制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置及制备有机肥方法

技术领域

本发明属农用肥料生产领域，尤其涉及一种制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置及制备有机肥方法。

背景技术

有机肥料富含有机物质和作物生长所需的营养物质，不仅能提供作物生长所需养分，改良土壤，还可以改善作物品质，提高作物产量，促进作物高产稳产，保持土壤肥力，同时可提高肥料利用率，降低生产成本。充分合理利用有机肥料能增加作物产量、培肥地力、改善农产品品质、提高土壤养分的有效性。

有机肥料含有植物需要的大量营养成分，对植物的养分供给比较平缓持久，有很长的后效。有机肥料还含有多种微量元素。由于有机肥料中各种营养元素比较完全，而且这些物质完全是无毒、无害、无污染的自然物质，这就为生产高产、优质、无污染的绿色食品提供了必须条件。有机肥料含有多种糖类，施用有机肥增加了土壤中各种糖类。有了糖类，有了有机物在降解中释放的大量能量，土壤微生物的生长、发育、繁殖活动就有了能源。

有机质堆肥在发酵和腐烂的同时形成，会产生带有二氧化碳气体及煤气等臭气的有害微生物大肠菌、葡萄球菌及有毒性霉菌，致使室内栽培和需要清洁环境的公园、高尔夫球场草地等场所无法使用。

为使农产品的生产效率化，有机肥料不仅要具有优秀的补充养分能力、软化土地能力与补充水分能力，还需具有恢复土壤中微生物生态环境的能力，达到使用限制最小化的目的。

另外，目前在有机肥生产领域，普遍存在着有机肥生产机械化程度低，环保性能差等问题，对有机肥原料的粉碎常常通过人工完成，尤其在边缘农村，大都采用手工工具对有机肥原料进行敲打，使其松散成粉状，采用人工粉碎方式费时费力，生产效率低下，且粉碎效果不理想，品质低，直接影响农作物对有机肥营养成分的吸收。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，生产效率高，原料粉碎效果理想，环保性能显著，适用范围广泛的制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置。

本发明还提供一种利用上述装置制备有机肥的方法，基于该方法生产的目的产物，其可有效防止土壤氧化，降低过度施肥造成的土壤受损失程度，有效去除温室土壤中产生的有害气体，恢复微生物生态环境，治疗预防病虫害。

为达到上述目的，本发明是这样实现的。

制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置，包括驱动电动机、驱动轴、热交换单元、原料微化处理单元、原料输入单元及收料搅拌单元；所述原料微化处理单元置于热交换单元上侧。

所述原料微化处理单元包括壳体、动磨盘及静磨盘；所述动磨盘及静磨盘位于壳体内，且间隔一定距离水平设置；所述静磨盘的中心部位设有通孔；在所述壳体上设有物料出口；所述物料出口与收料搅拌单元的物料入口相通；在所述收料搅拌单元上设有真空吸料机构；所述真空吸料机构的吸料端口与收料搅拌单元储料仓相通。

所述原料输入单元包括外部单元及内部单元；所述内部单元置于外部单元内，且与外部单元内壁动配合；所述内部单元水平中心部位设有原料流通通道；所述内部单元一端与静磨盘的中心部位垂直固定相接，其另一端与端盖固定相接。

所述驱动轴的一端与动磨盘的中心部位垂直固定相接，其另一端接驱动电动机的动力输出端。

在所述原料输入单元上设有第一原料入口及第二原料入口；所述第一原料入口及第二原料入口分别与原料流通通道相通。

所述热交换单元包覆于驱动轴；在热交换单元上设有冷媒入口及冷媒出口；所述冷媒出口经水泵与水箱相通；所述水箱出口与冷媒入口相通。

作为一种优选方案，本发明在所述原料输入单元的端部可设有静磨盘水平位置调整机构；所述静磨盘水平位置调整机构包括装配盖板、螺杆、螺杆托架、第一螺母、第二螺母及第三螺母；所述第三螺母一端与端盖固定相接；所述螺杆一端依次分别穿过螺杆托架及装配盖板的中心孔与第三螺母固定相接；所述第二螺母与螺杆螺纹连接，且位于装配盖板外侧；所述第一螺母与螺杆螺纹连接，且位于螺杆托架外侧。

进一步地，本发明还可设有温控组件；所述温控组件包括温度传感器、电磁阀及温控模块；所述温度传感器及电磁阀的信号传输端口接温控模块的信号传输端口；所述温控模块包括电源电路、CPU控制电路、显示电路及控制输出电路；所述CPU控制电路的信号传输端口分别接显示电路及控制输出电路的信号传输端口；所述温度传感器位于原料微化处理单元之上。

