一种用于设施果树生产的光伏发电自动加气基质栽培装置

1.本发明涉及设施果树自动化、智能化加气栽培技术领域，具体为一种用于设施果树生产的光伏发电自动加气基质栽培装置。


背景技术：

2.果树，果实可食的树木。指能提供可供食用的果实、种子的多年生植物及其砧木的总称，果树分为木本落叶果树(包括仁果类果树、核果类果树、浆果类果树、坚果类果树、柿枣类果树)、木本常绿果树(包括柑果类果树、荔枝、龙眼、枇杷、杨梅、椰子、杧果、油梨等)和多年生草本果树(包括香蕉、菠萝、草莓等，果树是我国重要的经济作物之一，一个合适的气体环境是果树栽培过程中的重要环节，为了能够保证果树能够更好的生长，因此需要保证果树栽培的基质中的气体含量稳定。
3.设施大棚，又称暖房。能透光、保温(或加温)，用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温果树、蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。
4.二氧化碳气体的存在，有利于植物光合作用的进行，因此它是绿色植物进行光合作用重要原料之一，作物干重的95％均来自光合作用。二氧化碳可以促进植物根幼苗的生长，叶片增厚，降低气孔密度、气孔导度及蒸腾速率，增加水分利用效率、作物的产量及生物量，促进乙烯生物合成，增强植物的抗氧化能力。不同光台途径(c3.c4及cam)及不同植被类型的植物对高浓度二氧化碳的响应不同。长期和短期的高浓度二氧化碳处理，植物响应方式有很大的差异，如短期高氧化碳处理使光合能力增强，而长期处理则使光台能力下调。植物对二氧化碳是有饱和度的，当二氧化碳浓度过高的时候，气孔会关闭部分，这样就影响了光合作用就像是光呼吸一样。大气中的二氧化碳浓度通常在0.03％左右。作物进行光合作用合成有机物时，二氧化碳是主要的碳源，因此增加大棚内二氧化碳浓度可加速果树的生长。
5.氧气含量的好坏对植物根系的生长发育具有重要影响。根系是植物的营养器官决定着作物的生长，在植物生长发育和产量形成过程中起着重要作用。根系生长于土壤中，对土壤有较强的依赖性，土壤空气又是土壤的重要组成之一，在土壤微生物活动和植物生命活动及土壤肥力的培育方面都有十分重要的作用。氧气含量降低，根系活动受影响作物吸收水分和养分也就有所下降，最终会导致树体养分含量下降。大量研究表明，低氧胁迫状态下细胞的氧化磷酸化电子传递的速率会受到低氧的抑制，会使得细胞的色素氧化还原能力的下降，降低了atb生成和叶绿素含量。随着低氧胁迫时间的加长，植株叶片气孔逐渐关闭，使得蒸腾速率下降，导致光合速率降低，影响作物产量。植物为了保证细胞内水势平衡，叶片气孔关闭，阻止外界co2进入叶片，同时也降低了光合作用，植物生长受阻。因此果树根系有充足的氧气含量决定着果树能否进行正常生长。
6.设施果树基质栽培过程中，因为设施环境相对比较密闭，因此带来保温效果的同
时，通气性会有所降低；而现有的设施果树加气基质栽培装置较少，而且大部分在使用过程中均难以及时感知基质中根系周围气体的含量，也无法按照果树所需气体及含量进行供给，而此装置可自动化、智能化根据基质根系区域气体含量的多少同时按照设定可精确将氧气、二氧化碳输送到基质中的果树根系区域；此装置还可按照时间段进行分别供给二氧化碳和氧气，在午时12时-14时，果树是进行光合作用重要时间段，此时需要大量二氧化碳，因此可设定此时段专门向基质中的果树根系区域只供给二氧化碳；在夜晚是果树根系生长旺盛时期，但环境内氧气会有所下降，因此夜晚时间段专门向基质中的果树根系区域供给氧气。
7.因此，通过此装置的自动化、智能化、环保化、循环利用化可大大减少所耗费的人力、物力和财力，也可大大提高材料的利用率。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种用于设施果树生产的光伏发电自动加气基质栽培装置，这种智能化、自动化、环保化、循环利用化装置可解决现有的无法精确、不充分的、无法按时加气的旧技术问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于设施果树生产的光伏发电自动加气基质栽培装置，包括智能控制设备箱，所述智能控制设备箱设置有智能面板，所述智能控制设备箱的顶端面固定安装有光伏板，所述智能控制设备箱的一侧板上固定安装有搅拌装置，所述搅拌装置的下方设置有灭菌回收箱，所述智能控制设备箱的内部设置有具有二氧化碳及氧气产生装置的加气机构。
