專利名稱：農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于治理土壤和水，減少水污染，改良土壤，控制藻類及病蟲害，和做農(nóng)場(chǎng)有效管理的農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具。
背景技術(shù)：
化學(xué)肥料，簡(jiǎn)稱化肥，通常用于提高農(nóng)田生產(chǎn)力?；适腔瘜W(xué)鹽的一種形式，主要有氮(N)、磷(P)、鉀(K)和礦物質(zhì)，以為植物提供養(yǎng)分。長(zhǎng)期使用化肥導(dǎo)致土壤內(nèi)屯積剩余化學(xué)鹽，剩余的化學(xué)電荷將化肥、農(nóng)藥和其它帶電物質(zhì)與土壤混合在一起，就像是低質(zhì)量的水泥，使土壤硬化。經(jīng)過多個(gè)農(nóng)季，剩余化學(xué)鹽不斷地增加使更多土壤硬化成為土塊。土塊內(nèi)的化學(xué)鹽，因硬化土壤的透水性差，很難再溶解于水中。硬化土壤占據(jù)表面土壤的下部，因而阻斷植物根部的生長(zhǎng)，減少大氣空氣進(jìn)入土壤，也降低土壤保持水分的能力。農(nóng)作物在硬化土壤上生長(zhǎng)，因根部較小而吸收養(yǎng)分及水分能力較差，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)量難以持續(xù)。·為了減少化學(xué)鹽的使用，現(xiàn)有技術(shù)的耕作被引導(dǎo)采用微生物肥或有機(jī)肥料，使化學(xué)鹽可以被逐步引入的微生物分解。這種方法可以減少化學(xué)鹽硬化土壤面積和松散土塊，但此種方式分解速度慢。另外，上述方式往往會(huì)導(dǎo)致松散土塊不均勻，且農(nóng)田需長(zhǎng)期使用有機(jī)肥料，而使成本提高。農(nóng)田收獲后，通常停止灌溉以節(jié)省成本。但這將造成耕作的空擋期，而讓剩余的肥料，特別是化肥，形成硬化的化學(xué)鹽，以此造成農(nóng)田具有更少的水和更多的土壤結(jié)塊。其直接后果是需增加下一季的化肥使用量，以保持農(nóng)田生產(chǎn)力。此外，由于水資源越來越有限，造成灌溉水質(zhì)惡化。由上游來的灌溉水含有從動(dòng)物農(nóng)場(chǎng)或其它農(nóng)田的大量硝酸鹽，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其它化學(xué)品。上游蓄水池變成了藻類、幼蟲、寄生蟲、線蟲、和病菌生長(zhǎng)的地方。當(dāng)蟲害和疾病在上游爆發(fā)性發(fā)生時(shí)，幾乎可以肯定所有的下游農(nóng)田都會(huì)受到不同程度的負(fù)面影響。因此，在農(nóng)業(yè)，商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用上，需要有一個(gè)有效的方法和高效率的系統(tǒng)，以提高灌溉水的質(zhì)量，降低土壤內(nèi)化學(xué)鹽和松散硬化土壤。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具，用以針對(duì)處理土壤和農(nóng)作物灌溉用水，特別是減少化學(xué)鹽在土壤中積累，減少病菌和寄生蟲，減少灌溉水中有害化學(xué)污染物和重金屬，提高土壤生產(chǎn)力以及維持土壤在農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明是關(guān)于一種農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具，上述工具包含用以提供電子的為負(fù)電位的電極和用以提供金屬離子的為垂直排列的正電位的電極，該電極用于多種水及土壤處理。此外，可配置上述工具的外部套具，以提高本發(fā)明所敘述的多種功倉泛。本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具，上述工具可促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，減少病蟲害，分解土壤內(nèi)所形成的化學(xué)鹽，松散土塊，使沉積的化肥能溶解于水中，成為植物的營(yíng)養(yǎng)成份。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具，上述工具可靈活應(yīng)用于農(nóng)田作業(yè)。