耀世注册官网_一种果树增碳装置及使用方法
1.本发明涉及果树栽培设备技术领域,尤其涉及一种果树增碳装置及使用方法。
背景技术:
2.在果树种植园中,所有果树均处于开放式环境中,但每当果树进入生长旺盛期且修剪不及时的时候,生长繁密的枝干和叶片会导致在植株冠层或架体之间形成封闭的微环境,其中空气流通较差,致使与大气进行气体交换的能力减弱,从而会出现部分气体浓度过高或者过低的情况。如果植株种植地区环境频繁高温高湿,还会导致病害的发生和加剧,而微环境中的气体浓度变化情况与设施大棚中类似,且果园中二氧化碳的增施方式多为悬挂二氧化碳气肥袋,该方法不仅增施不均匀且效率低下。果园内部二氧化碳浓度变化幅度通常远远高于外界,夜间,由于果树的呼吸作用,二氧化碳不断积累,于日出前达到最高值;日出后,伴随光、温条件改善,果树的光合作用不断增强,二氧化碳浓度迅速降低,短时间内即低于外界大气二氧化碳水平呈现亏缺,于通风前达到一日中最低值;如遇大风天气或者人为通风后,二氧化碳浓度会有所回升,但通风只能缓解却不能避免亏缺,在夏季晴天通风状态良好的情况下,树体范围内二氧化碳浓度仍比外界低10%以上;若未及时修剪或未人为通风,二氧化碳浓度会迅速降低,傍晚,随光强和温度下降,光合作用减弱,二氧化碳浓度开始回升,若在晴天下午通风状态差的情况下,由于果树仍具有较强光合作用,果园内二氧化碳浓度会再度降低,出现一日中第二个低谷,通过相关理论计算,果树将光能转化为有机物的效率仅约1%左右,光合作用效率还有很大的提升空间,如何提高果树的光能利用率,制造更多的光合产物,建设零碳果园或负碳果园是果树绿色生产中的根本性问题。
技术实现要素:
3.有鉴于此,本发明实施例提供一种果树增碳装置及使用方法,主要目的是提供一种能够提高果树叶片的光能利用率,并且制造更多的光合产物的一种果树增碳装置。
4.为达到上述目的,本发明主要提供如下技术方案:
5.一方面,本发明实施例提供了一种果树增碳装置,该装置包括:
6.灌溉部件,所述灌溉部件包括第一管道,所述第一管道用于输送水和肥料;
7.增碳部件,所述增碳部件包括第二管道、供气泵、燃烧部件、过滤部件、混合部件和压力部件,所述供气泵连接于所述燃烧部件,所述过滤部件的两端分别连接于所述燃烧部件和所述混合部件,所述第二管道连接于所述混合部件,所述压力部件的两端分别连接于所述混合部件和所述第一管道;
8.增碳监测组件,所述增碳监测组件包括第三管道和多个承载组件,所述第三管道的两端分别连接于所述第一管道和多个所述承载组件;
9.增碳控制组件,所述增碳控制组件连接于所述增碳部件和所述增碳监测组件。
10.进一步的,所述混合部件包括对冲管道、纺锤形管道和背压阀,所述对冲管道的两端分别连接于所述第二管道和所述过滤部件,所述纺锤形管道的一端连接于所述对冲管道
的中部,另一端连接于所述压力部件,所述背压阀设置在所述纺锤形管道上。
11.进一步的,所述混合部件还包括第一连接管道和加热部件,所述第一连接管道的两端分别连接于所述纺锤形管道和所述压力部件,所述加热部件包裹在所述第一连接管道的外部。
12.进一步的,所述增碳监测组件还包括通断开关和第一检测器,所述第三管道包括主管道和多个分管道,每个所述分管道的一端连接于所述主管道,另一端连接于所述承载组件,所述通断开关和所述第一检测器设置在所述分管道上,所述通断开关和所述第一检测器信号连接于所述增碳控制组件。
13.进一步的,所述承载组件包括土壤储罐和二氧化碳含量监测组件,所述土壤储罐的表面设置多个透气孔,所述二氧化碳含量监测组件的一端插入所述土壤储罐,所述二氧化碳含量监测组件信号连接于所述增碳控制组件。
14.进一步的,二氧化碳含量监测组件包括大气二氧化碳浓度检测模块、大气二氧化碳浓度变化速率模块和大气二氧化碳变化周期记录模块。
15.进一步的,所述二氧化碳含量监测组件还包括土壤二氧化碳检测模块,所述土壤二氧化碳检测模块连接于所述二氧化碳含量监测组件,用于检测土壤中的二氧化碳。
16.进一步的,所述大气二氧化碳浓度检测模块监测的大气二氧化碳浓度范围是310ppm至1200ppm。
17.另一方面,本发明实施例提供了一种果树增碳装置的使用方法,包括以下步骤:
18.(1)收集果树的枝、干、叶作为二氧化碳的生成原料;
