一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法

技术领域

本发明涉及生态环境修复、土壤修复技术领域，尤其涉及一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法。

背景技术

牲畜尿排泄是对草地的一种天然的施肥措施，也是草地养分归还的一种重要途径，对于维持土壤肥力和植被生产力具有十分重要的生态学意义放牧草地生态系统中，对于敏感的天然草地生态系统而言，牲畜排泄物养分返还将显得尤为重要。

我国畜牧业进入了一个高速发展的时期，畜牧业在农业中的产值占比也在不断提高。但随着畜牧饲养模式的转变以及饲养规模的不断扩大，这直接导致草地牛、羊等生物的排泄物排放密度增加，在部分区域内造成了烧苗等影响，对草地生态环境造成了不利的影响。

在草地生态系统中，氮的生物地球化学途径主要是在大气、土壤、植物、动物、微生物等之间进行的，可分为内循环和外循环。外循环过程是指氮素向生态系统中输入和从生态系统中输出的过程。内循环过程是指氮素化学形态的转变和在系统中不同库间的转移过程。

氮素的内循环过程的通量远大于外循环。草地土壤氮转化过程是内循环的重要组成部分，对于揭示草地生态系统功能、生物地球化学循环过程的机理有重要意义。

放牧过程中牛羊产生的尿液未经过处理，牲畜尿液具有较高的氮含量和含水量，且新鲜尿液温度与牲畜体温相当，尿液渗透进入土壤可迅速增加土壤有效氮供应和改变土壤氧化还原环境等，自然状态下，牲畜尿液排泄进入土壤后，尿素会迅速水解而降低土壤pH，形成尿斑。

家畜排便形成的尿斑：是指家畜在草地上排泄后，由于尿液中含有较高浓度的氮、磷、钾等元素，导致草地表面出现一块块黄色或绿色的斑点。这些尿斑会对草地产生以下几种危害：

尿斑会破坏草地的物种多样性，使得一些耐盐、耐碱、耐干旱的植物占据优势，而一些优良的牧草则被排挤或抑制。

尿斑会增加草地的盐分含量，造成土壤盐渍化。尿液中的氮、磷、钾等元素会与土壤中的钙、镁等阳离子发生置换，形成可溶性盐类，降低土壤的肥力和透气性。

尿斑会加速草地的氮素循环，促进氨挥发和氧化亚氮(N

发明内容

鉴于上述现有的问题以及修复技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法，通过本工具中结构的设置，可改善家畜尿液单次排泄量，促进尿液在土壤中的吸收和挥发，并进一步达到减少草原尿斑，提升土壤环境质量的目标。