進(jìn)一步依照本發(fā)明的用途，可減少灌溉水中有害物質(zhì)，增加土地的肥沃并抑制有害微生物(如病菌、藻類、寄生蟲)對(duì)家畜、作物或人類的影響。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種農(nóng)業(yè)工具、水質(zhì)改良工具及農(nóng)場(chǎng)管理工具，上述工具能夠去除土壤內(nèi)的鹽分，甚至是黏著在土壤內(nèi)的放射性物質(zhì)。對(duì)于熟悉上述技術(shù)領(lǐng)域的人員，在對(duì)本文的說明、附圖及技術(shù)方案進(jìn)行閱讀后，會(huì)清楚的理解上述結(jié)構(gòu)的目的和優(yōu)勢(shì)用途。


圖I是表示本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具的示意圖；圖2是表示本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具及其套件的示意圖。[圖中標(biāo)記說明]10農(nóng)業(yè)工具；12金屬管；14耦合物；16金屬管；18總管；20電池組；22電線；24金屬套；26彈性材料；28尾蓋；30電線；32套件；34進(jìn)水□ ;36出水口。
具體實(shí)施例方式圖I是表示農(nóng)業(yè)工具的較佳的實(shí)施方式，在下面對(duì)其進(jìn)行說明。圖I是表示農(nóng)業(yè)工具10的參考用圖。在圖I中可知，農(nóng)業(yè)工具10的金屬管12的一端為封閉端，而另一端連接到耦合物14的一邊。耦合物14的另一邊連接到金屬管16的一端。而金屬管16的另一端連接到總管18。金屬管12和金屬管16用于電解反應(yīng)，一般采用銅作為材料，而其它導(dǎo)電材料如銀、金、鉬和鈦可用于特殊應(yīng)用。耦合物14所使用的材料是非導(dǎo)電材料，如塑料、橡膠或類似材料?？偣?8內(nèi)安裝有電池組20。電池組20可以為一個(gè)或多個(gè)電池，其可以是多個(gè)I. 5伏特電池串聯(lián)，甚至是多個(gè)9伏特電池串聯(lián)。電池組20提供的電壓可依實(shí)際需要選定，例如從I. 5伏特至18伏特，或是在特定的用途中采用更高的電壓。在圖I中，電線22的一端連接到電池組20的負(fù)極(一)，另一端通過金屬管16內(nèi)部及耦合物14的內(nèi)部而連接到金屬管12的內(nèi)壁。在電池組20的正極(+ )附近設(shè)置有金屬套24。金屬套24后端連接有彈性材料26，彈性材料26連接到尾蓋28，尾蓋28可以旋鎖到總管18上而加以固定。當(dāng)尾蓋28旋鎖到總管18上時(shí)，推動(dòng)其內(nèi)面的金屬套24連接到電池組20的正極(+ )。金屬套24接觸位于總管18內(nèi)壁的電線30的接頭。電線30另一端穿過總管18內(nèi)壁而連接到金屬管16的內(nèi)壁上。操作時(shí)，通過控制尾蓋28的旋鎖的位置，電池組20可以提供電力給金屬管12和金屬管16。當(dāng)旋松尾蓋28時(shí)，電池組20停止對(duì)金屬管12和金屬管16供電。現(xiàn)場(chǎng)的操作者可以將農(nóng)業(yè)工具10插入到土壤內(nèi)直到接近總管18的底端，擰緊尾蓋28使電池組20對(duì)金屬管12和金屬管16供電，并對(duì)周圍的土壤噴水。若土壤中有陽離子和陰離子，則帶正電荷的陽離子移向提供電子的負(fù)極(金屬管12提供電子)，而帶負(fù)電荷的陰離子移向提供正電荷的正極(金屬管16提供正電荷)。
如果農(nóng)業(yè)工具10的插入位置附近有化學(xué)鹽類，帶正電荷和負(fù)電荷的鹽化合物在電解反應(yīng)下分離，在上述的位置噴水，可使附近土壤進(jìn)一步松散，且釋放的化學(xué)鹽可溶解在水中，而形成為植物的營(yíng)養(yǎng)成份。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是分解土壤中鹽類及松散硬塊。農(nóng)業(yè)工具10需插入到該位置并維持一段時(shí)間。所需持續(xù)的時(shí)間是根據(jù)土壤條件決定的，即，不同類型的土壤特性、鹽化合物、澆水量等都會(huì)影響土壤的導(dǎo)電性。一般情況下，電解反應(yīng)時(shí)間的范圍是10至30分鐘。土塊松動(dòng)后，可定期澆水，以松動(dòng)其周圍更多的化學(xué)鹽。