本實用新型屬于農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本實用新型涉及一種為植物提供CO2或空氣流的氣灌系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當前大氣中CO2濃度約為400ppm，植物進行光合作用最佳的CO2濃度為800～1000ppm，在密集生長的作物株間，由于光合作用對CO2的消耗固定為碳水化合物，作物株間的CO2濃度僅有200～300ppm。向株間補充CO2被稱為“氣肥”，在設施農(nóng)業(yè)(溫室、大棚)中已有應用。例如CN 2143228 A、CN 2109071 A公開一種由碳銨與硫酸制取二氧化碳的方法。這種方法使用的硫酸是強腐蝕性液體，其運輸、分裝和使用很麻煩，易發(fā)生污染和傷人事故。在施用時需要一套專用設備，并需專人管理，費工費時。CN 103053365A公開了一種設施栽培使用二氧化碳肥的方法，該方法是將1份碳酸氫鈉和3份硝酸鈣混合均勻，取250克混合物裝在長12厘米、寬6厘米、高5厘米的塑料盒內(nèi)密封；使用時打開盒上蓋，碳酸氫鈉利用硝酸鈣吸收水分在白天溫度20度以上時就緩慢釋放二氧化碳供作物需要。CN 1408680 A公開一種二氧化碳肥料，它由碳酸氫銨與硫酸氫鉀、硫酸氫鈉或它們的混合物組成。荷蘭在溫室中設置鍋爐房，利用廢木材燃燒產(chǎn)生的含CO2廢氣通入溫室中來補充光合作用CO2的不足，并產(chǎn)生熱水，供溫室加熱，提供處于氣溫較低的荷蘭溫室作物生長所必需的室溫。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
[要解決的技術(shù)問題]
本實用新型的目的是提供一種為植物提供CO2或空氣流的氣灌系統(tǒng)。
本實用新型的另一個目的是提供所述氣灌系統(tǒng)的用途。
[技術(shù)方案]
本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本實用新型涉及一種為植物提供CO2或空氣流的氣灌系統(tǒng)。
該氣灌系統(tǒng)由空氣源1、氣源2、配氣裝置3、氣體濃度測定儀4、氣體濃度傳感器5、氣體流量控制器6、輸氣管道7與氣體分布器8組成；
來自空氣源1的空氣與來自氣源2的氣體在配氣裝置3中混合、其混合氣體通過輸氣管道7與氣體分布器8噴施在作物附近；在氣體流量控制器6中，如果氣體濃度傳感器5的檢測信號與來自氣體濃度測定儀4的信號相比低于或高于規(guī)定值時，氣體流量控制器6將比對信號傳送到氣源2，控制氣源2開關(guān)開度大小，從而控制送到配氣裝置3的氣體量，于是控制所述氣體的濃度。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，空氣源1是空氣壓縮機或高壓鼓風機。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的氣體是二氧化碳或或其他有益氣體。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的配氣裝置3是一種具有流量控制器結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)氣體流量的自動配氣裝置。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的氣體濃度測定儀4是CO2氣體檢測儀。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的氣體濃度傳感器5是CO2氣體濃度傳感器。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的氣體流量控制器6是CO2氣體流量計或空氣流量計。
根據(jù)本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述的氣體分布器8是有壓滴灌帶、微灌噴頭或滴灌噴頭結(jié)構(gòu)的設備。
本實用新型還涉及所述的氣灌系統(tǒng)在溫室或大棚中種植農(nóng)作物中的用途。
