專利名稱：一種無土栽培系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無土栽培系統(tǒng)，具體的說是涉及一種綜合利用潮汐式灌溉和封閉
式栽培系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用槽式+盆式或槽式+袋式的基質(zhì)栽培系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，無土栽培的種植方式越來越得到廣泛地應(yīng) 用。目前，美國、日本等國家的設(shè)施栽培基本普及無土栽培技術(shù)；歐盟也明確規(guī)定，進(jìn)入21 世紀(jì)，所有歐盟國家的園藝作物要全部實現(xiàn)無土栽培。 封閉式無土栽培是將澆灌后從植物根部滲出的多余水分和肥料，收集、凈化、滅 菌、檢測、調(diào)整后再重新用于灌溉作物；它既能提高水、肥的利用率，又避免了高N(V營養(yǎng)液 滲入地表污染水、土壤環(huán)境。 潮汐灌溉是溫室無土栽培中高效利用營養(yǎng)液的一種灌溉方式營養(yǎng)液重復(fù)循環(huán)使 用；根部灌溉，更有利于植物吸收水分和養(yǎng)分；潮汐式的方法，解決了植物根部水與空氣的矛盾。 雖然無土栽培中的營養(yǎng)液栽培可以使植物生長更快，但由于管理的難度大、水與 空氣的矛盾不易解決、緩沖能力差，營養(yǎng)液栽培并未在生產(chǎn)中得到大面積推廣應(yīng)用。基質(zhì)栽 培仍然是目前無土栽培的主流，其中槽式、袋式、盆式為主要栽培方式，滴灌、表層漫灌又是 主要的灌溉方法；但基質(zhì)栽培存在著營養(yǎng)液難以回收利用(非封閉式栽培)、不能實現(xiàn)根部 灌溉、水肥利用率低、環(huán)境污染嚴(yán)重(次生鹽漬化)等諸多缺點(diǎn)，目前還沒有能夠同時克服 上述缺點(diǎn)的基質(zhì)栽培系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種新型的無土栽培系統(tǒng)，本系統(tǒng)是一種 封閉式、根部潮汐灌溉、槽式+盆式或槽式+袋式的基質(zhì)栽培系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)營養(yǎng)液的潮 汐式灌溉和封閉式循環(huán)使用，適用于蔬菜、花卉等作物的無土栽培，并且具有技術(shù)和設(shè)備簡 單、價格低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。 —種無土栽培系統(tǒng)，主要由營養(yǎng)液池1、水泵3、至少一個承液槽6、消毒裝置11以 及管路組成，營養(yǎng)液池1出口經(jīng)水泵3與承液槽6入液口相連，承液槽6出液口端通過回液 主管9與營養(yǎng)液池1入口相連，兩個或兩個以上承液槽6之間采用并聯(lián)的方式，所述承液槽 6中放有栽培盆或栽培袋，消毒裝置11和營養(yǎng)液池1單獨(dú)構(gòu)成一個營養(yǎng)液消毒的回路；所 述承液槽6出液口端的結(jié)構(gòu)滿足潮汐式灌溉的要求。
所述承液槽6出液口端的結(jié)構(gòu)為如下兩種中的一種 A、承液槽6出液口處設(shè)置有第一回液管12和第二回液管15，第一回液管12的上 端與承液槽6底部相平，第二回液管15的上端露出承液槽6底部2 4cm，第二回液管15 的下端和第一回液管12的下端通過三通閥與回液主管9的入口端相連接，第一回液管12 安裝有電磁閥13 ;
B、在承液槽6出口處設(shè)置有第三回液管17，第三回液管17的上端高出承液槽6底
部2 4cm，下端與回液主管9相連，所述第三回液管17在高出承液槽6底部1 2cm位置
處的管壁上有3 5個直徑為0. 5 lcm圓孔。所述承液槽6內(nèi)壁覆蓋有塑料薄膜，防治承液槽漏液。 所述無土栽培系統(tǒng)中各部件的工作狀態(tài)由控制系統(tǒng)10來調(diào)控。 當(dāng)承液槽6出液口端的結(jié)構(gòu)為A所述時，該無土栽培系統(tǒng)的操作方法如下 參見圖1和2，通過控制系統(tǒng)10，使電磁閥(常開式)13與水泵3—起通電，通電后
