专利名称：设施蔬菜肥水气一体化施用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设施蔬菜施肥装置，特别是涉及一种温室蔬菜栽培的肥水气供给设备。
背景技术：
设施蔬菜是指在温室或大棚等覆盖保护装置内种植的蔬菜。目前，其栽培主要有传统土壤栽培、草炭、蛭石等基质无土栽培、岩棉营养液无土栽培和有机生态无土栽培。灌溉方式多采用沟灌、滴灌，追肥则采用营养液或人工追施固态肥或冲施等方式，温室越冬期间补充二氧化碳多采用钢瓶法、燃烧法或化学反应法，它们分别存在如下缺陷1、传统土壤栽培农民往往采用大水大肥或膜下沟灌进行设施蔬菜生产，不仅肥水施用量大造成肥水浪费，而且连年种植后蔬菜产量品质下降，同时易造成地下水污染、土壤盐渍化板结及土传病频发而难于利用。
2.岩棉等基质无土栽培采用营养液浇灌，因北方水偏碱而配制难度大，因此需另配增施CO2装置，成本较高，不适于大面积推广。
3.有机生态无土栽培采用鸡粪等固态追肥，劳动力需求量大，虽然生产成本较传统营养液无土栽培大大降低，但生产成本仍偏高，不适于产业化生产和蔬菜主产区大面积推广，而且仍然需要另配CO2施肥系统。
4.化学法是目前农村应用普遍的CO2施用方法，由于使用腐蚀性强的强酸，废液处理有难度且不规范，使应用受到限制。
常规的肥、水、气施用装置都是各自分离进行的，种植户需要配备三种设备，使用麻烦，费用大，且占用空间大。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的缺陷，提供一种低成本，通用性强且简易省工的高效设施蔬菜肥水气一体化施用装置。
设施蔬菜肥水气一体化施用装置，包括由具有加料口的反应器、位于反应器上部的贮酸桶、加酸口及与反应器和贮酸桶相连的加酸管路组成的反应系统和肥水气施用系统，其特征在于肥水气施用系统包括供气部分、贮肥配肥部分和灌溉施肥部分，供气部分、反应系统和贮肥配肥部分上下依次连接，灌溉施肥部分与贮肥配肥部分相连。
所述供气部分是位于反应器上部单独设置的出气口或与加料口合二为一的出气口。
所述单独设置的出气口与反应器上部贮酸桶的加酸口合二为一，反应器与贮酸桶之间连有连接有气体过滤管路，与贮酸桶相连的气体过滤管路的一端位于贮酸桶酸液的液面以下。
所述贮肥配肥部分包括位于反应器下面的贮肥器，贮肥器通过管路与反应器相连。
所述灌溉施肥部分为贮肥器上设置的开口及与所述开口相连的带开关的灌溉管路。
所述开口为贮肥器下部的放料口。
所述开口为贮肥器上部的常开配肥口，所述常开配肥口内插入有吸肥器。
所述吸肥器是文丘里吸肥器、压差吸肥器或是小型电动吸肥泵，所述吸肥器上连有吸肥管，并与灌溉管路相连，吸肥端口有过滤网。
所述灌溉管路包括一带开关的直线管道和旁通管道，旁通管路中含有一段带接管的小管径管道，接管通过吸肥管与吸肥器相连。
所述管路为三通管路，三通管路上设置有与灌溉管路相连的出料口。
所述的温室蔬菜肥水气一体化施用装置，所有装置材料均为耐酸腐蚀材料。优选塑料。
本发明设施蔬菜肥水气一体化施用装置，是在一个装置内同时设置了供气部分、贮肥配肥部分、灌溉施肥部分，使设施蔬菜施可以直接用本装置同时施用CO2气肥、液肥和水。本装置的供气部分，可以通过反应器上的出气口或是直接用加料口兼做出气口使用，更优选的方式是在反应器上接有气体过滤管路，通过贮酸桶的洗气，得到更纯净的CO2气再通过与加酸口相接的出气口排入温室中实现供气。贮肥器上的开口可以在贮肥器底部直接放出肥料与水混合进入灌溉系统，或是通过吸肥器，将肥料吸入灌溉管路，再进入灌溉系统。贮肥器上的常开配肥口可以用以观察液肥的情况，并可根据需要通过该配肥口加入其它肥料，如钾肥、磷肥、水等。吸肥器的端口有滤网，避免较大颗粒进入吸肥管堵塞管路。三通管路上的出料口可以用于检测肥料的反应情况，同时可以与灌溉施肥部分相连接。
