CN205284307U - 一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置 - Google Patents

一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，提供水+二氧化碳，水+矿物元素和水+二氧化碳+矿物元素，并分别存入对应的产品贮存容器内。农户可根据作物和品种的不同自行选择上述相对应的产品以及不同容积的产品贮存容器，并且产品贮存容器作为包装容器可以重复使用。另外，二氧化碳存储机构所提供的二氧化碳纯度和质量可达99.5％以上，增产和抗病杀菌效果显著，安全简单操作方便，该二氧化碳为工业生产过程中产生的二氧化碳回收再利用，所以可大量减少碳排放，并利于土地恢复生态，储运和使用方式能大大降低使用成本，适合大范围使用推广。因此，本实用新型可以适用于设施农业、花卉和林果等经济作物和所有大田农作物。

Description

一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置
技术领域
本实用新型涉及农业领域，特别是关于一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置。
背景技术
作物生长过程中需要各种养料，其主要体现在以下三个要素：水、二氧化碳和矿物元素。
首先，水是作物生长过程中最需要的要素，施放水能够促进作物的生长。
其次，二氧化碳是作物光合作用的重要元素，通过为作物增施二氧化碳可以促进作物更快速的增长，为公认的农作物生长所必需的各种元素之首，传统的光合作用理论认为作物的叶片吸收二氧化碳约为75％以上，近年根据大量的实验证明植物的碳吸收还存在着第二个途径即根部吸收，而且虽然吸收的量很少，但其产生的效果并不亚于叶片吸收。通过对作物施放二氧化碳促进作物增产的方式目前主要应用于设施农业，例如温室大棚、智能恒温温室等，并未广泛应用于大田作物。目前针对设施农业施放二氧化碳一般采用以下几种形式：
1)利用秸秆等制造有机碳肥的形式提供二氧化碳；
2)利用二氧化碳气肥机的形式提供二氧化碳；
3)利用钢瓶提供二氧化碳，这种形式虽然在一定程度上实现作物的增产，然而钢瓶有容量小、笨重、使用过程繁琐的缺点，使得采用钢瓶形式提供的二氧化碳不能大面积推广使用。
最后，矿物质含有大量的作物生长所必需的各种元素，作物生长公认的17种矿物元素包括大量元素：碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)和钾(K)；中量元素：镁(Mg)、钙(Ca)和硫(S)；微量元素：氯(CL)、铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、镍(Ni)、铝(AI)、硅(Si)和钠(Na)等，还含有硒(Se)、钴(Co)和锶(Sr)等对人体有益的一些元素。作物缺少矿物元素，可导致作物抵抗力差，从而导致病害和产量变低，因此对作物施加矿物质对促进作物的增产是十分必要的。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，其特征在于：它包括水源提供机构、二氧化碳存储机构、气化机构、稳压机构、减压机构和混合器，且所述混合器设置有用于投放矿物元素的物料投放口和内部设置有搅拌叶片；其中，所述二氧化碳存储机构的第一出口通过管道依次连接所述气化机构、所述稳压机构和所述二氧化碳存储机构的入口；所述二氧化碳存储机构的第二出口通过管道连接所述减压机构的入口，所述减压机构的出口和所述水源提供机构的出口分别通过管道连接所述混合器的入口；所述混合器的出口通过管道连接产品贮存容器，且二者之间的管道上设置有阀门。
所述水源提供机构采用水井或水槽。
所述二氧化碳存储机构采用二氧化碳专用储罐、移动式集装箱储槽、快易冷小型储罐或杜瓦罐。