電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，水泵3開啟，營養(yǎng)液池1中的營養(yǎng)液2被抽入到供液管路4中，進(jìn)而
從承液槽入液口 5流入承液槽6中；隨著營養(yǎng)液的不斷流入，承液槽6中的液位不斷升高，
當(dāng)液位升高到第二回液管15的上端平面時，承液槽6中的營養(yǎng)液將依次經(jīng)過第二回液管15
和回液主管9回流到營養(yǎng)液池1，從而使承液槽6中的液位保持在2 4cm不變；10 15
分鐘后，電磁閥13與水泵3 —起斷電，電磁閥將變?yōu)榇蜷_狀態(tài)，承液槽6中的營養(yǎng)液將依次
經(jīng)過第一回液管12和回液主管9全部回流到營養(yǎng)液池1。本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)了對承液槽6
中栽培盆或栽培袋14中作物的潮汐式灌溉供液(液位升高即漲潮)、維持一定液位(基
質(zhì)吸收營養(yǎng)液中的水分和養(yǎng)分)、回液(液位降低即落潮)。 當(dāng)承液槽6出口端的結(jié)構(gòu)為B所述時，該無土栽培系統(tǒng)的操作方法如下
參見圖1和3，水泵3開啟，營養(yǎng)液池1中的營養(yǎng)液2不斷流入承液槽6中，承液 槽6中的液位不斷升高(因為從3 5個直徑為0. 5 lcm圓孔中回流至回液主管9中的 營養(yǎng)液，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于從供液管路4中進(jìn)入承液槽6中的營養(yǎng)液)；當(dāng)液位升高到第三回液管 17的上端平面時，承液槽6中的營養(yǎng)液將依次通過第三回液管17和回液主管9回流到營 養(yǎng)液池1，使得承液槽6中的液位保持在2 4cm不變；5 7分鐘后，關(guān)閉水泵3，承液槽 6中的營養(yǎng)液將不斷從第三回液管17管壁上的圓孔回流至回液主管9，從而到達(dá)營養(yǎng)液池 1中，最終承液槽6中沒有了營養(yǎng)液。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對承液槽中栽培盆/栽培袋14中的作 物進(jìn)行潮汐式灌溉供液(液位升高即漲潮)、維持一定液位(基質(zhì)吸收營養(yǎng)液中的水分和 養(yǎng)分)、回液(液位降低即落潮)。 當(dāng)營養(yǎng)液全部回流至營養(yǎng)液池1后，開啟營養(yǎng)液消毒裝置11對回流的營養(yǎng)液進(jìn)行 過濾(除去其中的顆粒狀雜物)和消毒(殺滅營養(yǎng)液的根傳病原菌)；然后進(jìn)行成分檢測 以及營養(yǎng)成分的補(bǔ)充和調(diào)整，以用于下一次灌溉。 營養(yǎng)液的灌溉決策，主要由栽培基質(zhì)種類、基質(zhì)量、栽培作物、作物生長階段、外界 氣候條件等決定。 一般地，可以有兩種方案經(jīng)驗方法和基質(zhì)水分測定方法。經(jīng)驗方法就 是根據(jù)栽培者的經(jīng)驗來決定進(jìn)行灌溉與否、灌溉時間長短，主要是看栽培盆/栽培袋中基 質(zhì)的濕潤狀況。通常情況下，每天可以進(jìn)行1 2次、每次10 20分鐘的灌溉?；|(zhì)水分 測定方法就是生產(chǎn)者根據(jù)基質(zhì)水分測定儀16測定基質(zhì)的含水率來決定進(jìn)行灌溉與否、灌 溉時間長短。通常情況下，基質(zhì)含水率在60 70%是比較適宜的，低于50%就需要進(jìn)行灌 溉。 本栽培系統(tǒng)不但實現(xiàn)了對栽培盆/栽培袋的潮汐式灌溉，同時也實現(xiàn)了營養(yǎng)液從 營養(yǎng)液池_水泵_供液管_承液槽_栽培盆/栽培袋_回液管_營養(yǎng)液池的封閉式循環(huán)過 程。 本發(fā)明的有益效果
4
