一种农业灌溉用水序化的处理装置及工艺技术领域：
本发明涉及一种农业灌溉用水序化的处理装置及工艺。
背景技术：
近几年全球陷入粮食危机，急需不同对策与因应方案，如全球谷物价格从2006年起
至今已涨幅达45%，更令人担忧的是全球谷物的存量正在下降中，全球粮荒造成数以千万
计的人买不起粮食而造成暴动，因此，各种严重的社会问题及政局的不稳相继出现。迫使各
国在粮食储备上不遗余力，造成此危机原因无外乎：
1．气候变化过大造成土地的干旱、水灾接二连三，一年严过一年。例如，澳洲是全球主
要农产大国，因严重干旱，过去二年总产量下降35~50%；
2．现在农业生产越来越工业化，无论是化学农药或肥料都异常依赖石化燃料，因为都
需长途运输，因此，当国际石油上扬，其也带动粮食的价扬；
3．过去几年先进国家多将粮食生产转换为生物燃料种植。希望能此解决能源不足的问
题。实际上，生物燃料并没有减少温室气体排放，除了其性价比远无法形成普遍的市场需求
外，更造成与人争食的囧境；
4．水资源的污染与匮乏，也造成可耕地面积的迅速递减。面对日益恶化的农业危机，除
了要订定更符合社会潮流与需要的农业政策外，还可以从环境材料上着手，寻求不同的解
决方案与助力；
本项目研究的核心是针对“好的水分子”为最佳载体，提升“植物的生物效价”，从种子
的发芽率、发芽势、生长势、维生素C、葡萄糖、蔗糖含量的影响成长后的保鲜使农作物的霉
菌生长速度及种类，减少自然降低腐败的情况，
一般农业多在生物菌种、肥料的成分、农药的强化等外在形式上做文章，迄今为止，以
农业灌溉水做为研究主题的企业少之又少，因而目前急需一种“好水“来强化植株，针对水
分子的物性及化性之于对生物体的酶的激发所能产生的效果，令其产生自体抗旱、抗寒、抗
虫基因。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，安装操作方便且能让水分子的波
长及振动频率达到激发植物细胞内的酶的农业灌溉用水序化的处理装置及工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种农业灌溉用水序化的处理装置，具有机体外壳，所述机体外壳前后部设有进水管
以及出水管，所述处理装置包括安装于机体外壳内部的第一处理芯管以及串接于第一处理
芯管后部的第二处理芯管，所述第一处理芯管以及第二处理芯管设置为生物能过滤芯管，
所述第一处理芯管的头部连接进水管，所述第二处理芯管的尾部连接出水管，在所述进水
管处设有一控制进水管流水流向的三通阀，所述出水管处设有一控制出水管出水的出水
阀，所述三通阀与出水阀之间连通有一反洗管，在所述三通阀与第一处理芯管之间还设有
一排污阀。
作为优选，所述生物能过滤芯管内部填充有由Al2O3、Si2O、CaO、MgO、Fe2O3、CaCO3
材料组成且经过高温煅烧形成中空圆柱形矿石。
作为优选，所述中空圆柱形矿石内Al2O3、Si2O、CaO、MgO、Fe2O3、CaCO3各组分的比
例依次为50-70%、10-20%、3-5%、3-5%、10-15%、4-5%。
作为优选，所述由Al2O3、Si2O、CaO、MgO、Fe2O3、CaCO3组成的材料的粉末粒径为
0.4μm-14μm。
一种农业灌溉用水序化的处理工艺，让水分子具有生物效能且可提供农业灌溉
用，采用如下工艺：
灌溉用水进入第一处理芯管和第二处理芯管，在由Al2O3、Si2O、CaO、MgO、
Fe2O3、CaCO3材料组成且经过高温煅烧而成的中空圆柱形矿石的作用下，使水以CI
SR5000红外线光谱分析仪进行量测的光波波长在区间6～14um波长，其发放率为98%。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：
