CN110447341A - 寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一种寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，涉及农机设备技术领域，是由浸种水箱、控温部和给氧部构成，浸种水箱与控温部和给氧部管路连接，控温部的加热水泵与热水箱管路连接，加热水箱的内部设有电加热棒，加热水泵的输入端为控温部的进水端，加热水箱的输出端为控温部的出水端；给氧部的空气压缩机的输出端与气罐输入端管路连接，曝气管置于浸种水箱内，气罐输出端与曝气管管路连接。其有益效果如下：1.浸种催芽一体化完成，免去浸种催芽分别进行的繁琐工序，节约农时；2.种子出芽率高，芽长齐整，为芽种播种创造良好的条件；3.节约浸种用水，与传统方法相比，浸种过程中无需换水，较大程度地节约浸种用水。

Description

寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备

技术领域：

本发明涉及农机设备技术领域，具体涉及一种寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备。

背景技术：

黑龙江省位于高纬度地区，水稻生长期短，在人工环境下浸种育秧是延长水稻生长期的主要手段。秧苗质量是水稻生产取得高产的重要保障。含水量低于14％时，水稻种子处于生理休眠状态。浸种催芽是为稻种萌发提供适宜的环境条件，使种子获得发芽所需的水分并去除发芽抑制物质。浸种是打破种子休眠、促进其萌发的人工措施。目前，黑龙江省水稻水浸式浸种水温及时长已形成固定模式，一般为水稻种子浸入10～12℃低温水中8～10天，后进行32℃循环高温水催芽，稻种吸收水分的需求可得到充分满足。但是，稻种萌发仍有对于氧气吸收及均匀温度场的需要。

从水分吸收角度来看，种子萌发期一般分为吸胀、萌动和发芽3个阶段。吸胀阶段，开始修复和活化生理生化过程，其新陈代谢和呼吸作用极为微弱。萌动期种子内部酶活性提高，物质代谢活动开始活跃，伴随着强烈的呼吸作用。水稻种子中贮藏的主要物质为淀粉，约占种子重量的90％以上，蛋白质和脂肪含量较低。稻种萌发时，淀粉在酶催化下，被分解为各种糖类化合物，如蔗糖、葡萄糖和果糖(蔗糖易转化为葡萄糖和果糖等己糖)，为种子萌发提供碳源和能量。

有氧条件下，己糖类化合物的分解消耗氧气，其呼吸作用为有氧呼吸，如式(1)所示：

低氧条件下糖类进行无氧呼吸，如式2所示，降解产物主要产物为乙醇，其对种子细胞有毒害作用。

同时，无氧呼吸消耗大量的碳水化合物，但所提供的ATP远不及有氧呼吸，释放的能量也远小于有氧呼吸。因此，大多数水稻品种在低氧条件下浸种，发芽力表现较差。充足的氧气供应可为种子萌发提供更佳的外部环境。

秧苗齐整是顺利完成水稻插秧生产的重要保障。秧苗是否齐整与芽种出芽齐整程度关系密切。稻种萌发期长短与水温关系密切。水温越高萌发越快，水温越低则反之。在多种因素影响下，种箱不同位置水温无法保持一致，会导致芽种出芽不齐，对后期秧苗生长及农业生产后续环节均有不利影响。保证种箱内浸种水温度场均匀一致对水稻浸种催芽有重要意义。

目前，寒区水稻零散种植户一般以人工作业方式对浸种催芽过程中的温度和水分条件进行简易控制，按照经验对稻种进行换水和翻动，浸种完成后进行催芽，芽种中“臭种”和“瞎种”较多，浸种催芽效果较差。而在农业生产机械化较高的黑龙江垦区，广泛采用水浸式智能控温浸种催芽设施，使种箱内水温在预设阈值内自动调节，浸种完成后进行高温催芽。浸种催芽装置对于提高芽种质量起到了一定效果，但是对浸种环节氧气的控制仍限于“以水调气”，由于换水次数及水体自然流动增氧效率，对稻种的供氧效果有限。此外，种箱内温度场分布不均的问题仍未得到有效改善。稻种在含氧量较低和温度不均的种箱内中浸泡，仍存在出芽率较低及出芽不齐的问题。这种方法浸种后完成后，需进行高温催芽，工序较多。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备。

本发明的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，是由浸种水箱、控温部和给氧部构成，所述的浸种水箱与控温部和给氧部管路连接，控温部的进水端和出水端均位于浸种水箱的内部；给氧部的出气端与浸种水箱的底部管路连接；所述的控温部是由加热水箱、加热水泵和电加热棒构成，加热水泵与热水箱管路连接，加热水箱的内部设有电加热棒，加热水泵的输入端为控温部的进水端，加热水箱的输出端为控温部的出水端；给氧部是由空气压缩机、气罐和曝气管构成，空气压缩机的输出端与气罐输入端管路连接，曝气管置于浸种水箱内，气罐输出端与曝气管管路连接。

