一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂及其施加装置

技术领域

本发明涉及水稻种植技术领域，具体涉及一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂及其施加装置。

背景技术

菌根真菌是一类与植物根系共生的真菌，与植物根系形成的结构统称为菌根，并结合到水稻种植过程来说，菌根真菌有益有害，以其中的硝化细菌来说，随着硝化细菌的活动，使铵态氮转化为硝态氮而直接导致水稻田中营养成分流失，而影响到水稻生长状态，对此通过施加水稻氮肥增效剂的方式实现菌根生物调控过程，其本质是：水稻氮肥增效剂在保肥的基础上，其中存在对硝化细菌有毒的有机化合物，释放氮肥增效剂的目的是抑制水稻根茎处硝化细菌的活动，降低铵态氮转化为硝态氮而导致营养成分的流失程度，在释放过程中，根据实际要求确定每亩水稻田的释放量，氮肥增效剂的状态为液体或固体，对固体氮肥增效剂来说，其制备过程还需要添加辅料，增加制备成本，并且水稻对固体氮肥增效剂的吸收速度较为缓慢，施肥过程耗时较长，且难以精准控制局部的施肥量。

而对液体状的氮肥增效剂来说，其本质为浓缩药剂，所以在释放过程中，若采用直接注入到水稻田的方式，因为水稻田中的水分处于相对静止的状态，导致水稻对氮肥增效剂的吸收程度不同，甚至出现局部位置的水稻烧根的问题，若采用灌水同步释放水稻增效剂的方式，还需要排出一部分的水分，以此方式起到：稀释水稻氮肥增效剂且充分扩散流动，但是在此过程中，因为排水过程也会造成稻田中营养成分的流失，对此本申请提出了一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂及其施加装置，用于解决当前水稻增效剂在释放过程中，因为扩散不均匀导致水稻吸收程度不同，甚至出现局部位置的水稻烧根的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置，由行走组件和施药组件组成，所述行走组件包括驱动架、步进铁轮，所述施药组件包括药箱、中心套柱、抽水泵和内叶轮，所述药箱安装在驱动架上，且药箱用于盛放水稻氮肥增效剂，所述驱动架上安装有控制台；

所述药箱内部中心点位置沿竖直方向安装有中心套柱，所述中心套柱内部安装有缩径套，所述缩径套内部滑动安装有连接滑块，所述连接滑块下端安装有外橡胶套，所述中心套柱顶端安装有安装腔，所述安装腔中安装有驱动电机，所述驱动电机输出端上安装有丝杆，所述丝杆与连接滑块之间为螺纹连接；

所述中心套柱和缩径套对应药箱内部底端的位置上开设有通药槽，所述外橡胶套下端安装有下锥滑块，所述缩径套底端位置上开设有泄药口，所述中心套柱下端安装有下轮罩，所述下轮罩圆周外壁下端开设有多个泄水槽。

进一步设置为：所述内叶轮位于下轮罩的内部，且内叶轮与下轮罩之间为转动连接。

进一步设置为：所述内叶轮两端位置上固定安装有外叶轮，所述外叶轮位于下轮罩的外部，且外叶轮与内叶轮上叶片的弯曲方向相反。

进一步设置为：所述下锥滑块在缩径套内壁位置上为滑动连接，所述缩径套下端设置有对应下锥滑块的限位部，所述下锥滑块滑动到限位部时，其下锥滑块上侧表面与泄药口下表面之间齐平。

进一步设置为：所述药箱两侧外壁上安装有连接板，所述驱动架对应连接板的位置上安装有电动推缸，所述电动推缸的输出轴与连接板之间相连接。

进一步设置为：所述外橡胶套与连接滑块的长度之和大于通药槽的开设长度。

进一步设置为：所述抽水泵安装在驱动架的下表面位置上，且抽水泵的进水端和出水端均安装有连接水管，位于进水端的所述连接水管末端安装有过滤球套，位于出水端的所述连接水管末端与中心套柱之间连通，且位于出水端的连接水管的设置位置高于泄药口的开设位置，所述过滤球套的设置位置低于下轮罩。