进一步地，本发明所述真空吸料机构的排气口与水箱相通。

上述制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置制备有机肥的方法，可按如下步骤实施。

（1）将草碳、发酵鸡粪、石英斑岩及熟成废渣粉末从第一原料入口送入原料流通通道。

（2）接续将氨基酸、微量元素、梭伦剥管菌及海藻素从第二原料入口送入原料流通通道。

（3）启动驱动电动机，驱动电动机的输出动力经驱动轴传至动磨盘；位于原料流通通道的物料经通孔被送至静磨盘与动磨盘之间的研磨区进行物料研磨。

（4）经步骤（3）研磨后的物料被送至收料搅拌单元进行搅拌。

（5）将步骤（4）所得混合物经过造粒、抛光、干燥后，再经过分选分类包装，最终获得目的产物。

作为一种优选方案，本发明所述草碳、发酵鸡粪、石英斑岩、熟成废渣粉末、氨基酸、微量元素、梭伦剥管菌及海藻素的重量百分含量依次为：50～60%、15～25%、5～15%、1～10%、1～5%、1～3%、1～2%及1～5%。

进一步地，本发明所述微量元素为铁、锰、锌、铜、钼及镍中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，本发明所述熟成废渣粉末是将石灰、鲍鱼壳、牡蛎壳、毛蚶壳、珍珠贝及泥蚶，在700～1400℃环境下，经过2～7小时熟成,再将其粉碎至制得。

本发明制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置结构简单，生产效率高，原料粉碎效果理想，环保性能显著，适用范围广泛。本发明通过原料微化处理单元、原料输入单元及收料搅拌单元的封闭结构设计，系统环保性能得到明显提升。另外，本发明通过静磨盘水平位置调整机构的结构设计，可实现静磨盘的水平移动，有效控制静磨盘与动磨盘的间隙，从而适应有机肥原料不同的粒径需求。这种依据本发明而构成的原料微化处理单元是在强力旋转的动磨盘及在上述动磨盘隔离一定间隔的静磨盘之间形成的缝隙，混入有机肥原料物后，依据动磨盘的旋转力进行研磨、剪切等，在短时间内使物料细微粉碎。

本发明系统整体封闭运行，真空吸料机构排气口排出的废气被送入水箱中，从而避免了有机肥废气对周边环境的影响。

本发明的有机肥料及有机肥料制备方法具有：防止土壤氧化、减少过量施肥的土壤受到的损害，去除温室土壤产生的有害气体，恢复微生物生态环境，治疗预防病虫害多种优点。

梭伦剥管菌属于多孔菌科，无毒、无副作用被世界承认有药用价值的真菌，它与其他药用真菌不同，其内含营养成分胜于同类菌多倍，在中国科学院沈阳生态应用研究所检测证明：含有大量多糖、核酸、维生素、脂肪酸、氨基酸、微量元素，多酶（SOD）等，这些营养成分能够调节土壤营养成分构成。

本发明有机肥料经过检测富含农作物生长过程中必不可少的多种氨基酸、核糖核酸、钙及矿物质微量元素等营养物质。可以使得各类营养迅速进入植物体内，使农作物养分充足，根系粗壮发达、叶茂、抗寒、抗病性强，改善农作物品质，促进农作物提前成熟，并达到高产的效果。

本发明有机肥料具有提高农作物产量，减少化肥、农药使用量的特点。实验结果表明，与对照组相比，实验组农作物的开花率提高25%、果实变大、生虫率减少19%、产量提高21%。

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说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置结构示意图。

图2为本发明温控组件部分电路原理框图。

图中：1、驱动电动机；2、驱动轴；3、热交换单元；301、冷媒入口；302、冷媒出口；4、原料微化处理单元；401、壳体；402、动磨盘；403、静磨盘；404、通孔；405、物料出口；5、原料输入单元；501、外部单元；502、内部单元；503、原料流通通道；505、第一原料入口；506、第二原料入口；507、端盖；6、收料搅拌单元；601、储料仓；602、搅拌电机；7、静磨盘水平位置调整机构；701、装配盖板；702、螺杆；703、螺杆托架；801、第一螺母；802；第二螺母；803、第三螺母；9、真空吸料机构；10、温度传感器；11、电磁阀；12、水泵；13、水箱；14、振动筛。

具体实施方式

如图所示，制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置，包括驱动电动机1、驱动轴2、热交换单元3、原料微化处理单元4、原料输入单元5及收料搅拌单元6；所述原料微化处理单元4置于热交换单元3上侧。

