減少蔬菜污染 提高蔬菜品質的技術

劉 欣

摘 要:蔬菜生產使用的化學農藥,導致蔬菜中農藥殘留過高,嚴重危害了人們的身體健康。而在低溫溶氧調頻狀態下,設計制作的太陽能蔬菜殺菌器是利用太陽能電池板提供電能,通過生物、物理、計算機等技術,進行電子殺蟲、物理滅菌,補充蔬菜生長需要多種光照。太陽能蔬菜殺菌器可替代化學農藥,提高蔬菜產量,改善蔬菜品質,生產無農藥殘留的綠色、優質蔬菜。

關鍵詞:太陽能蔬菜殺菌器;電子殺蟲;物理滅菌;綠色蔬菜

中圖分類號:TH12 文獻標識碼:A 文章編號:1005-569X(2009)11-0070-02

1 引 言

在蔬菜栽培生產中,由于化學農藥含毒性物質較多,容易在蔬菜上造成殘留,特別是殺蟲、殺菌的藥劑,應用濃度及時期不當或劑量過大,蔬菜受污染嚴重,已成為當前蔬菜的一大公害。因此,本人利用二年的時間調查研究與試驗,在科技老師的輔導下,設計出了集生物、物理、工程、化學等多項科學技術于一體的“太陽能蔬菜殺菌器”。它的成功創意受到當地領導和專家們的高度評價,并被壽光市人民政府指定為參加第八屆國際(壽光)蔬菜科技博覽會展出的科技產品,成為當屆博覽會“綠色與科技”主題的一大靚點。同時也為發展高效、優質的無公害蔬菜生產開辟了新路子。

2 研究思路

一是研究利用太陽能電池為能源,以空氣為原料,變頻高壓放電產生活氧;二是研究低溫狀態下,活氧在水中的溶解度;三是研究試驗活氧水的殺菌效果。

3 研究內容

太陽能蔬菜殺菌器主要由能源系統、活氧生成系統、低溫溶氧系統、活氧水殺菌系統、大棚環境監控系統、控制系統等幾部分組成。

3.1 能源系統

太陽能蔬菜殺菌器的活氧發生系統、控制系統、低溫溶氧系統、臭氧殺菌系統等功能需要大量的電能。為了節約能源,本人利用太陽能電池板為各種設備提供動力,是一種長期重復利用的綠色環保能源。

在這套能源系統中,太陽能電池板在白天將太陽光能轉換為電能,然后將電能通過蓄電池進行存儲,使用時通過一套穩壓的充電電路,自動對病蟲害防治儀進行供電。

3.2 活氧生成系統

活氧生成系統由活氧管、變頻器、定時開關等幾部分組成,利用大自然中雷擊放電產生活氧的原理,以空氣為原料,變頻高壓放電產生活氧,溶于水后形成活氧水。

3.3 低溫溶氧系統

活氧在常溫常壓下,是無色氣體。當濃度達到15%時,呈現出淡藍色,在水中的溶解度比氧氣高約13倍,比空氣高25倍,通過試驗發現在不同溫度下活氧在水中的溶解度,試驗效果如表所示。

根據試驗結果,本人先將過濾好的純凈水,利用制冷設備把水溫控制在7~8℃左右,再將產生的活氧充入水中,提高了活氧水的活氧濃度,達到理想的殺菌效果。

3.4 活氧水滅菌系統

活氧殺菌系統是在蔬菜發生真菌、細菌、病毒等蔬菜病害時,利用噴灑泵將生成的活氧水噴灑到蔬菜的表面,達到殺滅病原微生物的效果。

活氧是一種很強的氧化劑,活氧溶于水后,在蔬菜表面能直接氧化分解病原微生物內部氧化葡萄糖所必需的酶,從而破壞細胞膜將細菌殺死,不存在任何殘留物,沒有二次污染。

3.5 大棚環境監控系統

在蔬菜的生長過程中,溫度、濕度、二氧化碳和光照對蔬菜的生長有著十分重要的影響,太陽能蔬菜殺菌器不僅完成自動噴藥的功能,也能準確測量蔬菜大棚內的各種環境參數。本人在太陽能蔬菜殺菌器上安裝了溫度傳感器,用于檢測大棚內溫度;安裝了濕度傳感器,用于檢測大棚內空氣濕度和土壤濕度;安裝了光敏傳感器,用于記錄作物的光照時間等。通過這些數據,便于蔬菜的科學栽培與管理,提高蔬菜的產量和改善蔬菜的品質。

在設計制作中,為了便于直觀的采樣數據,本人將這些模擬傳感器連接到了模數轉換器,通過模數轉換后將數據輸出結果讀到單片機中,將傳感器數據和標準儀器的讀數作比較,這樣的數據精度高、讀數準確。

3.6 控制系統

主控制系統選擇采用Motorola最新研發的“MC68HC908AP64”微控制器;總線工作頻率8M,64k Flash存儲器,8路10bit模擬輸入口,4路timer輸入,8位數據總線,一個普通SCI端口,一個紅外

SCI端口,一個SPI端口,一個通用并行I/O端口,具備中斷和多種復位方式。該單片機功能強大,擴展能力豐富,通過其他邏輯芯片擴展了5個數字量輸入端口,5個模擬量輸入端口和4個擴展槽。

在軟件編程研究中,我們選用了Motorola單片機的C語言編譯器,它可通過編寫C語言程序來開發高層應用軟件。

4 下一步的研究計劃

下一步的研究計劃是根據蔬菜病蟲害的實用性,進一步對太陽能蔬菜殺菌器進行結構設計,爭取盡快付諸應用。

陽能蔬菜殺菌器工作原理:打開定時器旋紐定時后,就會使活氧發生器通電產生活氧,經導管送至活氧管,再由活氧管經活氧輸入管送至密閉容器的水中,同時按下制冷設備按紐,制冷管便會有冷氣通入水中,使活氧充分溶于水中,按下水泵按紐后,活氧水可由水泵經出水管抽出,接上噴頭就可用活氧水噴灑作物殺蟲,密閉容器中的水可由進水管經過濾筒補充。設備置于可移動的小車上,可在大棚內自由移動。