19.(2)燃烧部件燃烧生成原料形成以二氧化碳为主的第一混合气体,在燃烧部件内增加气体成分检测部件,用于监测生成气体中二氧化碳的比例,通过过滤部件进行过滤去除有害物质生成二氧化碳气体;
20.(3)将二氧化碳气体与空气通过混合部件进行混合形成第二混合气体,第二混合气体输送至压力部件进行稳压处理形成压强稳定的稳定混合气体;
21.(4)将稳定混合气体通过第一管道和第三管道输送至承载组件中。
22.进一步的,所述将二氧化碳气体与空气通过混合部件进行混合形成第二混合气体,第二混合气体输送至压力部件进行稳压处理形成压强稳定的稳定混合气体,包括以下步骤:
23.(5)二氧化碳气体和空气分别从冲管道的两端进入,然后从纺锤形管道排出;
24.(6)燃烧部件产生的热量传递至纺锤形管道的后端对第二混合气体进行加热。
25.(7)加热后的第二混合气体进入压力部件,压力部件对第二混合气体进行压力调整形成压强为1.5-3mpa的稳定混合气体。
26.与现有技术相比,本发明具有如下技术效果:
27.本发明实施例提供的技术方案中,灌溉部件的作用是向果树提供水和肥料,灌溉部件包括所述灌溉部件包括第一管道,所述第一管道用于输送水和肥料;增碳部件的作用是提供二氧化碳,增碳部件包括第二管道、供气泵、燃烧部件、过滤部件、混合部件和压力部件,供气泵连接于燃烧部件,过滤部件的两端分别连接于燃烧部件和混合部件,第二管道连接于混合部件,压力部件的两端分别连接于混合部件和第一管道;增碳监测组件的作用支撑并包裹果树的根部,增碳监测组件包括第三管道和多个承载组件,第三管道的两端分别
连接于第一管道和多个承载组件;增碳控制组件的作用是提供自动控制,增碳控制组件连接于灌溉部件、增碳部件和增碳监测组件,相对于现有技术,果园内部二氧化碳浓度变化幅度通常远远高于外界,夜间,由于果树的呼吸作用,二氧化碳不断积累,日出前达到最高值;日出后,伴随光、温条件改善,果树的光合作用不断增强,二氧化碳浓度迅速降低,短时间内即低于外界大气二氧化碳水平呈现亏缺,于通风前达到一日中最低值;如遇大风天气或者人为通风后,二氧化碳浓度会有所回升,但通风只能缓解却不能避免亏缺,在夏季晴天通风状态良好的情况下,树体范围内二氧化碳浓度仍比外界低10%以上;若未及时修剪或未人为通风,二氧化碳浓度会迅速降低,傍晚,随光强和温度下降,光合作用减弱,二氧化碳浓度开始回升,若在晴天下午通风状态差的情况下,由于果树仍具有较强光合作用,果园内二氧化碳浓度会再度降低,出现一日中第二个低谷,通过相关理论计算,植物将光能转化为有机物的效率仅约1%左右,光合作用效率还有很大的提升空间,如何提高果树的光能利用率,制造更多的光合产物,建设零碳果园或负碳果园是果树绿色生产中的根本性问题,本技术方案中,通过对果园内的多个地点的二氧化碳浓度的动态变化进行实时监测,从而判断是否增碳以及增碳时间,需要增碳时,增碳控制组件控制供气泵向燃烧部件内通入空气,使得燃烧部件燃烧果树的枝、干、叶产生二氧化碳等燃烧气体,燃烧气体通过过滤部件对有害杂质和气体进行过滤,并且使二氧化碳通过过滤部件进入混合部件中,第二管道打开,使空气从第二管道进入混合部件并与二氧化碳进行混合,然后进入压力部件,生成稳定的气压并依次进入第一管道、第三管道和承载组件中,使得二氧化碳可以直接从根系上部逸散到植物体附近,从而提高果树叶片的光能利用率,并且制造更多的光合产物,并且能够对果树的枝、干、叶进行再利用,实现了能源的再生利用以及碳中和,具有良好的环保性。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的一种果树增碳装置的结构示意图;
29.图2为本发明实施例提供的一种承载组件的结构示意图;
30.图3为本发明实施例提供的一种混合部件的结构示意图;
31.图4为本发明实施例提供的一种增碳监测组件的结构示意图;
32.图5为本发明实施例提供的一种施肥部件的结构示意图;
33.图6为本发明实施例提供的一种果树增碳装置的系统结构示意图;
34.图7为为本发明实施例提供的一种果树增碳装置的使用方法的流程示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
36.一方面,如图1至图6所示,本发明实施例提供了一种果树增碳装置,该装置包括:
