阅读说明：本技术 一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法 (Farmland soil quality improving device and method based on microbial fermentation technology ) 是由 黄锦锦 于 2020-04-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法,属于土质改良技术领域,一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置,包括壳体机构和密封机构,壳体机构包括防护箱,防护箱的顶部外壁上嵌入安装有上固定块,防护箱的顶部外壁上嵌入安装有下固定块,上固定块和下固定块之间固定连接有圆筒状的连接筒体,连接筒体的内部开设有发酵腔,连接筒体包括裂纹层和薄壁层,薄壁层设置在裂纹层的外侧。可以实现在实施过程中,除发酵产物外,其余物质均可回收再利用,不会残留在土壤中,在环保节能的同时可避免对土壤造成二次污染,且发酵产物生成后,直接渗入土壤,可充分发挥其功效,提高了改良效果。(The invention discloses a farmland soil quality improving device and method based on a microbial fermentation technology, belongs to the technical field of soil quality improvement, and relates to a farmland soil quality improving device based on a microbial fermentation technology. The method can realize that other substances except the fermentation product can be recycled and reused in the implementation process, the substances can not remain in the soil, the secondary pollution to the soil can be avoided while the environmental protection and the energy saving are realized, and the fermentation product directly permeates into the soil after being generated, so that the effect can be fully exerted, and the improvement effect is improved.)

一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法

技术领域

本发明涉及土质改良领域，更具体地说，涉及一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法。

背景技术

随着化肥使用时间的增长，现在农村很多土地无论怎样加大施肥和灌溉力度，庄稼就是长不好，除了气候因素就是因为长期施用化肥导致的土壤团粒结构不良和土壤板结所造成。近年来，随着人们可持续发展意识的提高及政府的提倡推动，越来越多的科研企业开始研究农田土质的改良，且伴随着可科技的进步，科研人员已经将微生物发酵技术运用到农田土质的改善中。

现有技术中，采用微生物发酵技术的农田土质改良方法和装置，大多是先培养微生物菌落，使其发酵得到发酵产物，然后将产物投放至农田，进行改善，该方式在实施过程中，发酵产物的品质容易受损，且无法充分发挥发酵产物的效果，虽然也有一些预埋式的改良装置，但会在土壤中形成残留，造成土壤的二次污染，降低土质改良的效果。因此，我们提出一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置及方法，它可以实现在实施过程中，除发酵产物外，其余物质均可回收再利用，不会残留在土壤中，在环保节能的同时可避免对土壤造成二次污染，且发酵产物生成后，直接渗入土壤，可充分发挥其功效，提高了改良效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置，包括壳体机构和密封机构，所述壳体机构包括防护箱，所述防护箱的顶部外壁上嵌入安装有上固定块，所述防护箱的顶部外壁上嵌入安装有下固定块，所述上固定块和下固定块之间固定连接有圆筒状的连接筒体，所述连接筒体的内部开设有发酵腔，所述连接筒体包括裂纹层和薄壁层，所述薄壁层设置在裂纹层的外侧，所述上固定块的中部开设有进料孔，所述进料孔两侧的内壁上均固定安装有定位挡块，所述进料孔的内壁上设置有内螺纹，所述进料孔的两侧分别设有固定安装在上固定块内部的进气管和出气管，所述防护箱的内壁上固定安装有分隔集料块，所述分隔集料块的中部开设有连接孔，所述连接孔的内壁与连接筒体的外壁相贴，所述防护箱的底部内壁上开设有若干个漏孔。

所述密封机构包括竖杆，所述竖杆的外壁上固定连接有压板，所述压板的底部固定连接有套设在竖杆外壁上的密封垫片，所述竖杆的底端固定连接有连接块，所述连接块的外壁上设置有与连接孔相适配的外螺纹。

