CN203537994U - 一种用沼气提高农作物产量的大棚 - Google Patents

Abstract

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用沼气提高农作物产量的大棚，阳光管理系统、沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统、大棚的滴灌系统三个系统构成，可以调节大棚温度和湿度，沼气池出来的肥料用于栽种大棚内的农作物，沼气池的沼气用于加热大棚内的温度和补给二氧化碳，提高农作物产量，具有良好的推广价值和应用前景。

Description

一种用沼气提高农作物产量的大棚

技术领域

本实用新型涉及一种农用大棚，特别是一种用沼气提高农作物产量的大棚，属于农业设施节能领域。

背景技术

对于种植农作物的温室大棚而言，必须考虑以下几个方面的问题，农作物才能获得丰产。

光照条件：新的塑料薄膜透光率可达80－90％，大棚越高大，棚内垂直方向的辐射照度差异越大，棚内上层及地面的辐照度相差达20－30％。不同棚型结构对棚内受光的影响很大，双层薄膜覆盖虽然保温性能较好，但受光条件可比单层薄膜盖的棚减少一半左右。

湿度控制：塑料膜封闭性强，棚内空气与外界空气交换受到阻碍，土壤蒸发和叶面蒸腾的水气难以发散。因此，棚内湿度大。采用滴灌技术，并结合地膜复盖栽培，减少土壤水分蒸发，可以大幅度降低空气湿度（20%左右）。

温度管理：棚的主要生产季节为春、夏、秋季。通过保温及通风降温可使棚温保持在15－30℃的生长适温。

二氧化碳补给：二氧化碳是蔬菜进行光合作用的重要原料之一，直接影响蔬菜的生长发育。大气中二氧化碳浓度比较稳定，约为0.03%-0.05%。因此，在露地栽培蔬菜一般不会发生二氧化碳的缺乏。在相对封闭的保护地条件下，因蔬菜光合作用常造成二氧化碳缺乏，致使蔬菜的正常生长受到影响，增施二氧化碳气肥，已成为保护地蔬菜高产、优质的重要措施之一。通过实践证明：棚室作物使用二氧化碳施肥可促进植物生长，减少病虫害，提高产品品质，大幅度增加产量，普遍可增产25-30%，个别品种可达到增产40%，经济效益显著。是实现现代绿色农业高产增收必不可少的手段。

如何通过综合统筹考虑大棚的各项增产因数，提高大棚产量，这是一个值得深思的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用沼气提高农作物产量的大棚，由阳光管理系统、沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统、大棚的滴灌系统三个系统构成。

阳光管理系统：该实用新型由大棚挡墙1、透气窗2、透光顶膜3、大棚顶横梁4、可调进气门28构成；按阳光的照射方向和角度来构建用沼气提高农作物产量的大棚屋顶，采用坡面屋顶结构，坡面角度15^o~30^o，屋顶采用单层透光材料构成透光顶膜3，在屋顶设置大棚顶横梁4和多个透气窗2，透气窗斜对面墙脚根处设有可调进气门28，透气窗和可调进气门的数量相等，大棚的立柱间设置有挡墙1构成一个封闭空间。

新的塑料薄膜透光率可达80－90％，但在使用期间由于灰尘污染、吸附水滴、薄膜老化等原因、而使透光率减少10－30％。大棚内的光照条件受季节、天气状况、覆盖方式（棚形结构、方位、规模大小等）、薄膜种类及使用新旧程度情况的不同等，而产生很大差异。大棚越高大，棚内垂直方向的辐射照度差异越大，棚内上层及地面的辐照度相差达20－30％。在冬春季节以东西延长的大棚光照条件较好、它比南北延长的大棚光照条件为好，局部光照条件所差无几。但东西延长的大棚南北两侧辐照度可差达10－20％。 不同棚型结构对棚内受光的影响很大，双层薄膜覆盖虽然保温性能较好，但受光条件可比单层薄膜盖的棚减少一半左右。按阳光的照射方向和角度来构建用沼气提高农作物产量的大棚屋顶，采用坡面屋顶结构，坡面角度15^o~30^o，单层新的塑料薄膜透光率可达80－90％，双层薄膜覆盖虽然保温性能较好，但受光条件可比单层薄膜盖的棚减少一半左右，对于提高可采用沼气燃烧来提升大棚内的温度，湿度过高时，由于大棚为一个封闭空间，大棚内部的温度不断升高，使得农作物的水分不断地蒸发出来，大棚内空气处于湿热状态，热气上升，利用烟囱效应，通过同时打开可调进气门28及透气窗2，形成对流，将大棚内的湿热空气排除，降低湿度。透明的膜可以采用透明塑料薄膜，这样可以降低成本。挡墙可以采用后塑料泡沫板或塑料布来构建，在构建的过程中，有尽可能地密封，这样可以防止热量的丧失，提高干燥效率。

沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统：该系统由燃烧室15、沼气输送总管16、沼气输送分支管17、沼气气压表18、肥料口盖板19、红外线发热罩20、沼气总控阀门21、沼气池密封盖板22、肥料池23、沼气池24、进料池25、进料口26构成。本实用新型的沼气池修建在大棚之外，将进料池25及沼气池24底部倾斜设置，整个沼气池被分隔为进料池25、沼气池24和肥料池23三个池子。进料池与沼气池之间的隔板底部留缝隙没有隔断，构成进料底口，沼气池与外部密封，设有密封盖板22，盖板上设有沼气总控阀门21的沼气输出管20，该沼气输出管前端设有沼气气压表18，沼气输出管与沼气输送分支管17连通，沼气输送分支管上设置有多个燃烧室21，燃烧室设有红外线外罩28，燃烧室的数量平均每亩地四到六个，肥料池设有刻度线。

使用时，将牲畜和人的粪便混合需要发酵的农作物，如废弃的瓜果蔬菜切碎后，从进料口26放入到进料池25内，进料池装到一定量后，加入水，使得水漫过固形物，固态物质下沉，沉入到进料池底部，加料结束后盖上盖板，防止水分蒸发。由于进料池底部向沼气池倾斜，在水压和重力的作用下，固形物被挤入进料底口，然后进入到沼气池进行发酵，发出沼气，沼气压力高于环境压力，经沼气输送总管16输出。发酵后的粪便等变为肥料，沼气池底部为斜面，在重力和沼气的压力下，进入肥料池。每次需要肥料时，打开肥料池盖板19后，从肥料池抽取适当的肥料，在刻度线范围。该沼气厕所能够自动运行，出现问题时，可以打开密封盖板22进入沼气池进行维护，结束维护后密封检修口。通过肥料池的水分的判断，当沼气池内水分不足，可从进料口加适量的水。

大棚室内需要加热时和补充二氧化碳时，打开沼气总控阀门21，见到气压表18有压力后，表明有沼气输出，然后点燃沼气在燃烧室21内燃烧，燃烧产生二氧化碳和水，火焰烧烤红外线外罩28，使得外罩被加热，发出红外线，提升大棚的环境温度,设置外罩避免烫伤种植的和农作物，燃烧后的热空气含有大量的二氧化碳直接通进入大棚，在提升大棚温度的同时补充了二氧化碳。

大棚的滴灌系统：该系统由太阳能电池板5、输电线6、球阀7、高位水箱8、水泵9、输水管10、出水管11、毛细滴灌网12、水窖13、进水管14构成。在屋顶设置一块太阳能电池板5，太阳能电池板5将阳光中转换成电力，通过输电线6为水泵9提供电力，水泵通过输水管10把水从水窖13内抽出，送到高位水箱8内，高位水箱设有球阀7，球阀打开时，水泵开始工作，高位水箱里的水通过出水管11进入到毛细滴灌网12内，对植物进行灌溉。

大棚屋顶设置太阳能电池板5的太阳能电池板面积为2-3M²，水泵功率为2-300W，水泵供电通过继电器与球阀同步。

 具体的生态循环链：沼气池出来的肥料用于栽种大棚内的农作物，沼气池的沼气用于加热大棚内的温度和补给二氧化碳。

有益效果

 本实用新型结构简单，具有阳光管理系统、沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统、大棚的滴灌系统三个系统可以调节大棚温度和湿度，沼气池出来的肥料用于栽种大棚内的农作物，沼气池的沼气用于加热大棚内的温度和补给二氧化碳，提高农作物产量，具有良好的推广价值和应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图1中各标号：大棚挡墙1、透气窗2、透光顶膜3、大棚顶横梁4、太阳能电池板5、输电线6、球阀7、高位水箱8、水泵9、输水管10、出水管11、毛细滴灌网12、水窖13、进水管14、燃烧室15、沼气输送总管16、沼气输送分支管17、沼气气压表18、肥料口盖板19、红外线发热罩20、沼气总控阀门21、沼气池密封盖板22、肥料池23、沼气池24、进料池25、进料口26、农作物27、可调进气门28。

