CN110946017A - 促进植物生长系统、种植大棚和促进植物生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种促进植物生长系统、种植大棚和促进植物生长方法。促进植物生长系统包括：离子发生装置，用于生成正离子或负离子、并将生成的正离子或负离子作用于植物；电源模块，离子发生装置与电源模块电连接，电源模块用于输出正高压电或负高压电于离子发生装置；和控制模块，与电源模块电连接，用于控制电源模块输出正高压电或负高压电。植物茎叶生长阶段，离子发生装置生成正离子，可以增强光合作用，促进茎叶生长，在植物果实生长阶段，离子发生装置生成负离子，可以减弱光合作用，减缓茎叶生长，促进果实生长。
Description
技术领域
本公开涉及农业设备技术领域，具体地涉及一种促进植物生长系统、一种种植大棚和一种促进植物生长方法。
背景技术
光合作用：绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。
促进植物生长的静电场：地球本身是一个巨大的电场，电离层相对于地面具有360kv左右的正电位，地面附近的场强可以达到130v/m，每秒内约有1800库仑正电荷自大气泄入地下，而生长在地面的各种植物正是这个电流的重要通路。研究发现，大气与植物间的电位差越高(即“大气电场”越强，“大气电流”越大)，植物光合作用就进行得越快。当电位差高到一定程度时，即使在光照很弱的情况下，植物也能正常吸收CO2进行合成加工；反之，若电位差为零时，即使在正常光照下，植物也将停止吸收CO2，光合作用也将停止。
大气环境中带电离子的密度及“大气电流”的强弱对植物生长作用的研究还比较少，这主要是由于平时大气中正离子密度(0.5～2.0)×102个/cm3与“大气电流”处于一个还可以使植物进行光合作用的水平，虽然正离子密度较低，已经影响了光合作用，但这种影响不易被察觉。因此设法提高大气中的正离子密度，人为地创造一个较强的局部“大气电场”，提高局部的正离子密度，从而提高局部的“大气电流”，就有可能进一步提高植物的光合作用效率，促进植物生长并提高产量。
现代农业养殖中，已有一些方法来提高局部“大气电流”，促进植物生长，主要是在植物上方假设一根导线(导线上可设芒刺形尖端)，导线接在高压直流电源的正极，而高压直流电源的负极接地，这时就会产生电晕放电现象，即由尖端喷射出正离子经植物叶片直至流入地下，这样就局部提高了“大气电流”，使植物大大增强了光合作用，促进生长，提高产量。
正离子辐射方法对个体小面积生产蔬菜，虽增产显著，但也有许多不便，如电源、喷射尖端的架设、仪器的使用与保养等，使仪器设备得不到充分的发挥，如果是较大面积的集约化生产，则每年需要使用市电电源的电量是相当大的。
另外，在植物生长的某些阶段，必须控制茎、叶的疯长，目前主要采用控水、控肥和深中耕切断须根等措施来控制其生长，但对于大面积集约化生产，存在浪费人力，不方便操作等的问题。
发明内容
本发明提供一种促进植物生长系统，植物茎叶生长阶段，可以增强光合作用，促进茎叶生长，在植物果实生长阶段，可以减弱光合作用，减缓茎叶生长，促进果实生长。
本发明还提供了一种种植大棚和一种促进植物生长方法。
第一方面，本发明提供的促进植物生长系统，包括：离子发生装置，生成正离子或负离子、并将生成的正离子或负离子作用于植物；电源模块，所述离子发生装置与所述电源模块电连接，所述电源模块输出正高压电或负高压电于所述离子发生装置；和控制模块，与所述电源模块电连接，控制所述电源模块输出正高压电或负高压电。
可选地，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块电连接所述控制模块和所述离子发生装置，所述电源与所述控制模块电连接；所述控制模块控制所述电压转换模块通电或断电，所述电压转换模块在通电时输出正高压电或负高压电。
可选地，所述电压转换模块包括正高压电转换模块和负高压电转换模块，所述正高压电转换模块与离子发生装置电连接，输出正高压电于离子发生装置，所述负高压电转换模块与离子发生装置电连接，输出负高压电于离子发生装置。