本发明的技术方案如下：

一种用于提高家畜尿液利用率的工具，包括接尿器、储尿袋、分尿器、播撒头，其中，所述接尿器是由漏斗型头部和导尿管两部分组成的，所述储尿袋上设置有储尿袋前端支口，所述导尿管和所述储尿袋前端支口相适配，形成可拆卸的链接结构，所述储尿袋下端设置有储尿袋后端支口，所述分尿器上设置有分尿器导管，所述储尿袋后端支口与所述分尿器导管相适配，所述储尿袋是由长方体主体和背带两部分组成的，所述背带为可伸缩弹力带，中央设置卡扣，所述背带顶端设置有四个定滑轮。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述分尿器为非对称的纺锤型结构，其设置有分尿器外层和分尿器内层所述分尿器内层的头部内设置有螺纹，所述分尿器内层通过螺纹连接于所述储尿袋，所述分尿器内层底部设置有椭圆形可滑动轨道，所述分尿器外层和所述分尿器内层通过可滑动轨道连接，所述分尿器外层为非对称的近沙漏型结构，所述分尿器上设置有分尿器支口，所述播撒头上设置有播撒头导管，所述分尿器支口与所述播撒孔导管连接，所述分尿器外层上设置有三个所述播撒头，所述播撒头上设置有多个微型播撒孔，在所述储尿袋上设置有四条背带。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述背带上设置有防震减压器，所述防震减压器的四端安装固定四个定滑轮，所述背带交叉固定于所述定滑轮的滑轮卡槽内部，所述分尿器内层和所述分尿器外层之间通过可滑动轨道连接，轨道中放置大小合适的钢珠。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述撒播头设置为摆锤型结构，三个所述播撒头设置为三个尺寸，尺寸依大到小分别为：50*50mm，30*30mm，20*20mm，每两个间隔120°，三个所述播撒头满足5∶3∶2的质量体积比，所述撒播头的前端设置为TPE材质软管，其与所述分尿器外层支口卡位连接，所述撒播头的后端设置有多个所述微型播撒孔，以所述播撒头导管为分界，划分为向外的180°面为播撒头外侧，反之为播撒头内侧。所述播撒头外侧的孔直径为0.5cm，所述播撒头内侧孔直径为0.25cm，且两侧小孔呈辐射状向外规律分布，两孔之间均间隔0.2cm，所述背带的长度为2m。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述漏斗型头部外形为圆锥体的双层结构，外侧采用PVC定形装置，内侧采用同规格开孔PE膜，其长轴30cm，短轴15cm。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述导尿管为空心圆柱体，采用TPE材质制备，所述接尿器的漏斗形头部能与所述导尿管的空心圆柱体头部卡接。

所述用于提高家畜尿液利用率的工具，其中，所述储尿袋的尺寸为长30cm，宽20cm，高10cm，储存尿量为6升，所述储尿袋中的长方体主体采用EPTFE材料。

一种用于提高家畜尿液利用率的方法，其中，

首先，要安装工具，将所述接尿器与所述储尿袋通过所述导尿管和所述储尿袋前端支口卡接，形成套筒结构，所述储尿袋后端支口与所述分尿器导管通过螺纹旋转进行螺纹连接，所述分尿器内层与所述储尿袋同时垂直连接，最后将所述分尿器外层与所述播撒头通过所述分尿器支口和所述播撒头导管卡接；

其次，操作者向上提所述背带，把整个装置佩戴在牲畜后腹部，所述背带与所述防震减压器相互连接，且可随卡槽滑动，由于所述储尿袋内部为空心结构，所述播撒头内部形成开放空间；

最后，尿液通过所述接尿器进入到所述播撒头中，所述播撒头上设置有多个微型播撒孔，使得尿液排出形式为小粒径，滴落于地面。

本发明提供一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法，通过设置接尿器、储尿袋、分尿器、撒播头等结构，使本装置结构简单，便于加工和操作，节省资金成本，安装方便，环保无污染，通过减小牲畜尿液排放于土地中的量，促进草地土壤条件改善，并进一步达到减少尿斑数量，提升土壤环境质量的目标。

附图说明

图1为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的整体结构示意图。

图2为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的接尿器和储尿袋结构示意图。

图3为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的分尿器和播撒头结构示意图。

图4为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的背带结构示意图。

图5为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的工作效果图。

具体实施方式

本发明提供一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施示例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的整体结构示意图，图2为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的接尿器和储尿袋结构示意图，图3为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的分尿器和播撒头结构示意图，图4为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的背带结构示意图，图5为本发明是一种用于提高家畜尿液利用率的工具的工作效果图。

如图1、2、3、4所示，本发明一种用于提高家畜尿液利用率的工具包括接尿器1、储尿袋2、分尿器外层3、播撒头4、导尿管5、储尿袋前端支口6、背带7、储尿袋后端支口8、分尿器导管9、分尿器内层10、分尿器支口11、播撒头导管12、微型播撒孔13、防震减压器14、定滑轮15、分尿器16。所述接尿器1是由漏斗型头部和导尿管两部分组成的，漏斗型头部外形为圆锥体的双层结构，外侧采用PVC定形装置，内侧采用同规格开孔PE膜，尿液堆积时薄膜随液面浮起，此种结构可防止尿液侧漏，大小为长轴30cm，短轴15cm。所述导尿管5为空心圆柱体，采用TPE材质制备，具有防水性很好，抗微生物，便于打理，重量轻，方便携带，可以反复使用，节约成本的特性。所述接尿器1的漏斗形头部能与所述导尿管5的空心圆柱体头部准确卡接，连接后具有紧固作用，易安装、拆卸方便。

