期间可以水平运输。此外，对地面上方的土壤进行消毒；如果一组板被掩埋，则消毒将发生在地面以下，但是对于装置而言在使用中是可移动的将是不可行的。
因此，长期以来需要提供一种不需要在固定位置中使用并且不需要在地面以下一定深度处的一组水平板电极的土壤消毒系统。
发明内容
本发明的一个目的是公开一种使用电压破坏土壤中的微生物的系统。
本发明的另一个目的是公开一种用于在陆地上行驶的机动履带式车辆，其包括：
与至少一个推进滚轮机械接触的环形带，所述环形带是绝缘的；
用于检测土壤数据的至少一个传感器，所述传感器安装在所述车辆上；
安装在所述环形带上的至少一排正电极，其用于向土壤施加正电流和正电压，所述至少一排正电极中的每一个包括至少一个正电极；
安装在所述环形带上的至少一排负电极，其用于向土壤施加负电流和负电压，所述至少一排负电极中的每一个包括至少一个负电极；
电源，用于向所述至少一排正电极的一部分提供所述正电流和所述正电压，并向所述至少一排负电极的一部分提供所述负电流和所述负电压；
至少一排正动力滚轮，所述至少一排正动力滚轮与所述电源的至少一个正电极端子电连通；
至少一排负动力滚轮，所述至少一排负动力滚轮与所述电源的至少一个负电极端子电连通；
至少一排正接触板，其与所述至少一排正动力滚轮中的每一个电连通；所述至少一排正接触板中的每一个被配置为与所述至少一排正电极中的至少一个的至少一部分电连通；以及
至少一排负接触板，其与所述至少一排负动力滚轮中的每一个电连通；所述至少一排负接触板中的每一个被配置为与所述至少一排负电极中的至少一个的至少一部分电连通；
处理器，其用于处理由所述传感器收集的土壤数据；
其中所述至少一排正动力滚轮和所述至少一排正接触板被配置为将所述正电流和所述正电压施加到所述至少一排正电极的一部分，所述至少一排正电极的所述部分被配置为在所述正电流和所述正电压的所述施加期间埋入所述土壤中；并且所述至少一排负动力滚轮和所述至少一排负接触板被配置为将所述负电流和所述负电压施加到所述至少一排负电极的一部分，所述至少一排负电极的所述部分被配置为在所述负电流和所述负电压的所述施加期间埋入所述土壤中；并且所述至少一个处理器被配置为从由所述传感器传输的所述土壤数据确定适于每组施加的功率的值，其选自杀死或灭活至少一种类型的病原体所需的电压、电流、功率水平及其任何组合；以及指示所述电源将所述施加的功率组施加到所述至少一个正电极和所述至少一个负电极。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述环形带的宽度为160cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述环形带的宽度在从50cm至800cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中环形带具有的长度在3m至15m的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中环形带具有的长度为6m。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个传感器选自湿度传感器、电导率传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、功率水平传感器及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极及其任何组合的电压的绝对值在从1000V至9000V的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电压的绝对值为3000V。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平在从20000W至60000W的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平在从30000W至50000W的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平为50000W。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电流的绝对值在从1A至10A的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电流的绝对值在从5A至8A的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，还包括至少一个断路器。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，还包括控制器。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中控制器配置成显示电极电压、负载电流、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率、履带板温度、电极温度、发电机过载状态、变压器过载状态及其任何组合。本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中控制器配置成提供至少一个警报。
本发明的另一个目的是公开如所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个警报选自关于存在故障的警报、关于故障性质的警报、关于故障在系统中的位置的警报、故障概率的警报、过载的警报、电气故障的警报、短路的警报、电源故障的警报、变压器故障的警报及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中以下至少一个是真实的：
a.由所述至少一个正电极和所述至少一个负电极所构成的组中的至少一个构件被配置成被加热到至少200摄氏度的温度；
b.所述土壤数据选自湿度、温度、电导率及其任何组合；
c.所述链接的履带板中的至少两个具有柔性连杆；
d.所述机动履带式车辆配置成能够以选自手动、自主及其任何组合的方式操作；以及
e.所述机动履带式车辆配置为可远程控制的。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件被配置成通过选自感应加热、电阻加热、电弧加热、介电加热及其任何组合的方法加热。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件被配置成通过感应加热来加热。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件包括销状电极或钉状电极，所述销状电极或所述钉状电极从所述履带板基本上垂直地向外突出。