這對(duì)長(zhǎng)期表面土壤硬化，已造成表面土壤不透水性的土地有特別處理效果。經(jīng)過數(shù)個(gè)固定點(diǎn)的土塊松動(dòng)，再由這些固定點(diǎn)澆水，才能進(jìn)行下一步的整地作業(yè)。 本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具10可用于改善水質(zhì)。如圖2所示，可作為水質(zhì)改良工具的農(nóng)業(yè)工具10設(shè)置在套件32內(nèi)。套件32的進(jìn)水口 34位于套件32的下部，其出水口 36位于套件32的上部。套件32為非導(dǎo)電材料，如塑料，橡膠或類似材料。水源可來自上游河流、水庫、水井。當(dāng)水中有足夠的陽離子和陰離子時(shí)，農(nóng)業(yè)工具10執(zhí)行電解反應(yīng)，釋放電子及金屬離子。灌溉水在電解反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氫氣、氫離子，帶負(fù)電荷的氫氧離子及金屬離子。水中通常溶有多種成份，其中一些在電解反應(yīng)時(shí)，成為帶電離子。例如二氧化碳分子在電解反應(yīng)下可形成帶負(fù)電荷的碳酸根離子，氧氣在電解反應(yīng)下可形成帶負(fù)電荷的臭氧離子等。本文統(tǒng)稱這些帶負(fù)電荷的成分為帶電離子(ionized particles)。這些帶電離子和金屬離子在灌溉水中可以進(jìn)一步強(qiáng)化灌溉水治理土壤的能力。含帶電離子和金屬離子的灌溉水和土壤內(nèi)的化學(xué)鹽接觸，加速化學(xué)鹽分解，并松散土塊。如果水中含有害生物，如藻類、寄生蟲、線蟲和病菌，在套件32內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)、帶電離子、和從金屬管16釋出的金屬離子將會(huì)消滅或傷害這些有害生物，使這些有害生物降低或停止活動(dòng)，減少對(duì)農(nóng)田的負(fù)面影響。金屬管16在電解過程中釋放金屬離子。如果金屬管16是銅管，金屬管16釋放銅離子。如果金屬管16是由銅和銀的結(jié)合，金屬管16在電解過程中，將釋放銅和銀離子。這些離子在水中可以進(jìn)一步抑制害蟲和疾病的爆發(fā)。如果水中含過量的礦物質(zhì)，例如鈣(Ca)離子、鋅(Zn)離子、鉻(Cr)離子等，因金屬管12為提供電子的負(fù)極，所以這些礦物質(zhì)因電化反應(yīng)而沉積在外殼套件32的底部。此外，如果水中含有毒的化學(xué)物質(zhì)，如酚類(phenoxyl)除草劑，外殼套件32內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)及帶電離子可以分解如酚類除草劑和其它石化化學(xué)品。精通此方面專業(yè)的人員在很容易的理解上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)該結(jié)構(gòu)、尺寸、材料及零部件進(jìn)行的修改，仍沒有脫離本發(fā)明的精神和原則范圍。例如，電池組20可以使用可充電電池，加上一塊太陽能電池板提供電力；或是直接接上直流電源；或是在電池組20與金屬管12和金屬管16之間加裝直流振幅器，以產(chǎn)生有振幅的直流，來增加水中帶電離子量，分解更多的水成為小分子水。對(duì)于水及土壤的綜合應(yīng)用，上述的方法也可適用于農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、以及對(duì)環(huán)境的治理方法。[產(chǎn)業(yè)應(yīng)用]本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具10可適用于各種產(chǎn)業(yè)，例如環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。其可以是溪水治理的工具，用以減少水中的藻類、寄生蟲、蟲卵、病菌；其也可以是污水治理的工具，用以減少污水中有害或有毒化學(xué)品及重金屬；其還可以是土壤治理的工具，用以松動(dòng)土塊和減少化學(xué)鹽，清除海水鹽分，清除石化污染物品，甚至適用于清除低濃度的放射性物質(zhì)。