一种利用农林牧废弃物制作栽培基质的工艺及其设备的制作方法

1.本发明涉及农业栽培基质领域，尤其涉及一种利用农林牧废弃物制作栽培基质的工艺。


背景技术：

2.目前用于栽培的基质种类繁多，最常见的有泥炭土、粉碎后的椰壳或农作物秸秆，也有用畜禽粪便与其它有机质混合发酵而成的栽培机质。这些材料往往存在如下缺点：1、泥炭土、农林秸秆粉或椰粉等过于细密，需加入一定量的膨化珍珠岩等材料，以增加透性；2、膨化珍珠岩不容易腐烂分解，常飘浮于土面，形成白色污染；3、一般基质干燥后浸润性差，很难吸水，在下苗或播种过程浇水都很不方便；4、单独用泥炭、农林作物秸秆屑、椰粉等肥力不足，需加入一定量的化肥或畜禽肥便混合发酵。而畜禽肥便难以彻底腐熟，很长时间内陆续产生氨气、硫化氢等有害气体，损伤作物根系，生产事故频发；5、发酵后碱性过强，不利作物生长。


技术实现要素：

3.本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种利用农林牧废弃物制作的栽培基质的工艺，该工艺制作的栽培基质不仅透气性好，肥力优越，水分容易浸透到基质内部，而且对栽培的作物的保护性好，有利于作物的生长。
4.本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种利用农林牧废弃物制作栽培基质的工艺，包括农林牧废弃物，农林牧废弃物通过粉碎加工，进行混合发酵，再通过工具昆虫取食消化，形成微粒状基质，微粒状基质即虫砂，通过昆虫转化形成微颗粒状基质，透气性好，且微粒基质富含有机质以及虫体消化过程产生的可溶性矿物质，在肥力方面更具有优势，而且由于颗粒相对细粉表面积小，栽培浇水过程水份表面张力小，水分容易浸透到基质内部，方便于种苗栽培，最后，通过昆虫酸性消化液作用，消除了农林牧废弃物发酵过程产生的有害气体，栽培十分安全。
5.为了进一步完善，农林牧废弃物包括农林作物秸秆粉碎物、菌类废弃物、畜禽粪便、林业竹木屑的一种或多种，在放线菌的作用下，进行混合堆料发酵处理。
6.进一步完善，农林牧废弃物粉碎后，堆放二个月，堆放过程经常保持湿润，二个月后，先采用扒堆取心装置将堆心部较为腐熟的部位取出饲养昆虫，表面未腐部分另做堆心，继续堆放发酵。
7.进一步完善，采用玉米杆80% 牛粪20%，利用放线菌保温发酵20天，堆温需达50度以上，翻堆均匀。
8.进一步完善，采用稻草80% 羊粪20%，利用放线菌发酵15天，堆温需达50度以上，翻堆均匀。
9.进一步完善，采用菌类废弃物85% 鸡粪15%，利用放线菌保温发酵20天，堆温需达50度以上，翻堆均匀。
10.进一步完善，采用林业竹木屑80% 鸡粪20%，利用放线菌保温发酵25天，堆温需达60度以上，翻堆均匀。
11.进一步完善，工具昆虫为鞘翅目昆虫，包括天牛、金龟子、锹甲中的一种或多种，这些昆虫包括卵、幼虫、蛹及成虫四个虫态，其中幼虫为工作虫态，但需全过程饲养以保持一定的虫量。
12.进一步完善，在饲养过程，目测90%以上发酵料都被昆虫取食，形成颗粒状粪便，即可过筛分选，由于作为农业栽培基质不需过于单一的虫砂，可以混入少量未被取食的废弃物，因此，可采用4-6mm直径的筛子过筛后形成3种材料：a.筛底虫砂：烘干或风干后，作为农林微粒栽培基质；b.筛上层虫体：烘焙后作为优质蛋虫源，用于饲料或中药材料等；c.筛上层粗料：作下一次养虫饲料使用，应该说明的是，不同的饲料及不同的饲养过程，会产生不同直径的上层粗料，因此，需根据虫体及筛上层粗料两者的直径差异，再选定第二次筛子，甚至采用其它分选方式分离和净化出幼虫。
