【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防霜冻，具体为一种提高土壤表层温度的方法及装置。
技术介绍
1、霜冻是一种大范围的农业气象灾害，一般是在晚秋或初春时节，由于冷空气入侵或近地表逆温辐射，使植物表面和近地表空气温度骤降到0℃以下，导致农作物受害，危害的作物种类较多、经济损失较大。相较于初霜冻，晚霜冻一般危害更大。
2、霜冻破坏机制有两方面，一是低温条件下胞内结冰膨胀使细胞受到机械挤压，原生质透性增大脱水导致细胞失活，植物大量失水死亡，作物细胞原生质结冰或脱水至结冰，植物细胞受损，严重可死亡；二是影响植物新陈代谢，低温霜冻最先破坏膜系统，引起膜结构相变，电解质外渗，植物抗氧化酶系统破坏，活性氧大量积累，减少atp产生，使细胞代谢紊乱。
3、常用的提高土壤表层温度的方法中烟熏法较为常见，在待升温区域上风向通过烟幕向地面辐射热量，加热近地面空气，减少霜冻发生的概率。已有的烟熏防霜冻方法通常是晚上12点开始监测气温变化，接近0℃时开始人工放置烟熏装置进行点火，四五个小时之后进行熄火处理，管理人员得熬夜根据气温点火熄火，费时费人费力，易引专利技术火极不安全；此外，一般为经济方便，烟雾剂选择收集废弃干柴草、畜禽粪便等直接引燃；另一种是人造烟雾，以硝酸铵为主，配以干柴草、沥青或柴油或油渣等引燃；还有直接使用蜂窝煤炉提高待升温区域温度的。已有柴草烟雾较为简便，但燃烧时间短，在地面堆放烟雾易被风吹散且待升温区域温度提升效果不明显；以硝酸铵为主的人造烟雾极不安全且不够经济环保，选择较少。
4、综上所述，目前提高土壤表层温度的方法中烟熏
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提高土壤表层温度的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种提高土壤表层温度的方法，包括以下步骤：
4、步骤1、计算待升温区域土壤表层温度提高所需热值；
5、步骤2、根据不同材料燃烧热值、能量转化率、燃烧产物养分含量及待升温区域植物生长所需养分含量计算烟雾剂所需总重量，并对烟雾剂进行复配；
6、步骤3、根据植物种植密度在待升温区域均匀布设多个土坑并计算每个土坑中布设烟雾剂的重量，并通过提高土壤表层温度装置进行挖坑作业；
7、步骤4、通过提高土壤表层温度装置实时监测待升温区域的气温及地温，并在气温下降至1℃时，发出预警；
8、步骤5、通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充烟雾剂并引燃；
9、步骤6、烟雾剂燃烧完毕后，通过提高土壤表层温度装置对每个土坑进行覆土掩埋。
10、进一步优选地，所述步骤1中，计算待升温区域土壤表层温度提高所需热值，所需热值包括待升温区域近地表空气及土壤的吸热量和散热量；
11、所述待升温区域近地表空气及土壤的散热量通过下式进行计算：
12、
13、k为待升温区域不同物质导热系数，w/m·℃；s为待升温区域面积，m2；t为散热时间，s；为修正系数，t内为待升温区域内部温度，t外为待升温区域外部温度，℃；q1为散热量，kcal；
14、所述待升温区域近地表空气及土壤的吸热量通过下式进行计算：
15、q2＝c×m×δt×0.2389 (2)
16、c为待升温区域不同物质比热容，kj/(kg·℃)；m为待升温区域不同物质质量，kg；δt为温差，℃；q2为吸热量，kcal；
17、所述所需热值通过下式进行计算：
18、q＝q1+q2 (3)
19、q为所需热值，kcal。
20、进一步优选地，所述步骤2中，所述烟雾剂采用枯落叶、畜禽粪便、秸秆、树枝和艾草复配而成，所述畜禽粪便包括猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪中的一种或多种，所述烟雾剂的复配比例为：
21、枯落叶:猪粪:秸秆:树枝:艾草＝1.4:1:1:1.4:1.4；
22、枯落叶:牛粪:秸秆:树枝:艾草＝1.46:1:1:1.46:1.46；
23、枯落叶:羊粪:秸秆:树枝:艾草＝1.4:0.5:1:1.4:1.4；
24、枯落叶:鸡粪:秸秆:树枝:艾草＝1.1:0.7:1:1.1:1.1；
25、所述枯落叶平均低位热值约3502kcal/kg，秸秆平均低位热值约3538kcal/kg、树枝平均低位热值约4323kcal/kg、畜禽粪便平均低位热值约3431kcal/kg，猪粪热值3672kcal/kg，能量转化率45％；牛粪热值3669kcal/kg，牛粪能量转化率51％；鸡粪热值3062kcal/kg，鸡粪能量转化率63％；羊粪热值3323kcal/kg，羊粪能量转化率58％及艾叶平均低位热值约3844kcal/kg；