農(nóng)業(yè)工具10特別適用于農(nóng)業(yè)作業(yè)，該農(nóng)業(yè)工具10為綜合性的農(nóng)場(chǎng)管理工具，能夠減少土壤中的藻類、寄生蟲、蟲卵和病菌，從而使農(nóng)作物減少得黑根病或根腐病的概率。如蔬菜、棉花和玉米等每一種農(nóng)作物在幼苗時(shí)都有其特定的生長(zhǎng)期。如果錯(cuò)過該特定的生長(zhǎng)期，事后再補(bǔ)肥，整季的產(chǎn)量將降低幾個(gè)百分點(diǎn)?，F(xiàn)今農(nóng)業(yè)上所面對(duì)的問題中，若采用化肥，農(nóng)作物長(zhǎng)的快，產(chǎn)量高，但造成土壤營(yíng)養(yǎng)流失，而無持續(xù)耕種能力。若采用有機(jī)月巴，農(nóng)作物長(zhǎng)的較慢，產(chǎn)量較低，但質(zhì)量較好，土壤可持續(xù)耕種，但作業(yè)成本高。如果將農(nóng)業(yè)工具10使用于有機(jī)耕種，可提高有機(jī)農(nóng)作物產(chǎn)量。如果將農(nóng)業(yè)工具10使用于化肥耕種，可幫助控制肥料成本，松散土塊，抑制病蟲害，使土壤可持續(xù)耕種。當(dāng)農(nóng)場(chǎng)的灌溉水質(zhì)需要改善時(shí)，如果采溝渠引水方式，則在引水進(jìn)口閘門前上游，將農(nóng)業(yè)工具10直立于溝渠道內(nèi)，每日提供固定時(shí)間的電力，農(nóng)業(yè)工具10便在水中產(chǎn)生帶電離子及銅離子。給予帶電離子及銅離子適當(dāng)?shù)撵o置時(shí)間會(huì)有絮凝劑的效果。引水內(nèi)若有藻類、寄生蟲、蟲卵、病菌；或是石化化學(xué)污染物、燃油、有害或有毒化學(xué)品、重金屬等，皆和銅 離子及帶電離子的正負(fù)相互吸引而沉淀在底部。這些沉淀物可由泵抽取過濾。如果水是由河川、湖泊、水庫、水井而引到當(dāng)?shù)氐男钏?，則采用農(nóng)業(yè)工具10與外加的套件32，沉水泵經(jīng)由水管抽水，流經(jīng)外加套件32到蓄水池。農(nóng)業(yè)工具10在套件32內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)，帶電離子和從金屬管16釋出的金屬離子將會(huì)消滅或傷害這些有害生物，例如，藻類、寄生蟲、蟲卵、病菌等，并分解一些化學(xué)污染物品。若水含多量固形物，給予流過在套件32的水以適當(dāng)?shù)撵o置時(shí)間，會(huì)產(chǎn)生絮凝的效果，固形物和銅離子及帶電離子的正負(fù)相互吸引將沉淀在底部。農(nóng)作物的葉面噴灑經(jīng)農(nóng)業(yè)工具10處理過的水，將對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生多重益處。含帶電離子和銅離子噴灑在農(nóng)作物表面時(shí)，帶電離子由農(nóng)作物表面吸收，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，銅離子在農(nóng)作物表面，抑制寄生蟲、蟲卵、病菌等的生長(zhǎng)。上述方式可直接減少農(nóng)藥的使用量。葉面噴灑的水落在土壤上，其內(nèi)所含的帶電離子和銅離子可松散土塊，以釋出原先被土壤吸附的化肥，從而可減少肥料的使用量。而且因土塊松散，較多的空氣進(jìn)入土壤內(nèi)，降低土壤內(nèi)的二氧化碳含量，直接的受益是減少農(nóng)作物的黑根病或根腐病。進(jìn)一步的效果是因土壤松散，農(nóng)作物的根部有空間成長(zhǎng)，較大的根部能吸收較多的養(yǎng)份，農(nóng)作物吸收較多的養(yǎng)份，產(chǎn)量自然就增加。如果土壤是鹽堿地或是被海水浸泡過，含高量鹽分氯化鈉(NaCl)。農(nóng)業(yè)工具10能提供解決上述問題的方法。例如，一塊農(nóng)地被海水浸泡或海嘯侵襲，用淡水淋洗，鹽分中的鈉離子較易溶于水，而氯離子結(jié)合土壤中的鈣離子形成硬塊，造成硬塊的不透水性，降低淡水淋洗功效。如果用含帶電離子及金屬銅離子的淡水淋洗，土壤中結(jié)成硬塊量減少，增加淋洗的效果。如果土壤含放射性物質(zhì)，例如，碘-131 (1-131)和銫_137(Cs_137)。銫-137是正電價(jià)離子，較易淋洗釋出，但碘-131是負(fù)電價(jià)離子，正如氯離子形成硬塊的作用，在淡水淋洗時(shí)，減少了硬塊內(nèi)銫-137的釋出。如果用農(nóng)業(yè)工具10所產(chǎn)生的帶電離子及金屬銅離子來淋洗，中和土壤本身的靜電吸引力，減少土壤結(jié)塊，這些都可增加淋洗的效果。