r>[0072] 4)傍晚，太陽輻射傳感器6檢測(cè)到太陽輻射強(qiáng)度低于番茄的光補(bǔ)償點(diǎn)，停止0)2施 肥。
[0073] 對(duì)比例
[0074] 對(duì)照溫室：與實(shí)施例3相同的方法培育番前，區(qū)別在于未增施C02。
[0075] 結(jié)果比較：
[0076] 1)、2010年5月1號(hào)當(dāng)天的太陽輻射強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖1。實(shí)施例3中天窗打 開時(shí)間為7 :45,關(guān)閉時(shí)間為15:10 ;而對(duì)比例中天窗打開時(shí)間為7:08,關(guān)閉時(shí)間為17:08。 可見，采用本發(fā)明所述施肥方法可明顯縮短通風(fēng)時(shí)間，減少CO 2逸散。
[0077] 2)、實(shí)施例3與對(duì)比例中溫室內(nèi)CO2濃度變化如圖2。從圖中可知，在沒有增施CO2 的情況下，對(duì)比例中出現(xiàn)CO2虧缺現(xiàn)象。
[0078] 3)、實(shí)施例3中CO2增施速率變化如圖3。上午，隨著光強(qiáng)增強(qiáng)，CO2增施速率從 3. 8g m2h 1增加到8. Ig m 2h S下午，隨著光強(qiáng)減弱，CO2增施速率從6. 3g m 2h 1減小到2. 5g m 2h 1O
[0079] 4)、如圖4所示，在密閉狀態(tài)下，實(shí)施例3中番茄冠層凈光合速率比對(duì)比例高 I. 1-2. 1倍；在通風(fēng)狀態(tài)下，實(shí)施例3中番茄冠層凈光合速率比對(duì)比例高I. 1-2. 3倍。
[0080] 5)、如圖5所示，在密閉狀態(tài)下，實(shí)施例3中番茄冠層蒸騰速率與對(duì)比例無明顯差 另Ij ;在通風(fēng)狀態(tài)下，實(shí)施例3中番茄冠層蒸騰速率比對(duì)比例高1. 1-2. 8倍。
[0081] 6)、如圖6所示，在密閉狀態(tài)下，上午，實(shí)施例3中CO2利用效率在0. 45至0. 63之 間變化；下午，實(shí)施例3中CO2利用效率在0. 11至0. 75之間變化。在通風(fēng)狀態(tài)下，實(shí)施例 3中CO2利用效率約為1。
[0082] 7)、實(shí)施例3與對(duì)比例中室內(nèi)溫度隨時(shí)間變化情況、葉片至空氣水蒸氣飽和壓差 情況分別如圖7、圖8所示，并無明顯差異。
[0083] 隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，兩溫室內(nèi)番茄的株高和葉片數(shù)逐漸增加，如表1所示，與對(duì)比例 相比，實(shí)施例3中番茄的株高和葉片數(shù)略高，但兩者無顯著性差異。
[0084] 表1實(shí)施例3與對(duì)比例中番茄株高和葉片數(shù)變化
[0086] 注：平均值土標(biāo)準(zhǔn)誤差。
[0087] 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種二氧化碳施肥裝置，包括CO2施肥自動(dòng)控制系統(tǒng)；其特征在于，所述CO 2施肥自 動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、以及分別與其連接的太陽輻射傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、 〇) 2存儲(chǔ)及輸送單元、天窗控制開關(guān)、降溫設(shè)備。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施肥裝置，其特征在于，所述控制器用于處理各傳感器提供 的數(shù)據(jù)，并控制〇)2存儲(chǔ)及輸送單元、天窗控制開關(guān)、降溫設(shè)備的開啟與關(guān)閉，以及控制CO 2 的施加速度；其控制單元采用比例積分微分PID模塊； 所述太陽輻射傳感器，用于監(jiān)測(cè)溫室外太陽光輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳至控制器； 所述CO2傳感器，用于監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)外CO 2濃度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳至控制器； 所述溫濕度傳感器，用于監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳至控制器； 所述CO2存儲(chǔ)及輸送單元包括：C0 2鋼瓶、連接CO 2鋼瓶的CO 2施肥管、及設(shè)置于CO 2施 肥管上的(302流量計(jì)。3. -種溫室，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的施肥裝置。4. 一種二氧化碳施肥方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1或2所述的施肥裝置，在溫室 處于密閉狀態(tài)下，采用光_〇) 2耦合施肥法增施CO 2;在溫室處于通風(fēng)狀態(tài)下，采用零濃度差 CO2施肥法增施CO 2。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，利用溫濕度傳感器檢測(cè)室 內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)所述溫室內(nèi)溫度高于植物生長最高溫度時(shí)，溫室處于通風(fēng)狀態(tài)；當(dāng)溫室 內(nèi)溫度低于植物生長最高溫度時(shí)，溫室處于密閉狀態(tài)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，所述光-CO 2耦合施肥法具 體為：控制器依據(jù)太陽輻射傳感器監(jiān)測(cè)的溫室外太陽光輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)判斷是否施加CO2;當(dāng) 太陽光輻射強(qiáng)度高于植物光補(bǔ)償點(diǎn)，控制器開啟CO 2存儲(chǔ)及輸送單元中的CO2鋼瓶，通過CO 2 施肥管向溫室內(nèi)施加CO2，待CO2傳感器監(jiān)測(cè)到CO2濃度達(dá)到目標(biāo)濃度時(shí)，停止施加；當(dāng)太陽 光福射強(qiáng)度小于植物光補(bǔ)償點(diǎn)，不施加co 2。