13.进一步完善，工业化昆虫培养基地建设：设置保温墙体、自动控温加温设备及降温设备、通风设备、光照设备、筐体及层架设备，以及防逃逸装置，防逃逸装置可以为防虫纱门、纱窗等；培养温度设定为22-32度，光照要求每二十平米两个六十瓦的灯泡，每昼夜照明12小时，通风要求每天全面换气两次，湿度自然。
14.进一步完善，扒堆取心装置包括发酵堆，所述发酵堆包括开设在地面上的通气通道和固定连接在地面上的废气通道，废气通道外侧堆放有农林牧废弃物，农林牧废弃物下端通过栏栅与废气通道连通，废气通道上设有透气孔，发酵堆外侧设置有取心装置，取心装置包括位于废气通道上端的限位座，限位座上端转动连接有旋转座，限位座内侧开有用于卡接废气通道的限位腔，限位座下端左右两侧固定连接有支撑板，废气通道外侧设有固定连接在支撑板内的旋转环，左右支撑板前后两端设有转动连接在旋转环外侧的刮板，刮板内侧插入发酵堆设置，刮板包括位于第一连接杆逆时针方向上的活动刮板和位于第一连接杆顺时针方向上的固定刮板，活动刮板前后两端均设有安装在旋转座外侧的第一连接杆，旋转座下端中心位置开有旋转槽，限位座上端中心位置设有转动连接在旋转槽内侧的旋转台，旋转台内侧固定连接有用于驱动旋转座旋转的旋转电机，限位座内侧开有与废气通道连通且位于旋转电机外侧的废气孔，当需要扒堆取心时，只需开启旋转电机，使得旋转电机通过旋转座、第一连接杆带动刮板进行逆时针旋转，从而使得刮板将发酵堆外侧未发酵部分的农林牧废弃物刮除露出内侧发酵好的堆心，便于工作人员将堆心处发酵好的农林牧废弃物进行取出。
15.进一步完善，刮板下端设有位于废气通道外侧的升降环，第一连接杆下端固定连接在升降环上侧，旋转座左右两端内侧开有滑动槽，左右第一连接杆之间固定连接有位于滑动槽内侧的活动板，第一连接杆上端固定连接在活动板下侧，活动板上端中心位置固定连接有安装在旋转槽上端内壁的液压缸，刮板上端设有开在限位座外侧的容纳槽，活动板下端中心位置固定连接有与旋转电机的输出轴对应设置的上传动器，上传动器下端设有固定连接在旋转电机的输出轴外侧的下传动器，上传动器下端内侧开有上卡槽，下传动器上端设有与上卡槽对应的卡头，下传动器下端内侧开有用于安装旋转电机的输出轴的连接槽，连接槽左右两端开有传动槽，传动槽内侧滑动连接有固定连接在旋转电机输出轴外侧的旋转板，旋转电机输出轴外侧设有位于下传动器和旋转电机之间的压缩弹簧；
活动刮板和固定刮板之间设有与刮板等高设置的连接部，连接部的一端固定连接在固定刮板外侧活动刮板和固定刮板下端逆时针方向上固定连接有接料板，接料板上端外侧固定连接有限位板，刮板包括设置在刮板下端外侧与接料板对应设置的第一连接板，活动刮板滑动连接在旋转环外侧，第一连接板外侧上端设有与限位板对应设置的第二连接板，连接部内侧设有空腔，连接部内侧固定连接有覆盖膜的一端，覆盖膜的另一端固定连接在活动刮板外侧平面，覆盖膜上端通过弹力绳连接有若干个滑动连接在升降环外侧的导向环，导向环位于第一连接杆后端，覆盖膜内侧从上往下间隔设有有若干个首尾连接的弹力带，当需要覆膜保温时，通过升降环带动静止后刮板绕着旋转环向上抬起至刮板内侧与发酵堆外侧表面接触的位置时停止，再控制活动刮板逆时针旋转，覆盖膜则逐渐从连接部内拖出直至活动刮板旋转180
°
后停止，此时覆盖膜刚好将发酵堆进行覆盖，当需要扒堆取心时，先通过升降环带动刮板下移插入发酵堆内，再启动旋转电机使得第一连接杆带动活动刮板在发酵堆外侧旋转，从而将发酵堆外侧未发酵的农林牧废弃物刮除并在重力的作用下沿着活动刮板下落至接料板内，此时覆盖膜在活动刮板的作用下逐渐拉出，而掉落的农林牧废弃物则逐渐向后移动至拖出的覆盖膜上端，直至活动刮板旋转180
