專利名稱：快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CO2濃度快速測定方法，屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
設(shè)施農(nóng)業(yè)是具有一定的設(shè)施，能在局部范圍內(nèi)改善或創(chuàng)造環(huán)境氣象因素，為動植物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件而進行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)。它包括設(shè)施栽培及設(shè)施養(yǎng)殖，是當(dāng)今世界最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，并成為世界各國用以提供新鮮農(nóng)產(chǎn)品的重要技術(shù)手段之一。目前發(fā)達國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)已形成成套技術(shù)，有完備的設(shè)施、生產(chǎn)規(guī)范、產(chǎn)量和質(zhì)量保證體系，并向高層次、高科技和自動化、智能化方向發(fā)展。
至2000年我國設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培面積達到120萬hm2，成為世界上設(shè)施栽培面積最大的國家，設(shè)施以日光溫室和塑料大棚為主，設(shè)施主要用于蔬菜和花卉栽培。但是，由于我國現(xiàn)代設(shè)施栽培起步較晚，總體水平特別是科技水平較低，設(shè)施設(shè)備、栽培技術(shù)、生產(chǎn)管理不配套，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大部分是結(jié)構(gòu)簡單的塑料大棚和日光溫室，只能起到一定的保溫作用，對光、溫、濕、氣等環(huán)境因子的調(diào)控能力差。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對蔬菜、花卉等農(nóng)產(chǎn)品的需求將越來越大，因此，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目標(biāo)的設(shè)施農(nóng)業(yè)將會得到進一步發(fā)展。設(shè)施農(nóng)業(yè)的面積將繼續(xù)擴大，設(shè)施農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)將進一步趨于合理，中高檔次的設(shè)施比例將有所增加，設(shè)施內(nèi)配套技術(shù)、環(huán)境調(diào)控措施將進一步完善。
設(shè)施栽培條件下的環(huán)境因子主要包括光、溫、濕、氣等，其中氣肥(CO2)供給是設(shè)施栽培的一個很重要的限制因子，CO2是植物光合作用的原料，其濃度的高低直接影響光合產(chǎn)物的數(shù)量和質(zhì)量，從而影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，自然條件下CO2濃度約340mg/L，遠低于大多數(shù)植物的CO2飽和點(800mg/L)，在設(shè)施栽培條件下有目的地增施氣肥(CO2)能明顯提高栽培作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
目前大氣中測定CO2濃度的常規(guī)方法多采用儀器分析法，包括奧式氣體分析法、非分散紅外吸收法、氣相色譜法、半導(dǎo)體激光紅外分光法和凝縮氣化法五種。奧式氣體分析法是利用氫氧化鉀溶液吸收CO2，將一定體積的氣樣通過吸收液，根據(jù)吸收前后氣體體積之差，計算氣體樣品中CO2的含量(體積比)；非分散紅外吸收法是利用CO2對紅外光有吸收的特性，根據(jù)吸光度的強弱進行測定，儀器由紅外線光源、樣品槽和參比槽、檢測器等組成；氣相色譜法是利用樣品和載氣同時流入氣體分析柱，分離出CO2用熱導(dǎo)、光離子和甲烷轉(zhuǎn)化器的氫焰離子檢測器檢氣和定量；半導(dǎo)體激光紅外分光法是最新開發(fā)的CO2分析技術(shù)，裝置由激光光源器、分光器、樣品槽和檢測器組成，適用于采樣量很少的試樣的分析；凝縮氣化法可以直接測得樣品中CO2濃度的絕對值，裝置由存放樣品氣體裝置、已知容積的凝縮管、壓力計和高真空管道系統(tǒng)組成，將充分除去水分的CO2樣品，用液氮冷凝捕集在凝縮管中，然后將空氣等非凝縮氣體排盡，再將捕集的CO2在室溫中氣化，準(zhǔn)確測定它的壓力進行定量。