本发明的另一个目的是公开如所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的长度为30cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的长度在从15cm至50cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的直径为5cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任意组合所构成的组中的构件的直径在从1cm至10cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中一排中的电极和相邻排中的电极之间的中心到中心距离在从3cm至30cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中电极和下一个拖曳电极之间的中心到中心距离在从3cm至30cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述电源包括至少一个发电机和至少一个功率单元。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个发电机以220VAC产生功率。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个功率单元以5000W的功率水平产生功率。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率在2000W和10000W之间的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率在3000W至6000W之间的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率为5000W。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动化履带式车辆，其中所述机动履带式车辆包括多个滚轮。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中多个推进滚轮和所述环形带配置成形成履带型胎面。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个马达配置成使得所述至少一个滚轮旋转。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述机动履带式车辆是独立的或配置成可附接到另一车辆。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述附接包括经由动力输出装置(PTO)的电连接。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述陆地选自开放区域或封闭空间中的陆地。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中开放区域中的所述陆地选自：田地、可耕地、农业用地、农田、牧地、牧场、草地、灌木林、苗圃、果园、花园、草坪、林地、造林、运动场、可耕种土地、种植园、护坡、绿化边缘、需要修复的陆地及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述需要修复的陆地选自：需要去除植物破坏性病原体的陆地、需要去除动物破坏性病原体的陆地、需要去除化学品的陆地及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中封闭空间中的所述陆地选自：谷仓、温室、畜栏、鸽房、用于室内修复的土壤及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述用于室内修复的土壤选自：来自竖直耕作操作的土壤、来自温室的土壤及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开一种用于对土壤进行电消毒的拖拉器具。上述拖拉器具包括：(a)电源，其被配置用于产生高压；(b)电极设备，其还包括基部框架和安装在其内并能够插入到所述土壤中的至少两个电极；所述电极电连接到所述高压电源，使得所述高压施加在所述至少两个框架电极之间。所述电极中的至少一个可在拖拉所述器具的方向上相对于所述基部框架往复移动。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中至少两个框架电极是框架形的并且包括沿着所述拖拉方向取向的顶杆和底杆，以及安装在所述顶杆和底杆之间并与其垂直的多个板状犁构件。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中板状犁构件相对于所述拖拉方向以范围在5°至90°之间的角度安装。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中电源配置成用于产生AC高压和DC高压中的至少一种。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中，所述框架电极沿着所述拖拉方向的长度L的范围在30cm和90cm之间。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中所述框架形电极的高度H的范围在15cm和60cm之间。
本发明的另一个目的是公开如上所述的拖拉器具，其中所述框架形电极内的板状犁构件之间的距离D的范围在4cm和10cm之间。
本发明的另一个目的是公开一种用于在陆地上行驶的机动履带式车辆，其包括：
与至少一个滚轮机械接触的至少一个环形履带，所述至少一个环形履带包括多个链接的履带板；
用于检测土壤数据的至少一个传感器，所述传感器安装在所述车辆上；
至少两个电极，其安装在所述至少一个环形履带的每个上，用于向土壤施加电流和电压；
处理器，其用于处理由所述传感器收集的土壤数据；以及
电源，其用于向所述至少两个电极提供所述电流和所述电压；
其中所述至少两个电极的每个是销状的或钉状的，并且每个履带板包括至少一个所述土壤穿透销状或钉状电极，其从所述履带板基本上垂直并向外突出，所述至少一个处理器配置为从由所述传感器传输的所述土壤数据确定杀死或灭活至少一种类型的病原体所需的适于每组施加的功率的值，所述每组施加的功率选自电压、电流、功率水平及其任何组；以及指示所述电源将所述施加的功率组施加到所述至少两个电极。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个环形履带中的所有环形履带具有的宽度在50cm至3m的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个环形履带中的所有环形履带具有的宽度为1.2m。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个环形履带具有的长度在3m至15m的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个环形履带具有的长度为6m。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个传感器选自：湿度传感器、电导率传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、功率水平传感器及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的电压在从1000V至9000V的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少所有两个电极的电压为3000V。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的功率水平在从20000W至60000W的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的功率水平在从30000W至50000W的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的功率水平为50000W。