26、待升温区域平均每亩地土壤表层温度提升所需烟雾剂质量为6.2m1/6.8m2/5.7m3/5m4kg，热值为q，可提高待升温区域温度3℃；；
27、根据上述枯落叶、畜禽粪便、秸秆、树枝和艾草的复配比例以及平均热值和能量转化率可获得以下几组公式：
28、q＝3502×1.4m1+3672m1×0.45+3538m1+4323×1.4m1+3844×1.4m1 (4)；
29、q＝3502×1.46m2+3669m2×0.51+3538m2+4323×1.46m2+3844×1.46m2(5)；
30、q＝3502×1.4m3+3323m3×0.58×0.5+3538m3+4323×1.4m3+3844×1.4m3(6)；
31、q＝3502×1.1m4+3062m4×0.63×0.7+3538m4+4323×1.1m4+3844×1.1m4(7)。
32、进一步优选地，所述步骤5中，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充烟雾剂并引燃时，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充3/4重量烟雾剂时，通过点烟器15进行点烟工作，点燃后，将剩余1/4重量烟雾剂铺洒其表面，重复上述过程，直至所有土坑内部烟雾剂全部填充完成，并引燃。
33、本专利技术还提供了一种提高土壤表层温度的装置，包括安装架，所述安装架四角均设置有驱动机构，所述安装架表面设置有混合仓，所述混合仓两侧分别设置有挖坑机构和覆土机构，所述挖坑机构顶部设置有蓄电池，所述蓄电池顶部设置有控制箱，所述覆土机构顶部设置有存储仓，所述混合仓内部底部设置有称重模块，所述称重模块底部设置有喷淋机构，所述安装架底部还设置有点烟器和地表温度传感器，所述安装架四周还设置有环境温度传感器和多个均匀分布的照明灯。
34、进一步优选地，所述混合仓包括搅拌电机，所述搅拌电机的驱动端连接有主动轮，所述主动轮外侧通过传动带连接有从动轮，所述主动轮和从动轮分别连接有传动轴，两个所述传动轴外侧通过多个均匀分布的连接件连接有搅拌叶片，所述混合仓顶部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤1中，计算待升温区域土壤表层温度提高所需热值，所需热值包括待升温区域近地表空气及土壤的吸热量和散热量；
3.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述烟雾剂采用枯落叶、畜禽粪便、秸秆、树枝和艾草复配而成，所述畜禽粪便包括猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪中的一种或多种，所述烟雾剂的复配比例为：
4.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤5中，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充烟雾剂并引燃时，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充3/4重量烟雾剂时，通过点烟器(15)进行点烟工作，点燃后，将剩余1/4重量烟雾剂铺洒其表面，重复上述过程，直至所有土坑内部烟雾剂全部填充完成，并引燃。
5.一种提高土壤表层温度的装置，包括安装架(1)，其特征在于，所述安装架(1)四角均设置有驱动机构(2)，所述安装架(1)表面设置有混合仓(3)，所述混合仓(3)
6.根据权利要求5所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述混合仓(3)包括搅拌电机(301)，所述搅拌电机(301)的驱动端连接有主动轮(302)，所述主动轮(302)外侧通过传动带(303)连接有从动轮(304)，所述主动轮(302)和从动轮(304)分别连接有传动轴(306)，两个所述传动轴(306)外侧通过多个均匀分布的连接件(307)连接有搅拌叶片(308)，所述混合仓(3)顶部还设置有进料口(5)，所述混合仓(3)底部设置有出料管(310)，所述混合仓(3)与出料管(310)连接处设置有电磁阀(309)、所述出料管(310)末端还螺接有出料弯头(311)或堵头，所述出料管(310)一侧还设置有连接孔(312)，所述搅拌电机(301)和电磁阀(309)均电性连接于所述控制箱(4)和蓄电池(5)。
7.根据权利要求5所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述挖坑机构(6)包括对称设置于安装架(1)表面的滑槽(606)，所述滑槽(606)内部设置有同步气缸(602)，所述同步气缸(602)的驱动端连接有移动板(603)，所述移动板(603)中心处贯穿设置有钻杆(604)，所述钻杆(604)一端连接于挖坑电机(601)的驱动端，所述钻杆(604)另一端外侧设置有螺旋叶片(605)，所述挖坑电机(601)和同步气缸(602)均电性连接于所述控制箱(4)和蓄电池(5)。
