一种磁场控制强化土壤修复装置和土壤修复方法与流程

本发明属于秸秆基生物有机肥料制备和应用技术领域，具体涉及一种磁场控制强化土壤修复装置和土壤修复方法。

技术背景

随着社会的不断发展，传统农业面临的几个问题凸显：一是我国作为农作物产出大国，在环境保护政策日益常态化的时代背景下，农作物秸秆的资源化利用的需求日益强烈。二是我国农业生产中，无机肥料的大量使用，使得我国耕地出现了氮、磷、钾等含量提高，但是有机质含量下降，直接后果是病虫害增多，土壤的物理特性和微生物系统被严重破坏，周而复始，土壤的整体有机质含量大幅度下降，无机肥类和农药残留大幅度在土壤中增加。土壤出现了酸化、板结、透气性差，保水能力和保肥能力大幅度下降，严重制约了我国农业的可持续发展。因此土壤的生物质修复，土壤生态系统的修复还原，实现有机农业、无公害化农业也是我国农业发展的主导方向。以秸秆为原来原料的生物有机肥，由于其对土壤改良优异的生物活性和针对土壤现行板结、透水等问题的独特修复方式，已经成为全球公认的土壤生物质改性、绿色有机农业可持续发展的优选方案。目前资源化利用秸秆的生物质发酵方法，面临的共性问题是，生产工业相对复杂，菌种培育目前采用的是常规方法，对温度、湿度、发酵液的循环利用工艺不成熟，成本高、培育速度和效率也有待提高。因此本专利从生物质发酵秸秆的基础基质出发，提出一种简化生态有机肥方法，操作简单成本低，优化生物质有机肥的制备工艺，从理化角度提升秸秆基生物质有机肥的制备效率和质量。在施肥过程中，当前主要仍是按照传统施肥和经验施肥措施，利用机械翻土混合有机肥，这会造成有机肥在土壤中分散效果差，吸收效率不高、肥料用量高、产量下降等题。尤其是针对不同类型的水田土壤，施肥因土壤特性差异存在差异较大。不同类型土壤由于其土壤剖面构成、肥力特性存在差异，使用有机肥后由于外源有机物料的进入以及在土壤中的腐解过程，使土壤供氮能力、养分转化过程及氮肥的利用率都会受到影响，进而影响水稻的生育和产量。

技术实现要素：
本发明针对上述问题，提出了一种磁场控制强化土壤修复装置，配合磁性生态有机肥，因地制宜针对土壤特性，在微观上控制有机肥在土壤中的扩散速度，解决有机肥特别是秸秆还田后施肥混乱，造成肥料损失、浪费，低产、低效的技术难题。

技术方案：

一种磁场控制强化土壤修复装置，包括箱体和位于箱体底部的永磁铁腔体，所述永磁铁腔体内均匀分布多个有永磁铁，所述每个永磁铁中间设有与永磁铁腔体连接的转轴，永磁铁可绕转轴水平面转动，所述箱体内还设有一控制装置，该控制装置通过控制转轴的转速进而控制永磁铁的转速。进一步的，所述箱体的顶部和底部之间固定有一支撑轴，所述支撑轴贯穿且不接触所述永磁铁腔体，所述支撑轴外套有弹簧，所述弹簧连接所述箱体的顶端和永磁铁腔体，所述控制装置通过控制弹簧的弹力来控制永磁铁腔体的高度。进一步的，所述箱体的底部安装有滑轮，所述滑轮与控制装置连接。

