具体技术细节
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法。
[0007] 本发明是这样实现的，步骤一，收集农业废弃物，同时获取废弃物的种类、数量信息，通过智能化的土壤监测系统，收集并分析酸性土壤的各项参数，包括pH值、有机物含量、土壤质地，设定酸性土壤的pH改良目标；
[0008] 步骤二，将收集到的农业废弃物在实验室进行试验，利用大数据和机器学习算法，针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验，筛选得到每类土壤所对应的农业废弃物、农业废弃物的施用量以及农业废弃物的施用时间；
[0009] 步骤三，按重量份数称取农业废弃物30份、氯化钾5份、葡萄皮渣8份、生物炭10份、动物粪便12份、硫酸铜2份、硫酸镁4份、硫酸亚铁7份、碳酸氢铵5份、EM菌6份，将这些原料投入到智能化的发酵设备中，设备会自动控制添加适量的自来水，以及监控和调整发酵堆的含水量为66％，并且根据设定的参数进行半个月的发酵，设备还能自动每5天翻搅一次发酵堆；
[0010] 步骤四，利用智能化的农业机器人将改良剂均匀地撒到酸性土壤上，并进行施肥混合，机器人会根据预设的程序，进行定期的土壤监测，包括pH值、有机物含量，并根据监测数据自动调整施肥策略，以保持土壤的最佳状态；
[0011] 所述硫酸亚铁制备方法：
[0012] 先用氢氧化钠溶液对要使用的铁进行油污去除；
[0013] 用水洗净后放入25％的硫酸溶液中，加热至未溶的残渣不再溶解为止；
[0014] 将溶液进行过滤后倒入储存容器中，加入硫酸使其呈红色酸性反应；
[0015] 冷却后通硫化氢达至饱和，密封放置4天；
[0016] 将容器置于水浴上加热并过滤除去碳、碳化物、硫化物沉淀；
[0017] 将滤液转移到孚兹蒸馏瓶中，在通入二氧化碳的情况下，使溶液蒸发浓缩到原来体积的一半；
[0018] 使溶液在二氧化碳气体中静置过夜，即可析出硫酸亚铁的结晶。
[0019] 进一步，所述步骤四利用自动化农业机械或农业无人机，按照GPS导航和无人驾驶技术的指引，将制备好的酸性土壤改良剂均匀撒布到田地上；利用无线传感网络进行实时监控，该网络由大量的微型传感器节点组成，在无人值守的情况下，收集土壤的各项参数，包括pH值、电导率、温度、湿度、有机物含量，这些数据将通过物联网(IoT)技术实时传输到数据中心；
[0020] 在数据中心，通过大数据分析和机器学习算法，对收集到的数据进行深度分析，实时反馈土壤的改良效果，并通过预测模型预测未来的土壤变化趋势，从而提前做出决策；
[0021] 最后，基于以上的数据分析结果，农业机械或农业无人机会根据预设的程序，自动调整施肥策略，增减改良剂的用量。
[0022] 进一步，所述硫酸镁制备方法如下：
[0023] (1)对盐湖镁矿进行除杂处理；将所述盐湖镁矿粉碎后于选择性溶解溶剂中溶解，并进行一次固液分离，获得第一固相；
[0024] 其中，所述选择性溶解溶剂选择纯水或硫酸镁溶液；
[0025] 将第一固相充分溶解于水中；
[0026] 进行二次固液分离，获得第二液相；
[0027] (2)将所述第二液相蒸发、结晶析出并进行三次固液分离，所得第三固相经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的以无水硫酸镁计的纯度不低于99.9％。
[0028] 进一步，所述高纯硫酸镁为高纯无水硫酸镁和/或高纯水合硫酸镁；其中，所述高纯水合硫酸镁中结晶水的数量为1～7个。
[0029] 进一步，所述溶解时间为10min。
[0030] 进一步，所述盐湖镁矿粉碎至粒度为6mm。
[0031] 进一步，所述生物炭制备方法如下：
[0032] 1)选用竹屑、木屑、杨树皮、果树枯枝以及其他生物废料，其中竹屑占总原料比22％；将所有原料经混合粉碎处理，然后送至悬挂式振动分级筛选机进行筛选分级，保留
6mm大小颗粒；
[0033] 2)烘干分离，高压成型，进窑炭化；炼火4天，待炭全红，低温炭其宽度收缩至5cm，中温炭其宽度收缩至4cm，高温炭其宽度收缩至4cm，由卷扬机拉出生物炭，利用细沙全覆盖封闭25h，自然冷却得成品生物炭。
