本發(fā)明涉及灌溉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)作物的灌溉方法及系統(tǒng)和能增加果實甜度的灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

霧霾是指各種源排放的污染物，氣體和顆粒物，在特定的大氣流場條件下，經(jīng)過一系列物理化學(xué)過程形成的細(xì)粒子。這些細(xì)粒子在白天與水汽相互作用導(dǎo)致大氣消光，形成霧霾現(xiàn)象。霧霾中涉及到的顆粒物，一般指粒徑介于0.01～100微米的粒子，pm2.5是指空氣動力學(xué)直徑小于或者等于2.5微米的大氣顆粒物的總稱，學(xué)名為大氣細(xì)粒子，直接排放導(dǎo)致的pm2.5比較少，一般以排放源一次排放的氣體通過物理和光化學(xué)過程生成的二次粒子為主。對京津冀地區(qū)的pm2.5排放源進(jìn)行分析，燃煤，機(jī)動車尾氣，餐飲油煙，工業(yè)空污排放等是pm2.5產(chǎn)生的主因。pm2.5顆粒的比表面積較大，其表面容易附著各種污染物，不利于人體健康。

有研究學(xué)者稱，農(nóng)業(yè)種植過量使用尿素碳酰胺，尿素在土壤中分解成為氨氮，氨氮再轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，然后由農(nóng)作物的根部吸收?；实倪^度使用使土壤結(jié)塊，俗稱板結(jié)。夏天土壤溫度高，在微生物作用下，尿素在5-34小時轉(zhuǎn)化成氨氮，在數(shù)天時間內(nèi)，氨氮再轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽并再繼續(xù)轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。冬天溫度低，許多微生物都休眠，尿素轉(zhuǎn)化成氨氮，氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，但亞硝酸鹽在低溫度轉(zhuǎn)化成硝酸鹽非常緩慢，一般要?dú)v經(jīng)數(shù)星期甚至2-3個月，因此，冬天土壤里會囤積過量的亞硝酸鹽。除了秋季種植殘留的或是來自新添加的尿素轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鹽外，亞硝酸鹽另一個來源是農(nóng)作物在耕地里腐壞產(chǎn)生的。

白天農(nóng)業(yè)土壤接受日照后，部分氨離子、亞硝酸根、硝酸根等和水將有不同程度的蒸發(fā)和氣化，吸附在微小水珠及顆粒物的表面上，成為霧霾的一部分。人體若從消化系統(tǒng)吸入亞硝煙根和硝煙根，自有一套機(jī)理排出體外。世衛(wèi)組織who認(rèn)為亞硝酸鹽若食用是可能的致癌物group2a。

pm2.5的顆粒物本身可以是氧化物、碳顆?；驂m土，雖然列為可入肺顆粒，會造成過敏和氣喘，但是吸附在顆粒物表面上的亞硝酸根和其它污染物，多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘發(fā)物質(zhì)，危害極大。特別是冬季人體得到感冒，容易誘發(fā)支氣管炎。

每畝農(nóng)田蒸發(fā)氣化釋放的亞硝酸根的數(shù)量可能有限，但是大面積的排放總量仍然巨大。這些亞硝煙根和硝煙根成分和其它顆粒物形成大氣細(xì)粒子后滯流在土地表面，當(dāng)被蒸發(fā)或者氣化時就形成霧霾，危害人體健康。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種農(nóng)作物的灌溉方法及系統(tǒng)，不但可以降低土壤結(jié)塊，而且可以減少土壤中化肥的蒸發(fā)排放，降低霧霾的形成，并且用此灌溉方法種植農(nóng)作物時，還能夠增加果實的甜度。

于是，本發(fā)明提供了一種農(nóng)作物的灌溉方法，包括：

用水泵將水池中的水吸出后分兩部分輸出；

第一部分水進(jìn)入氣液混合泵，水被氣液混合泵中的葉片快速旋轉(zhuǎn)擠壓切割使其含有微納米氣泡，并經(jīng)由設(shè)置有用于協(xié)調(diào)水中氣體壓力并釋放多余氣體壓力的壓力調(diào)整罐輸出到土壤中；

第二部分水進(jìn)入以金屬為電解電極的電解設(shè)備中，電解后含有金屬離子、電解離子和小分子的水輸出到土壤中。

其中，所述金屬電解電極為金屬銅電極。

所述兩部分水以并聯(lián)或者串聯(lián)形式輸出到土壤中。

上述方法，還包括：

在土壤中設(shè)置用于測量土壤電導(dǎo)值的土壤電導(dǎo)率測試儀，依據(jù)該土壤電導(dǎo)率測試儀獲得的數(shù)據(jù)用人工或者智能操作方法通過電控設(shè)備調(diào)節(jié)電解設(shè)備的電壓以產(chǎn)生相應(yīng)的適宜土壤的電解水。