进一步设置为：水稻氮肥增效剂为混合液体，且水稻氮肥增效剂包括溶质和纯净水，溶质由硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷和氯化钾氧化钾组成，且纯净水与溶质的用量比为：8∶2，且硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷、氯化钾氧化钾在溶质中的用量比为：10∶6∶36∶21∶27。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明以水稻氮肥增效剂为基础，首先限制其本质为混合液体，并且将其中有效成分作为溶质，且溶质的浓度较高，以此说明本发明中的水稻氮肥增效剂属于浓缩药剂，其目的是：液体状的水稻氮肥增效剂在水中的扩散能力大于固体状的水稻氮肥增效剂，更加利用水稻对氮肥增效剂的吸收，相比较固体状的水稻氮肥增效剂的释放过程，液体状的水稻氮肥增效剂的释放过程更为简单快速；

2、在上述技术上，提出由驱动架带动药箱进行匀速移动，在其移动过程中，药箱中的外橡胶套和连接滑块定期向下移动，其目的是：在水稻田中定点位置上释放水稻氮肥增效剂，并在此单次释放水稻氮肥增效剂的过程中，同步启动抽水泵，采用“就地吸水”的方式将水稻田中的水分吸入到缩径套中，以水稻田中的水分对释放的水稻氮肥增效剂进行稀释，以此方式促进水稻氮肥增效剂在水稻田中的扩效果，便于水稻吸收水稻氮肥增效剂；

3、结合上述第2点内容，在释放通过水稻田水被稀释的水稻氮肥增效剂的同时，需要配合电动推缸带动药箱向下移动到定点位置，具体位置体现在：下轮罩下的泄水槽位于水稻田液位之下，确保叶轮接触到稻田用水，其目的是：随着水稻氮肥增效剂的释放过程，并配合整体装置的移动过程，首先带动外叶轮旋转，同步带动内叶轮进行旋转，内叶轮是对水稻氮肥增效剂和水稻田水进行混合搅拌，外叶轮与内叶轮旋转方向一致，但是其叶片弯曲方向相反，其中外叶轮是对水稻田中释放水稻氮肥增效剂的位置进一步搅动，其目的是为了进一步促使水稻氮肥增效剂在水稻田中的扩散性，对此配合“就地吸水”的方式，需要限制整体装置的移动方向为：下轮罩-抽水泵，其本质是：先抽取未释放水稻氮肥增效剂的水分，后稀释并释放水稻氮肥增效剂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置中施药组件的结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置中药箱的剖切图；

图4为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置中图3的正视图；

图5为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置中内叶轮部件的剖视图；

图6为本发明提出的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置中A部分的结构示意图。

图中：1、驱动架；101、步进铁轮；102、控制台；2、药箱；3、电动推缸；4、连接板；5、抽水泵；6、连接水管；7、过滤球套；8、中心套柱；9、外叶轮；10、下轮罩；11、安装腔；12、缩径套；13、驱动电机；14、泄水槽；15、内叶轮；16、泄药口；17、下锥滑块；18、外橡胶套；19、连接滑块；20、丝杆；21、通药槽。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

针对水稻氮肥增效剂的释放过程中来说，其制备过程还需要添加辅料，增加制备成本，并且水稻对固体氮肥增效剂的吸收速度较为缓慢，施肥过程耗时较长，且难以精准控制局部的施肥量，对此提出了如下的改进方案：

本实施例中的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂，水稻氮肥增效剂为混合液体，且水稻氮肥增效剂包括溶质和纯净水，溶质由硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷和氯化钾氧化钾组成，且纯净水与溶质的用量比为：8∶2，且硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷、氯化钾氧化钾在溶质中的用量比为：10∶6∶36∶21∶27。