进一步的，所述控制装置包括控制器和控制旋钮，所述控制旋钮包括转速调节旋钮、高度调节旋钮和速度调节旋钮，通过转速调节旋钮发出永磁铁转速的信号至控制器，控制器发出指令控制永磁铁的转速；通过高度调节旋钮发出信号给控制器，控制器控制弹簧的弹力进一步控制永磁体腔体离地面的高度；通过速度调节旋钮发出信号给控制器，控制器控制滑轮的速度进一步控制整个装置的运行速度。本发明还提供一种利用上述的磁场控制强化土壤修复装置进行土壤修复的方法，包括如下步骤：（1）将磁性生态有机肥在农作物播种前，伴随细耕按每亩100kg撒施；（2）撒施结束后，使用磁场控制土壤修复装置进行土壤修复；（3）静置12-18h后，即可进行农作物播种；（4）播种后，每隔10-20天使用磁场控制强化土壤修复装置进行强化吸收一次，强化吸收次数为1-3次。使得生态有机肥得到最大化利用。本发明还提供磁性生态有机肥的制备方法如下：（1）秸秆发酵：将em菌剂融入水中搅拌均匀加入到秸秆粉末中，然后在发酵罐内进行发酵得到秸秆发酵料；所述em菌剂、水和秸秆的重量比为3-8：800-1000：800-1000；秸秆粉末尺寸为2-5厘米；

（2）配料：将膨润土、磁性生物炭、em菌剂和步骤（1）制得的秸秆发酵料进行混合，搅拌均匀后，制得粗料；所述膨润土、磁性生物炭、em菌剂和秸秆发酵料的重量比为15-30：15-30：3-5：500-800；

（3）造粒：将步骤（2）所得粗料放入造粒机中进行造粒、烘干处理后，即得磁性生态有机肥，所述烘干的温度为30-40℃，便于微生物繁殖、生存。

进一步的，所述em菌浓度≧3×10⁸个/ml，可营造一个稳定的生态微生物系统，使得微生物能够更好的输出植物所需要的营养物质。

本发明可根据不同土壤的情况不同通过外部磁场的大小和磁场旋转速度从微观控制微生物在土壤中的扩散速度，强化农作物对生态有机肥的吸收和利用。同时本发明专利中的磁场控制强化土壤修复装置可根据土壤不同情况和农作物种植间隙使用不同大小的装置，达到因地制宜，操作方便的目的。

有益效果

与现有的技术相比，本发明不仅提出了一种可修复土壤的磁性生态有机肥，可以改善土壤团粒结构，活化养分元素，在生产和使用过程中不会造成环境污染，有效促进作物对养分的吸收，改善提高作物的品质和质量，本发明特点在于生态有机肥中添加了磁性生物炭，不仅可以提高土壤的疏松锁水能力，而且结合本发明中的磁场控制强化土壤修复装置，通过外加磁场的方式作用于附着在em菌上的磁性生物炭，在微观上实现控制了生态有机肥在土壤中的扩散程度和均匀分布程度，且装置便捷，操作简单，降低了成本和人力，具有明显增产节约资源的效果，全面提高经济和社会效益，确保有机肥在农业生产中的最大化利用。

附图说明

图1是本发明的磁场控制强化土壤修复装置图。

图2是本发明的磁场控制强化土壤修复装置使用前土壤示意图。

图3是本发明的磁场控制强化土壤修复装置使用后土壤效果示意图。

附图说明：1-箱体、2-支撑轴、3-弹簧、4-永磁铁腔体、5-永磁铁、6-滑轮、7-1-高度调节旋钮、7-2-转速调节旋钮、7-3-速度调节旋钮、8-磁性生态有机肥、9-土壤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1一种磁场控制强化土壤修复装置（图1）

包括箱体1和位于箱体1底部的永磁铁腔体4，永磁铁腔体4内均匀分布多个有永磁铁5，每个永磁铁5中间设有与永磁铁腔体4连接的转轴，永磁铁5可绕转轴水平面转动，箱体1内还设有一控制装置，该控制装置通过控制转轴的转速进而控制永磁铁的转速。箱体1的顶部和底部之间固定有一支撑轴2，支撑轴2贯穿且不接触所述永磁铁腔体4，支撑轴2外套有弹簧3，弹簧3连接箱体1的顶端和永磁铁腔体，控制装置通过控制弹簧的弹力来控制永磁铁腔体的高度。箱体1的底部安装有滑轮6，滑轮6与控制装置连接。