所述原料微化处理单元4包括壳体401、动磨盘402及静磨盘403；所述动磨盘402及静磨盘403位于壳体401内，且间隔一定距离水平设置；所述静磨盘403的中心部位设有通孔404；在所述壳体401上设有物料出口405；所述物料出口405与收料搅拌单元6的物料入口相通；在所述收料搅拌单元6上设有真空吸料机构9；所述真空吸料机构9的吸料端口与收料搅拌单元6储料仓601相通。

所述原料输入单元5包括外部单元501及内部单元502；所述内部单元502置于外部单元501内，且与外部单元501内壁动配合；所述内部单元502水平中心部位设有原料流通通道503；所述内部单元502一端与静磨盘403的中心部位垂直固定相接，其另一端与端盖507固定相接。

所述驱动轴2的一端与动磨盘402的中心部位垂直固定相接，其另一端接驱动电动机1的动力输出端。

在所述原料输入单元5上设有第一原料入口505及第二原料入口506；所述第一原料入口505及第二原料入口506分别与原料流通通道503相通。

所述热交换单元3包覆于驱动轴2；在热交换单元3上设有冷媒入口301及冷媒出口302；所述冷媒出口302经水泵12与水箱13相通；所述水箱13出口与冷媒入口301相通。

参见图1所示，本发明在所述原料输入单元5的端部设有静磨盘水平位置调整机构7；所述静磨盘水平位置调整机构7包括装配盖板701、螺杆702、螺杆托架703、第一螺母801、第二螺母802及第三螺母803；所述第三螺母803一端与端盖507固定相接；所述螺杆702一端依次分别穿过螺杆托架703及装配盖板701的中心孔与第三螺母803固定相接；所述第二螺母802与螺杆702螺纹连接，且位于装配盖板701外侧；所述第一螺母801与螺杆702螺纹连接，且位于螺杆托架703外侧。

参见图1及图2所示，本发明还设有温控组件；所述温控组件包括温度传感器10、电磁阀11及温控模块；所述温度传感器10及电磁阀11的信号传输端口接温控模块的信号传输端口；所述温控模块包括电源电路、CPU控制电路、显示电路及控制输出电路；所述CPU控制电路的信号传输端口分别接显示电路及控制输出电路的信号传输端口；所述温度传感器10位于原料微化处理单元4之上。

本发明制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置工作时，启动驱动电动机1，驱动电动机1的输出动力经驱动轴2传至动磨盘402。物料草碳、发酵鸡粪、石英斑岩及熟成废渣粉末从第一原料入口505送入原料流通通道503；物料氨基酸、微量元素、梭伦剥管菌及海藻素从第二原料入口506送入原料流通通道503；位于原料流通通道503的物料经通孔404被送至静磨盘403与动磨盘402之间的研磨区进行物料研磨。研磨后的物料受离心力及下部真空吸附作用经物料出口405被送入收料搅拌单元6储料仓601。在所述收料搅拌单元6上设有的真空吸料机构9，使收料搅拌单元6储料仓601形成负压。真空吸料机构9包括真空泵901及置于工作腔内的过滤层902。本发明热交换单元3主要为了控制原料微化处理单元4的温度。当原料微化处理单元4的温度过高时，由温度传感器10采集的温度信号传至CPU控制电路，CPU控制电路将控制指令送至控制输出电路及电磁阀11。电磁阀11开启水泵12，水箱13中的水经冷媒入口301送入热交换单元3，再由冷媒出口302循环至水箱13。

当需要调整物料输出粒径时，可调整第一螺母801及第二螺母802，使螺杆702上下垂直发生移动，这样内部单元502在螺杆702的带动下会沿外部单元501内壁发生水平滑动，进而使固定于内部单元502上的静磨盘403接近或远离动磨盘402。

参见图1所示，本发明设计两个原料入口，即第一原料入口505及第二原料入口506。根据原料的类型及工艺要求可以从上述两个原料入口送料。

上述制备恢复土壤生态系统有机肥专用装置制备有机肥的方法，按如下步骤实施。

（1）将草碳、发酵鸡粪、石英斑岩及熟成废渣粉末从第一原料入口505送入原料流通通道503。

（2）接续将氨基酸、微量元素、梭伦剥管菌及海藻素从第二原料入口506送入原料流通通道503。

（3）启动驱动电动机1，驱动电动机1的输出动力经驱动轴2传至动磨盘402；位于原料流通通道503的物料经通孔404被送至静磨盘403与动磨盘402之间的研磨区进行物料研磨。

（4）经步骤（3）研磨后的物料被送至收料搅拌单元6进行搅拌。

（5）将步骤（4）所得混合物经过造粒、抛光、干燥后，再经过分选分类包装，最终获得目的产物。

本发明所述草碳、发酵鸡粪、石英斑岩、熟成废渣粉末、氨基酸、微量元素、梭伦剥管菌及海藻素的重量百分含量依次为：50～60%、15～25%、5～15%、1～10%、1～5%、1～3%、1～2%及1～5%。