37.灌溉部件,灌溉部件包括第一管道12,第一管道12用于输送水和肥料;
38.增碳部件2,增碳部件2包括第二管道21、供气泵22、燃烧部件23、过滤部件24、混合部件25和压力部件26,供气泵22连接于燃烧部件23,过滤部件24的两端分别连接于燃烧部件23和混合部件25,第二管道21连接于混合部件25,压力部件26的两端分别连接于混合部件25和第一管道12;
39.增碳监测组件,增碳监测组件包括第三管道31和多个承载组件32,第三管道31的
两端分别连接于第一管道12和多个承载组件32;
40.增碳控制组件4,增碳控制组件4连接于增碳部件2和增碳监测组件。
41.本发明实施例提供的技术方案中,灌溉部件的作用是向植物提供水和肥料,灌溉部件包括第一管道12,第一管道12用于输送水和肥料;增碳部件2的作用是提供二氧化碳,增碳部件2包括第二管道21、供气泵22、燃烧部件23、过滤部件24、混合部件25和压力部件26,供气泵22连接于燃烧部件23,过滤部件24的两端分别连接于燃烧部件23和混合部件25,第二管道21连接于混合部件25,压力部件26的两端分别连接于混合部件25和第一管道12;增碳监测组件的作用支撑并包裹植物,增碳监测组件包括第三管道31和多个承载组件32,第三管道31的两端分别连接于第一管道12和多个承载组件32;增碳控制组件4的作用是提供自动控制,增碳控制组件4连接于灌溉部件、增碳部件2和增碳监测组件,相对于现有技术,果园内部二氧化碳浓度变化幅度通常远远高于外界,夜间,由于果树的呼吸作用,二氧化碳不断积累,日出前达到最高值;日出后,伴随光、温条件改善,作物光合作用不断增强,二氧化碳浓度迅速降低,短时间内即低于外界大气二氧化碳水平呈现亏缺,于通风前降至一日中最低值;如遇大风天气或人为鼓风后,二氧化碳浓度有所回升,但通风只能缓解却不能避免亏缺,在夏季晴天通风口全部开放的情况下,果园内二氧化碳浓度仍比外界低10%以上;若此时修剪不及时或者未进行人为鼓风,二氧化碳浓度会迅速降低,傍晚,随光强和温度下降,光合作用减弱,二氧化碳浓度开始回升,若在晴天下午通风口过早关闭,由于果树仍具有较强光合作用,树体范围内二氧化碳浓度会再度降低,出现一日中第二个低谷,通过相关理论计算,植物将光能转化为有机物的效率仅约1%左右,光合作用效率还有很大的提升空间,如何提高果树叶片的光能利用率,制造更多的光合产物,是果树生产中的根本性问题,本技术方案中,通过对果园内的多个地点的二氧化碳浓度的动态变化进行实时监测,从而判断是否增碳以及增碳时间,需要增碳时,增碳控制组件4控制供气泵22向燃烧部件23内通入空气,使得燃烧部件23燃烧果树的枝、干、叶产生二氧化碳等燃烧气体,燃烧气体通过过滤部件24对有害杂质和气体进行过滤,并且使二氧化碳通过过滤部件24进入混合部件25中,第二管道21打开,使空气从第二管道21进入混合部件25并与二氧化碳进行混合,然后进入压力部件26,生成稳定的气压并依次进入第一管道12、第三管道31和承载组件32中,使得二氧化碳可以直接从根系上部逸散到植物体附近,从而提高果树叶片的光能利用率,并且制造更多的光合产物,并且能够对果树的枝、干、叶进行再利用,实现了能源的再生利用以及碳中和,具有良好的环保性。
42.上述灌溉部件的作用是向植物提供水和肥料,灌溉部件包括供水部件11、第一管道12和施肥部件13,第一管道12的一端连接于供水部件11,施肥部件13设置在第一管道12的中部,供水部件11的作用是向植物输送水,在供水管道的中间位置设置施肥部件13,施肥部件13能够提供水肥,可选的,在第一管道12上设置抽水泵17和过滤器18,抽水泵17将水输送到第一管道12中,过滤器18对进入第一管道12的水进行过滤,防止杂质进入第一管道12,可选的,灌溉部件还包括第二阀门14、第三阀门15和第四管道16,第二阀门14和第三阀门15设置在第一管道12,并且位于施肥部件13的两端,第四管道16的两端分别连接于第二阀门14和第三阀门15,第三阀门15和第四阀门采用流体电磁阀,在不需要施肥时,水从第一管道12进入第四管道16,再回到第一管道12中,使得水绕过了施肥部件13,在施肥之前,承载组件32对土壤的成分进行判定,如果土壤需要施肥,水从第一管道12流经施肥部件13,施肥部