本实施例的目的在于：水稻氮肥增效剂的本质为浓缩液体，以氮肥、磷肥、钾肥作为肥料中的主要成分，不需要添加其他固体辅料，仅仅以硝化抑制剂、脲酶抑制剂作为其中的抑制水稻根须位置细菌的关键成分，对此关于硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷、氯化钾氧化钾的具体成分本实施例不做限定，并结合到菌根生物调控这一概念来说，具体是通过抑制水稻菌根位置处硝化细菌的活动能力，在保肥的基础上，降低因硝化细菌将铵态氮转化为硝态氮而产生的营养成分流失程度，其本质是针对硝化细菌这一“生物”。

需要说明的是：本实施例提出的水稻氮肥增效剂为浓缩液体，其中纯净水作为溶剂，占比约为80％，而其中的主要成分和关键成分作为溶质，且占比约为20％，并且硝化抑制剂、脲酶抑制剂、尿素、磷肥五氧化二磷、氯化钾氧化钾按照10∶6∶36∶21∶27的比例进行混合，将不同原材料进行混合搅拌过滤后得到液体状的水稻氮肥增效剂，其目的是：液体状的肥料相较于固体肥料来说更便于吸收，特别对需要释放到水中的肥料来说，液体肥料更容易扩散到水中从而被水稻所吸收。

实施例二

如实施例一中提出的水稻氮肥增效剂来说，提出了关于液体状的水稻氮肥增效剂的释放方式，具体如下：

参照图1～6，本实施例中的一种基于菌根生物调控的水稻氮肥增效剂的施加装置，由行走组件和施药组件组成，行走组件包括驱动架1、步进铁轮101，施药组件包括药箱2、中心套柱8、抽水泵5和内叶轮15，药箱2安装在驱动架1上，且药箱2用于盛放水稻氮肥增效剂，驱动架1上安装有控制台102；

药箱2内部中心点位置沿竖直方向安装有中心套柱8，中心套柱8内部安装有缩径套12，缩径套12内部滑动安装有连接滑块19，连接滑块19下端安装有外橡胶套18，中心套柱8顶端安装有安装腔11，安装腔11中安装有驱动电机13，驱动电机13输出端上安装有丝杆20，丝杆20与连接滑块19之间为螺纹连接；

中心套柱8和缩径套12对应药箱2内部底端的位置上开设有通药槽21，外橡胶套18下端安装有下锥滑块17，缩径套12底端位置上开设有泄药口16，中心套柱8下端安装有下轮罩10，下轮罩10圆周外壁下端开设有多个泄水槽14，内叶轮15位于下轮罩10的内部，且内叶轮15与下轮罩10之间为转动连接，下锥滑块17在缩径套12内壁位置上为滑动连接，缩径套12下端设置有对应下锥滑块17的限位部，下锥滑块17滑动到限位部时，其下锥滑块17上侧表面与泄药口16下表面之间齐平。

运行原理：本实施例提出的装置是以行走组件为基础，施药组件安装在行走组件上，其中行走组件与当前农耕设备的运行原理大致相似，例如：以控制台102带动整体驱动架1进行定向运行移动，其移动过程在本实施例中不做朱似乎；

需要说明的是：药箱2内部用于盛放实施例一中提出的水稻氮肥增效剂，并参照图4和图6，在初始状态下，水稻氮肥增效剂沿着通药槽21进入到外橡胶套18中，在需要释放水稻氮肥增效剂时，通过启动驱动电机13带动丝杆20旋转，从而带动连接滑块19和外橡胶套18向下移动，直至橡胶套18和连接滑块19完全堵住通药槽21，并同步带动下锥滑块17向下移动，直至下锥滑块17移动到对应泄药口16的位置上，外橡胶套18中留存在的水稻氮肥增效剂沿着泄药口16慢慢流出；

在上述基础之上，即驱动电机13启动的同时，启动抽水泵5，抽取水稻田中一部分的水分，将水稻田用水抽入到中心套柱8上，以水稻田的水对流出的水稻氮肥增效剂进行稀释，并慢慢进入到下轮罩10中，沿着泄水槽14流出到水稻田中；