本发明所述微量元素为铁、锰、锌、铜、钼及镍中的一种或两种以上的混合物。

本发明所述熟成废渣粉末是将石灰、鲍鱼壳、牡蛎壳、毛蚶壳、珍珠贝及泥蚶，在700～1400℃环境下，经过2～7小时熟成,再将其粉碎至制得。

上述草碳准备阶段中需将草碳原料的水分通过干燥降低至30%以下。上述熟成废渣粉末准备阶段需将废渣在700～1400℃环境下，经过2～7小时熟成,再将其粉碎至制得。

海藻素集植物所必需的营养成分、海洋生物活性成分、海藻有机质于一体，用于农业生产，主要体现三大功效：1、肥效：该产品内含植物必需的营养成分和天然矿物质、生长调节剂，能促进植物细胞分裂和伸长，强化新陈代谢，加速根部发育，提高植物对水分和养分的吸收能力，增强抗逆能力，改善作物品质，提高产量。2、抗逆性：该产品含有多种海洋生物活性物质、海藻多糖、海藻多酚，寡糖素，碘，其含量比例适中，对植物的粉霉病、灰霉病、红蜘蛛虫有明显的抑制作用。3、环保：海藻素是纯天然海藻提取物，对环境无污染。施用后可疏松土壤，改良因施用化肥造成的土壤板结，加快土壤团粒结构形成，确保土壤有良好的通气性。

实施例1：本发明各种原材料重量比例为：草碳58%、发酵鸡粪19%、石英斑岩10%、熟成废渣粉末5%、氨基酸3%、微量元素2%、梭伦剥管菌1%及海藻素2%。

实施例2：本发明各种原材料重量比例为：草碳55%、发酵鸡粪20%、石英斑岩10%、熟成废渣粉末8%、氨基酸3%、微量元素2%、梭伦剥管菌1%及海藻素1%。

大自然中植物经过亿万年的碳化而形成的草碳（含有大量的有机质C），其中，有机C能够增强作物的光合作用，固定氮，减少了养分的流失，最为重要的是长期使用有机C能够改善现在的大部分土壤板结，偏酸现象，能够起培土增肥的作用。

石英斑岩是一种典型的酸性喷出岩，与流纹岩有生成上的联系。石英斑岩 形成原因 流纹岩中，一般具有斑状结构，斑晶以长石（正长石）为主，间有石英。当流纹岩遭受很大程度的次生变化，长石暗淡无光，石英斑晶显著，就成为石英斑岩。

石英斑岩中的主要成分为硅石73.5%、氨基酸14.8%、氧化铁3.4%、镁0.7%、钙1.6%、磷0.1%并包含25ppm的锗等。

被称为麦饭石的石英斑岩具有帮助负离子向周围排出的功能，含有石英斑岩的肥料具有功能保存性高、比重相比其他肥料大的特点。石英斑岩通常用于土壤改良。

熟成废渣粉末将石灰、鲍鱼壳、牡蛎壳、毛蚶壳、哈仔壳、珍珠贝、泥蚶各种废渣在700～1400℃环境下，经过2～7小时熟成,再将其粉碎。熟成前的废渣主成分为碳酸钙【CaCO₃】。该物质熟成后产生的生石灰(CaO)与水接触后生成氢氧化钙【Ca(OH)₂】水溶液，氢氧化钙水溶液具有很强的碱性，水溶液中的氢离子(OH-)透过细菌的细胞膜将细胞质水解达到抗菌的目的。

泥蚶，属软体动物门，双壳纲，列齿目，蚶科，蚶属。中国传统的养殖贝类。中国沿海各地均有分布，8～10月份产卵期为生产旺季。

本发明中的有机肥料组成成分及功能如下。

草碳含有丰富的有机营养成分，由于容积率大可以提高土壤的有效空隙率，同时具有优秀的保水能力可以顺畅的向土壤供给水分，另外具有优秀的补养能力可以长时间的定量供给植物养分。

本发明的有机肥料制造过程中，由发酵鸡粪产生氨水，有机肥料使用在温室土壤中时在土壤中产生有害气体，石英斑岩产生的负离子可将产生的氨气与有害气体驱除。

熟成废渣粉末与上述内容同样具有杀菌作用，增进对于有害病菌的抵抗力，可以治疗预防病虫害，恢复微生物生态环境。本发明有机肥料附着性低，使用后的土壤不仅软，还可产生环保物质，可以半永久性的使用，在无其他措施的情况下也可以实现连茬种植。

可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。