根據(jù)本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，通過所述的氣灌系統(tǒng)把CO2氣體送到在溫室或大棚中密集生長的作物株之間，以達到作物生長空間的CO2濃度為800-1000ppm。
下面將更詳細地描述本實用新型。
本實用新型利用氮肥工業(yè)生產(chǎn)合成氨、尿素副產(chǎn)回收的CO2作為氣灌的CO2源。在理論上，以煤為原料每生產(chǎn)1噸氨副產(chǎn)3.88噸或接近2000米3CO2，每生產(chǎn)1噸尿素副產(chǎn)1.47噸或750米3CO2。2015年，我國尿素產(chǎn)量7059萬噸，以煤為原料生產(chǎn)的尿素占總產(chǎn)量的75.9％，則2015年以煤為原料的尿素產(chǎn)量為5358萬噸，因此在理論上可副產(chǎn)7876萬噸CO2。因此，利用回收的CO2作為氣灌原料時具有巨大的后備CO2氣源，生產(chǎn)尿素副產(chǎn)的CO2用于植物光合作用是最理想的貯碳方式之一。例如，河南一家大型尿素生產(chǎn)廠建成一套年回收能力達40萬噸CO2的回收裝置，實際上只是20萬噸CO2用于油田充氣增加產(chǎn)油量及供可口可樂等碳酸飲料使用，剩余20萬噸回收CO2的能力未發(fā)揮作用。20萬噸CO2在常溫常壓下約為10萬立方米，可以配制成1.25億立方米CO2濃度為600ppm的氣灌用氣，可供3000個面積為1公頃的溫室或約7.5萬個面積為1畝的大棚所需要的CO2。因此，本實用新型的為植物提供CO2或空氣流的氣灌系統(tǒng)具有非常廣闊的應用前景。
本實用新型涉及一種為植物提供CO2或空氣流的氣灌系統(tǒng)。
該氣灌系統(tǒng)由空氣源1、氣源2、配氣裝置3、氣體濃度測定儀4、氣體濃度傳感器5、氣體流量控制器6、輸氣管道7與氣體分布器8組成；該氣灌系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)參見附圖1。
根據(jù)本實用新型，空氣源1是高壓鼓風機或離心通風機。本實用新型使用的高壓鼓風機是一種通用型高壓鼓風機，它是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由上海太有實業(yè)有限公司以商品名透浦式鼓風機銷售的產(chǎn)品。本實用新型使用的離心式通風機是一種通用型高壓離心通風機，它是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由紹興上虞沃爾特風機有限公司以商品名高壓離心風機銷售的產(chǎn)品。
在本實用新型中，所述氣源2的氣體應該理解是二氧化碳或空氣流。二氧化碳氣源2如在前面描述的生產(chǎn)尿素副產(chǎn)的CO2，這種氣源2的CO2濃度通常應該達到95％；如果CO2濃度低于這個值，則可能含有對作物生產(chǎn)不利的其氣體成分。當然，也可以使用其它工業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO2作為本實用新型的氣源2，只是它的CO2含量應該達到本實用新型的要求，同時 不能含有對作物生長與環(huán)境保護不利的物質(zhì)，這些氣源2也在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。對于空氣流，本實用新型可以使用上述的空氣壓縮機或高壓鼓風機。
根據(jù)本實用新型，所述的配氣裝置3是一種具有質(zhì)量流量控制器結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)氣體流量的自動配氣裝置。所述的配氣裝置3能夠?qū)碜钥諝庠?的空氣與來自氣源2的氣體中混合，得到本實用新型要求的CO2含量的氣體。本實用新型使用的配氣裝置3是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名氣體渦輪流量計、天津宜曼儀表科技有限公司以商品名流量控制儀、上海川滬閥門有限公司以商品名電動單座調(diào)節(jié)閥銷售的產(chǎn)品或上海川滬閥門有限公司以商品名電動流量控制系統(tǒng)銷售的產(chǎn)品。