而释放水稻氮肥增效剂完成后，其中的连接滑块19和外橡胶套18复位，以外橡胶套18重新“储存”水稻氮肥增效剂，对此需要说明的是：可以通过限制外橡胶套18距离下锥滑块17之间的体积来限制单次释放水稻氮肥增效剂的量，以此实现了定量施药的目的，而在实际过程中，根据水稻田秧苗的位置确定单次释放水稻氮肥增效剂的距离，例如在整体装置行走2m后，开始执行一次水稻氮肥增效剂释放过程。

实施例三

本实施例以实施例二为基础，提出如下改进方案：

方案一：内叶轮15两端位置上固定安装有外叶轮9，外叶轮9位于下轮罩10的外部，且外叶轮9与内叶轮15上叶片的弯曲方向相反，药箱2两侧外壁上安装有连接板4，驱动架1对应连接板4的位置上安装有电动推缸3，电动推缸3的输出轴与连接板4之间相连接。

其目的在于：如图5所示，被稀释的水稻氮肥增效剂从中心套柱8中留下的时，在理论上可以带动内叶轮15旋转，其目的是对稀释后的水稻氮肥增效剂进一步搅拌；

但是在实际情况下，即整体装置开始运行时，通过电动推缸3带动药箱2沿竖直方向移动，其目的是：调节下轮罩10与水稻田液面之间的距离，具体为：泄水槽14位于液面之下，且外叶轮9也会接触到液面，其目的是：随着整体装置运行移动，外叶轮9通过液面进行旋转，并同步带动内叶轮15旋转，并进一步限制外叶轮9与内叶轮15上叶片的弯曲方向相反，以此方式通过内叶轮15对稀释后的水稻氮肥增效剂进行进一步搅拌稀释，并主要释放到液面之下，便于水稻根系对水稻氮肥增效剂的吸收。

方案二：

外橡胶套18与连接滑块19的长度之和大于通药槽21的开设长度。

其目的在于：如实施例二所示，在外橡胶套18向下移动时，如图6所示，外橡胶套18下端与通药槽21之间设置有较短的间隙，以确保水稻氮肥增效剂可以进入到外橡胶套18中，而在外橡胶套18向下移动时，通过限制其长度，其目的是：在释放水稻氮肥增效剂的过程，避免额外的水稻氮肥增效剂再次进入到外橡胶套18中，而影响到单次水稻氮肥增效剂的施放量。

方案三：抽水泵5安装在驱动架1的下表面位置上，且抽水泵5的进水端和出水端均安装有连接水管6，位于进水端的连接水管6末端安装有过滤球套7，位于出水端的连接水管6末端与中心套柱8之间连通，且位于出水端的连接水管6的设置位置高于泄药口16的开设位置，过滤球套7的设置位置低于下轮罩10。

其目的在于：如实施例一和实施例二所示，水稻氮肥增效剂为浓缩液体，单次释放过程仅仅可以释放定量部分，对此需要对水稻氮肥增效剂进行稀释，其稀释方式不需要采用额外的水分，而是在开始释放水稻氮肥增效剂时，利用抽水泵5将稻田用水抽入到中心套柱8中，对定量的水稻氮肥增效剂进行稀释；

结合上述内容进行说明：需要以稻田用水稀释水稻氮肥增效剂，所以整体状采用的是先抽水后稀释，所以抽水泵5上的过滤球套7与下轮罩10的安装位置需要与驱动架1的行进方式相互配合，具体为：整体驱动架1的行进方向为下轮罩10执行过滤球套7的方向。

综上所述：针对水稻氮肥增效剂进行优化改进，首先优化水稻氮肥增效剂的混合制备方式，使其以液体为主，其目的是使水稻氮肥增效剂在水稻田中进行均匀扩散便于水稻吸收，并在施放水稻氮肥增效剂的过程中，配合整体装置的行进过程中，采用定量施放的方式，确保施药过程中的均匀性，在上述基础上，首先利用抽水泵“就地吸水”并配合定量施放，对水稻氮肥增效剂进行稀释施放，以及配合外叶轮、内叶轮的旋转过程，使稀释后的水稻氮肥增效剂在单点位置中均匀扩散。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。