进一步的，所述连接筒体上下两端均设置为开口状，所述连接筒体的材质为陶瓷，所述裂纹层上设置有多道裂纹，陶瓷材料本身较脆，再加上裂纹层的设置，使得连接筒体强度较低，在发酵进行的一定程度后，发酵产生的气体会使发酵腔内的气压增大，导致连接筒体破碎，进而使发酵产流入土壤内，对土质进行改良。

进一步的，所述进气管和出气管上均设置有气阀门，所述进气管和出气管均贯穿上固定块，且进气管和出气管的底端均与发酵腔相连通，进气管和出气管的设置，可通过进气管向发酵腔内鼓入氮气，发酵腔内的空气经出气管排出，使氮气对发酵腔内的空气进行一定的置换，从而降低发酵腔内的氧气含量，更利于厌氧型有益微生物的培养发酵。

进一步的，所述分隔集料块设置为圆台形，分隔集料块的设置，使得连接筒体破碎后，分隔集料块上方的碎片会顺着分隔集料块的侧面，落在防护箱内壁和分隔集料块之间，从而使大部分的碎片不会落至防护箱的底部，进而可避免碎片堵塞漏孔。

进一步的，所述漏孔呈环形均匀分布在下固定块的外侧，漏孔的设置，可使发酵产物可通过漏孔流入土壤，进而进行土质的改良。

进一步的，所述连接块的底端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的两侧均固定连接有多个搅拌叶片，搅拌轴和搅拌叶片的设置，使得连接块转动与进料孔连接时，会带动搅拌叶片转动，进而使发酵腔内的发酵底物、培养基、微生物菌落充分混合。

进一步的，所述连接块底端与密封垫片底端间的距离大于定位定位挡块顶端与上固定块间的距离，从而使连接块移动至定位挡块处的过程中，压板会紧紧的向下挤压密封垫片，使密封垫片紧贴在上固定块顶端，保证密封性。

进一步的，所述竖杆顶端固定连接有调节手柄，所述调节手柄设置为环形，调节手柄的设置，可便于竖杆、连接块等的转动，提高了便利性。

一种基于微生物发酵技术的农田土质改良方法，包括以下步骤：

S1、根据农田土质情况选择适合的微生物，并预制该微生物发酵培养所需的发酵底物以及培养基；

S2、经进料孔向发酵腔内依次投入适量发酵底物、培养基、微生物菌落；

S3、使搅拌轴穿过进料孔插入发酵腔，通过转动调节手柄使连接块与进料孔螺纹连接，直至连接块移动至定位挡块处、密封垫片紧贴上固定块的顶部，完成壳体机构和密封机构间的连接，且在转动、连接的过程中，搅拌轴随之转动，带动搅拌叶片转动，使发酵底物、培养基、微生物菌落充分混合；

S4、打开进气管、出气管上的气阀门，通过进气管向发酵腔内鼓入气体，一定时间后，关闭气阀门；

S5、在农田上预挖多个均匀分布的填埋坑，将多个连接完成的壳体机构和密封机构分别放入坑内，掩埋填埋坑并在地面做上标记；

S6、微生物菌落在发酵腔发酵，15～20天后，发酵过程中的生成的气体使发酵腔内气压增加，导致连接筒体破碎，发酵产物经漏孔流入土壤，对土质进行改良；

S7、3～4个月后，发酵产物充分的流入土壤后，根据地面标记，挖出壳体机构、密封机构，即可进行回收。

进一步的，所述步骤S中的微生物为厌氧型有益微生物的一种，所述步骤S中鼓入的气体为氮气，鼓入氮气置换发酵腔内的空气，可降低发酵腔内的空气含量，进而可利于厌氧型有益微生物的培养、发酵。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案中的改良装置和改良方法，在实施过程中，除发酵产物外，其余物质均可回收再利用，不会残留在土壤中，在环保节能的同时可避免对土壤造成二次污染，且发酵产物生成后，直接渗入土壤，可充分发挥其功效，提高了改良效果。