本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具10具有成本效益的優(yōu)勢(shì)，并可減少水中藻類、幼蟲、寄生蟲和病菌。而且還可清除水中重金屬、石化化學(xué)污染物及農(nóng)藥。該農(nóng)業(yè)工具10在農(nóng)業(yè)上操作方便，葉面澆灌可促進(jìn)植物生長(zhǎng)、減少病蟲害、減少土壤中的化學(xué)鹽、節(jié)省肥料、并增加產(chǎn)量。其也可作為鹽堿地或海水浸泡地處理的工具，并清除土壤內(nèi)附著的石化污染物。因此，本發(fā)明的農(nóng)業(yè)工具10應(yīng)用廣泛且前景光明。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例 而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)業(yè)工具，用于改善水及土壤，其特征在于，包括負(fù)電極，用以提供電子；正電極，用以提供金屬離子； 其中，所述負(fù)電極位于所述正電極的下部，所述農(nóng)業(yè)工具直接插入水和土壤中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)工具，其特征在于，還包括為非導(dǎo)電材料的套件，所述套件具有進(jìn)水口及出水口，所述進(jìn)水口位于所述套件的下部，所述出水口位于所述套件的上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)工具，其特征在于，所述正電極及所述負(fù)電極發(fā)生電解反應(yīng)以產(chǎn)生帶電離子和銅離子，所述帶電離子和所述銅離子在水中產(chǎn)生絮凝劑的作用，并在土壤內(nèi)能夠抑制藻類、寄生蟲、蟲卵和病菌的繁殖，以降低鹽分和放射性物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)工具，其特征在于，還包括直流振幅器，用以產(chǎn)生有振幅的直流。
5.一種水質(zhì)改良工具，包括第一金屬，用以提供電子；第二金屬，用以提供金屬離子； 所述第一金屬位于所述第二金屬的下部，水流從所述第一金屬接受電子和從所述第二金屬接受金屬離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水質(zhì)改良工具，其特征在于，水流經(jīng)所述第一金屬和所述第二金屬以產(chǎn)生帶電離子和銅離子。
7.一種農(nóng)場(chǎng)管理工具，包括第一金屬管，用以提供電子；耦合物，為非導(dǎo)電材料；第二金屬管，用以提供金屬離子； 其中，所述第一金屬管、所述耦合物及所述第二金屬管依序排列配置以形成所述農(nóng)場(chǎng)管理工具。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)場(chǎng)管理工具，其特征在于，所述第一金屬管和所述第二金屬管在水中產(chǎn)生帶電離子和銅離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)場(chǎng)管理工具，其特征在于，所述帶電離子和所述銅離子用以抑制藻類、寄生蟲、蟲卵及病菌的繁殖，以降低土壤中的鹽分和放射性物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少硬化土壤中的化學(xué)鹽的方法，也可適用于灌溉用水的水質(zhì)改善。該方法包括一種電解系統(tǒng)，該電解系統(tǒng)直接與土壤接觸，分離土壤中的化學(xué)鹽；或是通過該方法在灌溉水中釋放帶電離子和金屬離子，并用做葉面噴灑，以達(dá)到促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)、抑制農(nóng)作物上的病蟲害、分解土壤中的化學(xué)鹽、松散土塊、抑制土內(nèi)的藻類、寄生蟲及有害菌并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的效果。
文檔編號(hào)A01B79/00GK102948278SQ20121022859
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者吳正新, 吳彥毅 申請(qǐng)人:吳正新, 吳彥毅