1、协助改善土壤环境，降低EC值；
2、协助降低植株的病虫害，可强壮植株；
3、能正确使用肥料及控制农药使用量；
4、促进植物对生物能作用水携带的土壤中养分的吸收；
5、增加农产品的口感及质量；
6、加长农产品的保鲜时间，可延长20%以上的保鲜期。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明正洗的水流结构示意图
图3是本发明反洗时的水流结构示意图
图中：1、机体外壳2、进水管3、出水管4、第一处理芯管5、第二处理芯管
6、三通阀7、出水阀8、反洗管9、排污阀
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
图1所示一种农业灌溉用水序化的处理装置，具有机体外壳1，所述机体外壳1前后部设
有进水管2以及出水管3，所述处理装置包括安装于机体外壳1内部的第一处理芯管4以及串
接于第一处理芯管4后部的第二处理芯管5，所述第一处理芯管4以及第二处理芯管5设置为
生物能过滤芯管，所述第一处理芯管4的头部连接进水管2，所述第二处理芯管5的尾部连接
出水管3，在所述进水管2处设有一控制进水管流水流向的三通阀6，所述出水管3处设有一
控制出水管出水的出水阀7，所述三通阀6与出水阀7之间连接有一反洗管8，在所述三通阀6
与第一处理芯管4之间还设有一排污阀9。因而在实际应用时，当需要进行正洗过程时，如图
2所示，关闭进水管2处的三通阀6以及排污阀9，打开出水管3处的出水阀7，此时，水流从进
水管依次经过第一处理芯管4以及第二处理芯管5，经过两次过滤序化处理后，最后经出水
管3流到需要灌溉的场地，而在需要进行反洗时，如图3所示，则打开三通阀6以及排污阀9，
关闭出水阀7，水流经过进水管2后由三通阀6流经反洗管8后至出水管3，再反向通过第二处
理芯管5以及第一处理芯管4，最后经排污阀9排出，继而完成反洗过程，因而，在农业灌溉
时，能较为方便且随时以正反洗方式来过滤去除灌溉水中的杂质，让过滤处理后的水更容
易促进植物的生长。
在本实施方案中，所述生物能过滤芯管内填充由Al2O3、Si2O、CaO、MgO、Fe2O3、
CaCO3材料组成且经过高温煅烧形成中空圆柱型矿石。所述Al2O3、Si2O、CaO、MgO、Fe2O3、
CaCO3各组分的比例依次为50-70%、10-20%、3-5%、3-5%、10-15%、4-5%。所述由Al2O3、Si2O、
CaO、MgO、Fe2O3、CaCO3组成的材料的粉末
粒径为0.4μm-14μm。
所述农业灌溉用水序化的处理的工艺为，水流在经过第一处理芯管4以及第二处
理芯管5时，其内部的生物能过滤材料使水以CISR5000红外线光谱分析仪进行量测，材料
所释放6～14μm波长之平均远红外线放射系数高达0.98以上，可得高效能光谱辐射功率密
度，在室温T=300K条件下于6～14μm波长
之功率密度皆在1.5mW//μm以上。
在实际应用中，经过本装置以及工艺序化处理后的水在植物育种、发芽率、生长势
中起到积极作用。
试验一：
本试验中，以红豆的发芽率与生长率来测试经过本装置处理序化后的茀水对植物生长
的功效，为加强效果，其第一处理芯管以及第二处理芯管中的生物能过滤材料的粉末中添
加12%稀有元素铈，经Radalert50游离辐射检测仪量测其游离辐射剂量为4000CPM，
其中：1、选取红豆种子20粒，分为两组，每组10粒；
2、将纸巾铺于两个培养盘上，并分别浸上本装置处理后的茀水300ML和普通自来水
100ML，然后将红豆种子放于培养盘内并处于室温避光条件下；
实验结果如表1所示：
表1
由表1可看出经本装置处理序化后的水能有效促进植物的发芽以及生长。