(2)连接筒体上下两端均设置为开口状，连接筒体的材质为陶瓷，裂纹层上设置有多道裂纹，陶瓷材料本身较脆，再加上裂纹层的设置，使得连接筒体强度较低，在发酵进行的一定程度后，发酵产生的气体会使发酵腔内的气压增大，导致连接筒体破碎，进而使发酵产流入土壤内，对土质进行改良

(3)进气管和出气管的设置，可通过进气管向发酵腔内鼓入氮气，发酵腔内的空气经出气管排出，使氮气对发酵腔内的空气进行一定的置换，从而降低发酵腔内的氧气含量，更利于厌氧型有益微生物的培养发酵。

(4)分隔集料块的设置，使得连接筒体破碎后，分隔集料块上方的碎片会顺着分隔集料块的侧面，落在防护箱内壁和分隔集料块之间，从而使大部分的碎片不会落至防护箱的底部，进而可避免碎片堵塞漏孔。

(5)漏孔呈环形均匀分布在下固定块的外侧，漏孔的设置，可使发酵产物可通过漏孔流入土壤，进而进行土质的改良。

(6)搅拌轴和搅拌叶片的设置，使得连接块转动与进料孔连接时，会带动搅拌叶片转动，进而使发酵腔内的发酵底物、培养基、微生物菌落充分混合。

(7)连接块底端与密封垫片底端间的距离大于定位定位挡块顶端与上固定块间的距离，从而使连接块移动至定位挡块处的过程中，压板会紧紧的向下挤压密封垫片，使密封垫片紧贴在上固定块顶端，保证密封性。

(8)调节手柄的设置，可便于竖杆、连接块等的转动，提高了便利性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明防护箱内的剖视图；

图3为本发明连接筒体处的剖视图；

图4为本发明分隔集料块处的立体结构示意图；

图5为本发明漏孔处的俯视图；

图6为本发明连接筒体的俯视截面图；

图7为本发明壳体机构和密封机构连接后的剖视图。

图中标号说明：

1、壳体机构；101、防护箱；102、上固定块；103、下固定块；104、连接筒体；1041、裂纹层；1042、薄壁层；105、进料孔；106、定位挡块；107、进气管；108、出气管；109、分隔集料块；110、连接孔；111、漏孔；2、密封机构；201、竖杆；202、压板；203、密封垫片；204、连接块；205、调节手柄；206、搅拌轴；207、搅拌叶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-7，一种基于微生物发酵技术的农田土质改良装置，包括壳体机构1和密封机构2，壳体机构1包括防护箱101，防护箱101的顶部外壁上嵌入安装有上固定块102，防护箱101的顶部外壁上嵌入安装有下固定块103，上固定块102和下固定块103之间固定连接有圆筒状的连接筒体104，连接筒体104的内部开设有发酵腔112，连接筒体104包括裂纹层1041和薄壁层1042，连接筒体104上下两端均设置为开口状，连接筒体104的材质为陶瓷，裂纹层1041上设置有多道裂纹，陶瓷材料本身较脆，再加上裂纹层1041的设置，使得连接筒体104强度较低，在发酵进行的一定程度后，发酵产生的气体会使发酵腔112内的气压增大，导致连接筒体104破碎，进而使发酵产流入土壤内，对土质进行改良，薄壁层1042设置在裂纹层1041的外侧，上固定块102的中部开设有进料孔105，进料孔105两侧的内壁上均固定安装有定位挡块106，进料孔105的内壁上设置有内螺纹，进料孔105的两侧分别设有固定安装在上固定块102内部的进气管107和出气管108，进气管107和出气管108上均设置有气阀门，进气管107和出气管108均贯穿上固定块102，且进气管107和出气管108的底端均与发酵腔112相连通，进气管107和出气管108的设置，可通过进气管107向发酵腔112内鼓入氮气，发酵腔112内的空气经出气管108排出，使氮气对发酵腔112内的空气进行一定的置换，从而降低发酵腔112内的氧气含量，更利于厌氧型有益微生物的培养发酵，防护箱101的内壁上固定安装有分隔集料块109，分隔集料块109的中部开设有连接孔110，连接孔110的内壁与连接筒体104的外壁相贴，防护箱101的底部内壁上开设有若干个漏孔111，分隔集料块109设置为圆台形，分隔集料块109的设置，使得连接筒体104破碎后，分隔集料块109上方的碎片会顺着分隔集料块109的侧面，落在防护箱101内壁和分隔集料块109之间，从而使大部分的碎片不会落至防护箱101的底部，进而可避免碎片堵塞漏孔111，漏孔111呈环形均匀分布在下固定块102的外侧，漏孔111的设置，可使发酵产物可通过漏孔111流入土壤，进而进行土质的改良。

