[发明专利]一种植物氮肥原位合成并施加的方法及系统

说明书

本发明属于植物施肥领域，具体公开一种植物氮肥原位合成并施加的方法及系统，方法包括：在植物一侧，对太阳能电池的输出电能进行储存和升压，并将得到的高电压施加到电极上，在强电场的作用下击穿空气形成放电等离子体；等离子体与空气中的氮气、氧气以及由储水灌所释放到反应槽的水发生反应，生成氮肥并将其释放到植物根部。本发明利用太阳能、空气和水为原料，采用等离子体固氮技术生成含氮水溶液，并直接施加到植物根系，是一种在植物植株附近利用等离子体固氮作用生成含氮水溶液，并现场施加到植物根系的技术。方便快捷，节约能源，成本低，是一种环境友好的施肥方法。

技术领域

本发明属于植物施肥领域，更具体地，涉及一种植物氮肥原位合成并施加的方法及系统。

背景技术

固氮是指将空气中游离的氮气转化为含氮物质，如氨、氮氧化物、硝酸盐等。对于植物来说，硝酸盐等氮肥是其健康生长所必需的养分，而植物本身却无法直接利用空气中的氮气合成自身所需的含氮化合物。因此人们不得不对植物(农作物)定期施加氮肥以保证其正常生长。对于现代农业来说，氮肥是一种不可或缺的基本化肥，每年的使用量极其巨大。氮肥的价格甚至直接影响到食品价格。

然而，大规模使用氮肥带来了一系列的问题。一方面，氮肥生产的各个环节消耗了大量的能量，仅合成氨一项就消耗了全球每年消耗的总能源的2％。与此同时，化肥生产工业还排放了大量二氧化碳等温室气体和有害气体。其中合成氨工业的温室气体排放约占全球温室气体排放量的1.0％(约占全球二氧化碳排放量的1.4％)。同时，定期施加氮肥也增加了农业工作者的工作量和农业生产成本，推高了食品价格。

发明内容

本发明提供一种植物氮肥原位合成并施加的方法及系统，用以解决现有植物氮肥施加成本高的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种植物氮肥原位合成并施加的方法，包括：

在植物一侧，对太阳能电池的输出电能升压，并将得到的高电压施加到电极上，在强电场的作用下击穿空气形成放电等离子体；所述等离子体与空气中的氮气、氧气以及由储水灌所释放到反应槽的水发生反应，生成氮肥并将其释放到植物根部。

本发明的有益效果是：利用太阳能、空气和水为原料，采用等离子体固氮技术生成含氮水溶液，并直接施加到植物根系，是一种在植物植株附近利用等离子体固氮作用生成含氮水溶液，并现场施加到植物根系的技术。方便跨界，节约能源，成本低，是一种对环境友好的施肥方法。

上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述储水灌内的水为雨水。

本发明的进一步有益效果是：降低成本，节约能源。

进一步，采用控制电路来控制所述太阳能电池输出电能并进行升压。

进一步，所述方法还包括：实时监控所述储水罐中的液面高度，当检测到所述液面高度高于阈值时，控制储水罐中的水流向所述反应槽；

其中，所述阈值根据天气和土地肥沃度设置。

本发明的进一步有益效果是：通过监控储水罐的液面高度，来给出使得储水罐中的水流向反应槽的触发调节，也便于远程控制操作。

本发明还提供一种植物氮肥原位合成并施加的系统，设置于植物一侧，包括：太阳能电池，蓄电池，高压模块，高压放电电极，耐高压绝缘线，反应槽，储水灌，以及施肥导管；

太阳能电池向所述蓄电池输出电能对所述蓄电池充电，所述蓄电池向高压模块输出电能，所述高压模块对电能升压，并将得到的高电压施加到高压放电电极，其中，耐高压绝缘线的一端与高压模块负极连接，另一端接地，所述高压放电电极在强电场的作用下击穿空气形成放电等离子体；所述等离子体与空气中的氮气、氧气以及由储水灌所释放到反应槽的水发生反应，生成氮肥并将其通过施肥导管释放到植物根部。