所述储尿袋2上端设置有储尿袋前端支口6，所述储尿袋2下端设置有储尿袋后端支口8，所述导尿管5和所述储尿袋前端支口6相适配，形成可拆卸的链接结构装置，所述分尿器16上设置有分尿器导管9，所述储尿袋后端支口8与所述分尿器导管9相适配，所述储尿袋2是由长方体主体和所述背带7两部分组成的，长方体主体外形为可拆卸收集袋，采用EPTFE材料，开孔面积多，透气量大，性能满足压力的泄露测试和耐磨测试。所述背带为可伸缩弹力带，中央设置卡扣，所述背带顶端设置有四个所述定滑轮15，在满足减轻牲畜负担重量的同时，还可以使所述储尿袋2随着牲畜运动而运动，从而减少尿液在所述储尿袋2中晃动。所述储尿袋2的尺寸为长30cm，宽20cm，高10cm，可储存最大尿量为6升。材料设置为防水材质，具有可塑性强，重量轻，耐腐蚀性，对环境无污染的特点，还具有不影响动物健康，方便穿戴，可以反复使用，节约成本的特点。所述长方体主体和所述背带7之间具有紧密连接，从而能够保证牲畜的尿液完全被收集，同时所述储尿袋2还具有易安装、拆卸方便的特点。

所述分尿器16是由非对称的纺锤型结构构成，包括所述分尿器外层3和所述分尿器内层10，所述分尿器内层10的头部内设置有螺纹，所述分尿器内层10通过螺纹连接于所述储尿袋2，所述分尿器内层10底部设置有椭圆形可滑动轨道，所述分尿器外层3和所述分尿器内层10通过可滑动轨道连接。所述分尿器外层3为非对称的近沙漏型结构，随着牲畜的运动，可以将其动能转变为所述分尿器外层3旋转的动能，所述分尿器16上设置有分尿器支口11，所述播撒头4上设置有播撒头导管12，所述分尿器支口11与所述播撒孔导管12连接，所述分尿器外层3上设置有三个所述播撒头4，所述播撒头4的上设置有多个所述微型播撒孔13，在所述储尿袋2侧壁上设置有四条背带7，所述背带7，上设置有防震减压器14，所述背带7具有弹性防水伸缩功能，所述防震减压器14的四端安装固定四个所述定滑轮15，所述背带7交叉固定于所述定滑轮15的滑轮卡槽内部，所述分尿器内层10和所述分尿器外层3之间通过可滑动轨道连接，轨道中放置大小合适的钢珠。

所述撒播头4设置为摆锤型结构，三个所述播撒头4设置为3个尺寸，尺寸依大到小分别为：50*50mm，30*30mm，20*20mm，每两个间隔120°，由于三个所述播撒头4均等分布但质量不同，从而使所述分尿器外层3受力不均而随之摆动，三个所述播撒头4满足5∶3∶2的质量体积比。所述撒播头4的前端设置为TPE材质软管，其与所述分尿器外层3支口卡位连接，所述撒播头4的后端设置有多个所述微型播撒孔13，以所述播撒头导管12为分界，划分为向外的180°面为播撒头外侧，反之为播撒头内侧。所述播撒头外侧表面孔直径大小为0.5cm，所述播撒头内侧孔直径大小为0.25cm，且两侧小孔呈辐射状向外规律分布，两孔之间均间隔0.2cm，将尿液通过转动的所述分尿器外层3播撒出去，所述播撒头导管12的长度可以将动能损耗更小的集中到所述播撒头4上。