试验二：
本试验中，以经过本装置及工艺处理后的茀水灌溉草莓、茼蒿后检测草莓中的葡萄糖
含量以及茼蒿中的膳食纤维含量作为测试，来检测本装置处理后的茀水对植物生长的促进
作用。
其中，在同样的温度以及光照条件下，分别选别相同数量的草莓以及茼蒿，并采用
相同的专业检测设备进行检测草莓中的葡萄糖含量以及茼蒿中的膳食纤维含量，并取平均
值。单位：g/100g，具体数据如表2所示：
表2
从表2的数据可以看出，分别用本装置处理后的茀水以及一般水灌溉后的草莓以及茼
蒿，其内的葡萄糖含量以及膳食纤维含量均有较大百分比的增加，因此，我们可以看出经过
本装置以及工艺处理后的水能有效促进植物内主要能量物质的增长，继而促进植物的生
长。
另外，关于本专利中的处理装置处理后的水还能提高农作物的抗氧化能力。
试验三：
以茶叶为例，相关的研究指出经由加热的远红外线灯提供90℃照射，作用在已干躁处
理的茶叶10分钟，能将一克茶叶泡制100mL的茶中总多酚含量由244.7mg提升至368.5
mg，增加50.6%。然而至今并没有相关的研究评估是否能在自然环境室中对于茶抗氧化能力
与总多酚含量具有提升的效果。
而本处理装置中的生物能过滤材料能影响水分子的相关物理性质，如水分子团细
化、降低水的黏度及表面张力。因此，本实验目的在于研究经由此材料处理之水溶液，是否
能在室温下，就能增加茶抗氧化能力与总多酚含量。
在茶总酚含量及抗氧化能力评估实验中，我们利用此材料于室温下分别处理三种
水源：电阻值为18.2MW的超纯水、逆渗透水以及自来水。三种水源皆盛装于标准50mlPP离
心管，然后插入以生物能过滤材料为主的粉末中做处理，为确保水溶液相关物理性质已达
稳定平衡，处理之时间设为四天。当移除此生物能过滤材料后，此三种水溶液加入相同等量
之市售茶叶，比较茶中所释放之总多酚含量以及茶整体所提供的抗氧化能力，其数据如表3
所示：
表3
其中表3中的数据为远红外线对超纯水、逆渗透水、自来水的总酚含量分析(gallic
acid为总多酚标准物)。依据茶多酚呈色定量Gutfinger方法，加上Folin-Ciocalteu试
剂，其结果如表3所示，经比较可知此材料处理的水，依据不同水质和未经处理的水相比，增
加了茶总多酚含量至少在13%以上。此外，此材料对自来水的影响最大，逆渗透水次之，而
超纯水则是最少。
表4
其中表4是生物能过滤材料对超纯水、逆渗透水、自来水的抗氧化分析。
在茶的抗氧化能力评估中，我们以DMPD自由基消除分析法来评估。表3显示，经此
生物能过滤材料处理的水所制备之茶发现到茶整体所提供的抗氧化能力的确能增进，其增
幅从1.75%到9.04%。此外，三种水源之差异与总多酚含量实验结果一致：此生物能过滤材料
对自来水与逆渗透水皆比超纯水有显著的影响。因此，生物能过滤材料能在室温下，藉由影
响水分子，使得茶中儿茶素等多酚类含量增加，并提升自由基消除能力以增进抗氧化效果。
上述试验数据显示此生物能材料能改变水分子的特性，使水分子在植物育种、发
芽率、生长势中起到积极作用，通过提升植物自身的抗氧化力，来改善植物抗氧化能力、抗
病毒能力、抗病虫害能力，从而减少农药的使用，改善土壤环境，达到生产绿色、环保的农作
物。
因而上述一种农业灌溉用水序化的处理装置及工艺，不仅能协助改善土壤环境，
还能协助降低植株的病虫害，另外还能促进植物对生物能作用水携带土壤中养分的吸收，
增加农产品的口感及质量，以及加长农产品的保鲜时间。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上
的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，
均仍属于本发明技术方案的范围内。