可选地，所述电源为市电电源、太阳能电池和蓄电池中的任意一个或多个。
可选地，所述电源包括市电电源、太阳能电池和蓄电池，所述控制模块按照预设条件控制所述市电电源、太阳能电池和蓄电池中的一个或多个进行供电。
可选地，所述促进植物生长系统还包括：电源适配器，电连接在所述控制模块和所述电源之间；和储能装置，与所述控制模块电连接。
可选地，所述电源为柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池。
可选地，所述促进植物生长系统还包括：通讯模块，与所述控制模块电连接，进行数据通讯。
可选地，所述促进植物生长系统还包括：发光件，与所述控制模块电连接；和亮度检测装置，与所述控制模块电连接，所述亮度检测模块获取环境亮度信息、并将获取的环境亮度信息传输给所述控制模块，所述控制模块根据接收的环境亮度信息按照预设条件控制所述发光件的发光亮度。
第二方面，本发明提供的种植大棚，包括上述任一实施例所述的促进植物生长系统。
第三方面，本发明提供的促进植物生长方法，包括：植物果实生长阶段，控制电源模块输出负高压电给离子发生装置，使所述离子发生装置生成负离子。
第四方面，本发明提供的促进植物生长方法，包括：植物茎叶生长阶段，控制所述电源模块输出正高压电，使所述离子发生装置生成正离子。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在植物茎叶生长阶段，控制模块控制电源模块输出正高压电，正高压电作用于离子发生装置，离子发生装置生成正离子，提升局部环境内正离子浓度，这样可以增强局部环境内植物的光合作用，促进植物茎叶生长；在植物果实生长阶段，控制模块控制电源模块输出负高压电，负高压电作用于离子发生装置，离子发生装置生成负离子，提升局部环境内负离子浓度，这样可以减弱局部环境内植物的光合作用，减缓植物茎叶生长，促进植物果实生长，提升产量。
附图说明
图1是本发明一个实施例所述的促进植物生长系统的结构框图。
图2是本发明另一个实施例所述的促进植物生长系统的结构框图。
图3是本发明再一个实施例所述的促进植物生长系统的结构框图。
图4是本发明一个实施例所述的种植大棚的结构示意图。
图5是本发明另一个实施例所述的种植大棚的结构示意图。
附图标记说明
1离子发生装置，21电源，22正高压电转换模块，23负高压电转换模块，3电源适配器，4通讯模块，5发光件，6植物，7地线，8大棚本体，9总线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接、实体连接或通信连接等；可以是直接相连(即两个部件直接相连为两个部件之间未连接有其他部件)，也可以通过中间媒介间接相连(即两个部件间接相连为两个部件之间还连接有其他部件)，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的种植大棚，如图4和图5所示，包括大棚本体8和安装在大棚本体8上的促进植物生长系统。标号6为植物。如图1所示，促进植物生长系统包括：离子发生装置1，用于生成正离子或负离子、并将生成的正离子或负离子作用于植物；电源模块，离子发生装置1与电源模块电连接，电源模块用于输出正高压电或负高压电于离子发生装置1；和控制模块，与电源模块电连接，用于控制电源模块输出正高压电或负高压电。
该促进植物生长系统，在植物茎叶生长阶段，控制模块控制电源模块输出正高压电，正高压电作用于离子发生装置1，离子发生装置1生成正离子，提升局部环境内正离子浓度，这样可以增强局部环境内植物的光合作用，促进植物茎叶生长；在植物果实生长阶段，控制模块控制电源模块输出负高压电，负高压电作用于离子发生装置1，离子发生装置1生成负离子，提升局部环境内负离子浓度，这样可以减弱局部环境内植物的光合作用，减缓植物茎叶生长，促进植物果实生长，提升产量。
其中，电源模块包括电源21和电压转换模块，电压转换模块电连接控制模块和离子发生装置1，电源21与控制模块电连接。
控制模块控制电压转换模块通电或断电，电压转换模块用于在通电时输出正高压电或负高压电，以实现离子发生装置1生成正离子或负离子。