作为本发明的进一步改进，所述的设备还包括调温部，调温水箱的出水端与浸种水箱进水端管路连接，调温水箱的进水端连接水源，调温部是由调温水箱、调温水泵和锅炉构成，锅炉的进水端连接调温水泵的输出端，调温水泵的输入端连接调温水箱，锅炉的出水端连接调温水箱。

作为本发明的进一步改进，所述的调温水箱的调温水箱进水孔和调温水箱出水孔均位于调温水箱的底部。

作为本发明的进一步改进，所述的设备包括一个以上的浸种水箱。

作为本发明的进一步改进，所述的浸种水箱的进排水孔位于浸种水箱的底部。

本发明的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，其有益效果如下：

1.浸种催芽一体化完成，免去浸种催芽分别进行的繁琐工序，节约农时；

2.种子出芽率高，芽长齐整，为芽种播种创造良好的条件；

3.节约浸种用水，与传统方法相比，浸种过程中无需换水，较大程度地节约浸种用水。

附图说明：

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，一种寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，是由两个浸种水箱1、控温部和给氧部构成，所述的浸种水箱1与控温部和给氧部管路连接，控温部的进水端和出水端均位于浸种水箱1的内部；给氧部的出气端与浸种水箱1的底部管路连接；所述的浸种水箱1的进排水孔11位于浸种水箱1的底部。

所述的控温部是由加热水箱2、加热水泵3和电加热棒4构成，加热水泵3与热水箱2管路连接，加热水箱2的内部设有电加热棒4，加热水泵3的输入端为控温部的进水端，加热水箱2的输出端为控温部的出水端，这样当需要给浸种水箱1中的水进行加热时，只需打开加热水泵2和电加热棒4，即可将浸种水箱1内的水泵入加热水箱2进行加热，然后再将加热后的水由加热水箱2的出水端输出至浸种水箱1内，进而保证浸种水箱1内的水温保持恒定，图中控温装置的输入端位于浸种水箱1的底部、其输出端位于浸种水箱1的顶部，其动力源为加热水泵3；给氧部是由空气压缩机5、气罐6和曝气管7构成，空气压缩机5的输出端与气罐6输入端管路连接，多组曝气管7置于浸种水箱1内，气罐6输出端与曝气管7管路连接，所述给氧部的主要功能是增加水中的溶解氧(DO)，为浸种水箱1中的种子补氧。溶解氧(DO)是溶解在水中的分子态氧，可被动、植物和微生物的呼吸作用所消耗。给氧部的曝气管7采用无锡江韵增氧设备有限公司生产的纳米微孔曝气管，其外径16mm、内径10mm，给氧部通过利用空气压缩机5和曝气管7在水体产生微气泡，使空气中的氧在高氧分压作用下溶于水中，可有效提高水体中的DO含量。微孔曝气方法产生的微小气泡数量多、气泡直径且滞留时间长，增氧效果明显好于其他方式。黑龙江省水稻浸种一般采用10～12℃低温水浸种8～10天，后用30-32℃水进行高温催芽。本发明采用32℃高温水浸种，同时在浸种水箱1内布置微孔曝气管，曝气过程中水体混掺作用使种箱内水温分布均匀，持续曝气可保持浸种水具有较高的溶氧量，从而为稻种萌发提供良好的水、热、氧条件，浸种催芽一体化完成，能够提高稻种发芽率，确保稻种出芽齐整，为水稻育秧提供高质量芽种。

所述的设备还包括调温部，调温部主要用于先将水源进行加热，提高浸种水箱1内的水温的初始温度，进而减少控温部的升温压力；调温水箱8的出水端，通过管路12与浸种水箱1进水端管路连接，管路12上设有泵体，用于控制浸种水箱1的进水；调温水箱8的进水端连接水源，所述的调温水箱8的调温水箱进水孔13和调温水箱出水孔14均位于调温水箱8的底部；调温部是由调温水箱8、调温水泵9和锅炉10构成，锅炉10的进水端连接调温水泵9的输出端，调温水泵9的输入端连接调温水箱8，锅炉10的出水端连接调温水箱8，利用锅炉10进行初始水源的升温，成本较低，同时锅炉可将水大量加热，余热亦可作为其他工业用途，方便环保。