°
后停止，再启动液压缸，使得刮板带动拖出的覆盖膜向上抬起至露出内侧的堆心即可停止，在通过人工将堆心挖出后，再一次启动液压缸，使得刮板继续向上至最高位置，在刮板翻转过程中，未发酵的农林牧废弃物则顺着覆盖膜从旋转环和升降环之间的空隙内掉落至下方的堆心位置，活动刮板则在旋转座和旋转电机的作用下顺时针旋转缩回，覆盖膜这在弹力带的作用下逐渐回缩至连接部内，最后再通过人工将新的农林牧废弃物覆盖在外侧即可将刮板放下。
16.本发明有益的效果是：具备以下优点：1、昆虫转化形成的基质成微颗粒状，有非常好的透气性，有利植物根系生长；2、微粒基质富含有机质以及虫体消化过程产生的可溶性矿物质，在肥力方面更具有优势；3、由于颗粒相对细粉表面积小，栽培浇水过程水份表面张力小，水分容易浸透到基质内部，也就是浸润性好，方便于种苗栽培；4、通过昆虫酸性消化液作用，消除了农林牧废弃物发酵过程产生的有害气体，并且呈弱酸性，栽培十分安全。
附图说明
17.图1为取心装置的结构示意图；图2为取心装置的正视图；图3为取心装置在覆膜时的结构示意图；图4为取心装置在抬起时的结构示意图；图5为图4中a部分的放大图；图6为上传动器和下传动器的结构示意图；图7为上传动器和下传动器的截面图；图8为发酵堆的结构示意图。
18.附图标记说明：1、发酵堆，1-1、通气通道，1-2、废气通道，1-3、农林牧废弃物，1-4、栏栅，1-5、透气孔，2、限位座，3、旋转座，4、限位腔，5、支撑板，6、旋转环，7、刮板，8、第一连接杆，9、旋转槽，10、旋转台，11、旋转电机，12、升降环，13、滑动槽，14、活动板，15、液压缸，7-1、活动刮板，7-2、固定刮板，16、上传动器，17、下传动器，18、上卡槽，19、卡头，20、连接槽，21、传动槽，22、旋转板，23、压缩弹簧，24、容纳槽，25、废气孔，7-3、连接部，7-6、接料板，
7-7、限位板，7-8、第一连接板，7-9、第二连接板，7-4、覆盖膜，7-5、导向环，7-10、弹力带。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明作进一步说明：本实施例中微粒状栽培基质制作方法：一、工具虫源的种类及扩繁基质生物转化的工具虫类：鞘翅目昆虫，包括天牛、金龟子、锹甲等。天牛、锹钾等作为以取食林业下脚料的工具昆虫；而金龟子等作为以取农业及畜禽下脚料的工具昆虫。
20.工业化培养基地建设：具备基础条件及建设内容：保温墙体、自动控温加温设备及降温设备、通风设备、光照设备、筐体及层架设备，以及防逃逸装置可以是防虫纱门或纱窗等，培养温度设定为22-32度，光照要求每二十平米两个六十瓦的灯泡，每昼夜照明12小时，通风要求每天全面换气两次，湿度自然。
21.采用农林作物秸秆、菌类下脚料等饲养配方一、玉米杆80% 牛粪20%，利用放线菌保温发酵20天，堆温需达50度以上，翻堆均匀；配方二、稻草80% 羊粪20%，利用放线菌发酵15天，堆温需达50度以上，翻堆2次；配方三、菌类下脚料85% 鸡粪15%，利用放线菌保温发酵20天，堆温需达50度以上，翻堆均匀；配方四、林业竹木屑80% 鸡粪20%，利用放线菌保温发酵25天，堆温需达60度以上，翻堆均匀；微粒基质的制作利用车间或大棚，堆放饲料，并投放工具虫，进行微粒基质生产。
