CN101238783A - 自动调节阳光强度促进植物生长的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种促进植物生长装置及方法。本发明装置包括竖立的支柱，固定在支柱顶端的横杆，通过支架固定在两根横杆之间的遮阳板，平行安装于两根横杆上扣紧支架控制其转动的拉链；支架包括一端固定在遮阳板上，另一端装在横杆上的连接杆和套装在连接杆上受拉链牵引的滚轮。本发明装置能在地面上空预先建立一种简易的太阳光光照强度的保护系统，促使种植的植物在整个白天有合理的光照强度，大大提高植物高效光合作用时间，使植物提高生长量，达到促进植物生长的目的。本发明方法使用该装置能实现植物表面阳光强度的自动调节，使其尽可能长时间的处于植物高效光合作用范围之内，是一种安全可靠行之有效并有益于子生后代的方法。

Description

自动调节阳光强度促进植物生长的方法及其装置

                            技术领域

本发明涉及一种促进植物生长装置；本发明还涉及一种用机电一体化自动控制装置自动调节植物上阳光强度促进植物生长的方法。

                            背景技术

现有的促进植物生长的方法主要有增加植物生长环境土壤的肥力，通过杂交、良种筛选或转基因技术等方式提高种子的生长发育效率，通过脱毒等技术提高植株生长发育效率，通过灌溉等使植物获得合适生长条件，通过培陇等技术改善植物根部呼吸作用情况租金筑物根系生长发育、通过杀虫剂等驱除害虫保护植物生长、建立大棚等调节植物生长环境的温度达到种植反季节植物和在植物光照不足时采用人工光源进行补光促进植物生长等方法。这些植物生长技术的采纳在一定程度上大大提高了植物生长效率，为了人类粮食增产、优良品种培育等做出了极大的贡献。

植物生长的主要动力是利用太阳光进行光合作用，绝大部分植物高效光合作用的光照强度有一个合理范围，绝大部分地区的自然太阳光光照强度通常总有一段较长时间超过植物高效光合作用的范围如2000-10000Lux，过强的阳光对植物叶片有一定伤害，大大增加植物叶片蒸发作用是水分丧失的同时，可能还迫使叶片上气孔关闭实现植物自我保护，此时植物的光合作用被迫基本停止，强烈的阳光可能还直接导致叶片烫伤值死亡，危害植物生命。通常夏日植物有效光合作用时间为早上8:00～10:00和下午16:00～18:00，在正午时间基本停止光合作用就是这个原因。因此光照强度是影响植物生长速率的一个重要因素。现有这些的促进植物生长技术还没有从调节太阳光光照强度使到达植物叶片的光照强度符合植物高效光合作用的方法和装置。

                            发明内容

本发明的目的是提供一种通过调节植物叶面阳光强度增加植物高效光合作用时间，大面积促进植物生长的装置。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种自动调节日照强度促进植物生长的光机电一体化装置，包括竖立的支柱，固定在支柱顶端的横杆，通过支架固定在两根横杆之间的遮阳板，平行安装于两根横杆上扣紧支架控制其转动的拉链；支架包括一端固定在遮阳板上，另一端装在横杆上的连接杆和套装在连接杆上受拉链牵引的滚轮。

支柱为钢筋混凝土结构，或水泥结构，或砖瓦结构；支柱顶端安装有用于风力发电、减缓风速的风轮，支柱上还安装有便于维修设备的攀登装置。

遮阳板为叠层百叶窗结构，每块遮阳板上根据需要也可以镀有太阳能光电转换膜或安装有太阳能电池及其保护装置；膜或太阳能电池阵列吸收阳光通过光电转换获得的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中。

拉链通过电机控制运动，牵引滚轮转动，电机电源连接自电能源收集装置。

本发明方法能实现植物表面阳光强度的自动调节，使其尽可能长时间的处于植物高效光合作用范围之内，是一种安全可靠行之有效并有益与子生后代的方法。本发明提供的装置包括位于地面近空的主要功能为遮挡阳光的遮阳保护系统和自动控制两个部分，采用现代先进的光机电自动控制技术，能在地面上空预先建立一种简易的太阳光光照强度的保护系统，促使种植的植物在整个白天有合理的光照强度，大大提高植物高效光合作用时间，使植物提高生长量，达到促进植物生长的目的。