浸种时，先由水源进水管16向调温水箱8内注水；注水完成后，打开调温水泵9，开启锅炉10，开始对调温水箱8内的水进行加热。同时，将水稻种子成袋码入浸种水箱1；加热完成后，关闭锅炉10和水泵9，打开管路12上的水泵和管路12通往浸种水箱1上的阀门，向浸种水箱1内注水；注水完成后，关闭管路12上的水泵和管路12通往浸种水箱1上的阀门；打开加热水泵3和电加热棒4，通过控温部维持浸种水箱1内的水温；打开空气压缩机5，向气罐6内储气，经供气管道，由曝气管7向浸种水箱1内水体进行曝气增氧；浸种完成后，关闭空气压缩机5，关闭加热水泵3和电加热棒4，打开管路12通往浸种水箱1上的阀门和管路12上排水支路上的排水阀15，排出浸种水箱1内浸种水，浸种催芽完成。取出稻种，进行育秧播种。

表1利用本装置进行浸种的效果与水浸式浸种的对比

目前，黑龙江省水稻浸种广泛采用水浸式浸种方法，将种子装袋后装入浸种箱内，加入10～12℃低温水浸泡8～10天，期间约每30-40小时更换一次清水，浸种过程需换水5-7次，后用30-32℃循环水进行高温催芽。换水过程中，种袋不翻动，种袋中部与边缘部位稻种受热不均，种子吸氧不充分且不均匀，导致种子发芽率较低，且易出现“臭种”、“瞎种”和“出芽不齐”等现象。表1所示为本装置与现有装置的关键参数对比，从中可以看出，采用本装置，稻种平均发芽率达到93％以上，远高于现有装置水稻出芽率(87％)；从用水量上来看，本装置加水后无需换水，单位重量种子耗水量仅为0.003kg，远低于现有装置0.022kg的耗水量；本装置浸种催芽时间为2-3天，现有装置浸种催芽时间总计为9-11天，节约农时效果明显。从两种装置中任选100粒正常出芽稻种，分别测定芽长及根长数值，本装置芽长最大变幅与根长最大变幅为1.2mm和0.6mm，小于现有装置的芽长最大变幅(1.8mm)与根长最大变幅(1.1mm)，本装置浸种出芽更为均匀。

表2微孔曝气增氧效果对比

指标	微孔曝气管增氧	表面射流增氧	管道通气增氧	静止液面自然增氧
					增氧范围	全部水体	浅层水体	全部水体	表层水体
气泡直径	＜25μm	＞25μm	＞25μm	无
					气泡停留时间	144秒	13秒	36	无
溶氧量	10.2mg/L	9.7mg/L	10.4mg/L	7.8mg/L

表2所示为微孔曝气方法与其他方法增氧效果对比。从各项参数综合来看，微孔曝气增氧、表面射流增氧和管道通气增氧均能使水中产生较高的溶氧量，而静止液面自然增氧水体溶氧量较低。从增氧范围、气泡直径及气泡停留时间等参数来看，在增氧效果(水体溶氧量值)相近的情况下，微孔曝气增氧能在水体中产生较多微气泡，这些微气泡直径小于25微米，能在水中悬浮停留较长时间，增氧效果最佳。

Claims (5)

1.寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，是由浸种水箱(1)、控温部和给氧部构成，其特征在于所述的浸种水箱(1)与控温部和给氧部管路连接，控温部的进水端和出水端均位于浸种水箱(1)的内部；给氧部的出气端与浸种水箱(1)的底部管路连接；所述的控温部是由加热水箱(2)、加热水泵(3)和电加热棒(4)构成，加热水泵(3)与热水箱(2)管路连接，加热水箱(2)的内部设有电加热棒(4)，加热水泵(3)的输入端为控温部的进水端，加热水箱(2)的输出端为控温部的出水端；给氧部是由空气压缩机(5)、气罐(6)和曝气管(7)构成，空气压缩机(5)的输出端与气罐(6)输入端管路连接，曝气管(7)置于浸种水箱(1)内，气罐(6)输出端与曝气管(7)管路连接。

2.根据权利要求1所述的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，其特征在于所述的设备还包括调温部，调温水箱(8)的出水端与浸种水箱(1)进水端管路连接，调温水箱(8)的进水端连接水源，调温部是由调温水箱(8)、调温水泵(9)和锅炉(10)构成，锅炉(10)的进水端连接调温水泵(9)的输出端，调温水泵(9)的输入端连接调温水箱(8)，锅炉(10)的出水端连接调温水箱(8)。

3.根据权利要求2所述的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，其特征在于所述的调温水箱(8)的调温水箱进水孔(13)和调温水箱出水孔(14)均位于调温水箱(8)的底部。

4.根据权利要求1所述的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，其特征在于所述的设备包括一个以上的浸种水箱(1)。

5.根据权利要求1所述的寒地水稻增氧浸种催芽一体化设备，其特征在于所述的浸种水箱(1)的进排水孔(11)位于浸种水箱(1)的底部。