具体地，如图2和图3所示，电压转换模块包括正高压电转换模块22和负高压电转换模块23，正高压电转换模块22与负高压电转换模块23均与离子发生装置电连接，用于输出正高压电或负高压电于离子发生装置。离子发生装置可以为一个或多个。
正高压电转换模块22和负高压电转换模块23可以是分布于两个电路中，相互之间不发生干扰，实现单独控制。
在植物茎叶生长阶段，控制模块控制正高压电转换模块输出正高压电，正高压电作用于离子发生装置，离子发生装置生成正离子，提升局部环境内正离子浓度，这样可以增强局部环境内植物的光合作用，促进植物茎叶生长；在植物果实生长阶段，控制模块控制负高压电转换模块输出负高压电，负高压电作用于离子发生装置，离子发生装置生成负离子，提升局部环境内负离子浓度，这样可以减弱局部环境内植物的光合作用，减缓植物茎叶生长，促进植物果实生长，提升产量。
可选地，如图2所示，一组正高压电转换模块22和负高压电转换模块23连接一组离子发生装置1，控制模块通过控制正高压电转换模块22和负高压电转换模块23中的任意一个通电来实现生成正离子或负离子，在植物杀菌消毒阶段，可以是分阶段生成正离子和负离子，通过正离子和负离子混合形成等离子，具有杀菌消毒的作用；在采摘植物果实时，还可以在局部环境内生成负离子，增加负离子浓度，对采摘的植物果实进行保鲜。
可选地，如图3所示，正高压电转换模块22和负高压电转换模块23独立连接不同的离子发生装置1，也可实现本申请的目的，在植物杀菌消毒阶段，可以是分阶段生成或同时生成正离子和负离子，并使正离子和负离子混合形成等离子实现杀菌消毒。
具体地，电源21为市电电源、太阳能电池和蓄电池中的任意一个或多个，离子发生装置所在电路进行接地处理，标号7为地线。
局部环境可以是种植大棚内部，电源21可以是太阳能电池，太阳能电池设置在大棚顶部，可以是一个或多个(非完全遮盖大棚顶部)，在为多个太阳能电池时，相邻太阳能电池之间设置有透光间隔，以减少对种植植物的遮挡，确保种植植物更好地接收阳光。离子发生装器设置在大鹏的顶部、处于种植植物正上方，其设置高度不大于4m，生成的离子更容易作用到种植植物上。太阳能电池可以为柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池。利用太阳能电池发电，可以减少市电电源使用量。
具体地，如图2至图5所示，促进植物生长系统还包括：电源适配器3，电连接在控制模块和电源21之间；和储能装置(可以为蓄电池)，与控制模块电连接，用于存储电能。
在一个示例性实施例中，电源为多个太阳能电池，储能装置为蓄电池，光线充足直接使用多个太阳能电池进行供电，多余的电量对蓄电池进行充电，存储在蓄电池内，光线不足时利用蓄电池给离子发生装置及LED灯供电，无光时利用蓄电池给离子发生装置和LED灯供电。
其中，相邻多个太阳能电池的间隔距离主要由供电功率需要和植物种植排布决定，可以根据实际情况进行调整。
在另一示例性实施例中，电源包括太阳能电池、市电电源和蓄电池，控制模块按照预设条件选择采用太阳能电池、蓄电池和市电电源中的任意一个或多个进行供电，如：在光线不足，太阳能电池发电量低时，优先采用蓄电池进行补充供电，在蓄电池电量耗尽时，再通过市电电源进行补充供电。在无光时，有线采用蓄电池进行供电，在蓄电池电量耗尽时，再通过市电电源进行供电。
具体地，如图2至图5所示，促进植物生长系统还包括：通讯模块4，与控制模块电连接，用于进行数据通讯。可以是手机下载与通讯模块4进行通讯的APP，通过APP进行远程操作控制，可以同步控制各个离子发生装置工作，也可以独立控制各个离子发生装置工作。通讯模块4可以是通讯网关及其等同产品。
具体地，如图2至图5所示，促进植物生长系统还包括：发光件5，与控制模块电连接；和亮度检测装置，与控制模块电连接，亮度检测模块用于获取环境亮度信息、并将获取的环境亮度信息传输给控制模块，控制模块用于根据接收的环境亮度信息按照预设条件控制发光件5的发光亮度。发光件5可以为LED灯，节能、环保、亮度高。预设条件可以是环境亮度越大，发光件5的发光亮度越低，可以在控制模块内预设环境亮度的阈值，通过对比环境亮度和阈值来控制发光件5的发光亮度。LED灯除了实现照明功能以外，还可以实现阴天和夜晚提高种植大棚内温度的功能，具有促进植物生长的作用。