请参阅图1和图7，密封机构2包括竖杆201，竖杆201的外壁上固定连接有压板202，压板202的底部固定连接有套设在竖杆201外壁上的密封垫片203，竖杆201的底端固定连接有连接块204，连接块204的外壁上设置有与连接孔105相适配的外螺纹，连接块204的底端固定连接有搅拌轴206，搅拌轴206的两侧均固定连接有多个搅拌叶片207，搅拌轴206和搅拌叶片207的设置，使得连接块204转动与进料孔105连接时，会带动搅拌叶片207转动，进而使发酵腔112内的发酵底物、培养基、微生物菌落充分混合，连接块204底端与密封垫片203底端间的距离大于定位定位挡块106顶端与上固定块102间的距离，从而使连接块204移动至定位挡块106处的过程中，压板202会紧紧的向下挤压密封垫片203，使密封垫片203紧贴在上固定块102顶端，保证密封性，竖杆201顶端固定连接有调节手柄205，调节手柄205设置为环形，调节手柄205的设置，可便于竖杆201、连接块204等的转动，提高了便利性。

请参阅图1-7，一种基于微生物发酵技术的农田土质改良方法，包括以下步骤：

S1、根据农田土质情况选择适合的微生物，并预制该微生物发酵培养所需的发酵底物以及培养基；

S2、经进料孔105向发酵腔112内依次投入适量发酵底物、培养基、微生物菌落；

S3、使搅拌轴206穿过进料孔105插入发酵腔112，通过转动调节手柄205使连接块204与进料孔105螺纹连接，直至连接块204移动至定位挡块106处、密封垫片203紧贴上固定块102的顶部，完成壳体机构1和密封机构2间的连接，且在转动、连接的过程中，搅拌轴206随之转动，带动搅拌叶片207转动，使发酵底物、培养基、微生物菌落充分混合；

S4、打开进气管107、出气管108上的气阀门，通过进气管107向发酵腔112内鼓入气体，一定时间后，关闭气阀门；

S5、在农田上预挖多个均匀分布的填埋坑，将多个连接完成的壳体机构1和密封机构2分别放入坑内，掩埋填埋坑并在地面做上标记；

S6、微生物菌落在发酵腔112发酵，15～20天后，发酵过程中的生成的气体使发酵腔112内气压增加，导致连接筒体104破碎，发酵产物经漏孔111流入土壤，对土质进行改良；

S7、3～4个月后，发酵产物充分的流入土壤后，根据地面标记，挖出壳体机构1、密封机构2，即可进行回收。

步骤S1中的微生物为厌氧型有益微生物的一种，步骤S4中鼓入的气体为氮气，鼓入氮气置换发酵腔112内的空气，可降低发酵腔112内的空气含量，进而可利于厌氧型有益微生物的培养、发酵，本发明中的改良方法和改良装置，在实施过程中，除发酵产物外，其余物质均可回收再利用，不会残留在土壤中，在环保节能的同时可避免对土壤造成二次污染，且发酵产物生成后，直接渗入土壤，可充分发挥其功效，提高了改良效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。