具体实施方式

 阳光管理系统：该实用新型由大棚挡墙1、透气窗2、透光顶膜3、大棚顶横梁4、可调进气门28构成；按阳光的照射方向和角度来构建用沼气提高农作物产量的大棚屋顶，采用坡面屋顶结构，坡面角度15^o~30^o，屋顶采用单层透光材料构成透光顶膜3，在屋顶设置大棚顶横梁4和多个透气窗2，透气窗斜对面墙脚根处设有可调进气门28，透气窗和可调进气门的数量相等，大棚的立柱间设置有挡墙1构成一个封闭空间。

 按阳光的照射方向和角度来构建用沼气提高农作物产量的大棚屋顶，采用坡面屋顶结构，透明的膜可以采用透明塑料薄膜，这样可以降低成本。挡墙可以采用后塑料泡沫板或塑料布来构建，在构建的过程中，有尽可能地密封，这样可以防止热量的丧失，提高干燥效率。坡面角度15^o~30^o，单层新的塑料薄膜透光率可达80－90％，双层薄膜覆盖虽然保温性能较好，但受光条件可比单层薄膜盖的棚减少一半左右，对于提高可采用沼气燃烧来提升大棚内的温度，湿度过高时，由于大棚为一个封闭空间，大棚内部的温度不断升高，使得农作物的水分不断地蒸发出来，大棚内空气处于湿热状态，热气上升，利用烟囱效应，通过同时打开可调进气门28及透气窗2，形成对流，将大棚内的湿热空气排除，降低湿度和温度，这样通过对流的控制来实现温度和湿度的管理。具体管理条件为

湿度控制：塑料膜封闭性强，棚内空气与外界空气交换受到阻碍，土壤蒸发和叶面蒸腾的水气难以发散。因此，棚内湿度大。棚内加温，提高空气对流强度，也可降低相对湿度。采用滴灌技术，并结合地膜复盖栽培，减少土壤水分蒸发，可以大幅度降低空气湿度（20%左右）；

    温度管理：农作物定植后一周内不通风，以保温为主，特别是茄子和黄瓜，应    适当保持较高的温度，以利还苗。还苗后还要保持较高温度，番茄苗期生长适温白天20—25℃，夜间10—15℃；茄子生长适温为20—30℃，气温低于15℃时会引起授粉、授精不良；甜（辣）椒生长适温为25—28℃；黄瓜为28—30℃，夜间温度不能低于10℃，5月中、下旬气温逐渐上升，可逐渐拆除裙膜，苗期揭膜通风换气时间在9时—10时，下午15时—16时后要关门盖膜。塑料薄膜具有保温性。覆盖薄膜后，大棚内的浊度将随着外界气温的升高而升高，随着外界气温下降而下降。并存在着明显的季节变化和较大的昼夜温差。越是低温期温差越大。一般在寒季大棚内日 增温可达3－6℃，阴天或夜间增温能力仅1－2℃。春暖时节棚内和露地的温差逐渐加大，增温可达6－15℃。外界气温升高时，棚肉增温相对加大，最高可达20℃以上，因此大棚内存在着高温及冰冻危害，需进行人工调整。在高温季节棚内可产生50℃以上的高温。进行全棚通风，棚外覆盖草帘或搭成＂凉棚＂，可比露地气温低1－2℃。冬季晴天时，夜间最低温度可比露地高1－3℃，阴天时几科与露地相同。因此大棚的主要生产季节为春、夏、秋季。通过保温及通风降温可使棚温保持在15－30℃的生长适温。

沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统：该系统由燃烧室15、沼气输送总管16、沼气输送分支管17、沼气气压表18、肥料口盖板19、红外线发热罩20、沼气总控阀门21、沼气池密封盖板22、肥料池23、沼气池24、进料池25、进料口26构成。本实用新型的沼气池修建在大棚之外，将进料池25及沼气池24底部倾斜设置，整个沼气池被分隔为进料池25、沼气池24和肥料池23三个池子。进料池与沼气池之间的隔板底部留缝隙没有隔断，构成进料底口，沼气池与外部密封，设有密封盖板22，盖板上设有沼气总控阀门21的沼气输出管20，该沼气输出管前端设有沼气气压表18，沼气输出管与沼气输送分支管17连通，沼气输送分支管上设置有多个燃烧室21，燃烧室设有红外线外罩28，燃烧室的数量平均每亩地四到六个，肥料池设有刻度线。

使用时，将牲畜和人的粪便混合需要发酵的农作物，如废弃的瓜果蔬菜切碎后，从进料口26放入到进料池25内，进料池装到一定量后，加入水，使得水漫过固形物，固态物质下沉，沉入到进料池底部，加料结束后盖上盖板，防止水分蒸发。由于进料池底部向沼气池倾斜，在水压和重力的作用下，固形物被挤入进料底口，然后进入到沼气池进行发酵，发出沼气，沼气压力高于环境压力，经沼气输送总管16输出。发酵后的粪便等变为肥料，沼气池底部为斜面，在重力和沼气的压力下，进入肥料池。每次需要肥料时，打开肥料池盖板19后，从肥料池抽取适当的肥料，在刻度线范围。该沼气厕所能够自动运行，出现问题时，可以打开密封盖板22进入沼气池进行维护，结束维护后密封检修口。通过肥料池的水分的判断，当沼气池内水分不足，可从进料口加适量的水。

大棚室内需要加热时和补充二氧化碳时，打开沼气总控阀门21，见到气压表18有压力后，表明有沼气输出，然后点燃沼气在燃烧室21内燃烧，火焰烧烤红外线外罩28，使得外罩被加热，发出红外线，提升大棚的环境温度,设置外罩避免烫伤种植的和农作物，燃烧后的热空气含有大量的二氧化碳直接通进入大棚，在提升大棚温度的同时补充了二氧化碳。

沼气燃烧产生二氧化碳，构成一种新型的施肥器，二化碳是植物进行光合作用的重要原料，植物正常进行光合作用时，周围环境中二氧化碳浓度为300毫克/升。保护地内，日出前二氧化碳浓度可达到1200毫克/升，日出后，植物开始进行光合作用，二氧化碳浓度迅速下降，2小时候降至250毫克/升。当降至100毫克/升以下时，植株光合作用减弱，植物生长发育受到严重影响，二氧化碳施肥是保护地蔬菜栽培的重要增产措施之一。二氧化碳是蔬菜进行光合作用的重要原料之一，直接影响蔬菜的生长发育。大气中二氧化碳浓度比较稳定，约为0.03%-0.05%。因此，在露地栽培蔬菜一般不会发生二氧化碳的缺乏。在相对封闭的保护地条件下，因蔬菜光合作用常造成二氧化碳缺乏，致使蔬菜的正常生长受到影响，增施二氧化碳气肥，已成为保护地蔬菜高产、优质的重要措施之一。通过实践证明：棚室作物使用二氧化碳施肥器可促进植物生长，减少病虫害，提高产品品质，大幅度增加产量，普遍可增产25-30%，个别品种可达到增产40%，经济效益显著。是实现现代绿色农业高产增收必不可少的手段。

大棚的滴灌系统：该系统由太阳能电池板5、输电线6、球阀7、高位水箱8、水泵9、输水管10、出水管11、毛细滴灌网12、水窖13、进水管14构成。在屋顶设置一块太阳能电池板5，太阳能电池板5将阳光中转换成电力，通过输电线6为水泵9提供电力，水泵通过输水管10把水从水窖13内抽出，送到高位水箱8内，高位水箱设有球阀7，球阀打开时，水泵开始工作，高位水箱里的水通过出水管11进入到毛细滴灌网12内，对植物进行灌溉，采用滴灌技术，并结合地膜复盖栽培，减少土壤水分蒸发，可以大幅度降低空气湿度（20%左右）。

