[实用新型]一种利用农业用水增施二氧化碳的装置

说明书

本实用新型公开了一种利用农业用水增施二氧化碳的装置，属于农业科学技术领域。本实用新型利用二氧化碳在不同气相分压下溶解度的变化（亨利定律），增施二氧化碳的方法和装置。首先将二氧化碳溶解于农用水中，然后通过农用水的使用，使二氧化碳以气态形式自水溶液中溢出并释放到大气环境中，达到提升植物光合作用区二氧化碳浓度的目的，实现了水气肥同步一体化的输送和补充。

技术领域

本实用新型属于农业科学技术领域，涉及一种以提升植物光合作用效率为目的的利用农业用水增施二氧化碳的装置。

背景技术

二氧化碳是植物光合作用合成有机物的基本原料，大气中所含有的二氧化碳（350-450ppm）供给着自然环境中植物生长。研究表明：在光温水肥等条件适宜的条件下，对于大多数植物而言，该浓度低于二氧化碳饱和点，光合效率达不到最大值。温室大棚等农业设施为环境二氧化碳的自然补给制造了障碍，在相对密闭的植物生长环境中，二氧化碳的不足通常成为制约植物生长的主要限制因子。向植物生长区补充并适当提高二氧化碳的含量，可以提高自然光能利用率，获得农作物的增产。

在长期的生产实践中，农业技术人员探索出了多种对温室大棚等封闭空间增补二氧化碳方法，除常用的自然通风换气外，以下几种为已采用或正在逐步推广的人工增施技术 ：对土壤增施有机肥，通过发酵释放二氧化碳；燃烧甲烷或液化气，释放二氧化碳；碳酸盐酸化释放二氧化碳；干冰埋撒释放；用工业液体二氧化碳，通过气体阀控制定量补充。上述各种发生方式增施二氧化碳均存在着二氧化碳供给不持续和浓度难以控制的问题。以二氧化碳纯品为气源，采用气体控制阀调控补气，虽可保证二氧化碳浓度的可控及稳定，但其高昂的成本制约了这一成熟的工业技术在农业领域中的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种利用农业用水增施二氧化碳的装置。本实用新型利用二氧化碳在不同气相分压下在水中溶解度的变化，通过二氧化碳的气相分压提升及下降，获得二氧化碳在水溶液溶解和释放，同时借助于农用水的使用，将二氧化碳输送到植物光合作用区并释放到大气环境中，达到增施二氧化碳的目的。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种利用农业用水增施二氧化碳的装置，其特征是，该装置包括二氧化碳气源设备、二氧化碳溶解设备、气体控制系统、农用水输送设备以及位于植物光合作用区的二氧化碳释放设备；还设有二氧化碳浓度检测仪，该检测仪用于检测二氧化碳气源设备、二氧化碳溶解设备中的二氧化碳浓度；

通过气体控制系统将二氧化碳气源设备与二氧化碳溶解设备贯通，二氧化碳气源设备内的二氧化碳气体被引入二氧化碳溶解设备，通过气体控制系统提升并保持二氧化碳溶解设备中气相部分的二氧化碳的分压至饱和大气压下；将二氧化碳溶解设备的出水口与农用水输送设备相连，从而将水溶液输送到植物光合作用区；农用水输送设备连接二氧化碳释放设备，水溶液流出二氧化碳释放设备后，二氧化碳气相分压减至500Pa，水溶液内过量的二氧化碳溢出并以气态形式释放到植物光合作用区的大气空间内。

进一步地，所述二氧化碳采用纯品二氧化碳或工业二氧化碳排放气；所述纯品二氧化碳的纯度大于99.9%，为气态、液态或固态二氧化碳产品；所述工业二氧化碳排放气为发酵气、化工废气或烟道气；

当二氧化碳气源为液态二氧化碳时，可采用带减压器及输送管的钢瓶或含汽化器、输送管、控制及安全装置的贮罐；当二氧化碳气源为气态二氧化碳时，采用含控制及安全装置的输送管道。

进一步地，所述二氧化碳溶解设备为带有出入水口、二氧化碳进气口并与大气隔绝的封闭式农业用水的中转槽；采用封闭的方法是浮筒或密闭容器或专用耐压容器；对于密闭容器，其顶部需安装有泄压装置。

进一步地，所述农用水输送设备包括具有0.45Mpa以上耐压能力的耐压水管、泵以及水流量控制阀；所述气体控制系统包括气体减压阀、流量调节阀以及压力、温度显示仪表；所述二氧化碳释放设备为滴灌管、喷淋管、雾培管或水帘冷却系统。