所述产品贮存容器上设有用于控制产品流出的阀门，且其存储容量为1-100升。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型提供三种不同的提供肥料方式，方式一：采用水源提供机构、二氧化碳存储机构和混合器，且混合器的入口通过管道连接水源提供机构和二氧化碳存储机构；水源提供机构提供的水和二氧化碳存储机构提供的二氧化碳经过混合器充分混合溶解之后形成的产品通过管道经过阀门控制注入到产品贮存容器中，且产品贮存容器作为包装容器可以重复使用，采用上述方式配制而成的水溶碳可进行叶面喷洒，其挥发的碳除了被叶片直接吸收利用外，部分含碳水滴落在土壤表面、作物杆茎和根部被作物吸收，且根据近年大量的实验证明作物根部的碳吸收量虽然很少，但其产生的效果并不亚于叶片吸收的二氧化碳所产生的作用。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，用以提高光合作用转换效率。方式二：采用水源提供机构和混合器，且混合器具有用于投放矿物元素的物料投放口；混合器的入口通过管道连接水源提供机构；水源提供机构提供的水进入混合器，通过混合器的物料投放口投放的矿物元素，二者经过充分搅拌混合之后形成的产品通过管道经过阀门控制注入到产品贮存容器中，且产品贮存容器作为包装容器可以重复使用，采用上述方式配制而成的水溶解元素碳肥其作用机理除了补充作物生长所必需的几种主要元素外还含有一定含量的二氧化碳，该水溶解元素碳肥直接喷洒在作物的表面，除了被叶片直接吸收外，水溶碳随水滴落在土壤表面和作物杆茎和根部被其吸收。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，从而促使作物营养均衡，提高光合作用转化率。方式三：采用水源提供机构、二氧化碳存储机构和混合器，且混合器具有用于投放矿物元素的物料投放口；混合器的入口通过管道连接水源提供机构和二氧化碳存储机构；水源提供机构提供的水与二氧化碳存储机构提供的二氧化碳和通过混合器的物料投放口投放的矿物元素，三者经过混合器充分混合溶解之后形成的产品通过管道经过阀门控制注入到产品贮存容器中，且产品贮存容器作为包装容器可以重复使用，采用上述机构配制而成的碳肥，其补充原理为：随着补碳的光合作用率的增加，作物有机质转换加快，只要缺乏参与合成的各种元素就会影响转化率(叶片像化工厂一样缺少哪一种元素都会影响整体作物生长)，因此除了补充作物生长所必需的各种矿物元素以外还含有50％以上的二氧化碳，该水溶解元素碳肥直接喷洒在作物的表面，除了被叶片直接吸收外，水溶碳随水滴落在土壤表面和作物杆茎和根部被其吸收。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，从而促使作物营养均衡，提高光合作用转化率。根据农作物品种和需求不同，农户可自行选择相对应的产品以及不同容积的产品贮存容器，并且产品贮存容器作为包装容器可以重复使用。采用本实用新型的产品贮存容器提供的二氧化碳相对市面上其他提供二氧化碳的方式成本低且效果明显。2、本实用新型设置有二氧化碳存储机构，该存储机构可以采用包括但不限于二氧化碳专用储罐、移动式集装箱储槽、快易冷小型储罐或杜瓦罐等管道集中供气方式，安全简单操作方便，并适合规模化应用，以解决现有技术当中采用钢瓶存储二氧化碳容量有限、笨重、不安全和使用过程繁琐，不能适用于规模农业的缺点。3、本实用新型的二氧化碳存储机构所提供的二氧化碳纯度和质量可达99.5％以上，增产和抗病杀菌效果显著，而且是绿色有机增产，保障农产品的食品安全。由于本实用新型应用的原料为工业生产过程中产生的二氧化碳回收再利用，所以可大量减少碳排放，并利于土地恢复生态，储运和使用方式能大大降低使用成本，适合大范围使用推广，通过此种实用新型能解决各种农业生产方式二氧化碳的高效率吸收，使作物显著增产。鉴于以上理由，本实用新型可以适用于设施农业、花卉和林果等经济作物和所有大田农作物。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，它包括水源提供机构1、二氧化碳存储机构2、气化机构3、稳压机构4、减压机构5和混合器6，且混合器6设置有用于投放矿物元素的物料投放口和内部设置有搅拌叶片；
其中，二氧化碳存储机构2的第一出口通过管道依次连接气化机构3、稳压机构4和二氧化碳存储机构2的入口；二氧化碳存储机构2的第二出口通过管道连接减压机构5的入口，减压机构5的出口和水源提供机构1的出口分别通过管道连接混合器6的入口；混合器6的出口通过管道连接产品贮存容器7，且二者之间的管道上设置有阀门8。