件13将营养液通入到水中,然后输送到植物的根系位置;增碳部件2的作用是提供二氧化碳,增碳部件2包括第二管道21、供气泵22、燃烧部件23、过滤部件24、混合部件25和压力部件26,供气泵22连接于燃烧部件23,过滤部件24的两端分别连接于燃烧部件23和混合部件25,第二管道21连接于混合部件25,压力部件26的两端分别连接于混合部件25和第一管道12,第一检测器34对果园内的空气比例进行实时监测,当第一检测器34监测的氧气和二氧化碳的比值稳定于672/1.32左右时,每30天通入适量空气,用于改善土壤通气状况,当出现恶劣天气等特殊时期,导致棚内氧气和二氧化碳的比值相较于标准值的差异达到0.3时,第二管道21启动,向植物的根系通入空气,直至比例达到标准值,当第一检测器34监测的氧气和二氧化碳的比值在(给出比值)以下时,说明光合旺盛,此时,增碳控制组件4控制供气泵22向燃烧部件23内通入空气,使得燃烧部件23燃烧果树的枝、干、叶产生二氧化碳、少量的水、硫氧化物和氮氧化物,然后通过过滤部件24对有害杂质和气体进行过滤,并且使二氧化碳通过过滤部件24进入混合部件25中,第二管道21打开,使空气从第二管道21进入混合部件25并与二氧化碳进行混合,然后进入压力部件26,生成具有稳定的气压的气体,气体进入第一管道12中并与水进行混合,然后进入到植物的根系部位;增碳监测组件的作用支撑并包裹植物,增碳监测组件包括第三管道31和多个承载组件32,第三管道31的两端分别连接于第一管道12和多个承载组件32,水、营养液或者二氧化碳气体可以通过第三管道31进入到承载组件32中,植物的根系设置在承载组件32中;增碳控制组件4的作用是提供自动控制,增碳控制组件4连接于灌溉部件、增碳部件2和增碳监测组件,增碳控制组件4主要采用plc控制系统和hml显示系统,增碳控制组件4通过控制阀门或者泵来实现控制,同时,增碳控制组件4还可以获取各个检测器检测的数据来判断阀门或者泵是否需要打开或者关闭,本技术方案中,通过对果园内的多个地点的二氧化碳浓度的动态变化进行实时监测,从而判断是否增碳以及增碳时间,需要增碳时,增碳控制组件4控制供气泵22向燃烧部件23内通入空气,使得燃烧部件23燃烧果树的枝、干、叶产生二氧化碳等燃烧气体,燃烧气体通过过滤部件24对有害杂质和气体进行过滤,并且使二氧化碳通过过滤部件24进入混合部件25中,第二管道21打开,使空气从第二管道21进入混合部件25并与二氧化碳进行混合,然后进入压力部件26,生成稳定的气压并依次进入第一管道12、第三管道31和承载组件32中,使得二氧化碳、水以及肥料能够直接作用于植物的根系,从而提高果树叶片的光能利用率,并且制造更多的光合产物,并且能够对果树的枝、干、叶进行再利用,实现了能源的再生利用以及碳中和,具有良好的环保性。
43.智能增碳的原理如下:
44.果园内内植物进行光合作用需要消耗大量的co2气体,由于与外界气体交换不充分。co2难以得到及时补充,常造成严重亏缺,这是果园内气体变化的主要特点。一般果园中果树树体范围co2浓度变化幅度通常远远高于外界。夜间,由于果树的呼吸作用,co2不断积累,日出前达到最高值;日出后,伴随光、温条件改善,果树光合作用不断增强,co2浓度迅速降低,短时间内即低于外界大气co2水平呈现亏缺,于日出前降至一日中最低值;如遇大风天气或者人为鼓风后,co2浓度有所回升,但通风只能缓解却不能避免亏缺。在夏季晴天通风口全部开放的情况下,树体范围内co2浓度仍比外界低10%以上;若此时修建不及时或者未进行人为通风,co2浓度会迅速降低。傍晚,随光强和温度下降,光合作用减弱,co2浓度开始回升。若在晴天下午未进行通风,由于果树仍具有较强光合作用,室内co2浓度会再度降
低,出现一日中第二个低谷。
45.通过相关理论计算,植物将光能转化为有机物的效率仅约1%左右,光合作用效率还有很大的提升空间。如何提高果树叶片的光能利用率,制造更多的光合产物,建设零碳果园或负碳果园是果树绿色生产中的根本性问题。光合作用一般分为两个阶段:第一个阶段称为光反应,即将光能转化成同化力和atp并产生o2;第二个阶段称为光合碳同化,即利用光反应产生的同化力将co2转换为糖类,在叶绿体基质中进行。光合作用可大致分为3个部分:(1)光能的吸收传递与转换;(2)电子传递和光合磷酸化;(3)碳同化过程。光是驱动光合作用的能量来源,光能的吸收、利用和转化直接影响着光合效率和光能利用率。而光能的高效利用不但可以为植物的碳同化提供还原力,还可以进一步促进光能的高效吸收。