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的电流在从1A至10A的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中适用于所有所述至少两个电极的电流在从5A至8A的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，还包括至少一个断路器。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，还包括控制器。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述控制器配置成显示电极电压、负载电流、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率、履带板温度、电极温度、发电机过载状态、变压器过载状态及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中控制器配置成提供至少一个警报。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个警报选自：关于故障存在的警报、关于故障性质的警报、关于故障在系统中的位置的警报、故障概率的警报、过载警报、电气故障警报、短路警报、电源故障警报、变压器故障警报及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如所述的机动履带式车辆，其中以下中至少一个是真的：
a.所述至少两个电极中的至少一个被配置为被加热到至少200摄氏度的温度；
b.所述土壤数据选自湿度、温度、电导率及其任何组合；
c.所述链接的履带板中的至少两个具有柔性连杆；
d.所述销状电极能够可逆地附接到所述履带板；
e.所述机动履带式车辆配置成能够以手动、自主及其任何组合的方式操作；以及
f.所述机动履带式车辆配置成能够远程控制的。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少两个电极中的每一个配置成通过选自感应加热、电阻加热、电弧加热、介电加热及其任何组合的方法加热。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少两个电极中的每一个配置成通过感应加热来加热。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述销状电极的长度为30cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述销状电极的长度在从15cm至50cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中销状电极的直径为5cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中销状电极的直径在从1cm至10cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少两个电极中的一个电极的外边缘与所述至少两个电极中的相邻一个电极的外边缘之间的距离在从1cm至15cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少两个电极中的一个电极的外边缘与所述至少两个电极中的相邻一个电极的外边缘之间的距离在从2cm至10cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少两个电极中的一个电极的外边缘与所述至少两个电极中的相邻一个电极的外边缘之间的距离在从4cm至5cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中履带板具有的宽度在从10cm至50cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中履带板具有的宽度为20cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中履带板具有的长度在从10cm至50cm的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中履带板具有的长度为20cm。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述电源包括至少一个发电机和至少一个功率单元。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个发电机以220VAC产生功率。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述至少一个功率单元以5000W的功率水平产生功率。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率在2000W和10000W之间的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率在3000W至6000W之间的范围内。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述功率单元输出功率为5000W。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动化履带式车辆，其中所述机动化履带式车辆包括多个滚轮。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述多个滚轮和所述环形履带配置成形成履带型胎面。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中至少一个马达配置成使得所述至少一个滚轮旋转。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动化履带式车辆，其中所述机动化履带式车辆是独立的或配置成可附接到另一车辆。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述附接包括经由动力输出装置(PTO)的电连接。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述陆地选自开放区域或封闭空间中的陆地。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中开放区域中的所述陆地选自：田地、可耕地、农业用地、农田、牧地、牧场、草地、灌木林、苗圃、果园、花园、草坪、林地、造林、运动场、可耕种土地、种植园、护坡、绿化边缘、需要修复的陆地、及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述需要修复的陆地选自：需要去除植物破坏性病原体的陆地、需要去除动物破坏性病原体的陆地、需要去除化学品的陆地及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中封闭空间中的所述陆地选自：谷仓、温室、畜栏、鸽房、用于室内修复的土壤及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开如上所述的机动履带式车辆，其中所述用于室内修复的土壤选自：来自竖直耕作操作的土壤、来自温室的土壤及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开一种用于消毒土壤的方法，所述方法包括以下步骤：