本发明利用化学反应法实现气、肥水一体化施用。进料口加入适量中性盐类碳酸氢铵，当晴天上午植物需要CO2气肥时，贮酸桶中的稀硫酸或稀硝酸通过控制开关进入反应器与其中的碳酸氢铵发生化学反应产生CO2经加酸口输送给温室植物冠层供其生长，而当植株需要灌溉施肥时，可将反应后生成的硫酸铵与未反应完全的碳酸氢铵、稀酸加水稀释后通过吸肥器进入灌溉管路，亦可另加入其它可溶性肥料通过吸肥器进入灌溉管路，在灌水的同时向植物提供养分。另外由于北方地下水多呈碱性，利用肥中的余酸中和效应还可减轻土壤盐碱化及土壤pH的升高，从而不仅满足冬季温室大棚中水气肥的施用，还可酸化土壤有利于蔬菜生长。它的环保意义也非常大，一是解决温室低成本供气和化学法废弃液利用问题，二是可解决蔬菜低成本肥水配施问题，提高了肥效，减少了浪费，并显著地改善了蔬菜根际环境。其主要优点如下1.既适用于栽培果菜类，如番茄、甜椒、黄瓜、茄于等，又可栽培西、甜瓜、草莓等使其获得高产。
2.易于操作，原料来源容易，生产成本低，不产生任何有害废弃物，符合环保和生态农业的需要；3.采用肥水气一体化装置，可以根据需要供水、供肥、供气或同时供应肥水提高肥水利用率和肥效，节水节肥效果显著；4.适于中国国情的日光温室越冬栽培应用，亦可应用于大型连栋温室及春秋大棚，可以及时提供水、肥、气，且省工省力效果好。
图1设施蔬菜肥水气一体化施用装置示意中各标号列示如下1、反应器，2、加料口，3、加料口盖，4、加酸管路，5、贮酸桶，6、开关，7、加酸口，8、出气管，9、气体过滤管路，10、配肥口，11、吸肥器，12、滤网，13、贮肥器，14、直通管路，15、旁通管路，16、出料口，17、三通阀，18、三通管路，19、吸肥管，20、接管。
具体实施例方式
图1是设施蔬菜肥水气一体化施用装置示意图。设施蔬菜肥水气一体化施用装置，包括由具有加料口2的反应器1、贮酸桶5、加酸口7和连接反应器1和贮酸桶5的加酸管路4组成的反应系统和肥水气施用系统，肥水气施用系统包括供气部分、贮肥配肥部分和灌溉施肥部分，供气部分、反应系统和贮肥配肥部分上下依次连接，灌溉施肥部分与贮肥配肥部分相连。
供气部分是位于反应器1上部与贮酸桶5连接的气体过滤管路8和与加酸口7相连的出气管8。
贮肥配肥部分包括位于反应器1下面的贮肥器13，贮肥器13通过带有出料口16的三通管路18与反应器1相连。
灌溉施肥部分包括贮肥器13底部的吸肥器11和位于贮肥器13上的常开配肥口10，吸肥器的吸肥端口上有滤网12，吸肥器11通过吸肥管19与灌溉管路相接。
灌溉管路包括一带开关6的直线管道14和旁通管道15，旁通管路15中含有一段带接管20的小管径管道，接管20通过吸肥管19与吸肥器11相连。
供气部分还可以是反应器上单独设备的出气口或是与加料口合二为一。
贮肥配肥部分的吸肥器及吸肥管可以改用在贮肥器下部的开口，直接与灌溉部分相连。三通管上出料口除检测液肥的反应情况外，还可以直接与灌溉部分连通。
设施蔬菜肥水气一体化施用装置，通过加料口2将碳酸氢铵加于反应器1中，通过加酸口7加入稀硫酸于贮酸桶5中，将CO2出气口8与加酸口7螺纹连接，在加料口2盖上加盖口盖3，密封严实。打开加酸管路4上的开关6，滴加硫酸入反应器1中，硫酸与碳酸氢铵发生反应，生成CO2气体，CO2气体通过气体过滤管路9进入贮酸桶5的酸液中，将氨气等碱性杂质气体经硫酸液吸收后，较纯净的CO2经出气口8进入温室，实现供气功能。
由于滴加的是稀硫酸，反应本身也生成水，反应器中生成的硫酸铵和溶解的碳酸氢铵形成溶液，调节三通阀17，让溶液通过三通管路18流入贮肥器13中，与三通阀17相连的出料口16，可作为取样口，检测液肥的PH值以确定反应程度。贮肥器上部的常开配肥口10，可以观察液肥的液位高低和多少情况，并可以根据需要添加其他肥料或加水稀释，如钾肥、复合肥或沼液等。将吸肥器11的一端插入液肥中，另一端接在清水旁通管路15上。关闭清水直通管路14上的开关6，让清水从旁通管路15流过，由于旁通管路的管径局部突然缩小，流速加大，产生负压，吸肥器11将液肥吸入旁通管路15与清水混合，进入外接的灌溉系统，实现肥、水施用功能。吸肥器的吸肥端口有过滤网12，防止液肥中较大颗粒进入吸肥器中而堵塞管路。使用滴灌不但保证了肥、水的均匀供应，而且便于控制且省工省力。为降低成本，灌溉系统可选用国产低成本的回水管式薄壁滴灌系统或其它滴灌系统。