10.优选的，所述搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶，所述智能控制设备箱一侧板的外表面固定安装有安装支撑架，所述安装支撑架上固定安装有搅拌筒，所述搅拌筒的顶部贯穿安装有进料管，所述搅拌筒的一侧面固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端贯穿搅拌筒的一侧并固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的外表面等距设置有若干个搅拌叶，所述搅拌装置对应的一侧贯穿安装有导料管，且所述导料管的一端贯穿智能控制设备箱的一侧板并延伸至二氧化碳产生装置内。
11.优选的，所述加气机构包括传送装置、二氧化碳贮气瓶、氧气泵、气压平衡箱和基质栽培槽，所述智能控制设备箱的一侧板上贯穿安装有传送装置，所述二氧化碳产生装置的底端贯穿传送装置并延伸至传送装置内，所述二氧化碳产生装置的一侧板上贯穿安装有导气管，所述导气管的一端固定连接有二氧化碳贮气瓶，所述二氧化碳贮气瓶的底部贯穿安装有输送气管，所述输送气管的底端贯穿气压平衡箱并延伸至气压平衡箱的内部，所述气压平衡箱底板的顶面设置有气体浓度传感器，且所述智能控制设备箱底板的顶面在靠近气压平衡箱的位置处固定安装有氧气泵，所述氧气泵的出气管固定连接在输送气管上。
12.优选的，所述导气管在靠近二氧化碳贮气瓶的一端设置有除杂装置，所述输送气管在靠近二氧化碳贮气瓶的一端设置有二氧化碳自动稳定气流阀，所述氧气泵的出气管上设置有氧气自动稳定气流阀。
13.优选的，所述传送装置包括安装壳体和输送带，所述传送装置贯穿安装在智能控制设备箱上，且所述传送装置底板的顶面设置有输送带，所述二氧化碳产生装置的底部设有控制阀门，所述输送带的一端贯穿传送装置的一侧板并延伸至灭菌回收箱的上方。
14.优选的，所述气压平衡箱的顶板上贯穿安装有出气管道，所述出气管道的一端贯穿智能控制设备箱对应的一侧板并延伸至智能控制设备箱外，所述出气管道在置于智能控制设备箱外的一端分别固定连接有两根支气管道，且两根所述支气管道对应的一端分别贯穿安装在基质栽培槽上，所述基质栽培槽底板的顶面设置有气体含量无线传感器。
15.优选的，所述出气管道在置于智能控制设备箱外的一端设置有自动出气阀，且两根所述支气管道上均设置有支路出气阀。
16.优选的，可将产生气体的生物碳肥进行循环利用，产生气体过后通过过滤、运输回收起来再作为基质，做到环保、循环利用。
17.优选的，可按照专业种植技术可通过智能面板进行精确分别供给二氧化碳和氧气，在午时12-14时是植株进行光合作用重要时间段专门供给大量二氧化碳；在夜间植株根系快速生长时专门供给大量氧气。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果：
19.本发明中，可以感知设施果树基质槽中的根系区域所需气体的含量，按照设定可精确将氧气、二氧化碳输送到基质中，并且也可按照时间段进行分别供给，在午时12时-14时专门供给二氧化碳，可在夜间专门供给氧气；通过此装置大大提高了设施果树栽培、加气(氧气、二氧化碳)的精确性、统一性以及效率，大大节省了人力、物力、财力；
20.本发明中，可做到充分利用生物碳肥，环保产生所需的二氧化碳气体，再进行回收利用碳肥废渣作为基质供给果树，达到环保循环利用，减少材料的浪费，节省资金；
21.本发明中，可用于大面积的设施果树基质栽培种植，统一的供给果树所需的气体，促进果树的生长，为大面积应用生物碳肥和种植大面积设施果树所需的气体奠定基础，提高碳肥应用的可靠性。
附图说明
22.图1为本发明中的立体结构示意图；
23.图2为本发明中的主视结构示意图；
24.图3为本发明中的内部结构示意图；
25.图4为本发明中的搅拌装置的内部结构示意图。
26.图中：1、智能控制设备箱；2、光伏板；3、搅拌装置；4、搅拌电机；5、搅拌轴；6、搅拌叶；7、二氧化碳产生装置；8、传送装置；9、输送带；10、灭菌回收箱；11、二氧化碳贮气瓶；12、除杂装置；13、氧气泵；14、氧气自动稳定气流阀；15、输送气管；16、二氧化碳自动稳定气流阀；17、气压平衡箱；18、气体浓度传感器；19、出气管道；20、自动出气阀；21、支气管道；22、支路出气阀；23、基质栽培槽；24、气体含量无线传感器。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种用于设施果树生产的光伏发电
