基于多种功能水的温室灌溉设备的研制与试验

摘要

随着我国农业产业结构的调整，温室产业规模逐年扩大，并已成为近20年来最具效益的农业产业之一。温室产业极大的提高了农业生产效率，在一定程度上解决了我国北方地区冬季蔬菜供应困难、农村居民收入水平偏低等问题，受到国家越来越大的重视。
　　温室的密闭性使其具有温度高、湿度大的特点，为各种细菌、微生物的生长和繁殖提供了有利条件，导致温室内作物病虫害特别是土壤病虫害频发，严重制约了温室产业的可持续发展。化学试剂消毒、太阳能消毒、蒸汽热消毒等是目前国内常见的温室土壤消毒方法。但这些传统的消毒方式在操作方式和经济成本上都具有一定的局限性。如何在防治病虫害的同时维持温室土壤的健康可持续性已经成为当今农业生产中亟待解决的问题之一。
　　针对上述问题，本文研制了一台基于多种功能水的温室灌溉设备。利用微酸性电解水和臭氧水的杀菌消毒特性和磁化水的改良土壤特性，使设备在进行温室灌溉的同时，能够达到防治土壤病虫害、改良土壤的作用。该设备主要由微酸性电解水制取部分、臭氧水制取部分、磁化水制取部分和电气控制部分组成。微酸性电解水制取部分主要包括电解槽、电解电源和蠕动泵。臭氧水制取部分主要包括制氧机、臭氧管、高频高压电源和射流器。磁化水制取部分主要包括磁化线圈和磁化电路板。电气控制部分主要包括操作控制部分和基于STM32单片机的危险报警部分。使用过程中，通过调节四个独立的开关，使设备可以根据实际需要单独或混合使用三种功能水在温室内灌溉。试验结果表明，该设备对土壤病虫害防治效果良好，且对作物生长无害，具有很好的应用推广价值。
　　本文的主要研究内容如下：
　　1）分析研究的目的与意义，查阅国内外功能水应用现状，总结当前主要温室消毒技术，阐述本文的主要内容和研究思路。
　　2）详细介绍设备的结构组成和工作原理，并制作一台基于多种功能水的温室灌溉设备。
　　3）使用研制的设备进行温室土壤杀菌消毒试验、臭氧水对根结线虫的防治效果试验及微酸性电解水对番茄生长状态的影响性试验，并对获得的试验数据进行系统的分析，对设备的性能及效果做出评价。

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中文摘要

英文摘要

1引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和方法

2系统整体方案设计

2.1系统组成

2.2系统主要组成成分的连接组合及设备工作方式

3功能水制取装置的设计与制作

3.1微酸性电解水制取装置的设计

3.2臭氧水制取装置的设计

3.3磁化水制取部分的设计

4电气控制部分的设计

4.1操作控制部分的设计与制作

4.2自动报警部分的设计

4.3电气控制部分整体接线方式

5设备运行各项参数的测定

5.1微酸性电解水部分各项参数的测定

5.2臭氧水浓度的测定

6试验

6.1温室土壤杀菌效果试验

6.2根结线虫试验

6.3微酸性电解水对番茄生长的影响性试验

7总结与展望

7.1工作总结

7.2创新点

7.3展望

参考文献

附录

附录1 样机研制过程中的部分图片

附录2 开发的部分程序

致谢

硕士研究生期间研究成果