[0034] 进一步，所述其中杨树皮、果树枯枝均占总原料比为6％。
[0035] 进一步，所述烘干分离：
[0036] 筛选后的材料进入滚筒式烘干机，采用明火烘干后，利用引风机分离，抽取轻质颗3
粒待用，去除过重颗粒，风机流量25000～35000m/h、转速1000r/min、全压1800～1300Pa。
[0037] 进一步，所述高压成型：通过脱水烘干的颗粒，输入高压成型机制成宽度5cm方型棒状。
[0038] 进一步，所述进窑炭化：
[0039] 将制成棒状的半成品由叉车推进轨道机械窑，闭窑12h后，上下开风口16cm排水汽3天左右，此过程还设置两个排烟管道；
[0040] 当水汽过旺时两个打开排放，当水汽较小时封闭一个排烟管道，此过程还需调节上下开风口大小；
[0041] 当排烟颜色太浓时需适当缩小风口，待蓝青色烟完全转成白烟开始炼窑。
[0042] 结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0043] 第一，本发明通过硫酸镁制备方法控制溶解温度和溶解时间，仅利用溶解速率差异便可分离氯化物和硫酸盐；相比现有技术中的分离工艺，无需另行添加除杂试剂，不会引入新的杂质；可以制备高纯度硫酸镁；大大提高酸性土壤改良剂的质量；同时，通过生物炭制备方法可以制备高质量生物炭；从而大大提高酸性土壤改良剂的质量。
[0044] 第二，现有技术中采用的原料硫酸镁和生物炭存在质量差的问题，影响了酸性土壤改良剂的效果。而本发明采用的制备方法可以获得高纯度的硫酸镁和质量较好的生物炭，从而提高了酸性土壤改良剂的质量和效果。本发明的方法包括对农业废弃物进行检测和室内培养试验，针对不同土壤特性的酸性土壤进行筛选和优化配方。通过科学的实验和筛选过程，可以针对不同的酸性土壤类型选择合适的农业废弃物和施用量，从而提高改良效果。本发明提供了一种优化的硫酸亚铁制备方法，通过精确的步骤和控制条件，可以得到高纯度的硫酸亚铁结晶。这有助于确保酸性土壤改良剂中硫酸亚铁的质量和稳定性。本发明将称取的原料投入发酵池中进行发酵处理，通过控制适量的自来水和翻搅的频率，促进废弃物的分解和转化，从而获得适合改良酸性土壤的土壤改良剂。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权1项，从权-1项
1.一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，包括：
步骤一，收集农业废弃物，同时获取废弃物的种类、数量信息，通过智能化的土壤监测系统，收集并分析酸性土壤的各项参数，包括pH值、有机物含量、土壤质地，设定酸性土壤的pH改良目标；
步骤二，将收集到的农业废弃物在实验室进行试验，利用大数据和机器学习算法，针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验，筛选得到每类土壤所对应的农业废弃物、农业废弃物的施用量以及农业废弃物的施用时间；
步骤三，按重量份数称取农业废弃物30份、氯化钾5份、葡萄皮渣8份、生物炭10份、动物粪便12份、硫酸铜2份、硫酸镁4份、硫酸亚铁7份、碳酸氢铵5份、EM菌6份，将这些原料投入到智能化的发酵设备中，设备会自动控制添加适量的自来水，以及监控和调整发酵堆的含水量为66％，并且根据设定的参数进行半个月的发酵，设备还能自动每5天翻搅一次发酵堆；
步骤四，利用智能化的农业机器人将改良剂均匀地撒到酸性土壤上，并进行施肥混合，机器人会根据预设的程序，进行定期的土壤监测，包括pH值、有机物含量，并根据监测数据自动调整施肥策略，以保持土壤的最佳状态；
所述硫酸亚铁制备方法：
先用氢氧化钠溶液对要使用的铁进行油污去除；
用水洗净后放入25％的硫酸溶液中，加热至未溶的残渣不再溶解为止；
将溶液进行过滤后倒入储存容器中，加入硫酸使其呈红色酸性反应；
冷却后通硫化氢达至饱和，密封放置4天；
将容器置于水浴上加热并过滤除去碳、碳化物、硫化物沉淀；
将滤液转移到孚兹蒸馏瓶中，在通入二氧化碳的情况下，使溶液蒸发浓缩到原来体积的一半；