本实用新型的工作原理如下：二氧化碳存储机构2提供的液态二氧化碳从二氧化碳存储机构2的第一出口出来的液态二氧化碳经过气化机构3进行气化，然后通过管道进入稳压机构4进行稳压，然后通过管道将气化后的气液混合气体导入二氧化碳存储机构2，液相直接进入二氧化碳存储机构2的下部，进入下一次气化增压循环，气相进入二氧化碳存储机构2输送给减压机构5进行减压后通过管道输送到混合器6与来自水源提供机构1的水和通过混合器6的物料投放口放入矿物元素，三者经过充分溶解之后形成的产品通过管道经过阀门8注入到产品贮存容器7中。
水源提供机构1可以采用包括但不限于水井或水槽。
二氧化碳存储机构2可以采用包括但不限于二氧化碳专用储罐、移动式集装箱储槽、快易冷小型储罐或杜瓦罐等管道集中供气方式，安全简单操作方便，并适合规模化应用，以解决现有技术当中采用钢瓶存储二氧化碳容量有限、笨重、不安全和使用过程繁琐，不能适用于规模农业的缺点。
混合器6具有物料投放口，内部设置有搅拌叶片，可以通过物料投放口投放农作物需要的矿物元素。
产品贮存容器7用于存储矿物元素、水和二氧化碳的混合物，其上设有用于控制产品流出的阀门，且其存储容量为1-100升。上述产品贮存容器7作为包装容器可以循环再利用，当农户用完产品贮存容器7的肥料时，可以再次进行装罐。
本实用新型工作时，可以采用以下三种形式提供产品：
第一种方式(产品为水和二氧化碳的混合物)：采用水源提供机构1、二氧化碳存储机构2、气化机构3、稳压机构4、减压机构5和混合器6，且混合器6设置有用于投放矿物元素的物料投放口，混合器6的入口通过管道连接水源提供机构1和二氧化碳存储机构2，混合器6的出口设置有阀门8，以便通过阀门8控制流出的产品的量。其中，从二氧化碳存储机构2的第一出口出来的液态二氧化碳经过气化机构3进行气化，然后通过管道进入稳压机构4进行稳压，然后通过管道将气化后的气液混合气体导入二氧化碳存储机构2，液相直接进入二氧化碳存储机构2下部，以便进入下一次气化增压循环，气相进入二氧化碳存储机构2输送给减压机构5进行减压后通过管道输送到混合器6与来自水源提供机构1的水在此进行充分混合，混合之后形成的产品通过管道经过设置在混合器6出口处的阀门8控制注入到产品贮存容器7中，且产品贮存容器7作为包装容器可以重复使用。
采用第一种方式配制而成的水溶碳可进行叶面喷洒，其挥发的碳除了被叶片直接吸收利用外，部分含碳水滴落在土壤表面、作物杆茎和根部被作物吸收，且根据近年大量的实验证明作物根部的碳吸收量虽然很少，但其产生的效果并不亚于叶片吸收的二氧化碳所产生的作用。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，用以提高光合作用转换效率。
第二种方式(产品为水和矿物质的混合物)：采用水源提供机构1和混合器6，且混合器6具有用于投放矿物元素的物料投放口，内部设置有搅拌叶片，可通过混合器6的物料投放口向其中施放促进农作物生长的矿物元素，混合器6的入口通过管道连接水源提供机构1。通过水源提供机构1提供的水进入混合器6，通过混合器6的物料投放口放入矿物元素，二者经过充分搅拌混合溶解之后形成的产品通过管道经过阀门8控制注入到产品贮存容器7中，即产品贮存容器7用于存储矿物元素和水的混合后形成的产品。
采用第二种方式配制而成的水溶解元素碳肥其作用机理除了补充作物生长所必需的几种主要元素外还含有一定含量的二氧化碳，该水溶解元素碳肥直接喷洒在作物的表面，除了被叶片直接吸收外，水溶元素碳随水滴落在土壤表面和作物杆茎和根部被其吸收。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，从而促使作物营养均衡，提高光合作用转化率。
上述实施例中，本实用新型中矿物质主要含有的成分为：氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)、五氧化二磷(P2O5)、氧化钾(K2O)、二氧化碳(CO2)、三氧化二铁(Fe2O3)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化钠(NaO)、氧化锰(MnO)、二氧化钛(TiO2)等和其他对人体有益的硼(B)、钼(Mo)、硒(Se)和锶(Sr)等微量元素，通过本实施例能够补充作物生长光合作用缺碳和其他元素缺失的问题，使作物营养均衡更快速生长。