這些方法均需要相應(yīng)的專用儀器設(shè)備，對于從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民來說不僅掌握起來有很大的難度，而且所需儀器設(shè)備也比較昂貴，其推廣應(yīng)用受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有CO2濃度測定方法耗時長、難操作、成本高等方面的局限性，提供了一種快速、簡便、易掌握、低投入的CO2濃度測定方法。
實現(xiàn)本發(fā)明的原理根據(jù)NaHCO3與酚紅指示劑混合溶液在不同濃度CO2條件下會呈現(xiàn)不同的顏色，用顏色的深淺來判斷CO2濃度高低。反應(yīng)方程式NaHCO3水溶液呈微堿性(pH＝10.66)，加入酚紅指示劑呈無色。
水與CO2的反應(yīng)方程式當(dāng)CO2與NaHCO3水溶液反應(yīng)后，使溶液由弱堿性向弱酸性變化，而酚紅指示劑的指示范圍為6.8～8.4(黃～紅)。
實現(xiàn)本發(fā)明的步驟是(1)、CO2濃度測試液的配制按每1升0.0001～0.005mol/L的NaHCO3溶液，加0.05～0.5克酚紅指示劑。
(2)、比色卡的制作方法將配制好的CO2濃度測試液50ml倒入一培養(yǎng)皿中，放置于一定濃度CO2(450ppm、570ppm、670ppm、1000ppm、1150ppm)的密閉容器中反應(yīng)30分鐘，根據(jù)不同濃度CO2與CO2濃度測試液反應(yīng)后所呈現(xiàn)的顏色制作成相應(yīng)的比色卡。具體由電腦配好顏色與尺寸(80mm×40mm)后，采用噴繪的方式噴于普通打印相紙上，按統(tǒng)一規(guī)格(80mm×40mm)裁剪，并貼于相應(yīng)大小的硬紙板表面而得。與不同濃度CO2反應(yīng)測試溶液顯示的顏色見下表

(3)、在溫室大棚設(shè)施內(nèi)CO2濃度快速檢測方法將配制好的測試液倒入一個廣口容器(培養(yǎng)皿)中，置于設(shè)施內(nèi)，待反應(yīng)20～60分鐘后，與所制作的比色卡比較，即可得到測定當(dāng)時設(shè)施內(nèi)CO2濃度，以確定是否應(yīng)該及時增施用二氧化碳氣肥。
其中NaHCO3溶液濃度也可以為0.0005～0.002mol/L、0.0001～0.0005mol/L、0.002～0.005mol/L。每升NaHCO3溶液也可以加0.1～0.3、0.05～0.1、0.3～0.5克酚紅指示劑。
本CO2濃度的快速測定方法，具有快速、方便、成本低、技術(shù)容易掌握等特點，非常適合于我國農(nóng)村實際情況，便于農(nóng)民在田間使用，因此比較容易得到推廣應(yīng)用，而常規(guī)的CO2濃度檢測方法成本高、操作復(fù)雜，運行費用高，不適于田間使用。我們同時已配套生產(chǎn)簡易CO2氣肥施用設(shè)備，在設(shè)施栽培條件下兩者配套使用，具有很好的增產(chǎn)增收效果，能取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1是CO2濃度測試比色卡；具體實施例實施例一選擇CO2濃度為450mg/L進行測試，CO2濃度測試液顏色為酒紅色。
將每升含0.05克酚紅指示劑的0.0001mol/L NaHCO3溶液50ml倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)30分鐘后，觀察測試液的顏色，如為酒紅色，說明該設(shè)施環(huán)境內(nèi)CO2濃度為400～500mg/L。同時根據(jù)設(shè)施內(nèi)所種植作物對CO2濃度需求情況，以確定是否應(yīng)該及時施用CO2氣肥及施用濃度。
實施例二選擇CO2濃度為570mg/L進行測試，CO2濃度測試液顏色為紅色。
將每升含0.1克酚紅指示劑的0.002mol/L NaHCO3溶液50ml倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)20分鐘后，觀察測試液的顏色，如為紅色，說明該設(shè)施環(huán)境內(nèi)CO2濃度為500～600mg/L。同時根據(jù)設(shè)施內(nèi)所種植作物對CO2濃度需求情況，以確定是否應(yīng)該及時施用CO2氣肥及施用濃度。
實施例三選擇CO2濃度為670mg/L進行測試，CO2濃度測試液顏色為桔紅色。