大棚屋顶设置太阳能电池板5的太阳能电池板面积为2-3M²，水泵功率为2-300W，水泵供电通过继电器与球阀同步。

灌水方法：滴灌是通过安装在毛细管上的滴头把水一滴滴均匀而又缓慢地滴入植物根区附近的土壤中，借助于土壤毛细管力的作用，使水分在土壤中渗入和扩散，供植物根系吸收和利用，土壤水分始终处于非饱和状态，使土壤疏松透气性强，利于植物生长。采用软管滴灌的原则是勤灌少灌，一次灌水量7－15立方米/亩。具体方法：一是灌清水时，先将施肥器的吸管阀门关闭，然后将阀门开至最大，再接通有压水源，即可灌水，二是施肥水时，将阀门关闭，打开施肥器吸管的开关，把过滤器固定在肥料溶液桶底部，接通水源即可施肥。施肥结束，还要关闭吸管上的开关，打开阀门继续灌水，以便将管内残余肥料冲净。

 注意事项：（一）安装滴灌系统，保证每一段主管的控制面积基本不超过半亩地，同时与各软管接触的地面平整，保证水流通畅；（二）滴灌带中的孔通常向上铺设，并覆盖地膜后使用，若不用地膜覆盖，可将滴灌带孔口向下铺设；（三）使用干净的水源，水中不能有大于0．8毫米的悬浮物，否则要加上网式过滤器净化水质。用自来水和井水时通常不用过滤；（四）在安装和田间操作时，谨防划伤、戳破滴灌带或主管；（五）施肥后应继续灌一段时间清水，以防化学物质在孔口积累堵塞孔口。

Claims (2)

1.一种用沼气提高农作物产量的大棚，其特征是：包括阳光管理系统、沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统、大棚的滴灌系统三个系统构成；

所述阳光管理系统由大棚挡墙(1)、透气窗(2)、透光顶膜(3)、大棚顶横梁(4)、可调进气门(28)构成；按阳光的照射方向和角度来构建用沼气提高农作物产量的大棚屋顶，采用坡面屋顶结构，坡面角度15^o～30^o，屋顶采用单层透光材料构成透光顶膜(3)，在屋顶设置大棚顶横梁(4)和多个透气窗(2)，透气窗斜对面墙脚根处设有可调进气门(28)，透气窗和可调进气门的数量相等，大棚的立柱间设置有挡墙(1)构成一个封闭空间；

所述沼气燃烧加热及二氧化碳补给系统由燃烧室(15)、沼气输送总管(16)、沼气输送分支管(17)、沼气气压表(18)、肥料口盖板(19)、红外线发热罩(20)、沼气总控阀门(21)、沼气池密封盖板(22)、肥料池(23)、沼气池(24)、进料池(25)、进料口(26)构成，本实用新型的沼气池修建在大棚之外，将进料池(25)及沼气池(24)底部倾斜设置，整个沼气池被分隔为进料池(25)、沼气池(24)和肥料池(23)三个池子，进料池与沼气池之间的隔板底部留缝隙没有隔断，构成进料底口，沼气池与外部密封，设有密封盖板(22)，盖板上设有沼气总控阀门(21)的沼气输出管(20)，该沼气输出管前端设有沼气气压表(18)，沼气输出管与沼气输送分支管(17)连通，沼气输送分支管上设置有多个燃烧室(21)，燃烧室设有红外线外罩(28)，燃烧室的数量平均每亩地四到六个，肥料池设有刻度线；

所述大棚的滴灌系统由太阳能电池板(5)、输电线(6)、球阀(7)、高位水箱(8)、水泵(9)、输水管(10)、出水管(11)、毛细滴灌网(12)、水窖(13)、进水管(14)构成；在屋顶设置一块太阳能电池板(5)，太阳能电池板(5)将阳光中转换成电力，通过输电线(6)为水泵(9)提供电力，水泵通过输水管(10)把水从水窖(13)内抽出，送到高位水箱(8)内，高位水箱设有球阀(7)，球阀打开时，水泵开始工作，高位水箱里的水通过出水管(11)进入到毛细滴灌网(12)内，对植物进行灌溉。

2. 按权利要求1所述的一种用沼气提高农作物产量的大棚，其特征是：大棚屋顶设置太阳能电池板(5)的太阳能电池板面积为2-3M²，水泵功率为2-300W，水泵供电通过继电器与球阀同步。

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