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，所述CO 2目標(biāo)濃度計(jì)算公式 如下： CO2目標(biāo)濃度=[(溫室外太陽光輻射強(qiáng)度-植物光補(bǔ)償點(diǎn)）X (植物CO 2飽和點(diǎn)-植 物CO2補(bǔ)償點(diǎn)）八植物光飽和點(diǎn)-植物光補(bǔ)償點(diǎn)）]+植物〇)2補(bǔ)償點(diǎn)。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，當(dāng)溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)到室 內(nèi)溫度超過植物生長最適溫度時(shí)，控制器開啟降溫設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)降溫；而當(dāng)溫濕度傳感器 監(jiān)測(cè)到溫室內(nèi)溫度低于植物生長最高溫度時(shí)，天窗控制開關(guān)關(guān)閉天窗，此時(shí)溫室處于密閉 狀態(tài)，同時(shí)開啟降溫設(shè)備將室內(nèi)溫度降至植物生長最適溫度，從而減少溫室的通風(fēng)時(shí)間。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，當(dāng)溫室密閉性較差或處于 通風(fēng)狀態(tài)條件時(shí)，米用零濃度差002施肥法。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳施肥方法，其特征在于，步驟如下： 1)早晨，溫濕度傳感器將溫室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)傳至控制器，經(jīng)控制器分析，室內(nèi)溫度低于植 物生長最適溫度，溫室為密閉狀態(tài)； 同時(shí)，太陽輻射傳感器將溫室外太陽光輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)傳至控制器，經(jīng)控制器分析，若太 陽光輻射強(qiáng)度高于植物光補(bǔ)償點(diǎn)，則控制器開啟CO2存儲(chǔ)及輸送單元中的CO2鋼瓶，并通過 CO 2施肥管向溫室內(nèi)施加CO 2，待CO2傳感器監(jiān)測(cè)到室內(nèi)濃度達(dá)到目標(biāo)濃度時(shí)，停止施加； 隨著溫室內(nèi)溫度逐步升高，當(dāng)溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)到室內(nèi)溫度超過植物生長最適溫度 時(shí)，控制器開啟降溫設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)降溫，〇)2濃度隨著光強(qiáng)增加而繼續(xù)升高，此時(shí)溫室仍為 密閉狀態(tài)； 2) 當(dāng)溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)到室內(nèi)溫度高于植物生長最高溫度時(shí)，控制器關(guān)閉降溫設(shè)備， 并啟動(dòng)天窗控制開關(guān)打開天窗，此時(shí)溫室處于通風(fēng)狀態(tài)，開始采用零濃度差CO 2施肥法進(jìn)行 施肥； 所述零濃度差〇)2施肥法為：通過CO 2傳感器將溫室內(nèi)外CO 2濃度數(shù)據(jù)傳至控制器，采 用比例積分微分控制方法始終使室內(nèi)〇)2濃度接近但不高于室外CO2濃度； 3) 下午，溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)到溫室內(nèi)溫度低于植物生長最高溫度時(shí)，關(guān)閉天窗，溫室處 于密閉狀態(tài)，開啟降溫設(shè)備將室內(nèi)溫度降至植物生長最適溫度；同時(shí)，太陽輻射傳感器檢測(cè) 太陽光輻射強(qiáng)度，若高于植物光補(bǔ)償點(diǎn)，則向溫室內(nèi)施加〇) 2使其濃度達(dá)到目標(biāo)濃度，反之， 則停止施加； 4) 傍晚，太陽輻射傳感器檢測(cè)到太陽輻射強(qiáng)度低于植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，停止CO2施肥。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效二氧化碳施肥裝置及施肥方法。所述二氧化碳施肥裝置包括CO2施肥自動(dòng)控制系統(tǒng)；所述CO2施肥自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制器、以及分別與其連接的太陽輻射傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、CO2存儲(chǔ)及輸送單元、天窗控制開關(guān)、降溫設(shè)備。采用本發(fā)明所述的施肥方法能夠進(jìn)一步提高植物的光合速率、提升光能以及增施CO2的利用效率，減少CO2逸散率，降低運(yùn)行成本。
【IPC分類】A01G9/18, A01C21/00
【公開號(hào)】CN104996199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510424462
【發(fā)明人】仝宇欣, 楊其長, 程瑞峰, 劉文科, 李琨, 張義, 方慧, 肖平
【申請(qǐng)人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日