46.因此,为了提高植物有机物的积累,即提高植物碳素含量,本发明将通过检测和计算果树所处环境中相关数值的动态变化来确定二氧化碳的合理增施量,做到智能、科学增碳。在植物进行光合作用的过程中,环境中的二氧化碳浓度呈现动态变化:植物从日出开始进行光合作用,果园内的二氧化碳浓度开始降低并且随着光照强度的增强光合速率逐渐提高,达到光补偿点后,果园内二氧化碳的浓度逐渐降低并趋于稳定,直至果树达到光饱和点,果树产生光抑制现象,光合速率不在提高,为了使果树积累更多的干物质,人为的增施二氧化碳可以适当提高光饱和点,促进暗反应的进行,但当二氧化碳达到饱和点时,光合速率不再增加。相关研究表明,当果园环境中的二氧化碳浓度低于0.1%时,适当提高二氧化碳浓度可以提高果树叶片光合作用的强度,但当二氧化碳浓度超过0.1%时,果树的光合作用反而会随着二氧化碳浓度的增加而受到抑制。
47.本发明对果园内而二氧化碳浓度、氧气浓度、光照强度等动态数据进行实时记录和分析,当二氧化碳浓度开始降低即植物达到了光补偿点时,开始计算出二氧化碳浓度降低的速率v
co2
,而二氧化碳的变化主要受光合作用和呼吸作用两者影响。净光合速率=总光合速率-呼吸速率,用μmol/(m2*s)表示;最终增碳的效率=单位时间内、单位叶面积内的净同化量-不增施co2的净同化量,用g/(m
2*
d)表示;相关研究表明,苹果在正常无遮挡的光照条件下,co2补偿点和饱和点分别为24.6和1162.1μmol/mol,光补偿点和饱和点分别为50.9和2210.0μmol/(m2*s1)。而谢计蒙等对不同品种设施葡萄的光合特性进行了对比分析,发现绝大多数品种的光饱和点(lsp)均在1200μmol/(m2*s1)以上,但设施内的光合有效辐射日变化,数值在33~1165μmol/(m2*s1),这与大多数葡萄品种的光饱和点相差甚远,因此无法在正常光照条件下达到光饱和点,且多数葡萄的光补偿点均在20μmol/(m2*s1)以上。相关研究表明,不同品种的草莓在一天内净光合速率呈现双峰型,并且分别于11:00与15:00时达到峰值。本发明所检测的光照强度单位为lux(1000lux=18μmol/(m2*s1)),在经过一夜的呼吸作用后,果园内的二氧化碳浓度要高于外界大气二氧化碳浓度(310μmol/mol)且早已达到了co2补偿点,因此,在光照强度达到1200lux的时候,开始记录二氧化碳浓度的变化,当co2的浓度逐渐低于310ppm时,开始施加co2,且co2的施加效率要与光照强度的增强呈正相关,并且施加时间不能超过4h(中午11:00之前),直至co2浓度达到0.1%时停止施加,在11:00之后,如果co2的浓度出现回升的现象则说明光强过大,使得光合作用受到抑制,当co2浓度回升停止后继续补充co2,并于15:00前将浓度提升至0.1%后停止。
48.进一步的,混合部件25包括对冲管道252、纺锤形管道253和背压阀254,对冲管道252的两端分别连接于第二管道21和过滤部件24,纺锤形管道253的一端连接于对冲管道
252的中部,另一端连接于压力部件26,背压阀254设置在纺锤形管道253上。本实施例中,进一步限定了混合部件25,混合部件25的作用是将空气和燃烧产生的二氧化碳气体进行混合,对冲管道252的两端分别连接于第二管道21和过滤部件24,燃烧部件23产生二氧化碳气体经过过滤部件24过滤后进入对冲管道252的一端,第二管道21内输送空气,第二管道21连接于对冲管道252的另一端,纺锤形管道253连接于对冲管道252的中间位置,空气与二氧化碳气体在对冲管道252中汇合后从纺锤形管道253排出并进入压力部件26,背压阀254设置在纺锤形管道253上,用于控制纺锤形管道253的开启或者关闭,由于二氧化碳气体和氧气的气体流速以及气体密度有很大的差别,利用质量流量计和压力部件26可以使两种气体以相同的流速进入到对冲管道252中,从而使得两种气体瞬时充分混合进而通过流体导向装置进入纺锤体管中,气体最终