22.（一）饲料制作及处理1、单独使用：农林作物粉碎后，单独堆放二个月，堆放过程经常喷淋，保持湿润，二个月后，先采用扒堆取心装置将堆心部较为腐熟的部位取出饲养昆虫，表面未腐部分另做堆心，继续堆放发酵。
23.2、混合发酵：为了培养大量放线菌以加速发酵，农林作物粉碎后可与畜禽粪便混合发酵，尤其是林业废弃物需采用本条混合发酵法。所有农林牧废弃物都可以采用，但推荐配方与发酵方法同上述，当混合发酵的发酵堆较大、外界温度较低或处于发酵速度较慢的环境中时，混合发酵一段时间后也可以使用扒堆取心装置将堆心部较为腐熟的部位取出饲养昆虫，表面未腐部分另做堆心，继续堆放发酵，也可以采用多次翻堆作业，以增加氧气，拌料均匀，促进发酵。
24.（二）工具虫投放经处理的饲料堆放高度根据气温及饲养环境而定，采用工业化车间饲养的，温度可控在22-32度情况下，适宜加大工具虫的投放量，以加快生产速度，一次堆高可在40cm左右。
25.以金龟子幼虫为例，每平米投放量2000头2-3龄幼虫为度。如需快速生成微粒基质，则可加大工具虫的投放量。甚至可以采用多次采砂法，即以过量虫量取食，加快成砂速度，及时收取虫砂，采砂不收虫，即采砂后再次投入饲料，进行一次投虫、两到三次采砂。
26.（三）虫体采集及微粒基质的形成在饲养过程，目测90%以上农林牧下脚料都被昆虫取食，形成颗粒状粪便，即可过筛分选了。由于作为农业栽培基质不需过于单一的虫砂，可以混入少量未被取食的下脚料，因此，可采用6mm直径，即约4目的筛子过筛后形成3种材料；1、筛底虫砂：烘干或风干后，作为农林微粒栽培基质；2、筛上层虫体：烘焙后作为优质蛋虫源，用于饲料或中药材料等；3、筛上层粗料：作下一次养虫饲料使用。
27.应该说明的是，不同的饲料及不同的饲养过程，会产生不同直径的筛上层粗料，因此，需根据虫体及筛上层粗料两者的直径差异，再选定第二次筛子，甚至采用其它分选方式分离和净化出幼虫。
28.饲料制作及处理步骤中的扒堆取心装置包括发酵堆1，所述发酵堆1包括开设在地面上的通气通道1-1和固定连接在地面上的废气通道1-2，废气通道1-2外侧堆放有农林牧废弃物1-3，农林牧废弃物1-3下端通过栏栅1-4与废气通道1-2连通，废气通道1-2上设有透气孔1-5；发酵堆1内的热空气通过透气孔1-5进入废气通道1-2内，并在废气通道1-2内向上排出废气通道1-2，而发酵堆1的空气在热空气通过废气通道1-2排出的情况下通过负压将通气通道1-1内的冷空气通过栏栅1-4吸入发酵堆1内。
29.发酵堆1外侧设有取心装置，取心装置包括位于废气通道1-2上端的限位座2，限位座2上端转动连接有旋转座3，限位座2内侧开有用于卡接废气通道1-2的限位腔4，限位座2下端左右两侧固定连接有支撑板5，废气通道1-2外侧设有固定连接在支撑板5内的旋转环6，左右支撑板5前后两端设有转动连接在旋转环6外侧的刮板7，刮板7内侧插入发酵堆1设置，刮板7包括位于第一连接杆8逆时针方向上的活动刮板7-1和位于第一连接杆8顺时针方向上的固定刮板7-2，活动刮板7-1前后两端均设有安装在旋转座3外侧的第一连接杆8，旋转座3下端中心位置开有旋转槽9，限位座2上端中心位置设有转动连接在旋转槽9内侧的旋转台10，旋转台10内侧固定连接有用于驱动旋转座3旋转的旋转电机11，限位座2内侧开有与废气通道1-1连通且位于旋转电机11外侧的废气孔25，当需要扒堆取心时，只需开启旋转电机11，使得旋转电机11通过旋转座3、第一连接杆8带动刮板7进行逆时针旋转，从而使得刮板7将发酵堆1外侧未发酵部分的农林牧废弃物刮除露出内侧发酵好的堆心，便于工作人员将堆心处发酵好的农林牧废弃物进行取出。