自动加气基质栽培装置，包括智能控制设备箱1，智能控制设备箱1上设置有控制面板，智能控制设备箱1的顶端面固定安装有光伏板2，智能控制设备箱1的一侧板上固定安装有搅拌装置3，搅拌装置3的下方设置有灭菌回收箱10，智能控制设备箱1的内部设置有具有二氧化碳产生装置7的加气机构。
29.本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，搅拌装置3包括搅拌电机4、搅拌轴5和搅拌叶6，智能控制设备箱1一侧板的外表面固定安装有安装支撑架，安装支撑架上固定安装有搅拌筒，搅拌筒的顶部贯穿安装有进料管，搅拌筒的一侧面固定安装有搅拌电机4，搅拌电机4的输出端贯穿搅拌筒的一侧并固定连接有搅拌轴5，搅拌轴5的外表面等距设置有若干个搅拌叶6，搅拌装置3对应的一侧贯穿安装有导料管，且导料管的一端贯穿智能控制设备箱1的一侧板并延伸至二氧化碳产生装置7内，二氧化碳产生装置7为发酵罐，用于储存搅拌处理好的生物碳肥并发酵产生二氧化碳气体。
30.本实施例中，如图3所示，加气机构包括传送装置8、二氧化碳贮气瓶11、氧气泵13、气压平衡箱17和基质栽培槽23，智能控制设备箱1的一侧板上贯穿安装有传送装置8，二氧化碳产生装置7的底端贯穿传送装置8并延伸至传送装置8内，二氧化碳产生装置7的一侧板上贯穿安装有导气管，导气管的一端固定连接有二氧化碳贮气瓶11，二氧化碳贮气瓶11的底部贯穿安装有输送气管15，输送气管15的底端贯穿气压平衡箱17并延伸至气压平衡箱17的内部，气压平衡箱17底板的顶面设置有气体浓度传感器18，且智能控制设备箱1底板的顶面在靠近气压平衡箱17的位置处固定安装有氧气泵13，氧气泵13的出气管固定连接在输送气管15上。
31.本实施例中，如图3所示，导气管在靠近二氧化碳贮气瓶11的一端设置有除杂装置12，输送气管15在靠近二氧化碳贮气瓶11的一端设置有二氧化碳自动稳定气流阀16，氧气泵13的出气管上设置有氧气自动稳定气流阀14，除杂装置12由除杂腔和滤网组成，滤网设置在除杂腔内部，除去对果树有害的气体。
32.本实施例中，如图1、图2和图3所示，传送装置8包括安装壳体和输送带9，输送带9由驱动电机进行驱动，传送装置8贯穿安装在智能控制设备箱1上，且传送装置8底板的顶面设置有输送带9，二氧化碳产生装置7的底部设有控制阀门，输送带9的一端贯穿传送装置8的一侧板并延伸至灭菌回收箱10的上方。
33.本实施例中，如图3所示，气压平衡箱17的顶板上贯穿安装有出气管道19，出气管道19的一端贯穿智能控制设备箱1对应的一侧板并延伸至智能控制设备箱1外，出气管道19在置于智能控制设备箱1外的一端分别固定连接有两根支气管道21，且两根支气管道21对应的一端分别贯穿安装在基质栽培槽23上，基质栽培槽23底板的顶面设置有气体含量无线传感器24。
34.本实施例中，如图1、图2和图3所示，出气管道19在置于智能控制设备箱1外的一端设置有自动出气阀20，且两根支气管道21上均设置有支路出气阀22。
35.本发明的使用方法和优点：该种用于设施果树生产的光伏发电自动加气基质栽培装置在使用时，工作过程如下：
36.如图1、图2、图3和图4所示，在使用本装置时，首先对本装置中的用电设备进行外接电源，设施果树基质栽培生产中，在光伏板1提供能源的情况下，通过进料管将生物碳肥放入搅拌装置3，然后打开搅拌电机4经的开关，搅拌电机4工作带动搅拌轴5转动并使得搅
拌叶6转动，将生物碳肥搅拌均匀并送入到二氧化碳产生装置7中产生设施果树生产中所需的二氧化碳气体，通过控制智能面板的操作装置，通过导气管传送到二氧化碳贮气瓶11中，且分解所剩的碳肥废渣通过打开控制阀门使其掉落至输送带9上并通过输送带9传送至灭菌回收箱10内，可作为基质栽培槽23中的基质养料进行再利用，大大提高了碳肥利用率，简化了加气的复杂过程实现自动化，智能化，大大提高了加气的效率，节省人力物力财力，也扩展了二氧化碳气体的来源。
37.氧气通过氧气泵13产生，二氧化碳和氧气都通过稳定气流阀使气体均匀，平稳混合进入到气压平衡箱17进行贮存并保持两者气压稳定，均匀的通过出气管道19逸散到栽培槽中促进果树的呼吸作用和光合作用，进而促进果树的生长，再通过基质中的气体含量无线传感器24与控制面板相连可做到自动化控制二氧化碳、氧气的产生以及逸散进一步提高果树栽培和果树育苗效率，提高加气的精确性，可保证设施果树基质栽培、加气过程中的自动化精确化智能化的形成。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。