1、本發(fā)明的系統(tǒng)采用了完全封閉的灌溉水循環(huán)系統(tǒng)，同時也實現(xiàn)了潮汐式灌溉， 水肥利用率高，可以達(dá)到90% ，避免了肥水的流失，入滲地下，污染水資源。本發(fā)明的系統(tǒng)對 栽培袋/栽培盆中基質(zhì)的潮汐式、根區(qū)底部灌溉，避免了滴灌或漫灌的根莖區(qū)頂部灌溉的 缺點(diǎn)，從而使葉片能接受更多的光照進(jìn)行光合作用，促使蒸騰拉力從根部吸收更多的營養(yǎng) 元素，穩(wěn)定了根部介質(zhì)水氣含量，避免毛細(xì)根因靠近容器邊部及底部干旱而死，相對濕度容 易控制，保持葉面干燥，減少化學(xué)藥物的使用量。 2、利用本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行植物栽培，植物生長速度快、產(chǎn)量高，設(shè)施利用率高。該系 統(tǒng)還具有技術(shù)和設(shè)備簡單、價格低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中可大范圍、大面積推 廣應(yīng)用。
圖1是無土栽培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是承液槽出口端結(jié)構(gòu)一示意圖；
圖3是承液槽出口端結(jié)構(gòu)二示意圖。 其中，1 _營養(yǎng)液池，2-營養(yǎng)液，3-水泵，4-供液管路，5-承液槽入液口 ， 6-承液 槽，7-塑料薄膜，8-手動閥門，9-回液主管，10-控制系統(tǒng)，11-消毒裝置，12-第一回液管， 13-電磁閥，14-栽培盆或栽培袋，15-第二回液管，16-基質(zhì)水分測定儀，17-第三回液管
具體實施例方式
下面就一次具體的無土栽培過程，進(jìn)一步描述本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)。
以北京市昌平區(qū)小湯山特菜基地進(jìn)行櫻桃番茄栽培為例。 下面結(jié)合圖1和圖2具體說明本發(fā)明的無土栽培系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由營養(yǎng)液池l、 水泵3、10個承液槽6、消毒裝置11以及管路組成，營養(yǎng)液池1出口與水泵3入口相連，水 泵3出口通過供液管路4與承液槽入液口 5相連，承液槽6出液口端通過回液主管9與營 養(yǎng)液池1入口相連，承液槽6之間采用并聯(lián)的方式，所述承液槽6中放滿栽培盆14，承液槽 6內(nèi)壁覆蓋有塑料薄膜7，消毒裝置11和營養(yǎng)液池1單獨(dú)構(gòu)成一個營養(yǎng)液消毒回路；所述承 液槽6出液口端的結(jié)構(gòu)為承液槽6出液口處設(shè)置有第一回液管12和第二回液15，第一回液 管12的上端與承液槽6底部相平，第二回液15的上端露出承液槽6底部3cm，第二回液管 15的下端和第一回液管12的下端通過彎管、三通閥與回液主管9的入口端相連接，第一回 液管12安裝有電磁閥13，水泵3、電磁閥13和消毒裝置11均由控制系統(tǒng)10來控制，所述 電磁閥13為常開電磁閥。
利用上述系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)栽培過程如下 1)按照預(yù)定的櫻桃番茄營養(yǎng)液配方，配制好栽培用營養(yǎng)液，并檢測、調(diào)整使其EC、 pH值達(dá)到預(yù)定要求。 2)通過控制系統(tǒng)中定時器的控制，每天早上8:30自動開啟水泵3，營養(yǎng)液池1中 的營養(yǎng)液被抽入到供液管路4中，進(jìn)而流入承液槽6中。 3)電磁閥(常開式)13與水泵3—起通電，通電后電磁閥13處于關(guān)閉狀態(tài)，隨著 營養(yǎng)液不斷流入承液槽6中，承液槽6中的液位不斷升高，當(dāng)液位升高到第二回液管15的 上端平面時，承液槽6中的營養(yǎng)液便不斷從第二回液管15和回液主管9中回流到營養(yǎng)液池1，從而保持承液槽6中的液位在3cm不變。10-15分鐘后，電磁閥13與水泵3 —起斷電，電 磁閥13變?yōu)榇蜷_狀態(tài)，承液槽6中的營養(yǎng)液將依次經(jīng)過第一回液管12和回液主管9全部 流回營養(yǎng)液池l。 4)回流至營養(yǎng)液池1中的營養(yǎng)液，經(jīng)過200目篩網(wǎng)式過濾器過濾、紫外線殺菌裝置 消毒、營養(yǎng)成分檢測、補(bǔ)充、調(diào)整后，再進(jìn)行下一次灌溉過程。 5)根據(jù)經(jīng)驗方法來決定灌溉與否、灌溉時間長短。櫻桃番茄苗期，每天進(jìn)行1次、 每次10分鐘的灌溉；開花結(jié)果期，如果是光照充足、氣溫比較高的天氣，就每天進(jìn)行2次 (上、下午各1次)、每次15分鐘的灌溉；如果是陰天或下雨天、氣溫不高的天氣，就每天進(jìn) 行1次、每次15分鐘的灌溉。 6)按照上述無土栽培系統(tǒng)進(jìn)行的番茄生產(chǎn)試驗結(jié)果表明，結(jié)果期比采用栽培盆+ 滴灌式灌溉的常規(guī)栽培方式提前了 5 8天，產(chǎn)量提高了 9 17%。