將每升含0.5克酚紅指示劑的0.005mol/L NaHCO3溶液50ml倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)60分鐘后，觀察測試液的顏色，如為桔紅色，說明該設(shè)施環(huán)境內(nèi)CO2濃度為600～700mg/L。同時根據(jù)設(shè)施內(nèi)所種植作物對CO2濃度需求情況，以確定是否應(yīng)該及時施用CO2氣肥及施用濃度。
實施例四選擇CO2濃度為1000mg/L進行測試，CO2濃度測試液顏色為橙色。
將每升含0.2克酚紅指示劑的0.001mol/L NaHCO3溶液50ml倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)30分鐘后，觀察測試液的顏色，如為橙色，說明該設(shè)施環(huán)境內(nèi)CO2濃度為700～1000mg/L。同時根據(jù)設(shè)施內(nèi)所種植作物對CO2濃度需求情況，以確定是否應(yīng)該及時施用CO2氣肥及施用濃度。
實施例五選擇CO2濃度為1150mg/L進行測試，CO2濃度測試液顏色為黃色。
將每升含0.2克酚紅指示劑的0.001mol/L NaHCO3溶液50ml倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)50分鐘后，觀察測試液的顏色，如為黃色，說明該設(shè)施環(huán)境內(nèi)CO2濃度為1000～1200mg/L。同時根據(jù)設(shè)施內(nèi)所種植作物對CO2濃度需求情況，以確定是否應(yīng)該及時施用CO2氣肥及施用濃度。
權(quán)利要求
1.一種快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其步驟是(1)、配制CO2濃度測試液按每1升0.0001～0.005mol/L的NaHCO3溶液，加0.05～0.5克酚紅指示劑；(2)、比色卡的制作將配制好的CO2濃度測試液50ml倒入一培養(yǎng)皿中，分別放置于CO2濃度為450ppm、570ppm、670ppm、1000ppm、1150ppm的密閉容器中反應(yīng)30分鐘，根據(jù)不同濃度CO2與CO2濃度測試液反應(yīng)后所呈現(xiàn)的顏色制作成相應(yīng)的比色卡，由電腦配好顏色與尺寸，采用噴繪的方式噴于普通打印相紙上，按統(tǒng)一規(guī)格裁剪，并貼于相應(yīng)大小的硬紙板表面而得；CO2濃度為400～500mg/L時測試液呈酒紅色，CO2濃度為500～600mg/L時測試液呈紅色，CO2濃度為600～750mg/L時測試液呈桔紅色，CO2濃度為750～1000mg/L時測試液呈橙色，CO2濃度為1000～1200mg/L時測試液呈黃色；(3)、設(shè)施內(nèi)CO2濃度快速檢測方法將配制好的測試液倒入一廣口容器中，置于設(shè)施環(huán)境內(nèi)，待反應(yīng)20～60分鐘后，與所制作的比色卡比較，從而反映當(dāng)時設(shè)施內(nèi)CO2濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是NaHCO3溶液濃度為0.0005～0.002mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是NaHCO3溶液濃度為0.0001～0.0005mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是NaHCO3溶液濃度為0.002～0.005mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是每升NaHCO3溶液加0.1～0.3克酚紅指示劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是每升NaHCO3溶液加0.05～0.1克酚紅指示劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO2濃度的方法，其特征是每升NaHCO3溶液加0.3～0.5克酚紅指示劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速測定農(nóng)業(yè)設(shè)施中CO
文檔編號G01N21/77GK1793868SQ200510048778
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者張乃明, 陳建軍, 何月秋, 李文祥 申請人:云南農(nóng)業(yè)大學(xué)