基于电生功能水的设施蔬菜灌溉系统的研究

发布时间：2020-08-07 14:52

【摘要】：水是日常生活中必不可少的组成成分,也是农业生产和发展的最基本要素。水的不同存在方式、不同的物理化学特性又会产生不同的生物、物理化学效应,如磁化水、电场水、富氧水、离子水、电生功能水等,它们都有不同的作用与不同的效应。其中电生功能水是将一定浓度的电解质溶液通过特定的电解装置(电解槽),再经过一系列的反应,使水的理化性质发生改变,从而产生具有特殊功能与用途的功能水。近年来,随着科学技术进步以及可持续发展的日益深入,电生功能水的发展取得了长足进步,在许多领域如医疗、食品、建筑、农业等都得到了应用和推广。但是由于农业环境应用的复杂性,以及相关设备的不规范化,电生功能水在农业应用上还存在一定不足。本文研制一套基于电生功能水的设施蔬菜灌溉系统,主要包括电生功能水制取和设施蔬菜灌溉两大部分。电生功能水制取装置主要包括电解槽(无隔膜复极连续式)、原水供应部分、电解质溶液供应部分、混合部分、电气控制部分。设施蔬菜灌溉系统主要包括灌溉系统和控制系统,其中灌溉开关采用电磁阀和继电器的配合,控制器采用STM32的主控芯片,最终实现手动控制和定时控制以及远程控制。通过设计实验,研究了放置时间、原水流量、电解质溶液浓度、电解质溶液流量、电解电流对电生功能水指标(pH值、氧化还原电位(ORP)、电导率(EC)、有效氯浓度(ACC))的影响及设备制取出性能稳定,符合要求的电生功能水所需要的时间。通过分析试验所需条件选择合适的温室大棚和适宜种植的蔬菜种类,其中温室大棚选为日光温室,蔬菜选为黄瓜。并将设计完成的电生功能水制取装置和设施蔬菜灌溉系统合理结合。由于黄瓜适宜生长的pH值环境为5.5-7.2,因此将电生功能水的pH值控制在4.5-6.5以保证黄瓜的正常生长,使用缓冲桶对电生功能水进行缓冲和存储,并将缓冲桶连接滴灌装置,使用电磁阀进行定时和手动控制,每次灌溉的时间为20～30分钟。在电生功能水杀菌效果验证实验中,随机选择一定的黄瓜进行杀菌效果比对,将黄瓜分成使用电生功能水处理和未用电生功能水处理的两组,经过一定时间的无菌培养,进行菌落平板计数,通过分析所得数据,发现电生功能水杀菌效果比普通水处理提高了4倍多。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S626;S274.2
【图文】：

一级缓冲桶通过水累将电生功能水输送到二级缓冲桶，二级缓冲桶作为储存装置，逡逑对制得的电生功能水进行储存，灌概前需要再次检测验证电生功能水的指标是否符合要逡逑求，最后二级缓冲桶和设施滴灌系统主管道相连接，其整体连接流程如图２－３所示。逡逑端遵、—？邋一次过滤邋一？水质软化逡逑Ｉ逦逦逦Ｊ逦逦邋逦５；逦逡逑滴灌邋斗一二次缓冲邋—邋一次缓冲逡逑图２－３整体

本文编号：2784143