使溶液在二氧化碳气体中静置过夜，即可析出硫酸亚铁的结晶。
2.如权利要求1所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述步骤四利用自动化农业机械或农业无人机，按照GPS导航和无人驾驶技术的指引，将制备好的酸性土壤改良剂均匀撒布到田地上；利用无线传感网络进行实时监控，该网络由大量的微型传感器节点组成，在无人值守的情况下，收集土壤的各项参数，包括pH值、电导率、温度、湿度、有机物含量，这些数据将通过物联网(IoT)技术实时传输到数据中心；
在数据中心，通过大数据分析和机器学习算法，对收集到的数据进行深度分析，实时反馈土壤的改良效果，并通过预测模型预测未来的土壤变化趋势，从而提前做出决策；
最后，基于以上的数据分析结果，农业机械或农业无人机会根据预设的程序，自动调整施肥策略，增减改良剂的用量。
3.如权利要求1所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述硫酸镁制备方法如下：
(1)对盐湖镁矿进行除杂处理；将所述盐湖镁矿粉碎后于选择性溶解溶剂中溶解，并进行一次固液分离，获得第一固相；
其中，所述选择性溶解溶剂选择纯水或硫酸镁溶液；
将第一固相充分溶解于水中；
进行二次固液分离，获得第二液相；
(2)将所述第二液相蒸发、结晶析出并进行三次固液分离，所得第三固相经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的以无水硫酸镁计的纯度不低于99.9％。
4.如权利要求3所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述高纯硫酸镁为高纯无水硫酸镁和/或高纯水合硫酸镁；其中，所述高纯水合硫酸镁中结晶水的数量为1～7个。
5.如权利要求3所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述溶解时间为10min；
所述将所述盐湖镁矿粉碎至粒度为6mm。
6.如权利要求1所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述生物炭制备方法如下：
1)选用竹屑、木屑、杨树皮、果树枯枝以及其他生物废料，其中竹屑占总原料比22％；将所有原料经混合粉碎处理，然后送至悬挂式振动分级筛选机进行筛选分级，保留6mm大小颗粒；
2)烘干分离，高压成型，进窑炭化；炼火4天，待炭全红，低温炭其宽度收缩至5cm，中温炭其宽度收缩至4cm，高温炭其宽度收缩至4cm，由卷扬机拉出生物炭，利用细沙全覆盖封闭
25h，自然冷却得成品生物炭。
7.如权利要求6所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述其中杨树皮、果树枯枝均占总原料比为6％。
8.如权利要求6所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述烘干分离：
筛选后的材料进入滚筒式烘干机，采用明火烘干后，利用引风机分离，抽取轻质颗粒待
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用，去除过重颗粒，风机流量25000～35000m/h、转速1000r/min、全压1800～1300Pa。
9.如权利要求6所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述高压成型：通过脱水烘干的颗粒，输入高压成型机制成宽度5cm方型棒状。
10.如权利要求6所述农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法，其特征在于，所述进窑炭化：
将制成棒状的半成品由叉车推进轨道机械窑，闭窑12h后，上下开风口16cm排水汽3天左右，此过程还设置两个排烟管道；
当水汽过旺时两个打开排放，当水汽较小时封闭一个排烟管道，此过程还需调节上下开风口大小；
当排烟颜色太浓时需适当缩小风口，待蓝青色烟完全转成白烟开始炼窑。