根據(jù)本實用新型，所述的氣體濃度測定儀4是一種應該具有100ppm-10000ppm規(guī)格的CO2氣體檢測儀。本實用新型使用的CO2氣體檢測儀是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由深圳市科爾諾電子科技有限公司以商品名二氧化碳檢測儀、深圳市沃賽特科技有限公司以商品名在線式二氧化碳測定儀銷售的產(chǎn)品。
根據(jù)本實用新型，所述的氣體濃度傳感器5是一種應該具有100ppm-5000ppm規(guī)格的CO2氣體濃度傳感器。本實用新型使用的CO2氣體濃度傳感器是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由鄭州煒盛電子科技有限公司以商品名二氧化碳傳感器、北京威果智能科技有限公司以商品名二氧化碳傳感器銷售的產(chǎn)品。
根據(jù)本實用新型，所述的氣體流量控制器6是一種通用規(guī)格的CO2氣體流量或空氣流量控制器。本實用新型使用的CO2氣體流量控制器或空氣流量控制器是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名流量控制儀、上海川滬閥門有限公司以商品名電動流量控制系統(tǒng)銷售的產(chǎn)品。
根據(jù)本實用新型，所述的氣體分布器8是有壓滴灌帶、微灌噴頭或滴灌噴頭結(jié)構(gòu)的設備。在本實用新型中，所述的氣體分布器8是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由山東禾潤節(jié)水灌溉科技有限公司以商品名貼片式滴灌 帶銷售的帶壓滴灌帶的氣體分布器8、由山東禾潤節(jié)水灌溉科技有限公司以商品名霧化微噴關(guān)銷售的帶微灌噴頭的氣體分布器8、由山東禾潤節(jié)水灌溉科技有限公司以商品名微噴帶銷售的帶滴灌噴頭的氣體分布器8產(chǎn)品。
來自空氣源1的空氣與來自氣源2的氣體在配氣裝置3中混合、其混合氣體通過輸氣管道7與氣體分布器8噴施在作物附近；在氣體流量控制器6中，如果氣體濃度傳感器5的檢測信號與來自氣體濃度測定儀4的設定信號相比低于或高于規(guī)定值時，氣體流量控制器6將比對信號傳送到氣源2，控制氣源2開關(guān)開度大小，從而控制送到配氣裝置3的氣體量，于是控制所述氣體的濃度。
本實用新型還涉及所述的氣灌系統(tǒng)在溫室或大棚中種植農(nóng)作物中的用途。
根據(jù)本實用新型，通過所述的氣灌系統(tǒng)把CO2氣體送到在溫室或大棚中密集生長的作物株之間，以達到作物生長空間的CO2濃度為800-1000ppm。
本實用新型氣灌系統(tǒng)除能夠提供CO2氣體外還能夠提供一定流速的空氣，使作物進行舒展運動并改善密集生長區(qū)的“小氣候”環(huán)境，或疾風，有利于植物根深、莖粗壯。在溫室或大棚生長的作物，其所處的環(huán)境不同于露地自然環(huán)境，這些反季節(jié)作物人們只追求加速生長，增加產(chǎn)量，產(chǎn)生更多的附加收入，而不考慮作物的“心情”，它們與動物圈養(yǎng)一樣，在孤獨環(huán)境下生長，可以根據(jù)“動植物同理”的認識論推測，成人的孤獨癥、兒童的自閉癥均有可能是食用大棚等反季節(jié)蔬菜、圈養(yǎng)禽畜有關(guān)。根據(jù)許秀成等人提出的肥料領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新認識論，給作物播放音樂、吹以微風及必要的疾風，使作物在舒暢的環(huán)境下生長，可增加作物產(chǎn)量，提高作物免疫能力，從而增強抗逆性。
[有益效果]
本實用新型的有益效果是：本實用新型氣灌系統(tǒng)在于向生長中的植物提供光合作用所需最佳濃度的二氧化碳CO2氣體，以及在不需通入二氧化碳時，向作物吹以微風，使作物進行舒展運動，或吹以疾風，有利于植物根深、莖粗壯。加強密集生長區(qū)的通風也有利于減少株間因通風不良所誘 發(fā)病蟲害、霉菌的滋生。本實用新型氣灌系統(tǒng)是一種多功能農(nóng)藝措施，它可與滴灌、微噴灌系統(tǒng)結(jié)合或并行使用，是一種提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)的新方法。
【附圖說明】