本發(fā)明還提供了一種農(nóng)作物的灌溉系統(tǒng)，包括：水泵、氣液混合泵、壓力調(diào)整罐及電解設(shè)備，水泵將水池中的水吸出分兩部分輸出，第一部分水進(jìn)入氣液混合泵，在氣液混合泵中水被氣液混合泵的葉片快速旋轉(zhuǎn)擠壓切割使水中含有微納米氣泡，并經(jīng)由用于協(xié)調(diào)水中氣體壓力并釋放多余氣體壓力的壓力調(diào)整罐輸出到土壤中，第二部分水進(jìn)入以金屬為電解電極的電解設(shè)備中，電解后含有金屬離子、電解離子和小分子的水輸出到土壤中。

其中，上述系統(tǒng)，還包括過濾裝置，所述水泵將水池中的水吸出并經(jīng)過濾裝置后再分兩部分輸出。

其中，所述金屬電解電極為金屬銅電極。

上述系統(tǒng)，還包括設(shè)置在土壤中用于測量土壤電導(dǎo)值的土壤電導(dǎo)率測試儀，依據(jù)該土壤電導(dǎo)率測試儀獲得的數(shù)據(jù)用人工或者智能操作方法通過電控設(shè)備調(diào)節(jié)電解設(shè)備的電壓以產(chǎn)生相應(yīng)的適宜土壤的電解水。

其中，當(dāng)土壤電導(dǎo)值高于3ms/cm時，將電解設(shè)備輸出電壓設(shè)定在小于等于9伏特，當(dāng)土壤澆灌超過一半時，將電解設(shè)備輸出電壓調(diào)整到大于等于12伏特。

本發(fā)明還提供了一種能增加果實甜度的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括：水泵、氣液混合泵、壓力調(diào)整罐及電解設(shè)備，水泵將水池中的水吸出分兩部分輸出，第一部分水進(jìn)入氣液混合泵，在氣液混合泵中水被氣液混合泵的葉片快速旋轉(zhuǎn)擠壓切割使水中含有微納米氣泡，并經(jīng)由用于協(xié)調(diào)水中氣體壓力并釋放多余氣體壓力的壓力調(diào)整罐輸出，第二部分水進(jìn)入以金屬為電解電極的電解設(shè)備中，電解后含有金屬離子、電解離子和小分子的水輸出。

其中，所述金屬電解電極為金屬銅電極。

本發(fā)明所述一種農(nóng)作物的灌溉方法及系統(tǒng)，通過給水增加微納米氣泡、以及將水電解的方式，促進(jìn)了土壤中亞硝酸根轉(zhuǎn)化成為硝酸根，以增加土壤的保水量和容納更多的亞硝酸鹽和硝酸鹽，降低土壤結(jié)塊，并在銅離子吸附下減少因日照導(dǎo)致的亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)排放，減少對大氣的污染，降低霧霾對人體的傷害。并且，用此灌溉方法種植農(nóng)作物時，還能夠增加果實的甜度。

此外，通過該灌溉方法，可以使得灌溉用水增加小分子水、電解離子、和微納米氣泡，再加上肥料，能夠使得肥料更有效。而且，灌溉用水里的小分子水、氫氧根離子、加上銅離子，還能有效抑制植病。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述降低土壤結(jié)塊及減少化肥蒸發(fā)排放的實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實施例提供了一種農(nóng)作物的灌溉方法及系統(tǒng)。

如圖1所示，灌溉系統(tǒng)10設(shè)立在灌溉耕地旁。系統(tǒng)10包括：水泵12、過濾裝置13、氣液混合泵14、壓力調(diào)整罐20及電解設(shè)備30。

