一种无土栽培系统及无土栽培方法与流程

技术领域：

本发明涉及无土栽培技术领域，尤其涉及一种无土栽培系统及无土栽培方法。

背景技术：
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无土栽培(soillessculture)又称营养液栽培、水耕栽培，是一种不用天然土壤，而采用含有植物生长发育必需元素的营养液提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。它极大地扩展了农业生产空间，使得作物可不依赖土壤进行生产，发展前景非常广泛。水培是指不借助基质固定根系，使植物根系直接与营养液接触的栽培方法，但是，由于现有的无土栽培系统复杂，使用不便，且营养液成本高，因此，无法得到广泛的推广应用。

技术实现要素：
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本发明的第一个目的在于提供一种使用方便的无土栽培系统；

本发明的第二个目的在于提供一种成本低的无土栽培方法；

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种无土栽培系统，其包括培养室、第一磁化器、第二磁化器、水泵和水箱，在所述培养室内部设置有培养盘，在所述培养盘的上方设有喷管，在所述喷管的底部装设有雾化喷头；在所述水箱内部固定有电极，所述第一磁化器的出口与所述水箱的进水管连通，所述水箱的出水管与所述第二磁化器的进口连通，所述第二磁化器的出口与所述水泵的进口连通，所述水泵的出口与各个所述喷管的进口连通。

进一步的，所述水泵连接有水泵时间控制器，通过所述水泵时间控制器控制所述水泵的启停时间间隔；所述电极连接有电解时间控制器，通过所述电解时间控制器控制所述电极的通断电时间间隔。

进一步的，在所述水箱内部固定有加热管和水温检测传感器，所述水温检测传感器通过水温控制器与所述加热管连接。

进一步的，其还包括加热器，所述水泵的出口与所述加热器的进口连通，所述加热器的出口通过管路与各个所述喷管连通。

进一步的，其还包括加热器，所述加热器的入口与所述出水管连通，所述加热器的出口与所述第二磁化器的进口连通。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种无土栽培方法，其包括以下步骤：(1)准备工作；(2)设备调整；(3)制备一次磁化水；(4)制备电解水；(5)制备二次磁化水；(6)喷淋；(7)循环处理；具体过程如下：

(1)准备工作

将种子平铺在培养盘内，并将培养盘放置在培养室内；

(2)设备调整

对培养盘内的种子进行光照处理，并将培养室内的温度控制在适合种子生长的温度；

(3)制备一次磁化水

将自来水送入第一磁化器进行一次磁化制得一次磁化水；

(4)制备电解水

将一次磁化水送入水箱内部，并在水箱内的电极两端加载电压，利用电极对水箱内的一次磁化水进行电解，电解20-40s后断开电极两端的电压停止电解，制得电解水；

(5)制备二次磁化水

电解结束后，启动水泵，利用水泵将水箱内的电解水全部泵出，泵出的水送入第二磁化器磁化制得二次磁化水；

(6)喷淋

将二次磁化水送入各个喷管，后经雾化喷头喷淋至培养室内的种子表面；

(7)循环处理

上述步骤(3)到步骤(6)每20-40min重复一次。

进一步的，通过水泵时间控制器设定水泵的启闭时间。

进一步的，第一磁化器和第二磁化器的磁场均为2000gs。

进一步的，在步骤(4)中，在将水送入喷管之前对水进行加热。

本发明的优点：与传统电解水或磁化水培相比极大的缩短了生长周期，可以满足农牧民的使用需求，以水为培养液，成本低，且该整个系统可实现自动化，无需专人职守，易于在农牧民之间推广使用。

附图说明：

图1为一种无土栽培系统结构示意图。

图2为第二种无土栽培系统结构示意图。

图3为第三种无土栽培系统结构示意图。

培养室1、空调2、第一磁化器3、第二磁化器4、水泵5、水箱6、进水管6.1、出水管6.2、灯管7、室温检测装置8、培养盘9、喷管10、雾化喷头11、水泵时间控制器12、光照时间控制器13、室温控制器14、培养架15、支撑板16、电解时间控制器18、浮球阀19、电极20、加热管21、水温检测传感器22、加热器23、水温控制器24。

具体实施方式：

实施例1：如图1至图3所示，一种无土栽培系统，其包括培养室1、第一磁化器3、第二磁化器4、水泵5和水箱6，

培养室1包括培养室主体、空调2和灯管7，空调2的出风口与培养室主体内部连通，通过空调2可调节培养室1内的温度，在培养室主体内部设置有室温检测装置8，室温检测装置8为室温检测传感器，室温检测传感器与室温控制器14(plc)的输入端连接，室温控制器14的输出端与空调2连接，根据植株的生长需求，通过室温控制器14设定空调2的启停温度，室温检测传感器可检测培养室1内的温度，并将检测到的温度信号传送给室温控制器14，室温控制器14将接收到的信号值与其设定的空调2的启停温度进行比对进而控制空调2的启闭；

在培养室主体内部设置有灯管7，灯管7连接有光照时间控制器13，通过光照时间控制器13可控制灯管7的启停时间间隔；

在培养室1内部设置培养盘9，在培养盘9的上方设有喷管10，在喷管10的底部装设有雾化喷头11；在培养室1内放置有框型培养架15，在培养架15上由下向上水平固定有若干对支撑板16，在每对支撑板16上活动放置有培养盘9；

在水箱6侧壁上连通有进水管6.1和出水管6.2，在进水管6.1上装设有浮球阀19，当水箱6内注满水时浮球阀19关闭，当水箱6内水排完时浮球阀19打开便于向水箱6内注入水；在水箱6内部固定有电极20，电极20连接有电解时间控制器18，通过电解时间控制器18控制电极20的通断电时间间隔；