圖1是本實用新型氣灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1-空氣源；2-氣源；3-配氣裝置；4-氣體濃度測定儀；5-氣體濃度傳感器；6-氣體流量控制器；7-輸氣管道；8-氣體分布器。
【具體實施方式】
通過下述實施例將能夠更好地理解本實用新型。
實施例1：本實用新型氣灌系統(tǒng)
該實施例的實施方式如下：
該氣灌系統(tǒng)由上海太有實業(yè)有限公司以商品名透浦式鼓風機銷售的具有高壓鼓風機氣源1、二氧化碳氣源2、由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名氣體渦輪流量計、流量控制儀銷售的配氣裝置3、由深圳市科爾諾電子科技有限公司以商品名二氧化碳濃度測定儀銷售的具有100ppm-10000ppm規(guī)格的CO2氣體濃度測定儀4、由鄭州煒盛電子科技有限公司以商品名二氧化碳濃度傳感器銷售的具有100ppm-5000ppm規(guī)格的CO2氣體濃度傳感器5、由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名流量控制儀銷售的CO2氣體流量控制器6、輸氣管道7與由山東禾潤節(jié)水灌溉科技有限公司以商品名貼片式滴灌帶銷售的帶壓滴灌帶的氣體分布器8組成；
來自空氣源1的空氣與來自氣源2的二氧化碳氣體在配氣裝置3中混合，其混合氣體通過輸氣管道7與氣體分布器8噴施在作物附近；在氣體流量控制器6中，如果氣體濃度傳感器5的檢測信號與來自氣體濃度測定儀4的設定信號相比低于或高于規(guī)定值時，氣體流量控制器6將比對信號傳送到氣源2，控制氣源2開關(guān)開度大小，從而控制送到配氣裝置3的氣體量，于是控制所述氣體的濃度。
實施例2：本實用新型氣灌系統(tǒng)
該實施例的實施方式如下：
該氣灌系統(tǒng)由上海太有實業(yè)有限公司以商品名透浦式鼓風機銷售的具 有高壓鼓風機氣源1、二氧化碳氣源2、由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名氣體渦輪流量計、流量控制儀銷售的配氣裝置3、由深圳市科爾諾電子科技有限公司以商品名二氧化碳濃度測定儀銷售的具有100ppm-10000ppm規(guī)格的CO2氣體濃度測定儀4、由鄭州煒盛電子科技有限公司以商品名二氧化碳濃度傳感器銷售的具有100ppm-5000ppm規(guī)格的CO2氣體濃度傳感器5、由天津宜曼儀表科技有限公司以商品名流量控制儀銷售的CO2氣體流量控制器6、輸氣管道7與由萊蕪市節(jié)水灌溉材料有限公司以商品名霧化微噴頭銷售的帶微灌噴頭的氣體分布器8組成；
來自空氣源1的空氣與來自氣源2的氣體在配氣裝置3中混合、其混合氣體通過輸氣管道7與氣體分布器8噴施在作物附近；在氣體流量控制器6中，如果氣體濃度傳感器5的檢測信號與來自氣體濃度測定儀4的設定信號相比低于或高于規(guī)定值時，氣體流量控制器6將比對信號傳送到氣源2，控制氣源2開關(guān)開度大小，從而控制送到配氣裝置3的氣體量，于是控制所述氣體的濃度。
實施例3：本實用新型氣灌系統(tǒng)
該實施例的實施方式如下：
該氣灌系統(tǒng)由紹興上虞沃爾特風機有限公司以商品名高壓離心風機銷售的高壓離心風機空氣源1、由河南心連心化工集團有限公司以商品名二氧化碳銷售氣源2、由上海川滬閥門有限公司以商品名電動流量控制系統(tǒng)銷售的配氣裝置3、由深圳市沃賽特科技有限公司以商品名在線式二氧化碳檢測儀銷售的CO2氣體濃度測定儀4、由鄭州煒盛電子科技有限公司以商品名二氧化碳濃度傳感器銷售的CO2氣體濃度傳感器5、由上海川滬閥門有限公司以商品名電動流量控制系統(tǒng)銷售的空氣流量控制器6、輸氣管道7與由山東禾潤節(jié)水灌溉科技有限公司以商品名微噴帶銷售的帶滴灌噴頭的氣體分布器8氣體分布器8組成；
來自空氣源1的空氣與來自氣源2的氣體在配氣裝置3中混合、其混合氣體通過輸氣管道7與氣體分布器8噴施在作物附近；在氣體流量控制器6中，如果氣體濃度傳感器5的檢測信號與來自氣體濃度測定儀4的設定信號相比低于或高于規(guī)定值時，氣體流量控制器6將比對信號傳送到氣 源2，控制氣源2開關(guān)開度大小，從而控制送到配氣裝置3的氣體量，于是控制所述氣體的濃度。