其中，水泵12自水池11取水，吸入水泵12的水經(jīng)過濾13裝置后以管路并聯(lián)或者串聯(lián)的方式，本實施例采用并聯(lián)方式分成兩部分，第一部分水進(jìn)入氣液混合泵14，其輸入端包括連接進(jìn)水的水管16和連接空氣進(jìn)氣的單向閥門18，經(jīng)氣液混合泵14的葉片快速旋轉(zhuǎn)擠壓切割，擠壓切割是把空氣擠壓到水體里形成大氣泡，大氣泡擠壓切割成為小氣泡，小氣泡擠壓切割成為微納米氣泡。在輸出端的頂部設(shè)有壓力調(diào)整罐20，上面接壓力調(diào)整閥22做為水體和氣體之間的壓力協(xié)調(diào)和排放多余的氣體，氣液混合泵14輸出含微納米級氣泡的水，1微米相當(dāng)于1米的一百萬分之一，而納米即是毫微米，1納米相當(dāng)于10億分之一米。微納米氣泡代表氣泡尺寸分布有微米級尺寸的，亦有接近納米級尺寸的。最后，第一部分水以增加水體中的溶氧量和微納米氣泡含量，經(jīng)過壓力調(diào)整罐20后輸出到土壤41中。

吸入水泵12的水，經(jīng)過過濾裝置13后產(chǎn)生第二部分水，第二部分水進(jìn)入電解設(shè)備30，電解設(shè)備30是以金屬銅做為電解的正極和負(fù)極，水經(jīng)電解后產(chǎn)生釋放銅離子，電解離子如氫離子、氫氧離子、碳酸根離子，和水經(jīng)電解后產(chǎn)生小分子水。電控設(shè)備32以調(diào)整電解設(shè)備30的電解電壓方式來增加或減少釋放出的銅離子、電解離子和小分子水。最后，第二部分水經(jīng)電解后以調(diào)整水體中的金屬離子、電解離子、小分子水，輸出到土壤41中。

吸入水泵12經(jīng)過過濾裝置13后剩余部分的水，做為水流總量調(diào)整，可以混合輸出到土壤41中。

以此并聯(lián)方式可以分別調(diào)整進(jìn)入氣液混合泵14和電解設(shè)備30的水量。所以輸出水管40匯流的灌溉用水，包括一般水和雜質(zhì)外，含有微納米級氣泡，較一般水高的溶氧量，銅離子，電解離子，和電解產(chǎn)生的小分子水。輸出水管40輸送灌溉用水到農(nóng)田區(qū)41里。

灌溉用水除提供給農(nóng)作物水分外，灌溉用水所改變的物理和化學(xué)性質(zhì)將用來幫助土壤降低結(jié)塊。無論是天然形成的或是化肥過度施用形成的，耕地土壤的有機(jī)質(zhì)含量低時，結(jié)塊土壤的共同特征是土壤電導(dǎo)值過高。如圖1所示，土壤電導(dǎo)率測試儀42用來檢測土壤的電導(dǎo)值，并將此信息以人工或無線自動作業(yè)的方式，提供給電控設(shè)備32做操作參考。

耕地在開始澆灌時，因土壤干燥，初期的澆灌水里需要較多的小分子水，這樣較容易滲透土壤。此時電控設(shè)備32以人工操作的方式或智能操作的方式來調(diào)低電解設(shè)備30的電壓輸入，這樣經(jīng)電解后產(chǎn)生較多的小分子水，而同時產(chǎn)生較少的銅離子。小分子水較容易滲透土壤的細(xì)縫，增加土壤里的毛細(xì)管。澆濕后，經(jīng)電控設(shè)備32來調(diào)高電解設(shè)備30的電壓輸入，使電解設(shè)備30增加銅離子的總量。

此時亞硝酸鹽和硝酸鹽溶于水成為亞硝酸根和硝酸根，容易被銅離子吸附著，而同時澆灌水內(nèi)的微納米級氣泡不斷地釋放溶解氧在水和土壤中，部分溶解氧和亞硝酸根產(chǎn)生氧化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的硝酸根，進(jìn)一步被農(nóng)作物根部吸引。

這種降低土壤結(jié)塊方式包括，依土壤電導(dǎo)率測試儀42提供的信息來設(shè)定電解設(shè)備30的初始電壓，產(chǎn)生相對較多的小分子水和相對較少的銅離子，來澆濕土壤增加土壤的穿透性。等到土壤澆濕后，調(diào)高電解設(shè)備30的輸入電壓，使其產(chǎn)生相對較多的銅離子，用于吸附化肥成分，在經(jīng)由微納米級氣泡釋放的溶解氧來轉(zhuǎn)化亞硝酸根成為硝酸根。這種操作方式可以增加銅離子的使用效率，減少金屬銅的消耗。

在大田作業(yè)里降低土壤結(jié)塊，代表土壤各細(xì)縫及毛細(xì)管可增加含水量，也就是土壤整個的保水量能增加，在微納米級氣泡供給氧的作用下，大部分亞硝酸根能快速地轉(zhuǎn)變成硝酸根，并且在銅離子吸附下減少亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)量。在大棚作業(yè)里，可以采同樣的灌溉操作模式，只是電解設(shè)備30的電壓輸入調(diào)整略有不同，最終亦是減少亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)排放。