30.刮板7下端设有位于废气通道1-2外侧的升降环12，第一连接杆8下端固定连接在升降环12上侧，旋转座3左右两端内侧开有滑动槽13，左右第一连接杆8之间固定连接有位于滑动槽13内侧的活动板14，第一连接杆8上端固定连接在活动板14下侧，活动板14上端中心位置固定连接有安装在旋转槽13上端内壁的液压缸15，刮板7上端设有开在限位座2外侧的容纳槽24，活动板14下端中心位置固定连接有与旋转电机11的输出轴对应设置的上传动器16，上传动器16下端设有固定连接在旋转电机11的输出轴外侧的下传动器17，上传动器16下端内侧开有上卡槽18，下传动器17上端设有与上卡槽18对应的卡头19，下传动器17下端内侧开有用于安装旋转电机11的输出轴的连接槽20，连接槽20左右两端开有传动槽21，传动槽21内侧滑动连接有固定连接在旋转电机11输出轴外侧的旋转板22，旋转电机11输出轴外侧设有位于下传动器17和旋转电机11之间的压缩弹簧23；
活动刮板7-1和固定刮板7-2之间设有与刮板等高设置的连接部7-3，连接部7-3的一端固定连接在固定刮板7-2外侧活动刮板7-1和固定刮板7-2下端逆时针方向上固定连接有接料板7-6，接料板7-6上端外侧固定连接有限位板7-7，刮板7包括设置在刮板7下端外侧与接料板7-6对应设置的第一连接板7-8，活动刮板7-1滑动连接在旋转环6外侧，第一连接板7-8外侧上端设有与限位板7-7对应设置的第二连接板7-9，连接部7-3内侧设有空腔，连接部7-3内侧固定连接有覆盖膜7-4的一端，覆盖膜7-4的另一端固定连接在活动刮板7-1外侧平面，覆盖膜7-4上端通过弹力绳连接有若干个滑动连接在升降环12外侧的导向环7-5，导向环7-5位于第一连接杆8后端，覆盖膜7-4内侧从上往下间隔设有有若干个首尾连接的弹力带7-10。
31.当发酵堆1需要覆膜保温时，先通过升降环12带动刮板7绕着旋转环6向上抬起至刮板7内侧与发酵堆1外侧表面接触的位置时停止，再启动旋转电机11，通过旋转电机11带动旋转座3、活动板14和第一连接杆8带动活动刮板7-1逆时针旋转，覆盖膜7-4则逐渐从连接部7-3内拖出直至活动刮板7-1旋转180
°
后停止，此时覆盖膜7-4刚好将发酵堆1进行覆盖；当发酵堆1需要扒堆取心时，先通过升降环12带动刮板7下移插入发酵堆1内，再启动旋转电机11使得第一连接杆8带动活动刮板7-1在发酵堆1外侧旋转实现刮除功能，从而将发酵堆1外侧未发酵的农林牧废弃物刮除，刮除后的农林牧废弃物在重力的作用下沿着活动刮板7-1下落至接料板7-6内，此时覆盖膜7-4在活动刮板7-1的作用下逐渐拉出，而掉落的农林牧废弃物则在前端农林牧废弃物堆积的作用下逐渐向后移动至拖出的覆盖膜7-4上端，直至活动刮板7-1旋转180
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后停止，再启动液压缸15，使得刮板7带动拖出的覆盖膜7-4向上抬起至露出内侧的堆心即可停止，在通过人工将堆心挖出后，再一次启动液压缸15，使得刮板7继续向上至最高位置，在刮板7翻转过程中，未发酵的农林牧废弃物则顺着覆盖膜7-4从旋转环6和升降环12之间的空隙内掉落至下方的堆心位置，活动刮板7-1则在旋转座3和旋转电机11的作用下顺时针旋转缩回，覆盖膜7-4这在弹力带7-10的作用下逐渐回缩至连接部7-3内，最后再通过人工将新的农林牧废弃物覆盖在外侧即可将刮板7放下。
32.虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。