获得用于在陆地上行驶的机动履带式车辆，其包括：
至少一个环形履带，其与至少一个滚轮机械接触，所述至少一个环形履带包括多个链接的履带板；
用于检测土壤数据的至少一个传感器，所述传感器安装在所述车辆上；
至少两个电极，其安装在所述至少一个环形履带上，用于向土壤施加电流和电压；
处理器，其用于处理由所述传感器收集的土壤数据；以及
电源，其用于向所述至少两个电极提供所述电流和所述电压；以及
操作所述机动履带式车辆；
其中所述至少两个电极的每一个是销状的或钉状的，并且每个履带板包括所述土壤穿透销状或钉状电极中的至少一个，其从所述履带板基本上垂直并向外突出，所述至少一个处理器被配置为从由所述传感器传输的所述土壤数据确定杀死或灭活至少一种类型的病原体所需的适于每组施加的功率的值，所述每组施加的功率选自电压、电流、功率水平及其任何组合；以及指示所述电源将所述施加的功率组施加到所述至少两个电极。
本发明的另一个目的是公开一种土壤消毒器，所述土壤消毒器包括：
与至少一个滚轮机械接触的至少一个环形履带，所述至少一个环形履带包括多个链接的履带板；
用于检测土壤数据的至少一个传感器，所述传感器安装在所述车辆上；
至少一个电极，其安装在所述至少一个环形履带的每一个上，用于向土壤施加电流和电压；
处理器，其用于处理由所述传感器收集的土壤数据；以及
电源，其用于向所述电极提供所述电流和所述电压；
其中所述电极是销状的或钉状的，并且每个履带板包括至少一个所述土壤穿透销状或钉状电极，其从所述履带板基本上垂直并向外突出，所述至少一个处理器配置为从由所述传感器传输的所述土壤数据确定杀死或灭活至少一种类型的病原体所需的适于每组施加的功率的值，所述每组施加的功率选自电压、电流、功率水平及其任何组合；以及指示所述电源将所述施加的功率组施加到所述至少一个电极。
附图说明
为了更好地理解本发明及其在实践中的实施，现在将参考附图仅通过非限制性示例的方式描述多个实施例，其中
图1示意性地示出本发明的系统的实施例；
图2示意性地示出包括多个链接在一起的履带板的环形履带的实施例，每个履带板包括多个电极；
图3示意性地示出履带板和电极的实施例；
图4示意性地示出形成履带胎面的环形带；
图5示意性地示出单个滚轮上的环形带；
图6示出土壤消毒流程图的实施例；
图7示意性地示出另一个实施例，其中环形带支撑多排电极和滚轮以及板，以将电流和电压从发电机传导到电极；
图8示意性地示出图7的实施例的滚轮、板、环形带和电极；
图9示意性地示出图7的实施例的两排板；
图10示意性地示出用于电极安全进入土壤的环形带和土壤之间的最大角度；
图11是用于对土壤进行电消毒的拖拉器具的整体视图；
图12是框架形电极的放大视图；以及
图13A-13C描绘了施加电功率对植物生长的影响。
具体实施方式
提供以下描述以及本发明的所有章节，以便使得本领域任何技术人员能够利用所述发明，并阐述由发明人预期的实施本发明的最佳模式。然而，各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，因为本发明的一般原理已经被具体定义为提供使用电压破坏土壤中的微生物的装置和方法。
本发明公开了一种通过向土壤施加交流(AC)电流和电压、直流(DC)电流和电压或同时施加交流和直流电流和电压两者的用于消毒的装置。经由插入土壤中的电极施加电流和电压，AC、DC或两者。在本发明的一些实施例中，所述装置是机动车辆。在优选实施例中，杆状、钉状或销状电极安装在车辆的滚轮上并从车辆的滚轮突出，使得待消毒的土壤区域在滚轮移动跨过土壤时沿滚轮的方向顺序前进。在本发明的一些实施例中，上述钉状、杆状或销状电极布置在滚轮上，使得它们在滚轮向前移动时提供对土壤表面的抓握。
在本发明的优选实施例中，滚轮设置有履带板，并且在其他实施例中，多个滚轮顺序地布置成与上述车辆的底盘操作性接触。在其他实施例中，履带板链接在环形履带中，该环形履带布置成以“罐状”配置在上述滚轮上方行进。
土壤消毒可以在开放区域或封闭空间中进行。开放区域可以是但不限于田地、可耕地、农业用地、农田、牧地、牧场、草地、灌木林、苗圃、果园、花园、草坪、林地、造林、运动场、可耕种土地、种植园、护坡、绿化边缘、需要修复的土壤、及其任何组合。修复可以是去除植物破坏性病原体、动物破坏性病原体、化学品及其任何组合。封闭空间可以是在谷仓、温室、畜栏、鸽房及其任何组合内。需要修复的土壤也可以在室内环境中处理。对于非限制性示例，可以将来自竖直耕作操作或来自温室的土壤转移到处理中心，在处理中心那里对土壤进行消毒。这种处理可以在室内进行，以防止病原体的意外传播。
温室消毒可以经由安装在履带板上的电极进行，履带板附接到至少一个滚轮或经由安装在固定支撑件上的电极，其中固定支撑件可以是可移动的，但是当电极包含在土壤中时固定支撑件不是可移动的。优选地，固定支撑件可以升高和降低，使得电极可以插入温室中的地里或从温室中的地中移除。在一些实施例中，固定支撑件的形状和尺寸设计成使得电极可以可逆地下降到温室内的土床中。在一些实施例中，电极不与地接触，固定支撑件可以从温室的一部分移动到另一部分，或者从一个地床移动到另一个地床。
可以根据待消毒的土壤的类型来优化电极之间的距离。
电极从其邻近履带板基部的近端到其最远离履带板基部的远端具有大致相似的横截面。电极不需要在电极主体的任何部分中或在它们的远端处的水平延伸部。对于非限制性示例，销状电极可以是锥形、钉形、截锥形、圆柱形、末端处是尖锐的、或刀形。
图1示意性地示出本系统的实施例(3000)。在这种类型的实施例中，包括动力输出装置(PTO)(2850)的拖拉机(2800)经由PTO电连接到发电机(2600)。所述发电机(2600)与多个电源(2500)电连通；在图1的示意图中，为了清楚起见，仅示出了五个电源(2500)。电源(2500)是电压和电流稳定的，并且还用作变压器，它们的输出电压大于它们的输入电压。电源(2500)与消毒单元电连通。
该系统可以由拖拉机拉动，如图1中所示，或者它可以是独立的。如果是独立的，则它可以自主操作或通过远程控制操作。
如下文所论述的那样，消毒单元可以包括马达以推进消毒单元，消毒单元可以缺少马达并且可通过拖拉机或另一外部原动力移动，或者消毒单元可以是固定的，例如，用于固定地点的消毒单元，诸如但不限于建筑物的内部，诸如谷仓或温室。
该系统包括：至少一个传感器，用于测量土壤的湿度、土壤的电导率和土壤的温度中的至少一个；至少一个发电机，所述至少一个发电机被配置为以预定的电流和电压产生功率；处理器，用于控制由至少一个发电机产生的电流和电压，电流和电压的值取决于所测得的参数；以及一组电极，所述一组电极用于以由处理器确定的电流、电压和功率值递送功率。例如，与具有较低电阻的土壤(诸如湿土壤)相比，通常具有高电阻的干土壤将需要更高的电流来进行消毒。
如图2中所示，消毒单元通常包括环形履带(1200)。在该实施例中，履带包括多个履带板(1100)。通常，履带板(1100)至少在纵向方向(黑色箭头)上并且优选地还在横向方向(白色箭头)上彼此柔性地链接，使得相邻履带板(1100)之间的角度可以随着环形履带(1200)旋转而改变。
如图3中所示，每个履带板(1100)包括至少一个电极(1110)，并且优选地包括多个电极(1110)。优选地，每个电极(1110)在其远端处附接到履带板(1100)。通常，每个履带板(1100)附接有多个电极(1110)，这些电极布置成排(1112A、1112B、1112C)，这些排优选地交错以确保由功率完全覆盖土壤。
