[发明专利]一种基于立式旋耕的秸秆碳化还田机及工作方法

说明书

本发明涉及一种基于立式旋耕的秸秆碳化还田机及工作方法，涉及农业工程领域，包括灭茬系统、秸秆捡拾、秸秆二次粉碎、旋耕填埋系统以及点火碳化；通过立式灭茬装置首先对残茬和剩余秸秆进行一次粉碎，同时对浅层土壤进行平行扰动，减少了土壤与秸秆的混合；经由捡拾机构对地表的秸秆进行捡拾输送进粉碎机，然后由风机作为动力，将粉碎的秸秆吹进立式旋耕刀轴，在随刀轴底部的叶轮进入土壤内部。由于地下的氧气浓度很低，在经过后面的点火装置点燃后，秸秆不会进行燃烧，而是在缺氧环境下进行碳化，秸秆碳化制成的生物炭，有着较大的孔隙度和比表面积，吸附力、抗氧化能力和抗生物分解能力比较强，可有效改善土壤结构和理化性质，增加土壤碳含量。

技术领域

本发明属于农业工程领域，涉及到一种基于立式旋耕的秸秆碳化还田机。

背景技术

以玉米为例，种植地区的秸秆还田模式大体上有四种模式，一是在进行玉米收获时通过玉米联合收割机将玉米秸秆粉碎后铺盖在地表，第二年对还田地块实行免耕播种，并采用深松机对地块进行隔年深松。二是在玉米收获作业后，采用旋耕机对表层土壤与秸秆进行均匀混合的浅层表层浅旋还田的秸秆还田模式。三则是利用铧式犁对秸秆进行翻压，使秸秆被浅层土壤所所覆盖。四则是通过开沟机开出深沟，而后掩秸秆。深度在20cm～30cm。

现有秸秆还田模式的不足：

1.前两种秸秆还田的模式可以使秸秆均匀散落与地表或是浅层表土，这可能会造成“跑风”现象，即造成土质疏松，不密实。影响土壤的理化性质。

2.浅层表土是植株根系生长发育的主要环境，秸秆的数量过多会直接影响植株的根系生长，进而导致减产。而且，在秸秆腐烂后才会对土壤肥力有所提升，这一过程中并无作用。另外土壤在分解秸秆时会吸收氮素，可能会导致土壤内氧气不足，影响根系的生长。

3.在秸秆下翻的过程中，藏于秸秆中的虫卵草籽也随着翻动而下，在这里，他们有着良好的生长发育环境，会随着下季作物一起复苏。

4.虽然较焚烧秸秆的方式来说，粉碎入土的污染要小的多，但是这种方式的弊端在于会产生大量的粉尘，漂浮在空中。

5.秸秆还田如果量过大或翻入土壤不均匀的话，易发生土壤微生物与作物幼苗争夺养分的矛盾，甚至出现黄苗、死苗、减产等现象。

6.由于地下的氧气浓度很低，在经过后面的点火装置点燃后，秸秆不会进行燃烧，而是在缺氧环境下进行碳化，秸秆碳化制成的生物炭，有着较大的孔隙度和比表面积，其吸附力、抗氧化能力和抗生物分解能力比较强，可有效改善土壤结构和理化性质，增加土壤碳含量，因此被广泛应用于改良酸化土、沙化土、白浆土等低产土壤，被国际学术界誉为“黑色黄金”。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种基于立式旋耕的秸秆碳化还田机，通过仿照窑烧法的制碳方式，通过灭茬-捡拾-深埋入土-点燃的大致流程，仿造出窑烧法的窑体环境；秸秆在收集粉碎后埋入地下深度60～70cm，在此碳化还田。

本发明采用的具体技术方案如下：

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于立式旋耕的秸秆碳化还田机的工作方法，包括如下步骤：步骤一：灭茬装置将秸秆初步粉碎置于土壤表层；步骤二：捡拾器将步骤一)中经过初步粉粹后的秸秆捡拾出送至粉碎装置粉碎；步骤三：步骤二)粉碎后的秸秆经风机吹送至旋耕刀轴内部后随重力落入土壤；步骤四：进入土壤内秸秆经点火装置中的点火器点火碳化。

基于立式旋耕的秸秆碳化还田机的工作方法的装置，包括设置在机架上的灭茬装置、捡拾器和粉碎装置；机架上还设置有悬挂装置，所述悬挂装置将机架悬挂在动力机械上，并由动力机械带动；所述灭茬装置设置在捡拾器的前方位置，粉碎装置设置在捡拾器的上方出口位置处；粉碎装置出口端设置有风机，风机与中空的旋耕刀轴通过管道连接；旋耕刀轴和点火装置也设置在机架上，且旋耕刀轴设置在点火装置的前方。