如图4所示，太阳能电池可以一对一连电压转换模块和LED灯，如图5所示，也可以将各个太阳能电池电能通过总线9汇总后再供给电压转换模块和LED灯，电能汇总后通过导线统一给电压转换模块和LED灯供电。
另外，促进植物生长系统还可以包括离子浓度检测装置(可以是离子浓度检测传感器)，通过离子浓度检测装置检测正离子和负离子的浓度，控制模块根据获得的浓度信息来控制正高压电转换模块22和负高压电转换模块23的启停，实现自动化控制。高压可以为30000V～40000V。
本发明提供的促进植物生长方法(图中未示出)，包括：植物果实生长阶段，控制电源模块输出负高压电给离子发生装置1，使所述离子发生装置1生成负离子；植物茎叶生长阶段，控制电源模块输出正高压电，使离子发生装置1生成正离子。
植物茎叶生长阶段，正高压电转换模块22输出正高压电于离子发生装置，离子发生装置的喷射头释放正离子，正离子经植物叶片直至流入地下，提高了局部“大气电流”，植物光合作用增强，茎叶生长速度提高。
植物果实生长阶段，负高压电转换模块23输出负高压电于离子发生装置，离子发生装置的喷射头释放负离子，负离子经植物叶片直至流入地下，恰与原来的“大气电流”反向，研究发现这样可以有效地降低植物的光合作用，能够促进果实生长，提升产量。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种促进植物生长系统，其特征在于，包括：
离子发生装置，生成正离子或负离子、并将生成的正离子或负离子作用于植物；
电源模块，所述离子发生装置与所述电源模块电连接，所述电源模块输出正高压电或负高压电于所述离子发生装置；和
控制模块，与所述电源模块电连接，控制所述电源模块输出正高压电或负高压电。
2.根据权利要求1所述的促进植物生长系统，其特征在于，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块电连接所述控制模块和所述离子发生装置，所述电源与所述控制模块电连接；所述控制模块控制所述电压转换模块通电或断电，所述电压转换模块在通电时输出正高压电或负高压电。
3.根据权利要求2所述的促进植物生长系统，其特征在于，所述电压转换模块包括正高压电转换模块和负高压电转换模块，所述正高压电转换模块与离子发生装置电连接输出正高压电于离子发生装置，所述负高压电转换模块与离子发生装置电连接，输出负高压电于离子发生装置。
4.根据权利要求2所述的促进植物生长系统，其特征在于，所述电源包括市电电源、太阳能电池和蓄电池中的任意一个或多个；所述控制模块按照预设条件控制所述市电电源、太阳能电池和蓄电池中的一个或多个进行供电。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的促进植物生长系统，其特征在于，所述电源为柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的促进植物生长系统，其特征在于，还包括：
通讯模块，与所述控制模块电连接，进行数据通讯。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的促进植物生长系统，其特征在于，还包括：
发光件，与所述控制模块电连接；和
亮度检测装置，与所述控制模块电连接，所述亮度检测模块获取环境亮度信息、并将获取的环境亮度信息传输给所述控制模块，所述控制模块根据接收的环境亮度信息按照预设条件控制所述发光件的发光亮度。
8.一种种植大棚，其特征在于，包括有如权利要求1至7中任一项所述的促进植物生长系统。
9.一种利用权利要求1-7任一所述的促进植物生长系统的促进植物生长方法，其特征在于，包括：
植物果实生长阶段，控制电源模块输出负高压电给离子发生装置，使所述离子发生装置生成负离子。
10.根据权利要求9所述的促进植物生长方法，其特征在于，还包括：
植物茎叶生长阶段，控制所述电源模块输出正高压电，使所述离子发生装置生成正离子。
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