8.根据权利要求6所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述喷淋机构(7)包括对称设置于安装架(1)表面的水泵(703)，所述水泵(703)的进液口分别连接于三通管(702)的出液口，所述三通管(702)的进液口连接于连接孔(312)，所述水泵(703)的出液口分别连接有喷淋组件(701)，所述喷淋组件(701)包括喷淋管(704)，所述喷淋管(704)远离水泵(703)的一侧均匀设置有多个喷淋接头(705)，所述喷淋接头(705)外侧螺接有喷淋头或灌溉管道，所述喷淋管(704)两端靠近水泵(703)的一侧设置有连接块(706)，所述连接块(706)表面中心处设置有定位孔(707)，所述水泵(703)均电性连接于所述控制箱(4)和蓄电池(5)。
9.根据权利要求5所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述覆土机构(10)包括连接于安装架(1)表面的定位杆(1002)，所述定位杆(1002)外侧套设有缓冲件(1003)，所述缓冲件(1003)末端设置有连接杆(1004)，所述连接杆(1004)外侧连接有限位件(1005)，所述连接杆(1004)内部还贯穿设置有覆土板(1001)，所述覆土板(1001)整体呈T型结构，且所述两个覆土板(1001)组合形成八字状结构。
10.根据权利要求5所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述存储仓(9)内部设置有多层放置架(901)，所述放置架(901)侧面对称设置有多个卡扣(902)。
...【技术特征摘要】
1.一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤1中，计算待升温区域土壤表层温度提高所需热值，所需热值包括待升温区域近地表空气及土壤的吸热量和散热量；
3.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述烟雾剂采用枯落叶、畜禽粪便、秸秆、树枝和艾草复配而成，所述畜禽粪便包括猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪中的一种或多种，所述烟雾剂的复配比例为：
4.根据权利要求1所述的一种提高土壤表层温度的方法，其特征在于：所述步骤5中，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充烟雾剂并引燃时，通过提高土壤表层温度装置在每个土坑内部填充3/4重量烟雾剂时，通过点烟器(15)进行点烟工作，点燃后，将剩余1/4重量烟雾剂铺洒其表面，重复上述过程，直至所有土坑内部烟雾剂全部填充完成，并引燃。
5.一种提高土壤表层温度的装置，包括安装架(1)，其特征在于，所述安装架(1)四角均设置有驱动机构(2)，所述安装架(1)表面设置有混合仓(3)，所述混合仓(3)两侧分别设置有挖坑机构(6)和覆土机构(10)，所述挖坑机构(6)顶部设置有蓄电池(5)，所述蓄电池(5)顶部设置有控制箱(4)，所述覆土机构(10)顶部设置有存储仓(9)，所述混合仓(3)内部底部设置有称重模块(8)，所述称重模块(8)底部设置有喷淋机构(7)，所述安装架(1)底部还设置有点烟器(15)和地表温度传感器，所述安装架(1)四周还设置有环境温度传感器和多个均匀分布的照明灯。
6.根据权利要求5所述的一种提高土壤表层温度的装置，其特征在于：所述混合仓(3)包括搅拌电机(301)，所述搅拌电机(301)的驱动端连接有主动轮(302)，所述主动轮(302)外侧通过传动带(303)连接有从动轮(304)，所述主动轮(302)和从动轮(304)分别连接有传动轴(306)，两个所述传动轴(306)外侧通过多个均匀分布的连接件(307)连接有搅拌叶片(308)，所述混合仓(3)顶部还设置有进料口(5)，所述混合仓(3)底部设置有出料管(310)，所述混合仓(3)与出料管(310)连接处设置有电磁阀(309)、所述出料管(310)末端还螺接...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，孙婴婴，魏样，慕哲哲，李俭，石海兰，张钊熔，范鸿建，张颐同，
申请(专利权)人：陕西地建土地工程技术转化中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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