电极(1110)通常为约30cm长，并且电极长度可以在从15cm至50cm的范围内。
电极(1110)在其远端处的直径通常为约5cm，其中直径尤其取决于电极材料的强度。电极(1110)需要足够坚固以在插入硬化土壤中或从硬化土壤中移除时不弯曲或不断裂。电极(1110)通常由硬化钢或任何导电材料制成，除了其他性质之外，该材料还耐磨损和耐断裂。
电极(1110)之间的边缘到边缘距离(1112)(开放空间)优选地在1cm与15cm之间，更优选地在2cm与10cm之间，并且还更优选地约4cm至5cm。
履带板(1100)通常近似为正方形，为约20cm×约20cm，但宽度可以从约10cm变化到约50cm，长度可以从约10cm变化到约1m。
优选地，电极(1110)可逆地附接到履带板(1200)，使得可以更换损坏或其他不令人满意的电极(1110)。
环形履带(1200)通常安装在至少一个滚轮上，这使得环形履带(1200)能够围绕单个滚轮的周边或围绕由一组滚轮的外边缘限定的履带移动。
图4示出实施例(2100)的示例性示意图，其中环形履带(1200)是安装在多个滚轮(1130、1180)上的履带型胎面。在这种履带型实施例中，大滚轮(1130)支撑装置的重量，而小滚轮(1180)控制环形履带在大滚轮(1130)之间的竖直位移，并提供原动力以驱动环形履带(1200)。为简单起见，示意性地示出了电极(1110)，但是未示出各个履带板和履带板之间的接头。
图5示出环形履带(1200)安装在单个滚轮(1130)上的实施例(2200)的示例性示意图。为简单起见，示意性地示出电极(1110)，但是未示出各个履带板和履带板之间的接头。
在优选实施例中，系统还包括使系统能够在电极不接触地面的情况下横穿地面的装置。通常，这样的实施例包括没有电极的辅助轮组以及用于升高滚轮和环形履带或降低辅助轮的装置，使得电极不接触地面。
至少一个滚轮可以是无动力的，其旋转由系统的向前运动引起，或者至少一个滚轮可以是有动力的，其中系统的向前移动至少部分地由施加到环形履带(1200)的动力引起。
在使用中，环形履带(1200)的与土壤接触的部分是固定的；当环形履带(1200)向前移动时，与土壤接触的最后面的履带板(1100)中的电极(1110)被拉出土壤，并且紧邻当前在土壤中的最前面的一组履带板(1200)前面的一排履带板(1100)的电极(1110)被推入到土壤中。
环形履带(1200)通常长约6m，宽约1.2m。长度可以在从3m至15m的范围内，并且宽度可以在从50cm至3m的范围内。优选地，环形履带(1200)至少与所述至少一个滚轮一样宽。
环形履带以及优选地至少一个滚轮应具有非常高的机械阻力，以避免在使用期间破裂或损坏，并且应具有对诸如土壤的粗糙度、湿度和极端温度的恶劣表面条件的耐受性。(室外土壤温度可以在约-20摄氏度和约50摄氏度之间变化；更典型地，系统可以在约0摄氏度和约40摄氏度之间的温度下操作)。
通常，消毒单元具有至少两个环形履带，至少一个具有正电极性以及至少一个具有负电极性。在一些实施例中，两排履带板之间的至少一个纵向结合部是绝缘的，使得包括环形履带的整个长度的至少一个纵向部段具有正电极性，而也包括环形履带的整个长度的环形履带的至少一个其他纵向部段具有负电极性。
电连接到拖拉机的PTO的发电机被配置成在约220VAC下产生约20000W至60000W，优选地30000W至50000W，更优选地约50000W。来自发电机的功率优选地是电压稳定的和电流稳定的，其中上述稳定由马达旋转控制器控制。
在这些实施例中，该系统还包括至少一个电源和变压器，其被配置为输出约3000V的功率，其中发电机的输出在从约800V至约10000V的范围内。
在优选实施例中，由发电机产生的功率分配给五个电源，电源是电压和电流稳定的。根据土壤条件(诸如但不限于土壤湿度和电导率)控制电源，其中由电源输出的电流和电压是可变的，以确保对于宽范围的土壤条件的土壤的消毒一致性。
处理器被配置为输入来自至少一个传感器的至少一个信号，并且在一些实施例中，输入其他数据，例如但不限于拖拉机的速度和来自拖拉机中的控制单元的至少一个命令，并且根据至少一个传感器信号和至少一个其他数据(如果存在的话)确定要向发电机、变压器及其任何组合输出要施加到至少两个电极的电流、电压和功率。所述处理器还被配置为执行至少一组指令，该指令组包括用于控制土壤的一部分的处理的至少一个指令。(一个或多个)指令选自由以下所构成的组：启动指令，其用于使系统从非活动状态(没有电力施加到电极、室温电极，没有电力施加到向前推进系统的单元等)变为活动状态(预定电压、电流和功率水平下的电力，预定温度条件下的电极，预定温度条件下的土壤中以及预定功率或速度施加到向前推进系统的单元的至少一个)，保持预定活动状态达预定时间，保持预定活动状态达预定距离，将所述活动状态改变为另一活动状态，并使所述系统从活动状态变为非活动状态。
指令组可以从驾驶室中的控制器接受，或者可以存储在数据库中。应当注意，指令可以是“执行存储在数据库中时的给定指令组”。
在优选实施例中，所有控制数据由控制器显示，使得用户能够保持对系统的完全控制。
在具有多于一个功率单元的实施例的优选变型中，控制器还被配置为确定哪个(哪些)功率单元用于向电极供电以及由每个单元供应的功率量，所有功率单元参数可根据在任何给定时间所需的总功率和每个功率单元的操作特性而改变，诸如但不限于由功率单元可供应的最大功率(功率水平、电流和电压)、所利用的最大功率(功率水平、电流和电压)的分数、功率单元的温度及其任何组合。
在一些实施例中，该系统包括配置为安装在拖拉机驾驶室内的控制器，该控制器配置为显示电极电压、负载电流、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率、履带板温度、电极温度、发电机过载状态、变压器过载状态及其任何组合。所述控制器还被配置为接受要施加到所述电极的电极电压、负载电流、功率及其任何组合的使用输入；激活和停用系统，清除发电机过载状态，清除变压器过载状态，及其任何组合。在一些实施例中，控制器还被配置为自动执行：施加到电极的电极电压的设置、负载电流的设置、功率的设置及其任何组合；激活和停用所述系统、清除发电机过载状态、清除变压器过载状态、及其任何组合。
在一些实施例中，该系统被配置为独立单元。在这样的实施例中，该系统不需要拖拉机或其他原动力，所有原动力都通过环形履带施加。在这样的实施例的一些变型中，系统可由用户控制，其中命令和其他输入到系统，并且如上所述从用户接收警报、警告、条件和其他系统输出并将其递送给用户。在这样的实施例的一些变型中，系统是自主的，提供了一组指令，其设置消毒处理和待消毒区域的参数，其中此后系统自主地起作用而无需进一步的用户输入。在自主系统的一些变型中，可以在故障、严重故障、紧急情况、及其任何组合的情况下提供警报。
功率单元
功率单元包括至少一个发电机和至少一个电源。
发电机被配置为在220VAC条件下供应至少20000W、优选地50000W、并且在一些实施例中60000W的总功率。
在一些实施例中，功率单元包括多个电源，每个电源被配置为在220VAC条件下输送5000W。
电源可以是拖拉机的一部分、独立电源及其任何组合。
任何发电机可以具有来自拖拉机电源、独立电源及其任何组合的输入。
优选地，独立电源将可由拖拉机牵引，尽管一些实施例可以具有至少一个发电机，其与可独立移动的电源、由可独立移动的单元(诸如但不限于另一拖拉机)牵引的电源和固定电源中的至少一个电连通。