所述储尿袋2可承载尿量为6升，所述背带长度为2m，其是根据牛腹围设计的，也可根据实际应用牛的大小调整长短，整个装置均为易于穿戴和拆卸，质地柔软，不会使牲畜产生异物感，便于正常生活。

操作者在使用时首先要安装工具，将所述接尿器1与所述储尿袋2通过所述导尿管5和所述储尿袋前端支口6卡接，形成套筒结构，所述储尿袋后端支口8与所述分尿器导管9通过螺纹旋转进行螺纹连接，所述分尿器内层10与所述储尿袋2同时垂直连接，最后将所述分尿器外层3与所述播撒头4通过所述分尿器支口11和所述播撒头导管12卡接。所述分尿器外层3为非对称结构设计，使得运动所得动能可以顺利带动播撒头的转动。其次，操作者向上提所述背带7，把整个装置佩戴在牲畜后腹部，所述背带7与所述防震减压器14相互连接，且可随卡槽滑动，由于所述储尿袋2内部为空心结构，将尿液排出后所述储尿袋2可重复使用；所述播撒头4内部形成开放空间，所述播撒头4上设置有多个微型播撒孔13，使得尿液排出形式为小粒径，滴落于地面后，易于挥发和被利用，促进土壤中的营养均匀分布，改善草地尿斑和烧苗的现象，促进草地的有效修复，提升土壤环境质量。

在实施过程中，操作者可以根据具体牲畜个体大小设置所述背带7的周长大小，以增加装置契合度。由于该装置大部分采用PVC、TPE、EPTFE、PE材质，具有防水性好，耐磨，抗微生物等效果，操作者不需要对装置进行定期检查，在佩戴一段时间后，操作者可以根据所述播撒头4的排尿顺畅度，判断是否需要清理装置内积累的尿垢。

本发明一种用于提高家畜尿液利用率的工具及方法，具有许多优点：

第一，所述分尿器外层3为非对称结构设计，使得牲畜运动所产生的动能可以顺利带动所述播撒头4的转动，形成装置运转的能量。即保证了动物在不运动时所述播撒头4不会转动，尿液不会集中滴落在同一地点，还为该装置的运转提供了能量，所述分尿器内层10和所述分尿器外层3之间通过可滑动轨道连接，轨道中放置大小合适的钢珠，使得所述分尿器外层3可随意旋转。绿色环保，且不会形成尿斑或烧苗情况。

第二，所述接尿器1的漏斗型头部设计外形为圆锥体的双层结构，外侧采用PVC，内侧为同规格PE膜，当尿液堆积时薄膜随液面浮起，可有效防止尿液侧漏，也可减缓尿液飞溅的情况，从而减少高温尿液直接进入草地的情况。

第三，本发明装置中设置三个不等大的所述播撒头4，由于所述播撒头4三者以间隔120°均等分布但质量不同，满足5∶3∶2的质量体积比，可让所述分尿器外层3受力不均而随之摆动。

第四，所述播撒头4的结构设计，可以使得甩出的液滴质量有大有小，惯性有强有弱，随运动播撒的密度更佳适宜土壤肥力，易于挥发和被利用，促进土壤中的营养均匀分布，改善草地尿斑和烧苗的现象，促进草地的有效修复，提升土壤环境质量。

第五，所述背带7的顶端设置有四滑轮稳定结构，将所述储尿袋2的重量通过所述背带7进行分散，通过增大接触面积减小了对牲畜的压力，在减轻牲畜负担重量的同时，四个所述定滑轮15还可以使得所述储尿袋2随着牲畜运动而滑动，滑动范围在10cm内，从而减少尿液在所述储尿袋2中晃动。

第六，全装置采用多种材料组合而成，具有防水性好，韧性强，耐磨，抗微生物，质量轻，方便携带，可以反复使用，运营成本低，为了进一步降低成本，提高工作效率，可以将装置依次拆分对尿垢清理，也就是该装置可重复使用。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。