摘要：為了防止溫室植物霉菌感染而設(shè)計(jì)的一套封閉的營(yíng)養(yǎng)系統(tǒng)，特別是在溫室植物栽培過(guò)程中，在循環(huán)的營(yíng)養(yǎng)液中加入一定量的銅離子，達(dá)到對(duì)植物進(jìn)行抗菌的目的。自由的銅離子被釋放在營(yíng)養(yǎng)液中，營(yíng)養(yǎng)液中的每一對(duì)電極是由一個(gè)陽(yáng)極和陰極組成的，并排列于營(yíng)養(yǎng)液中，且根據(jù)抗霉菌系統(tǒng)的要求，施加一定的電壓保證輸送給植物傳導(dǎo)的營(yíng)養(yǎng)液中銅離子濃度為0.1～0.8ppm的最佳狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：抗菌；銅離子；營(yíng)養(yǎng)液

中圖分類(lèi)號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-10-0145-1

0 引言

在封閉系統(tǒng)中，特別是在溫室中，植物的生長(zhǎng)始終處于封閉狀態(tài)，時(shí)時(shí)刻刻離不開(kāi)營(yíng)養(yǎng)液，這種狀況下植物極易感染真菌、腐霉和疫病等。這些感染根部的疾病，通常需要使用殺菌劑來(lái)消除細(xì)菌，這就增加了藥劑在植物中的殘留，最終給人的身體健康造成了危害。該設(shè)計(jì)是針對(duì)植物滅菌系統(tǒng)進(jìn)行的，并對(duì)相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)做了驗(yàn)證，結(jié)果表明：在營(yíng)養(yǎng)液中加入銅離子可使溫室植物具有抗霉菌能力，是抗真菌孢子的最有效成份。在以前的實(shí)驗(yàn)中，人們已經(jīng)開(kāi)始試著把硫酸銅加入營(yíng)養(yǎng)液中，但在實(shí)際操作中遇到了許多困難，硫酸銅在溶液中釋放的銅離子非常少，不足以殺滅霉菌。如果加大硫酸銅的投放量，對(duì)人、畜以及作物又會(huì)產(chǎn)生毒害，所以很難控制銅離子含量并使銅離子保持在0.1～0.8ppm的最佳適宜濃度。

1 設(shè)計(jì)目的

1.在封閉的營(yíng)養(yǎng)系統(tǒng)中，防止植物霉菌感染，提高強(qiáng)化滅活真菌孢子的能力。

2.在封閉營(yíng)養(yǎng)系統(tǒng)中，盡量減少營(yíng)養(yǎng)液中多余的銅離子，保證營(yíng)養(yǎng)液中銅離子在0.1～0.8ppm的最佳適宜濃度，減少對(duì)植物和人身體健康的危害。

3.提供一套完善的溫室抗霉菌設(shè)備并應(yīng)用于生產(chǎn)。

2 設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)（如圖所示）

圖1

圖中：1 營(yíng)養(yǎng)液箱，2 營(yíng)養(yǎng)液，3 陽(yáng)極，4 陰極，5 極板；6 控制系統(tǒng)，7 弱陰極，8 管道，9 混合箱，10 傳感器，11 控制系統(tǒng)，12 管道，13 儲(chǔ)存箱，14 濃營(yíng)養(yǎng)液，15 電磁控制閥，16 管道，17 泵，18 培養(yǎng)槽，19 管道，20 管道，21 泵，22 流量控制閥，23 植物。

具體做法是：營(yíng)養(yǎng)液箱通過(guò)管道和混合箱相連，傳感器連接控制系統(tǒng)并通過(guò)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率來(lái)判斷它的濃度。濃度大的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存在儲(chǔ)存箱中，通過(guò)管道輸送到混合箱，控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器控制管道中控制閥開(kāi)度的大小，來(lái)控制濃營(yíng)養(yǎng)液的流量。管道泵把營(yíng)養(yǎng)液輸送到培養(yǎng)槽中，同時(shí)再把營(yíng)養(yǎng)液從培養(yǎng)槽通過(guò)管道流回到混合箱中。營(yíng)養(yǎng)液箱還連接一套循環(huán)系統(tǒng)，它由一個(gè)管道、一個(gè)泵和一個(gè)流量控制閥組成。營(yíng)養(yǎng)液箱通過(guò)輸送泵輸送營(yíng)養(yǎng)液到培養(yǎng)槽中，促進(jìn)培養(yǎng)槽中植物的生長(zhǎng)，然后營(yíng)養(yǎng)液再?gòu)呐囵B(yǎng)槽通過(guò)管道輸送到混和箱。

3 工作原理

溫室植物抗霉菌系統(tǒng)由兩部分組成：一是它能按照植物生長(zhǎng)要求給營(yíng)養(yǎng)液中加入營(yíng)養(yǎng)劑來(lái)保證植物的生長(zhǎng)，另外一個(gè)就是向營(yíng)養(yǎng)液中釋放游離的銅離子。正極的銅離子和負(fù)極的銅離子在營(yíng)養(yǎng)液中按要求組合，這樣就能有效的控制營(yíng)養(yǎng)液中的銅離子含量，使其保持在0.1～0.8ppm之間的最佳適宜濃度。

這套系統(tǒng)包括一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液箱，它通過(guò)管道向培養(yǎng)槽中輸送營(yíng)養(yǎng)液；營(yíng)養(yǎng)液箱中設(shè)有傳感器，靠它的電控裝置來(lái)控制從營(yíng)養(yǎng)液箱中供給植物的營(yíng)養(yǎng)液數(shù)量。在這個(gè)過(guò)程中至少有一對(duì)銅離子陽(yáng)極和陰極被釋放入營(yíng)養(yǎng)液中，控制陽(yáng)離子釋放數(shù)量，達(dá)到控制銅離子對(duì)的形成，而使銅離子濃度保持在0.1～0.8ppm之間，達(dá)到銅離子釋放到營(yíng)養(yǎng)液中的植物最佳適宜濃度。

游離的銅離子被釋放在營(yíng)養(yǎng)液中，一個(gè)銅陽(yáng)離子和一個(gè)銅陰離子形成了一個(gè)電子對(duì)，排列于營(yíng)養(yǎng)液中。這樣就要求有一個(gè)聯(lián)合控制系統(tǒng)來(lái)控制銅離子的釋放量，以保證營(yíng)養(yǎng)液中電子對(duì)的數(shù)量，使其銅離子濃度始終處于0.1～0.8pmm之間，這樣才可以把營(yíng)養(yǎng)液輸送給植物進(jìn)行滅菌處理。采取的辦法就是控制這個(gè)電子對(duì)的有效結(jié)合，用以保證營(yíng)養(yǎng)液中銅離子的濃度處于合理狀態(tài)。

如果銅離子被大量的釋放進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)液中，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)剩的銅離子對(duì)，一個(gè)有效的辦法就是對(duì)電極施加電壓來(lái)進(jìn)行控制。電壓過(guò)大，釋放的銅離子就多，反之就少。試驗(yàn)表明施加電壓在24伏特的低電壓是比較合理的，能夠有效控制營(yíng)養(yǎng)液中銅離子的適宜濃度。

4 結(jié)論

使用本設(shè)備，可以使?fàn)I養(yǎng)液的銅離子濃度穩(wěn)定保持在0.1～0.8ppm之間，這是一個(gè)最佳的值，它既可以滅活、毒殺真菌，又不至于損害植物和危害人身健康。因?yàn)檫@個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銅離子對(duì)人、畜和植物的傷害。

作者簡(jiǎn)介：任慧（1981-），女，本科，長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院助理工程師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域科研，推廣工作。