优选地，当拉动消毒单元时，发电机由相同的拖拉机拉动。然而，在不太优选的实施例中，至少一个发电机可以独立地移动，由可独立移动的单元(诸如但不限于另一拖拉机)牵引，以及固定。
处理器还可以被配置为通过输入拖拉机的速度并将系统的前进速度设置为等于拖拉机的前进速度来确定系统的速度，或反之亦然。
处理器还可以被配置为确定在系统的至少一部分中存在机械故障。在这样的实施例中，处理器可以执行以下中的至少一个：警告用户故障的存在，警告用户故障的性质，警告用户故障在系统中的位置，以及将系统的至少一部分置于非活动状态。
在一些实施例中，基于传感器输入、使用时间长度等，处理器还可以被配置为提供故障概率的警报。
在优选实施例中，作为非限制性示例，环形履带和至少一个滚轮可以通过整体液压、机械或气动系统升高或降低，从而使得系统能够在电极不接触地面的情况下移动。
在优选实施例中，该系统包括用于该系统的至少一个断路器。可替代地或另外地，单独的电源可以具有断路器，变压器和环形履带也可以具有断路器。
在图6中示出了用于土壤消毒单元的流程图(3000)的说明性实施例。当系统被激活时，发电机启动(3005)并且PTO激活(3010)，使得发电机(功率源)可以220VAC向电极输送(3015)50000W的功率。功率源将220VAC转换(3020)为50000W条件下的约3000VAC。处理器输入(3030)由传感器测量(3035)的土壤性质并计算消毒所需的电压。然后将该电压发送到转换单元(3020)，然后转换单元(3020)将其施加(3025)到系统的消毒单元中的环形履带的电极。
在一些实施例中，可以将电极加热到至少200摄氏度的温度。通常，通过感应加热来加热电极，但是可以使用本领域已知的任何常规加热措施，作为非限制性实例，电阻加热、电弧加热和介电加热。可以使用加热措施的任何组合。
图7示出了具有环形履带的本发明的系统的另一实施例(3000)。在该实施例中，环形履带包括柔性或半柔性材料的环形带(3200)，该环形带可通过推进滚轮(2130)移动。安装在带(3200)中并向外延伸的是电极(1110)；电极(1110)穿过环形带(3200)，使得电极(1110)的顶部可以与动力滚轮(3190)电接触。如在上面图2和图3所示的实施例中，存在多排电极(1110)，优选偶数排。相邻排中的电极(1110)可以是交错的，如上面的图2和图3所示，或者可以是对齐的。
如上所公开的那样，动力滚轮(3190)通过两组张紧轮(3195)与电源(2500，未示出，参见上面的图1)和发电机(2600，未示出，参见上面的图1)电连接，一组具有正电极性并供给正接触板(3120)和正电极(3110)，另一组具有负电极性并供给负接触板(2120)和负电极(3110)。
环形带(3100)可包括橡胶、柔性或半柔性聚合物、用于增强的金属及其任何组合。环形带(3100)是绝缘的，使得实际上没有电流通过它。
图8示意性地示出了将电流和电压从电源(2500，未示出，参见上面的图1)和发电机(2600，未示出，参见上面的图1)传递到地面的装置的实施例。为了清楚起见，这些部分被示出为分离的；实际上，它们在使用期间是接触的。动力滚轮(3190)与固定接触板(3120)接触，以改善动力滚轮(3190)和电极之间的接触。穿过环形带(3100)并安装在其的是电极(1110)。环形带(3100)在由推进滚轮(3130)驱动时移动(白色箭头)，并且因此在接触板(3120)下方移动电极(1110)。接触板(3120)下方的电极(1110)将电流和电压传导到地面中，从而对其进行消毒。
动力滚轮(3190)的表面的至少一部分包括金属或其他导电材料，使得动力滚轮(3190)将电力从电源(2500，未示出，参见上面的图1)和发电机(2600，未示出，参见上面的图1)传导到包括导电材料的接触板(3120)。在优选实施例中，动力滚轮(3190)和接触板(3120)主要包括导电金属，通常为铁或钢，但是可以使用任何导电金属。
电极(1110)包括导电材料，如上所公开的那样。
图9示意性地示出了两排接触板(3120)的一部分。如图9所示，交替排的接触板具有相反的极性，因此电流将从一排接触板(3120)通过电极(1110)流到至少一个相邻排的接触板(3120)。
在优选实施例中，每排电极有一排接触板(3120)和一排动力滚轮(3190)。在其他实施例中，多于一排的电极(1110)可以由一排接触板(3120)供电。
如图10中示意性地示出的那样，消毒单元被配置成使得环形带(3100)和地面(9000)之间的角度θ小于30°。这有助于防止由硬质或石质地面对电极的损坏。
在优选实施例中，电极排间隔开8cm；电极排之间的距离可以在从3cm至30cm的范围内。
在优选实施例中，电极和下一个拖曳电极间隔开8cm；电极和下一个拖曳电极之间的距离可以在从3cm至30cm的范围内。
在优选实施例中，环形带的宽度为160cm。环形带的宽度可以在从50cm至800cm的范围内。
接触板的宽度可以在3cm和60cm之间，以及长度可以在3cm和90cm之间。
动力滚轮的宽度可以在3cm和60cm之间。
当电极(1110)通过最前面的接触板(3120)的前边缘下方时，由电极(1110)对土壤的通电将开始，并且当电极(1110)从最后面的接触板(3120)下方出来时，由电极(1110)的通电结束。每个电极(1110)在地面中的时间取决于拖拉机的速度和电极(1110)在其下通过的接触板(3120)排的长度。通常，每个电极(1110)处于地面中并使地面通电的时间在5s和60s之间。
电极(1110)通常在其接触接触板(3120)之前进入地面。通常，当电极(1110)已经与地面接触时，通电开始达约15秒
通常，电压和电流将在上面公开的范围内。
图11示出包括本发明的替代实施例的器具的整体视图。拖拉机(2800)拖拉配置成用于搅拌和粉碎土壤的中耕机(4100)，随后是本发明的器具(4000)。上述器具包括多个框架电极(4010A、4010B)，框架电极连接到功率单元(未示出)，使得非钻孔框架电极具有相反的极性。AC和DC功率单元在本发明的范围内。所述框架电极(4010B)中的至少一个可沿拖拉方向(4020)往复移动。未示出机械驱动器和电线。在一些实施例中，框架电极(4010A)中的至少一个固定到器具(4000)并且不可往复移动。在一些实施例中，所有框架电极(4010B)可往复移动。
图12呈现了框架电极(4010A、4010B)的放大视图，框架电极(4010A、4010B)由顶杆(4011)、底杆(4015)和多个板状犁构件(4013)形成。根据示例性实施例，所有元件(4011)、(4013)和(4015)通过焊接固定到彼此。板状犁构件(4013)相对于拖拉方向(4020)以范围在5°和90°之间的角度α倾斜。所述框架形电极内的板状犁形构件(4013)之间的距离D的范围在4cm和10cm之间。
可往复移动的框架电极(4010B)被配置成使得从可往复移动的框架电极(4010B)上的犁形构件(4013)到相邻框架电极(4010A、4010B)上的犁形构件(4013)的电流路径将随着可往复移动的框架电极(4010B)相对于相邻框架电极(4010A、4010B)移动而变化。对于非限制性示例，当可往复移动的框架电极(4010B)位于其行程的前部时，电流将从可往复移动的框架电极(4010B)上的第一犁形构件(4013)行进到相邻框架电极(4010A、4010B)上的第一犁形构件(4013)，电流将从第二犁形构件行进到相邻框架电极的第二犁形构件，以此类推。当可往复移动的框架电极(4010B)处于其行程的后部时，电流将从可往复移动的框架电极(4010B)上的第一犁形构件(4013)行进到相邻框架电极(4010A、4010B)上的第二犁形构件(4013)，电流将从第二犁形构件行进到第三犁形构件，以此类推。以这种方式，当器具(4000)移动通过土壤时，通过土壤的电流路径将在方向上变化，从而改善土壤中消毒电流覆盖的均匀性。