本发明设施蔬菜肥水气一体化施用装置所用原料中有强酸，设备材料为耐酸腐蚀材料，如有机塑料、玻璃、陶瓷等，最好是塑料，既经济又耐用还轻便。
根据温室大小、不同种类蔬菜的需要，选择适当的时机控制加酸量来确定增施的CO2达到所需的浓度，一般在冬、春季晴天上午8-9时施放，使温室CO2浓度达800-1000ppm即可，反应液可贮在贮肥器中，在需要时施放。本发明还可以同时实现施用气、肥、水。
采用本方法可以广泛用于栽培设施番茄、甜椒、黄瓜、甜瓜等果菜具有省工省水、省肥和促进高产和营养品质提高等作用。
权利要求
1.设施蔬菜肥水气一体化施用装置，包括由具有加料口的反应器、位于反应器上部的贮酸桶、加酸口及与反应器和贮酸桶相连的加酸管路组成的反应系统和肥水气施用系统，其特征在于肥水气施用系统包括供气部分、贮肥配肥部分和灌溉施肥部分，供气部分、反应系统和贮肥配肥部分上下依次连接，灌溉部分与贮肥配肥部分相连。
2.根据权利要求1所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述供气部分是位于反应器上部单独设置的出气口或与加料口合二为一的出气口。
3.根据权利要求2所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述单独设置的出气口与反应器上部贮酸桶的加酸口合二为一，反应器与贮酸桶之间连有气体过滤管路，与贮酸桶相连的气体过滤管路的一端位于贮酸桶酸液的液面以下。
4.根据权利要求1所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述贮肥配肥部分包括位于反应器下面的贮肥器，贮肥器通过管路与反应器相连。
5.根据权利要求1所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述灌溉施肥部分为贮肥器上设置的开口及与所述开口相连的带开关的灌溉管路。
6.根据权利要求5所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述开口亦为贮肥器下部的放料口。
7.根据权利要求5所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述开口为贮肥器上部的常开配肥口，所述常开配肥口内插有吸肥器。
8.根据权利要求7所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述吸肥器是文丘里吸肥器、压差吸肥器或是小型电动吸肥泵，所述吸肥器上连有吸肥管，并与灌溉管路相连，吸肥端口有过滤网。
9.根据权利要求5所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述灌溉管路包括一带开关的直线管道和旁通管道，旁通管路中含有一段带接管的小管径管道，接管通过吸肥管与吸肥器相连。
10.根据权利要求4所述的设施蔬菜肥水气一体化施用装置，所述管路为三通管路，三通管路上设置有与灌溉管路相连的出料口。
全文摘要
设施蔬菜肥水气一体化施用装置，包括由具有加料口的反应器、位于反应器上部的贮酸桶、加酸口和与反应器和贮酸桶相连的加酸管路组成的反应系统和肥水气施用系统，其特征在于肥水气施用系统包括供气部分、贮肥配肥部分和灌溉施肥部分，供气部分、反应系统和贮肥配肥部分上下依次连接，灌溉施肥部分与贮肥配肥部分相连。本发明是在一个装置内同时设置了供气部分、贮肥配肥部分、灌溉施肥部分，使设施蔬菜施可以直接用本装置同时施用CO
文档编号A01C23/00GK1695418SQ200510011808
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者贺超兴, 张志斌 申请人:中国农业科学院蔬菜花卉研究所