得以稳定,可选的,混合部件25还包括导向部件255,导向部件255设置在对冲管道252和纺锤形管道253的连接位置,导向部件255能够对对冲的气体进行引导和导向,使得气体快速进入到纺锤形管道253中,从而达到引导气体流向的技术效果,可选的,混合部件25还包括第一连接管道256和加热部件257,第一连接管道256的两端分别连接于纺锤形管道253和压力部件26,加热部件257包裹在第一连接管道256的外部,加热部件257是利用超导热材料将燃烧部件23散发的热能储存起来,最终使气体在高温环境下再次混合达到均匀状态,该部分装置将多余的热能储存在利用,促进了能源的可持续利用。
49.进一步的,增碳监测组件还包括通断开关33和第一检测器34,第三管道31包括主管道311和多个分管道312,每个分管道312的一端连接于主管道311,另一端连接于承载组件32,通断开关33和第一检测器34设置在分管道312上,通断开关33和第一检测器34信号连接于增碳控制组件4。本实施例中,进一步限定了增碳监测组件,通断开关33和第一检测器34的作用是破除气胀区域35,由于二氧化碳的密度大于棚内空气密度,释放的二氧化碳气体会在穴储罐的地表处富集,当浓度过高后,则会形成气障,导致释放空气时压力不够无法击穿,从而无法均匀逸散到棚内空气中,在每次释放二氧化碳气体后,第一检测器34可以对二氧化碳浓度进行检测,当地表的二氧化碳浓度过高时,部分区域的增碳监测组件上部的二氧化碳浓度较低,而部分区域的增碳监测组件上部的二氧化碳浓度较高,使得二氧化碳形成气胀,此时,关闭二氧化碳浓度较低位置的通断开关33,打开二氧化碳浓度较高位置的通断开关33,使得分管道312在释放气体时气压增加,气压增加后能够打破二氧化碳形成的气胀区域35,使得二氧化碳的富集浓度下降,从而达到破除气胀区域35的技术效果。
50.进一步的,承载组件32包括土壤储罐321和二氧化碳含量监测组件322,土壤储罐321的表面设置多个透气孔,二氧化碳含量监测组件322的一端插入土壤储罐321,二氧化碳含量监测组件322信号连接于增碳控制组件4。本实施例中,进一步限定了承载组件32,土壤储罐321内存储土壤,植物的根系插入在土壤中,土壤储罐321的表面设置多个透气孔,二氧化碳含量监测组件322设置在土壤储罐321的外侧,二氧化碳含量监测组件322的监测头插入到土壤中,并且,二氧化碳含量监测组件322信号连接于增碳控制组件4,用于实时向增碳控制组件4传递土壤监测数据,二氧化碳含量监测组件322能够实时监测土壤中的二氧化碳含量,从而达到对土壤进行实时监测的技术效果,进一步的,二氧化碳含量监测组件322还包括土壤二氧化碳检测模块,土壤二氧化碳检测模块连接于二氧化碳含量监测组件322的监测头,土壤二氧化碳浓度正常监测范围为0.5%~3%,二氧化碳含量监测组件322的监测头可以检测土壤中的二氧化碳含量,并将二氧化碳含量的数据信息传递至增碳控制组件
中,从而达到监测土壤中的二氧化碳含量的技术效果。
51.进一步的,施肥部件13包括第一阀门131、第一施肥管道132、第二施肥管道133、肥料箱134、施肥泵135和混肥部件136,第一施肥管道132的一端连接于第一管道12,另一端连接于混肥部件136的一端,第一阀门131和施肥泵135设置在第一施肥管道132上,肥料箱134连接于施肥泵135,第二施肥管道133的一端连接于混肥部件136的另一端,另一端连接于第一管道12。本实施例中,进一步限定了施肥部件13,第一施肥管道132的一端连接于第一管道12,另一端连接于混肥部件136的一端,第一阀门131和施肥泵135设置在第一施肥管道132上,肥料箱134连接于施肥泵135,施肥泵135能够将肥料箱134中的肥料输送到第一施肥管道132中,水从第一管道12进入第一施肥管道132,然后混合肥料进入混肥部件136中,混肥部件136对水和肥料进行混合,可选的,增加了滤网部件137,滤网部件137设置在混肥部件136的中部,肥料可能存在有颗粒,而普通的过滤设备需要人工不定时的更换滤网,否则会堵塞过滤设备导致水路不通从而致使设备损坏或者灌水施肥不及时等等问题,而本实施例中,在混肥部件136的中部固定设置环形的滤网部件137,当混和不均匀的肥液进入滤网部件137中,