通常，所采用的电流和电压将在上面公开的范围内。
示例1
已经检查了用于杀死线虫物种的处理的功效，因为线虫是许多常见作物(诸如但不限于柑橘树、香蕉、大麦、豆类、莴苣、马铃薯、甜瓜、草莓和西红柿)的关键有害因素。
如表1中所示，初始实验已经表明可靠地杀死线虫所需的电流和电压水平。
测量处理之前和之后的土壤湿度和土壤温度，以使消毒过程的效率最大化。对于五个实验，土壤的准备相同。
可以看出，为了杀死线虫，在高于约4.6A的电流条件下需要至少1000V。最佳暴露时间是4次单独的暴露，每次约10s。
表1
不同电流、电压和暴露时间对土壤中线虫的杀灭效果
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示例2
研究了不同暴露时间对植物生长的影响。
图13A-13示出了生长测试的结果。将植物种植在含有预定浓度的线虫的土壤中，已知线虫浓度足以抑制植物生长。
图13A显示了未暴露于电流或电压的对照植物的生长。图13B示出了短时间暴露于预定功率的预定电流和电压的植物的生长，选择电压、电流和功率以有效杀死线虫。图13C示出了长时间暴露于与图13B的植物相同的预定电流和电压的植物的生长。
图13A的对照植物未接受暴露于电力。发现对照植物迟滞，具有稀疏的叶子和光滑且不发育的根系。它们是最小的，具有最少的叶子并且具有最少的根发育。具有短时间暴露的图13B的植物显示出比图13A的植物显著更多的根发育。图13B的植物更大并且具有更多的叶子。具有长时间暴露的图13C的植物显示出为图13B的植物的几乎两倍多的根发育。图13C的植物显著大于图13B的植物，具有显著更多的叶子并且比图13B的植物看起来更成熟，其中那些植物比图13A的植物看起来更成熟。
示例3
研究了不同暴露时间对不同类型土壤的消毒的影响。
众所周知，土壤可以在不同时间具有不同的含水量，并且不同类型的土壤以不同的方式保持水分。由于水是导体，因此土壤的电阻将取决于土壤类型和土壤含水量。由于P＝IV＝I2R，其中P是施加的功率，I是电流，V是电压，以及R是电阻，对于施加到土壤的恒定总功率，施加的电流和电压将取决于土壤电阻R，并且因此取决于土壤类型和土壤水分。
对于表2中所示的测试，向土壤施加2500W的总功率。使用两种暴露时间，短时间暴露6s，以及长时间暴露12s。土壤类型为中质土壤和沙质土壤。
中质土壤的电阻大于沙质土壤的电阻，因为对于短时间暴露和长时间暴露，中质土壤的电流都低于沙质土壤。对于两种土壤类型，长时间暴露的电流大于短时间暴露的电流，表明长时间暴露的土壤比短时间暴露的土壤更潮湿。
未处理的对照未显示消毒。经处理的土壤对于两种土壤类型和两种暴露时间均显示出优异的消毒，对于所有经处理的土壤均高于90％。如所预期的，对于更长时间的暴露，消毒更好。
表2
不同电流和暴露时间对不同类型土壤消毒效果的研究
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合如具体要求保护的其他要求保护的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的描述，但是并不旨在穷举或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最佳地解释本发明的原理和实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解本发明的具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。
Claims (43)
1.一种用于在陆地上行驶的机动履带式车辆，其包括：
与至少一个推进滚轮机械接触的环形带，所述环形带是绝缘的；
用于检测土壤数据的至少一个传感器，所述传感器安装在所述车辆上；
安装在所述环形带上的至少一排正电极，其用于向土壤施加正电流和正电压，所述至少一排正电极中的每一排包括至少一个正电极；
安装在所述环形带上的至少一排负电极，其用于向土壤施加负电流和负电压，所述至少一排负电极中的每一排包括至少一个负电极；
电源，用于向所述至少一排正电极的一部分提供所述正电流和所述正电压，并向所述至少一排负电极的一部分提供所述负电流和所述负电压；
至少一排正动力滚轮，所述至少一排正动力滚轮与所述电源的至少一个正电极端子电连通；
至少一排负动力滚轮，所述至少一排负动力滚轮与所述电源的至少一个负电极端子电连通；
至少一排正接触板，其与所述至少一排正动力滚轮中的每一排电连通；所述至少一排正接触板中的每一排被配置为与所述至少一排正电极中的至少一排的至少一部分电连通；以及
至少一排负接触板，其与所述至少一排负动力滚轮中的每一排电连通；所述至少一排负接触板中的每一排被配置为与所述至少一排负电极中的至少一排的至少一部分电连通；
处理器，其用于处理由所述传感器收集的土壤数据；
其中所述至少一排正动力滚轮和所述至少一排正接触板被配置为将所述正电流和所述正电压施加到所述至少一排正电极的一部分，所述至少一排正电极的所述部分被配置为在所述正电流和所述正电压的所述施加期间埋入所述土壤中；并且所述至少一排负动力滚轮和所述至少一排负接触板被配置为将所述负电流和所述负电压施加到所述至少一排负电极的一部分，所述至少一排负电极的所述部分被配置为在所述负电流和所述负电压的所述施加期间埋入所述土壤中；并且所述至少一个处理器被配置为从由所述传感器传输的所述土壤数据确定适于每组施加的功率的值，其选自杀死或灭活至少一种类型的病原体所需的电压、电流、功率水平及其任何组合；以及指示所述电源将所述施加的功率组施加到所述至少一个正电极和所述至少一个负电极，
其中由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件包括销状电极或钉状电极，所述销状电极或所述钉状电极从履带板基本上垂直地向外突出。
2.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述环形带的宽度为160cm。
3.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述环形带的宽度在从50cm至800cm的范围内。
4.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述环形带具有的长度在3 m至15 m的范围内。
5.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述环形带具有的长度为6 m。
6.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述至少一个传感器选自湿度传感器、电导率传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、功率水平传感器及其任何组合。
7.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极及其任何组合的电压的绝对值在从1000V至9000V的范围内。
8.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电压的绝对值为3000V。