銅離子在農(nóng)業(yè)種植中顯示多重的功能。銅離子可以作為礦物質(zhì)肥。銅離子亦可以作為農(nóng)藥，有抑制霉菌作用，減少農(nóng)作物之間的根腐病傳染。在本發(fā)明中，氣液混合泵14和壓力調(diào)整罐20的作用，添加總?cè)苎趿亢臀⒓{米氣泡量，電解設(shè)備30添加銅離子、電解離子、小分子水、他們相互配合加上時間控制，可以加速亞硝酸根轉(zhuǎn)化成為硝酸根，并少亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)排放。選擇銅離子的另一理由是銅離子氧化成氧化銅的速度較緩慢，這樣銅離子可以維持較久的吸附亞硝酸根和硝酸根的效果。

通過上述方法及系統(tǒng)輸出到土壤中的灌溉用水，是一種被灌改性了的灌溉用水，該改變了物理和化學(xué)性質(zhì)的灌溉用水，除了加速亞硝酸根轉(zhuǎn)化成為硝酸根，并減少亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)排放，減少肥料養(yǎng)分的流失外，還由于改性后的灌溉用水里的小分子水、電解離子、銅離子、微納米氣泡、加上肥料，還能給肥料增效。

此外，改性后的灌溉用水里的小分子水、氫氧根離子、加上銅離子，還能有效抑制植病。

再有，改性后的灌溉用水種植農(nóng)作物例如西紅柿和草莓，能增加果實甜度。例如草莓種植時，微納米氣泡可以增加水里的溶氧量，加上電解離子和銅離子參與蛋白質(zhì)和糖代謝缺銅的植物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成容易受阻，這樣會使還原糖含量減少。實驗顯示，在草本科草莓種植時，在同品種和相同肥料用量條件下，傳統(tǒng)的灌溉用水種植，草莓果實甜度是在8-8.5%，使用本實施例所述改性的灌溉用水種植，草莓果實甜度能大于11%。類似的果實甜度增加效果亦見于水耕作業(yè)。這是由于改性的灌溉用水改造含有高溶氧、小分子水、電解離子、銅離子的緣故。此外，還由于大棚種植，銅是葉綠體蛋白的成分之一，改性的灌溉用水可以使得植物葉面更多的參與光合作用。銅參與蛋白質(zhì)和糖代謝的形成。小分子水和電解離子促進(jìn)根部吸收，提高植物體內(nèi)的養(yǎng)分輸送。高溶氧、小分子水、電解離子還可以松散土壤，減少板結(jié)，給土壤起到改性作用。高溶氧、小分子水、電解離子、銅離子可以加速亞硝酸根轉(zhuǎn)化成為硝酸根，減少肥料的使用量。

作為本發(fā)明實施例所述一灌溉系統(tǒng)10，電解設(shè)備30的電壓操作范圍是0至60伏特，優(yōu)選的電壓操作范圍是0至48伏特。若土壤電導(dǎo)值過高，3ms/cm時，電解設(shè)備30可以將輸入電壓設(shè)定在9伏特以下，產(chǎn)生銅離子相對較少，而水流經(jīng)正負(fù)電極時容易形成小分子水，等到澆灌超過一定程度時，例如超過50%，電解設(shè)備30的輸入電壓可以調(diào)整到12伏特，甚至18伏特以上，以增加銅離子產(chǎn)生量。

綜上所述，本實施例所述一種農(nóng)作物的灌溉方法及系統(tǒng)，通過給水增加水中微納米氣泡、以及將水電解的方式，促進(jìn)了土壤中亞硝酸根轉(zhuǎn)化成為硝酸根，以增加土壤的保水量和容納更多的亞硝酸鹽和硝酸鹽，降低土壤結(jié)塊，并在銅離子吸附下減少因日照導(dǎo)致的亞硝酸根和硝酸根的蒸發(fā)排放，減少對大氣的污染，降低霧霾對人體的傷害。并且，用此灌溉方法種植農(nóng)作物時，還能夠增加果實的甜度。

此外，通過該灌溉方法，可以使得灌溉用水增加小分子水、電解離子、和微納米氣泡，再加上肥料，能夠使得肥料更有效。而且，灌溉用水里的小分子水、氫氧根離子、加上銅離子，還能有效抑制植病。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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)。