第三种方式(产品为二氧化碳、水和矿物质的混合物)：采用水源提供机构1、二氧化碳存储机构2和混合器6，且混合器6具有用于投放矿物元素的物料投放口；混合器6的入口通过管道连接水源提供机构1和二氧化碳存储机构2；水源提供机构1提供的水与二氧化碳存储机构2提供的二氧化碳和通过混合器6的物料投放口投放的矿物元素，三者经过混合器6充分溶解之后形成的产品通过管道经过阀门8控制注入到产品贮存容器7中，且产品贮存容器7作为包装容器可以重复使用。
上述实施例中，本实用新型中矿物质主要含有的成分为：氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、二氧化硅(SiO2)、五氧化二磷(P2O5)、氧化钾(K2O)、二氧化碳(CO2)、三氧化二铁(Fe2O3)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化钠(NaO)、氧化锰(MnO)、二氧化钛(TiO2)等和其他对人体有益的硼(B)、钼(Mo)、硒(Se)和锶(Sr)等微量元素，通过本实施例能够补充作物生长光合作用缺碳和其他元素缺失的问题，使作物营养均衡更快速生长。
采用第三种方式配制而成的碳肥，其补充原理为：随着补碳的光合作用率的增加，作物有机质转换加快，只要缺乏参与合成的某种元素就会影响转化率(叶片像化工厂一样缺少哪一种元素都会影响整体作物生长)，因此除了补充作物生长所必需的各种矿物元素以外，本产品还含有50％以上的二氧化碳，该水溶解元素碳肥直接喷洒在作物的表面，除了被叶片直接吸收外，本实用新型的二氧化碳存储机构所提供的矿物元素中所含的碳和溶解于水中的水溶碳随水滴落在土壤表面和作物杆茎和根部被其吸收，达到立体施放充分吸收的目的。本实用新型一是利用矿物质中的矿物元素参与作物的合成；二是利用矿物质具有一定的固碳吸附作用吸收从水滴中逃逸出的气态二氧化碳，防止逃逸到大气当中，从而更加充分的利用二氧化碳，节约成本，使得植株和根系更为发达，从而调节土壤体系中的水分与养分，让作物更好的成长，增加产量。水田及水生作物在喷洒后也是按上述方式吸收后部分水溶碳落入水面和水中被作物及根部二次吸收，从而促使作物营养均衡，提高光合作用转化率。
上述实施例中，二氧化碳存储机构2所提供的二氧化碳纯度和质量可达99.5％以上，增产和抗病杀菌效果显著，而且是绿色有机增产，保障农产品的食品安全。由于本实用新型应用的原料为工业生产过程中产生的二氧化碳回收再利用，所以可大量减少碳排放，并利于土地恢复生态，储运和使用方式能大大降低使用成本，适合大范围使用推广，通过此种实用新型能解决各种农业生产方式二氧化碳的高效率吸收，使作物显著增产，适合大范围使用推广。
上述三个实施例中，根据农作物、农作物的生长情况及农作物的规模(大田作物、水生作物、设施温室农业和林果经济作物等)不同，采用以上三种装有不同肥料的产品贮存容器7供用户使用，具体的使用过程为采用传统的人工喷雾器、行走式机械喷雾、固定式高压喷灌、滴灌和小型无人机喷洒相结合，也可用农用飞机大面积喷洒的方式进行应用。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，其特征在于：它包括水源提供机构、二氧化碳存储机构、气化机构、稳压机构、减压机构和混合器，且所述混合器设置有用于投放矿物元素的物料投放口和内部设置有搅拌叶片；
其中，所述二氧化碳存储机构的第一出口通过管道依次连接所述气化机构、所述稳压机构和所述二氧化碳存储机构的入口；所述二氧化碳存储机构的第二出口通过管道连接所述减压机构的入口，所述减压机构的出口和所述水源提供机构的出口分别通过管道连接所述混合器的入口；所述混合器的出口通过管道连接产品贮存容器，且二者之间的管道上设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，其特征在于：所述水源提供机构采用水井或水槽。
3.根据权利要求1所述的一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，其特征在于：所述二氧化碳存储机构采用二氧化碳专用储罐、移动式集装箱储槽、快易冷小型储罐或杜瓦罐。
4.根据权利要求1所述的一种将二氧化碳和矿物元素溶于水用于农作物增产的装置，其特征在于：所述产品贮存容器上设有用于控制产品流出的阀门，且其存储容量为1-100升。
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