9.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平在从20000W至60000W的范围内。
10.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平在从 30000W至50000W的范围内。
11.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的功率水平为50000W。
12.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电流的绝对值在从1 A至10 A的范围内。
13.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，适用于所有所述至少一个正电极和所有所述至少一个负电极的电流的绝对值在从5A至8A的范围内。
14.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，还包括至少一个断路器。
15.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，还包括控制器。
16.根据权利要求15所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述控制器配置成显示电极电压、负载电流、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率、履带板温度、电极温度、发电机过载状态、变压器过载状态及其任何组合。
17.根据权利要求15所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述控制器配置成提供至少一个警报。
18.根据权利要求17所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述至少一个警报选自关于存在故障的警报、关于故障性质的警报、关于故障在系统中的位置的警报、故障概率的警报、过载的警报、电气故障的警报、短路的警报、电源故障的警报、变压器故障的警报及其任何组合。
19.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，以下中的至少一项是真实的：
a. 由所述至少一个正电极和所述至少一个负电极所构成的组中的至少一个构件被配置成被加热到至少200摄氏度的温度；
b. 所述土壤数据选自湿度、温度、电导率及其任何组合；
c. 链接的履带板中的至少两个具有柔性连杆；
d. 所述机动履带式车辆配置成能够以选自手动、自主及其任何组合的方式操作；以及
e．所述机动履带式车辆配置为能够远程控制的。
20.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件被配置成通过选自感应加热、电阻加热、电弧加热、介电加热及其任何组合的方法加热。
21.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件被配置成通过感应加热来加热。
22.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的长度为30cm。
23.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的长度在从15cm至50cm的范围内。
24.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任何组合所构成的组中的构件的直径为5cm。
25.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，由所述至少一个正电极、所述至少一个负电极及其任意组合所构成的组中的构件的直径在从1cm至10cm的范围内。
26.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，一排中的电极和相邻排中的电极之间的中心到中心距离在从3cm至30cm的范围内。
27.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，电极和下一个拖曳电极之间的中心到中心距离在从3cm至30cm的范围内。
28.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述电源包括至少一个发电机和至少一个功率单元。
29.根据权利要求28所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述至少一个发电机产生220VAC的功率。
30.根据权利要求28所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述至少一个功率单元产生5000W的功率水平。
31.根据权利要求28所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述功率单元输出功率在2000W和10000W之间的范围内。
32.根据权利要求30所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述功率单元输出功率在3000W至6000W之间的范围内。
33.根据权利要求30所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述功率单元输出功率为5000W。
34.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述机动履带式车辆包括多个滚轮。
35.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，多个推进滚轮和所述环形带配置成形成履带型胎面。
36.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，至少一个马达配置成使得所述至少一个滚轮旋转。
37.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述机动履带式车辆是独立的或配置成能够附接到另一车辆。
38.根据权利要求37所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述附接包括经由动力输出装置的电连接。
39.根据权利要求1所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述陆地选自开放区域或封闭空间中的陆地。
40.根据权利要求39所述的机动履带式车辆，其特征在于，开放区域中的所述陆地选自：农业用地、牧场、草地、果园、花园、林地、运动场、护坡、需要修复的陆地及其任何组合。
41.根据权利要求40所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述需要修复的陆地选自：需要去除植物破坏性病原体的陆地、需要去除动物破坏性病原体的陆地、需要去除化学品的陆地及其任何组合。
42.根据权利要求39所述的机动履带式车辆，其特征在于，封闭空间中的所述陆地是用于室内修复的土壤。
43.根据权利要求42所述的机动履带式车辆，其特征在于，所述用于室内修复的土壤选自：来自竖直耕作操作的土壤、来自温室的土壤、谷仓、畜栏、鸽房及其任何组合。
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