一种基于微生物处理的盐碱地改良系统的制作方法

本发明涉及盐碱地改良领域，尤其涉及一种基于微生物处理的盐碱地改良系统。

背景技术：

1、盐碱地是指土壤中盐分和碱性物质过高导致土壤无法适宜种植作物的土地，盐碱地形成的原因包括盐分积累以及土壤侵蚀，在干燥地区，地下水中的盐分上升到土壤表层，随着水分蒸发，盐分逐渐积累；缺乏适当的排水系统，导致土壤中的盐分无法及时排出，加剧了盐分的积累；当土壤表面被冲刷或风蚀，会暴露出土壤底层的盐碱性土壤；部分盐碱地还有碱性过高的问题，碱性土壤中的碳酸根离子和氢氧根离子含量过高，破坏了土壤的酸碱平衡，对植物生长不利；当前对盐碱地的治理方法包括物理、化学以及生物方法。

2、中国专利公开号：cn108934255a，公开了一种利用微生物菌肥治理改良盐碱地的方法，包括以下步骤：s1、制备微生物菌群：由酵母菌群、乳酸菌群、光合细菌群、革兰氏阳性放线菌群和发酵系的丝状菌群5科有益微生物复合培养而成；s2、利用上述微生物菌群处理有机废弃物后，得到微生物菌肥；s3、制备土壤改良剂：各组分的重量百分比为：聚顺丁烯二酸10-80％、烷基苯磺酸钠1-10％，余量为水；s4、先将微生物菌肥和土壤改良剂先后均匀覆盖于土地表面。该发明利用微生物菌肥以及土壤改良剂混合使用，不仅禽畜粪资源再生利用，无养分之流失，产品可供有机肥土壤改良剂，减少化学肥料之施用量，增进土壤地力，达成农地永续经营之目标；

3、但是，现有技术中还存在以下问题：

4、1、现有技术中，未考虑待改良土壤深层的渗透性，仅采用向土壤表面喷洒微生物改良液的方式对盐碱性程度严重，土壤渗透性差的土壤改良效果不佳且改良效率较差；

5、2、现有技术中，自动化程度低，未考虑对已经通过微生物改良液改良的土壤多次进行巡检，对改良效果不佳的土壤进行进一步改良。

技术实现思路

1、为解决现有技术中未考虑待改良土壤深层的渗透性，土壤改良效果不佳且改良效率较差的问题以及未考虑对已经通过微生物改良液改良的土壤多次进行巡检的问题，本发明提供一种基于微生物处理的盐碱地改良系统，包括：

2、移动模块，包括底盘以及驱动所述底盘移动的驱动单元；

3、检测模块，用以对待改良盐碱地的不同区域进行土壤检测，包括向土壤表面喷射预定量的水，并通过检测单元插入土壤内预定深度检测湿度值以及ph值；

4、灌注模块，包括喷洒单元以及灌注单元，所述喷洒单元用以以设定喷洒速率向地面喷洒微生物改良液，所述灌注单元用以每隔预定的灌注间隔伸入地面预设深度，并灌注微生物改良液；

5、控制模块，其分别与所述移动模块、检测模块以及灌注模块连接，包括运算单元以及控制单元，所述运算单元用以基于土壤内预定深度的湿度值以及ph值计算土壤状态表征值，

6、所述运算单元用以基于土壤状态表征值判定灌注模块的动作方式，其中，

7、在第一预设条件下，启用喷洒单元；

8、在第二预设条件下，启用灌注单元以及喷洒单元；

9、所述控制单元用以控制移动模块按照预定路径在待改良盐碱地内行驶，每隔预定距离控制检测模块进行土壤检测并获取运算单元判定的灌注模块的动作方式，控制灌注模块以对应动作方式动作，并调整动作参数，包括，

10、基于检测模块所测定的土壤ph值调整喷洒单元的喷洒速率，

11、基于检测模块所测定的土壤湿度值调整灌注单元的灌注间隔；

12、以及，所述控制单元每隔预定周期控制移动模块在待改良盐碱地的不同位置移动，进行巡检，并控制检测模块进行土壤检测，获取土壤ph值，计算土壤ph值变化参数判定土壤改良效果，并在判定土壤改良不合格时，控制移动模块停止移动并开启喷洒单元，所述喷洒单元持续对土壤表面喷洒微生物改良液直至移动模块再次启动，所述移动模块再次启动的启动间隔基于土壤ph值变化情况所确定。

13、进一步地，所述运算单元基于土壤内预定深度检测的湿度值以及ph值根据式(1)计算土壤状态表征值，

14、e＝s/s0+j0/j   (1)

15、式(1)中，e表示土壤状态表征值，s表示土壤湿度值，s0表示预设的土壤湿度值阈值，j表示土壤ph值，j0表示预设的土壤ph值阈值。

16、进一步地，所述运算单元内存储有判定灌注模块的动作方式的判定条件，其中，

17、所述第一预设条件为所述土壤状态表征值大于或等于预设的土壤状态表征值阈值；

18、所述第二预设条件为所述土壤状态表征值小于预设的土壤状态表征值阈值。

19、进一步地，所述控制单元基于检测模块所测定的土壤ph值调整喷洒单元的喷洒速率，其中，所述控制单元设有若干基于检测模块所测定的土壤ph值调整喷洒单元的喷洒速率的调整方式，