水泵的压力以及重力而产生的势能会将肥液压入混肥桶中,而多余的溶解不充分的肥料以及肥渣会存留在过滤网中,随着水流不断的冲刷,多余的肥料也会充分溶解,从而大大提升了肥料的利用率,混肥部件136对第二施肥管道133的一端连接于混肥部件136的另一端,另一端连接于第一管道12,使得混合后的肥料从第二施肥管道133进入第一管道12中,从而达到提高肥料的输送和利用效率的技术效果,可选的,施肥部件13还包括蓄水箱139,蓄水箱139的一端连接于第一阀门131,另一端连接于第二施肥管道133,蓄水箱139的作用是应急提供水源,考虑到部分地区水资源供应不及时的因素,蓄水箱139中的水可以用于应对突发情况下的植物缺水,从而使水资源得有充分利用,可选的,还可以增加止逆阀138,止逆阀138设置在第二施肥管道133以及肥料箱134和施肥泵135之间的管道上,防止液体回流。
52.进一步的,二氧化碳含量监测组件包括大气二氧化碳浓度检测模块、大气二氧化碳浓度变化速率模块和大气二氧化碳变化周期记录模块。本实施例中,增加了二氧化碳含量监测组件,大气二氧化碳浓度检测模块能够实时检测土壤及周围的二氧化碳的浓度,具体的,所述大气二氧化碳浓度检测模块监测的二氧化碳浓度范围是310ppm至1200ppm,在经过一夜的呼吸作用后,果园内的二氧化碳浓度要高于大气二氧化碳浓度(310μmol/mol)且早已达到了co2补偿点,因此,在光照强度达到1200lux的时候,开始记录二氧化碳浓度的变化,当co2的浓度逐渐低于310ppm时,开始施加co2,且co2的施加效率要与光照强度的增强呈正相关,并且施加时间不能超过4h(中午11:00之前),直至co2浓度达到0.1%时停止施加,在11:00之后,如果co2的浓度出现回升的现象则说明光强过大,使得光合作用受到抑制,当co2浓度回升停止后继续补充co2,并于15:00前将浓度提升至0.1%后停止,从而达到实时判断二氧化碳浓度的作用,大气二氧化碳浓度变化速率模块能够对二氧化碳的浓度变化速率进行记录,大气二氧化碳变化周期记录模块能够对二氧化碳的变化周期进行记录。
53.进一步的,检测模组5,检测模组5包括湿度模组、温度模组、光照模组和气体浓度模组,湿度模组、温度模组、光照模组和气体浓度模组分别连接于增碳控制组件4。本实施例中,增加了检测模组5,检测模组5采用现有的检测器,湿度模组采用湿度检测器,温度模组采用温度检测器,光照模组采用光照度测试仪,气体浓度模组采用气体检测仪,能够对果园
内的湿度、温度、光照强度以及气体浓度进行检测,并且将检测数据传输至增碳控制组件4,方便增碳控制组件4对果园内的环境进行判断,并做出相应的调整。
54.进一步的,增加了供电部件,供电部件采用太阳能电池板61与蓄电池62的组合结构,太阳能电池板61设置在果园的顶部,太阳能电池板61连接于蓄电池62,能够向蓄电池62充电,蓄电池62连接于增碳控制组件4、燃烧部件23、过滤部件24以及其他需要供电的设备,从而达到能源循环利用的技术效果。
55.另一方面,如图7所示,本发明实施例提供了一种果树增碳装置的使用方法,包括以下步骤:
56.(1)收集果树的枝、干、叶作为二氧化碳的生成原料;
57.(2)燃烧部件燃烧生成原料形成以二氧化碳为主的第一混合气体,通过过滤部件进行过滤去除有害物质生成二氧化碳气体;
58.(3)将二氧化碳气体与空气通过混合部件进行混合形成第二混合气体,第二混合气体输送至压力部件进行稳压处理形成压强稳定的稳定混合气体;
59.(4)将稳定混合气体通过第一管道和第三管道输送至承载组件中。
60.本发明实施例提供的技术方案中,灌溉部件的作用是向果树提供水和肥料,灌溉部件包括所述灌溉部件包括第一管道,所述第一管道用于输送水和肥料;增碳部件的作用是提供二氧化碳,增碳部件包括第二管道、供气泵、燃烧部件、过滤部件、混合部件和压力部件,供气泵连接于燃烧部件,过滤部件的两端分别连接于燃烧部件和混合部件,第二管道连接于混合部件,压力部件的两端分别连接于混合部件和第一管道;增碳监测组件的作用支撑并包裹果树,增碳监测组件包括第三管道和多个承载组件,第三管道的两端分别连接于第一管道和多个承载组件;增碳控制组件的作用是提供自动控制,增碳控制组件连接于灌溉部件、增碳部件和增碳监测组件,相对