具有环境友好性的植物的光合作用能够有效吸收二氧化碳等气体，将其转化为有益于人类生活需要的氧气和纤维素、维生素等有益物质。大规模提高植物光合作用时间，可以大大提高植物吸收二氧化碳等温室气体量，起到抑制温室效应和全球变暖效应的作用，是一种高效无副作用的碳吸收技术。植物的光合作用效率与空气中二氧化碳浓度有关，空气中二氧化碳浓度过低，光合作用的效率也会降低。人类长期与植物共同生活在这个生物圈之中，相互之间适宜生存的大气环境基本相同，因此本方法能够将空气中二氧化碳浓度控制在适合于人类生存的范围，不会造成空气中二氧化碳浓度过低导致生态平衡破坏的新问题。植物还能够吸收空气中二氧化硫、二氧化氮等造成“酸雨”的有害气体，清洁空气。地球上有面积广大的沙漠和干旱地区，在这些地区大面积种植植物，可以有效抑制空气中二氧化碳浓度增加，调节大气平衡，从根本上防止温室效应的发生。这种预防温室效应方法具有不会产生生态负面效应，安全可靠的特点，而且易于观察成效。

植物的光合作用效率随空气中二氧化碳浓度变化而变化，大规模的光合作用能够将空气中二氧化碳浓度调节到适合于人类生存的水平，在占有地球大面积陆地资源的沙漠和干旱地区种植植物可以显著增加植物数量达到增加对二氧化碳能温室气体的调控能力，使吸收二氧化碳和释放二氧化碳的量在合理范围内重新达到平衡，有效抑制温室效应，而且这样做的产物为对人类有益的氧气、木材、粮食、鲜花和水果等，将万里沙漠变为万倾粮田。

本发明的目的，特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步的说明。

                            附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图；

图3是图1的局部放大结构示意图；

图中：1为横杆，2为支柱，3为遮阳板，4为支架，5为电能源收集装置，6为滚轮，7为拉链，8为连接杆。

                           具体实施方式

参照上图，提供下述实施例。通过实施例将有助于理解本实用新型，但不限制本实用新型的内容。本领域的普通技术人员能从发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

实施例1：这种自动调节日照强度促进植物生长的光机电一体化装置，包括位于竖立的支柱2，固定在支柱2顶端的横杆1，通过支架4固定在两根横杆1之间的遮阳板3，平行安装于两根横杆1上扣紧支架控制其转动的拉链7；支架4包括一端固定在遮阳板3上，另一端装在横杆1上的连接杆8和套装在连接杆8上受拉链7牵引的滚轮6。

支柱2为钢筋混凝土结构，支柱2上端可以安装有用于风力发电、减缓风速的风轮，支柱2上还安装有便于维修设备的攀登装置。

遮阳板3为叠层百叶窗结构，每块遮阳板上安装有太阳能电池及其保护装置；太阳能电池阵列吸收阳光通过光电转换获得的电通过导通线缆收集到电能源收集装置5中。

拉链7通过电机控制运动，牵引滚轮6转动，电机电源连接电能源收集装置5。

实施例2：实施例1所述的装置，其遮阳板为镀有太阳能光电转换膜的平板，膜吸收阳光通过光电转换获得的电通过导通线缆收集到电能源收集装置5中。

支架杆与遮阳板之间可以有转动相对运动；支杆能撑起或放下遮阳板，放下时遮阳板垂下整个装置呈直杆状；所述的支撑体可以为钢筋混凝土结构，纯钢结构，也可以为水泥结构，或土木结构等。支撑体上安装有攀登装置，便于维护人员攀登控制运动支杆收放、维修设备。促进植物生长装置还包括自动控制装置，控制运动支杆收放。支杆根据要求的收放起到调节遮阳板间距、以达到调节通过遮阳系统到达生长与沙漠表面动植物生态系统的阳光量和强度的目的，同时还可以调节气流流动情况、雨水以及露水对沙漠中生长的植物十分珍贵的资源的作用。