20、其中，各调整方式对喷洒单元的喷洒速率的调整量不同。

21、进一步地，所述控制单元基于检测模块所测定的土壤湿度值调整灌注单元的灌注间隔，其中，所述控制单元设有若干基于检测模块所测定的土壤湿度值调整灌注单元的灌注间隔的调整方式，

22、其中，各调整方式对灌注单元的灌注间隔的调整量不同。

23、进一步地，所述控制单元根据式(2)计算土壤ph值变化参数，

24、x＝ (ji-ji-1)/t   (2)

25、式(2)中，x表示土壤ph值变化参数，ji表示相同检测位置处第i次巡检测定的土壤ph值，ji-1表示相同检测位置处第i-1次巡检土壤ph值，t表示预定周期时长。

26、进一步地，所述控制单元基于土壤ph值变化参数判定土壤改良效果，其中

27、当土壤ph值变化参数大于土壤ph值变化参数阈值时，控制单元判定土壤改良合格，

28、当土壤ph值变化参数小于或等于土壤ph值变化参数阈值时，控制单元判定土壤改良不合格。

29、进一步地，所述控制模块基于土壤ph值变化参数确定所述移动模块再次启动的启动间隔，其中，所述控制单元设有若干基于土壤ph值变化参数确定所述移动模块再次启动的启动间隔的调整方式，其中，各调整方式对所述移动模块再次启动的启动间隔的调整量不同。

30、进一步地，所述喷洒单元包括，一端与储液箱连接的连接管道、设置于所述连接管道另一端的喷嘴以及设置在所述连接管道内的过滤网，以使储液箱内的微生物改良液从储液箱内流出经过所述连接管道后由所述喷嘴喷出。

31、进一步地，所述灌注单元包括一端与储液箱连接的伸缩管、设置于所述伸缩管另一端且存在若干孔隙的渗透管，以使所述储液箱内的微生物改良液从储液箱内流出经过所述伸缩管后由所述渗透管流出，所述渗透管的一端还设置有钻头。

32、与现有技术相比，本发明通过运算单元基于土壤内预定深度的湿度值以及ph值计算土壤状态表征值，并根据土壤状态表征值判定灌注模块的动作方式，控制模块根据土壤ph值调整喷洒单元的喷洒速率，根据土壤湿度值对灌注单元的灌注间隔进行调整，控制单元每隔预定周期对待改良盐碱地进行巡检，获取土壤ph值，计算土壤ph值变化参数判定土壤改良效果，并在判定土壤改良不合格时，再次对土壤表面喷洒微生物改良液，对土壤进行再次改良，本发明可有效提升土壤改良效率，及时发现改良效果不佳的土壤区域，并采取措施，提升土壤改良效果。

33、尤其，本发明通过运算单元基于所述土壤状态表征值判定灌注模块的动作方式，在第一预设条件下，启用喷洒单元；在第二预设条件下，启用灌注单元以及喷洒单元；由于土壤深层的盐碱性程度和土壤渗透性不同，对于盐碱性程度较低，渗透性较好的土壤，可通过仅在土壤表面喷洒微生物改良液的方式对土壤进行改良，对盐碱性程度严重，土壤渗透性差的土壤则在向土壤表面喷洒微生物改良液的同时，采用灌注的方式，向土壤内部添加微生物改良液，提升土壤改良效果和土壤改良效率；

34、尤其，本发明通过控制单元基于检测模块所测定的土壤ph值调整喷洒单元的喷洒速率，由于土壤盐碱性程度不同，盐碱性程度越严重的土壤，ph值越高，对于盐碱性程度高的土壤，所需的微生物改良液较多，应将喷洒速率调高，以使得喷洒单元喷洒的微生物改良液量与土壤盐碱程度相匹配，提升土壤盐碱性改良效果；

35、尤其，本发明通过控制单元基于检测模块所测定的土壤湿度值调整灌注单元的灌注间隔，由于土壤湿度值不同，湿度值较高的土壤，土壤渗透性较好，湿度值较低的土壤，土壤渗透性较差，针对渗透性较差的土壤，应使灌注间隔较小，从而可以有效对盐碱地进行改良，防止出现微生物改良液无法渗透到的土壤，提升土壤改良效果；

36、尤其，本发明通过控制单元每隔预定周期控制移动模块在待改良盐碱地的不同位置移动，进行巡检，并控制检测模块进行土壤检测，获取土壤ph值，计算土壤ph值变化参数判定土壤改良效果，通过一次施加微生物改良液难以保证全部土壤获得好的改良效果，采用每隔预定周期巡检的方法，不断对土壤盐碱性程度进行测量，可及时发现盐碱性改良不佳的土壤，对其作出进一步针对性改良；

37、尤其，本发明通过控制单元判定土壤改良不合格时，控制移动模块停止移动并开启喷洒单元，喷洒单元持续对土壤表面喷洒微生物改良液直至移动模块再次启动，移动模块再次启动的启动间隔基于土壤ph值变化参数所确定，当土壤ph值变化量较小时，可视为土壤改良效果较差，存在微生物改良液不足的可能性，此时应对该片土壤区域再次添加微生物改良液，提升盐碱性土壤改良效果。