于现有技术,果园内部二氧化碳浓度变化幅度通常远远高于外界,夜间,由于果树的呼吸作用,二氧化碳不断积累,日出前达到最高值;日出后,伴随光、温条件改善,果树的光合作用不断增强,二氧化碳浓度迅速降低,短时间内即低于外界大气二氧化碳水平呈现亏缺,于通风前降至一日中最低值;如遇大风天气或人为通风后,二氧化碳浓度有所回升,但通风只能缓解却不能避免亏缺,在夏季晴天通风状况良好的情况下,果园内二氧化碳浓度仍比外界低10%以上;若不及时修剪或未进行人为通风,二氧化碳浓度会迅速降低,傍晚,随光强和温度下降,光合作用减弱,二氧化碳浓度开始回升,若在晴天下午通风口过早关闭,由于作物仍具有较强光合作用,果园内二氧化碳浓度会再度降低,出现一日中第二个低谷,通过相关理论计算,果树将光能转化为有机物的效率仅约1%左右,光合作用效率还有很大的提升空间,如何提高果树叶片的光能利用率,制造更多的光合产物,建设零碳果园或负碳果园是果树绿色生产中的根本性问题,本技术方案中,通过对果园内的多个地点的二氧化碳浓度的动态变化进行实时监测,从而判断是否增碳以及增碳时间,需要增碳时,增碳控制组件控制供气泵向燃烧部件内通入空气,使得燃烧部件燃烧果树的枝、干、叶产生二氧化碳等燃烧气体,燃烧气体通过过滤部件对有害杂质和气体进行过滤,并且使二氧化碳通过过滤部件进入混合部件中,第二管道打开,使空气从第二管道进入混合部件并与二氧化碳进行混合,然后进入压力部件,生成稳定的气压并依次进入第一管道、第三管道和承载组件中,使得二氧化碳可以直接从根系上部逸散到植物体附近,从而提高果树叶片的光能利用率,并且制造更多的光合产物,并且能够对果树的枝、干、叶进
行再利用,实现了能源的再生利用以及碳中和,具有良好的环保性。
61.101、收集果树的枝、干、叶作为二氧化碳的生成原料;
62.收集果园或者设施中修剪掉落以及自然死亡的果树主干、枝叶,将其集中晒干后通过压缩机碾压成块,作为二氧化碳气源的主要生成材料。
63.102、燃烧部件燃烧生成原料形成以二氧化碳为主的第一混合气体,通过过滤部件进行过滤去除有害物质生成二氧化碳气体;
64.燃烧部件采用燃烧发电机,燃烧发电机通过燃烧废料块生成以二氧化碳为主的第一混合气体,第一混合气体通过过滤部件冷凝水蒸气以及去除硫氧化物、氮氧化物等有毒气体,其中过滤部件中主要包括冷凝部件以及有害气体吸收部件,有害气体吸收部件采用选择性催化还原法以及高锰酸钾吸收法对第一混合气体进行过滤处理,并且,在燃烧部件内增加气体成分检测部件,通过监测生成气体中二氧化碳的占比,确保生成材料充分燃烧,从而提高二氧化碳的生成效率以及纯度。
65.103、将二氧化碳气体与空气通过混合部件进行混合形成第二混合气体,第二混合气体输送至压力部件进行稳压处理形成压强稳定的稳定混合气体;
66.1031、二氧化碳气体和空气分别从冲管道的两端进入,然后从纺锤形管道排出;
67.二氧化碳气体从对冲管道的一端进入,空气从对冲管道的另一端进入,空气和二氧化碳气体在对冲管道的中间位置混合后,从纺锤形管道排出对冲管道,使得高纯度的二氧化碳气体的浓度降低,达到减少二氧化碳单位体积分子量的作用。
68.1032、燃烧部件产生的热量传递至纺锤形管道的后端对第二混合气体进行加热。
69.燃烧部件在燃烧果树的枝、干、叶后会产生热量,热量通过管道输送至纺锤形管道的后端,纺锤形管道的后端设置超导体材料,使得第二混合气体在经过纺锤形管道的后端时被超导体材料加热,便于后续调整第二混合气体的压强。
70.1033、加热后的第二混合气体进入压力部件,压力部件对第二混合气体进行压力调整形成压强为1.5-3mpa的稳定混合气体。
71.压力部件采用压力稳定箱,将第二混合气体输送至压力稳定箱中,压力稳定箱对第二混合气体的压强进行调整,例如通过加压或者减压的方式将第二混合气体的压强调整在1.5-3mpa形成稳定混合气体。
72.104、将稳定混合气体通过第一管道和第三管道输送至承载组件中。
73.稳定混合气体通过管道进入第一管道,然后通过电磁三通设备输送至第三管道和承载组件,承载组件将稳定混合气体释放到植物的根系周围,最后通过地表逸散到果树附近的空气中。
74.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。