權(quán)利要求
一種無土栽培系統(tǒng)，主要由營養(yǎng)液池(1)、水泵(3)、至少一個承液槽(6)、消毒裝置(11)以及管路組成，其特征在于，營養(yǎng)液池(1)出口經(jīng)水泵(3)與承液槽(6)入液口相連，承液槽(6)出液口端通過回液主管(9)與營養(yǎng)液池(1)入口相連，兩個或兩個以上承液槽(6)之間采用并聯(lián)的方式，所述承液槽(6)中放有栽培盆或栽培袋，消毒裝置(11)與營養(yǎng)液池(1)單獨(dú)構(gòu)成一個營養(yǎng)液消毒的回路；所述承液槽(6)出液口端的結(jié)構(gòu)滿足潮汐式灌溉的要求。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述承液槽(6)出液口端的結(jié)構(gòu) 為承液槽(6)出液口處設(shè)置有第一回液管(12)和第二回液管(15)，第一回液管(12)的上 端與承液槽(6)底部相平，第二回液管(15)的上端露出承液槽(6)底部2 4cm，第二回液 管(15)的下端和第一回液管(12)的下端通過三通閥與回液主管(9)的入口端相連接，第 一回液管(12)上安裝有電磁閥(13)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述承液槽(6)出液口端的結(jié) 構(gòu)為在承液槽(6)出口處設(shè)置有第三回液管(17)，第三回液管(17)的上端高出承液槽(6) 底部2 4cm，第三回液管(17)下端與回液主管(9)入口端相連，所述第三回液管(17)在 高出承液槽(6)底部1 2cm位置處的管壁上有3 5個直徑為0. 5 lcm圓孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述承液槽6內(nèi)壁覆蓋有塑料薄膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一所述的無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述無土栽培系統(tǒng)中各 部件的工作狀態(tài)由控制系統(tǒng)(10)來調(diào)控。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于無土栽培領(lǐng)域的一種新型無土栽培系統(tǒng)。該系統(tǒng)中營養(yǎng)液池(1)出口經(jīng)水泵(3)與承液槽(6)入液口相連，承液槽(6)出液口端通過回液主管(9)與營養(yǎng)液池(1)入口相連；兩個或兩個以上承液槽(6)之間采用并聯(lián)的方式，所述承液槽(6)中放有栽培盆或栽培袋，消毒裝置(11)與營養(yǎng)液池(1)單獨(dú)構(gòu)成一個營養(yǎng)液消毒的回路；所述承液槽(6)出液口端的結(jié)構(gòu)有兩種，均能達(dá)到潮汐式灌溉的要求。該系統(tǒng)可以同時實現(xiàn)營養(yǎng)液的潮汐式灌溉與封閉式循環(huán)使用，適用于蔬菜、花卉等作物的無土栽培，并且具有技術(shù)和設(shè)備簡單、價格低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號A01G31/02GK101743896SQ20091024306
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者宋衛(wèi)堂, 曲明山, 李玉峰, 賀建德, 馬承偉 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)