例如当夏天中午植被上的光强超过10,000勒克斯时，计算机系统认为光强过强，不利于植物的光合作用，通过自控系统开起电机使通过拉链带动滚滑轮转动，使遮阳板向水平方向转动，各遮阳板之间的间距减少，阻挡适量的阳光，减少生长于其下的植物上的光强到10,000勒克斯以内，电机停止转动，滚轮被在沿两个相反方向的拉链相近似的拉力以及停止转动的滚轴的作用下获得平衡，遮阳板静止在当前位置；当早晨或下午植物上的光照强度不足3000勒克斯时，计算机判断该地区植物生长的光强不足，开动电机转动，在拉链的作用下使滚轮运动，使遮阳板之间的间距增大，增加到达生长植物上的阳光强度的目的，当沙尘暴或下雨需要收集雨水时，遮阳板可以以固定轴为轴心转动到合适位置，两行遮阳板之间密合，挡住沙尘或收集雨水并输送到需要的地方。因此本装置可以根据阳光强度和控制雨水等需要自动控制滚轴运动。

遮阳板可以为镀有多晶硅膜等光电转换膜的刚性平板，光电转换膜吸收阳光转换出的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中。遮阳板镀的光电转换膜和不锈钢平板之间，可以预先镀有金属铜或银膜，也可以为预先镀有镍酸镧等无机导电膜。

本发明也可用于大面积根治沙漠地区或其他干旱、沙化的地区，在需要治理的地区带安装所述的促进植物生长装置，这些装置可以在沙漠上空形成遮阳保护层，大量有间距规则排列的平板保护层支撑体，能够减缓沙漠表面的空气流动，对抑制沙尘暴的形成有益。这种保护层按照要求阻挡阳光、减缓表面气流流动、抑制沙尘暴的形成、减少沙漠表面昼夜温差、减少沙漠表面水分蒸发，在沙漠表面形成大面积适合于植物生长、并适合于植物护理系统维修人员工作的区域，在人工护理条件下大面积快速繁殖植物，逐步改变沙漠表面土质和气候，达到根治沙漠的目的。这些用于构成保护层的平板上可以利用现代先进的太阳能镀膜技术，将沙漠中危害植物生存、造成区域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量阳光转化为绿色能源电能，实现并网发电，将有害能源转化为人类造福的绿色能源。这种方法的特点是运用现代先进光机电知识技术，在沙漠上建立一套保护系统，保护系统可以在沙漠表面形成大面积适合于植物生长发育的环境，实现植物生态系统繁衍，达到从根本上促进植物生长的目的，保护系统可以长期存在，直到培育出的植物能够自身繁衍。达到所保护的植物实现自身繁衍后，保护系统的遮阳板等关键部件可以移走，重复利用。

构成保护层的平板和支撑体的材质在考虑沙漠侵蚀的同时，也要考虑制造太阳能多晶膜和传递电能的导电需要。平板还需要考虑被雨水或沙尘覆盖时保护太阳能多晶膜的需要。平板结构要考虑调节板间间距以及下雨或露水时收缩平板的需要。

阳光是地球能源之源，沙漠广大地区丰富的阳光资源在危害植物的同时，也是潜在的绿色清洁能源。在保护平板层上镀上一层高效的多晶硅光电转换膜，可以在保护下方植物的同时，获得大量的电能，这对减缓国家能源紧张，减少石油、煤炭等石化能源对环境的污染十分有意义。同时太阳能光电转换膜可以吸收太阳光，抑制太阳光直接直射到平板上产生高温的副作用。

Claims (5)

1、自动调节日照强度促进植物生长的光机电一体化装置，其特征在于：包括竖立的支柱(2)，固定在支柱(2)顶端的横杆(1)，通过支架(4)固定在两根横杆(1)之间的遮阳板(3)，平行安装于两根横杆(1)上扣紧支架控制其转动的拉链(7)；支架(4)包括一端固定在遮阳板(3)上，另一端装在横杆(1)上的连接杆(8)和套装在连接杆(8)上受拉链(7)牵引的滚轮(6)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的支柱(2)为钢筋混凝土结构，或水泥结构，或砖瓦结构；支柱(2)顶端安装有用于风力发电、减缓风速的风轮，支柱(2)上还安装有便于维修设备的攀登装置。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的遮阳板(3)为叠层百叶窗结构，每块遮阳板上镀有太阳能光电转换膜或安装有太阳能电池板及其保护装置；膜或太阳能电池阵列吸收阳光通过光电转换获得的电通过导通线缆收集到电能源收集装置(5)中。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的拉链(7)通过电机控制运动，牵引滚轮(6)转动，电机电源连接自电能源收集装置(5)。

5、一种促进植物生长的方法，其特征在于使用权利要求1所述的装置自动调节植物上的阳光强度，利用调节阳光强度延长植物高效光合作用时间，达到促进植物生长的目的。

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