[发明专利]一种碳晶电地热系统及其在设施果菜生产中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳晶电地热系统及其在设施蔬菜生产中的应用，属于农业工程技术领域。

背景技术

温度是直接影响植物生长发育的重要生态因子，合理的温度管理是保证设施蔬菜产量与品质的重要措施。地温，尤其是根区温度影响植物的根系生长、水分和养分的吸收、土壤微生物的生存等，进而影响植物地上部生长。有研究表明地温能影响番茄和黄瓜地上部内源激素的合成，转运和分配（任志雨，卢兴霞，李静等.根区温度对开花坐果期黄瓜和番茄内源激素含量的影响[J].华北农学报,2007(2):p.64-66.）；在12℃～35℃范围内，根区温度每降低1℃就能引起玉米生长量降低约20%（Walker,J.M.One-degree increments in soil temperatures affect maize seedling behavior[J].Soil Science Society of America Journal,1969.33(5):p.729-736.）。

我国北方地区每年发生寒潮2~6次，因此日光温室没有加温设施进行蔬菜越冬生产存在很大风险。根据气象资料，北京1月份日光温室内10cm深地温为10℃～13℃，阴雪天气条件下低于10℃，低于番茄生长的适宜地温15℃～18℃（中国农业机械化科学研究院环境工程设备研究开发中心,温室加热系统设计规范,JB/T 10297-2001.2001,行业标准-机械.），严重制约着设施蔬菜的产量和品质。研究表明，植物根区加温能使植物生长所需温室环境比传统加温条件低5℃～15℃（陈祎.植物根区加热降低温室能源消耗[J].农业工程技术(温室园艺),2008(3):p.20.），节约能耗28%（曲梅等.地面加热系统温室热环境测定与经济分析[J].农业工程学报,2003(1):p.180-183.）。因此，日光温室越冬生产时进行适当的土壤加温是必要的。目前生产中采用的加温设施主要有燃煤锅炉-散热管道、热风炉等，以上方式应用时期较早，技术上比较成熟为设施蔬菜产业的发展发挥了重要作用。但传统加温设施前期投入较大，如热风炉、燃煤锅炉、钢制管道及散热设备等造价昂贵；设备以空气加温为主，而夜间温室前屋面散热量占总散热量50%～60%，所以效率较低、耗能高且污染环境；操作复杂，需专门配备管理人员，温度不易控制，自动化程度较低。因此生产中需要一种高效、节能、简易的新技术以解决上述问题。

目前在民用采暖及工程技术领域正推广应用一种新型低温面状电发热材料碳晶电热板，全称碳纤维层压复合导电发热板，其具有热效率高、耐腐蚀、便于自动化控制等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳晶电地热系统及其在设施果菜生产中的应用；本发明将碳晶电热板引入设施果菜栽培中，通过研究其对温室气温、地温、番茄生长、生理特性及产量的影响，并与传统燃煤锅炉进行了经济性比较，提供了该碳晶电地热系统在越冬设施蔬菜生产中的应用技术。

本发明所提供的一种碳晶电地热系统，包括至少1个碳晶电热板；所述碳晶电热板的内部嵌有导电金属片，所述导电金属片与2条导线相连接；

所述碳晶电地热系统还包括一地温传感器，所述地温传感器与一温度控制器相连接，所述温度控制器与所述2条导线相连接。

上述的碳晶电地热系统中，所述碳晶电热板具体可为长方体形，其长度可为0.5m~3.0m，宽度可为10cm~30cm，厚度可为0.5mm~3.0mm。

上述的碳晶电地热系统中，所述碳晶电热板的单面发热密度可为10W/m²~100W/m²，其为双面散热。

上述的碳晶电地热系统中，所述导电金属片具体可为铝箔或铜箔等。

本发明还进一步提供了上述碳晶电地热系统在设施果菜生产中的应用。

上述的应用中，所述设施果菜具体可为番茄、黄瓜、辣椒、西葫芦、茄子、西瓜和甜瓜等。

上述的应用中，将所述碳晶电地热系统全掩埋于所述设施果菜的栽培基质或土壤中。

上述的应用中，将所述碳晶电地热系统掩埋于所述设施果菜的栽培基质或土壤表面下1cm~20cm的深度处。

本发明提供的碳晶电地热系统可通过全掩埋的方式应用于设施果菜生产中，可提高地温，增加设施果菜产量，改善产品品质；碳晶电地热系统作为设施果菜生产的一种新型辅助加温设施，具有高效、节能、简易、环保等优势，能够有效缓解寒潮等恶劣天气对设施蔬菜生长造成的不利影响，具有重要的推广应用价值。

附图说明