控制装置包括控制器（位于箱体内部，图中未示出）和控制旋钮，控制旋钮包括转速调节旋钮7-2、高度调节旋钮7-1和速度调节旋钮7-3，通过转速调节旋钮7-2发出永磁铁转速的信号至控制器，控制器发出指令控制永磁铁5的转速；通过高度调节旋钮7-1发出信号给控制器，控制器控制弹簧3的弹力进一步控制永磁体腔体4离地面的高度；通过速度调节旋钮7-3发出信号给控制器，控制器控制滑轮6的速度进一步控制整个装置的运行速度。

实施例2

利用上述的磁场控制强化土壤修复装置进行土壤修复的方法，包括如下步骤：（1）将磁性生态有机肥在农作物播种前，伴随细耕按每亩100kg撒施；（2）撒施结束后，设定参数，使用磁场控制土壤修复装置进行土壤修复；（3）静置12h后，即可进行农作物播种；（4）播种后，每隔15天使用磁场控制强化土壤修复装置进行强化吸收一次，强化吸收次数为2次。

图2和图3分别为磁场控制强化土壤修复装置使用前和使用后的效果演示图，使用前磁性生态有机肥8在土壤9内有聚集颗粒，使用后磁性生态有机肥8在土壤9内更加分散。

实施例3

利用上述的磁场控制强化土壤修复装置进行土壤修复的方法，包括如下步骤：

（1）将磁性生态有机肥在农作物播种前，伴随细耕按每亩100kg撒施；（2）撒施结束后，设定参数，使用磁场控制强化土壤修复装置进行土壤修复；（3）静置18h后，即可进行农作物播种；（4）播种后，每隔10天使用磁场控制强化土壤修复装置进行强化吸收一次，强化吸收次数为3次。

实施例4磁性生态有机肥的制备方法

（1）秸秆发酵：将em菌剂融入水中搅拌均匀加入到秸秆粉末中，然后在发酵罐内进行发酵得到秸秆发酵料；所述em菌剂、水和秸秆的重量比为1：100：100；秸秆粉末尺寸为2-5厘米；

（2）配料：将膨润土、磁性生物炭、em菌剂和步骤（1）制得的秸秆发酵料进行混合，搅拌均匀后，制得粗料；所述膨润土、磁性生物炭、em菌剂和秸秆发酵料的重量比为5：5：1：200；

（3）造粒：将步骤（2）所得粗料放入造粒机中进行造粒、烘干处理后，即得磁性生态有机肥，所述烘干的温度为35℃，便于微生物繁殖、生存。

em菌浓度=4×10⁸个/ml，磁性生物炭购于佛山市保源创优活性炭有限公司型号kl40。

实施例5磁性生态有机肥的制备方法

（1）秸秆发酵：将em菌剂融入水中搅拌均匀加入到秸秆粉末中，然后在发酵罐内进行发酵得到秸秆发酵料；所述em菌剂、水和秸秆的重量比为1：200：200；秸秆粉末尺寸为2-5厘米；

（2）配料：将膨润土、磁性生物炭、em菌剂和步骤（1）制得的秸秆发酵料进行混合，搅拌均匀后，制得粗料；所述膨润土、磁性生物炭、em菌剂和秸秆发酵料的重量比为5：5：1：280；

（3）造粒：将步骤（2）所得粗料放入造粒机中进行造粒、烘干处理后，即得磁性生态有机肥，所述烘干的温度为35℃，便于微生物繁殖、生存。

所述em菌浓度=5×10⁸个/ml，磁性生物炭购于佛山市保源创优活性炭有限公司型号kl40。

实施例6

将实施例4制备的磁性生态有机肥应用于实施例2的土壤修复方法中，与不使用磁场控制强化土壤修复装置的两块农田进行对比试验，发现经过磁场控制强化土壤修复装置修复后的土壤生产的小麦亩产多30%。进一步验证了本发明土壤修复装置的增产效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。