第一磁化器3的出口与水箱6的进水管6.1连通，水箱6的出水管6.2与第二磁化器4的进口连通，第二磁化器4的出口与水泵5的进口连通，水泵5的出口与各个喷管10的进口连通；水泵5可将水箱6内的水泵送到各个喷管10并经雾化喷头11喷到培养盘9内的种子或植株上；

水泵5连接有水泵时间控制器12，通过水泵时间控制器12控制水泵5的启停时间间隔，进而控制喷管10的喷灌时间间隔；

使用说明：首先，将种子平铺到培养盘9上；然后，将第一磁化器3的入口与水源连通，水源经第一磁化器3磁化后进入水箱6；接通电极20的电源对水箱6内的水进行电解，电解30秒后断开电极20的电源；接着，接通加热管21电源，对电解后的水进行加热，将水加热到一定温度后断开加热管21的电源；最后，启动水泵5，利用水泵5将水箱6内的水泵出，水泵5泵出的水经过第二磁化器4磁化后送入各个喷管10，最终经雾化喷头11喷淋到种子上，每次喷淋30s刚好将水箱6的水全部泵出，当水箱6内的水排空后浮球阀19自动打开，高位水源在自重的作用下经过第一磁化器3磁化后进入水箱6，电极20和加热管21重复上述过程对水箱6内的水进行电解和加热；每隔半小时重复一次上述过程；

为了加速种子的发芽，在将水送入喷管10之前对水进行加热处理，以将水加热到种子所需的最佳生长温度；具体的，如图1所示，在水箱6内部固定有加热管21和水温检测传感器22，水温检测传感器22通过水温控制器24与加热管21连接，先接通电极20的电源，通过电极20将水箱6内的水电解，电解一端时间后断开电极20的电源并接通加热管21的电源，利用加热管21将水箱6内的水加热到适合植株生长的最佳水温；

或如图2所示，水泵5的出口与加热器23的进口连通，加热器23的出口通过管路与各个喷管10连通；将加热器23的出口温度设定为适合植物生长的最佳水温，水泵5泵出的水在送入喷管10之前流经加热器23，加热器23可将流经的水加热到适宜植株生长的最佳水温；

或如图3所示，其还包括加热器23，加热器23的入口与出水管6.2连通，加热器23的出口与第二磁化器4的进口连通；水箱6输出的水在送入第二磁化器4之前先流经加热器23，加热器23将流经的水加热到适合植物生长的最佳温度；

通过本实施例所述的栽培系统种植大麦草，1斤大麦草种子经过6天就可发芽生长为高度为15-18cm的大麦草植株，重量为6斤左右，且在生长过程中无需添加肥料或营养液，与传统培养液进行无土栽培相比，获得的大麦草植株为有机植物；与传统电解水或磁化水培相比极大的缩短了生长周期，可以满足农牧民的使用需求，以水为培养液，成本低，且该整个系统可实现自动化，无需专人职守，易于在农牧民之间推广使用。

实施例2：利用如图1至图3所示的一种无土栽培系统进行的一种无土栽培方法，包括以下步骤：(1)准备工作，(2)设备调整，(3)制备一次磁化水，(4)制备电解水，(5)制备二次磁化水，(6)喷淋，(7)循环处理；具体过程如下：

(1)准备工作

将种子平铺在培养盘9内，并将培养盘9放置在培养室1内；

(2)设备调整

对培养盘9内的种子进行光照处理，并将培养室1内的温度控制在适合种子生长的温度；

(3)制备一次磁化水

将自来水送入第一磁化器3进行一次磁化制得一次磁化水；一次磁化可对自来水进行杀菌处理，并且可对自来水进行除垢处理，以保证下一步电解的效率；

(4)制备电解水

将一次磁化水送入水箱6内部，并在水箱6内的电极20两端加载电压，利用电极20对水箱6内的一次磁化水进行电解，电解20-40s后断开电极20两端的电压停止电解，制得电解水；电解过程可对水分子进行电解提取水分中的氧气，同时加强水分子的渗透力；

(5)制备二次磁化水

电解结束后，启动水泵5，利用水泵5将水箱6内的水全部泵出，泵出的水先送入第二磁化器4磁化进行二次磁化制得二次磁化水；二次磁化可进一步加强水分子的渗透力，进而提升种子对水分和氧气的吸收速度以缩短生长周期；

(6)喷淋

将二次磁化水送入各个喷管10，后经雾化喷头11喷淋至培养室1内的种子表面；

(7)循环处理

上述步骤(3)到步骤(6)每20-40min重复一次。

上述第一磁化器3和第二磁化器4的磁场均为2000gs；

为了实现自动控制，无人值守，可通过水泵时间控制器12设定水泵5的启闭时间，通过电解时间控制器18设定电极20的通断时间；通过光照时间控制器13设定灯管7的开关时间；

为了加速种子/植株生长，在将水送入喷管10之前对水进行加热，具体的为，在步骤(4)中，如图1所示，在启动水泵5之前，先接通加热管21的电源，利用加热管21将水箱6内电解水加热到适合种子生长的温度，接着再启动水泵5；

或是在步骤(4)中，如图2所示，第二磁化器4磁化输出的二次磁化水在送入各个喷管10之前先送入加热器23，利用加热器23将二次磁化水加热到适合种子生长的温度后再进入各个喷管10；

或是在步骤(4)中，如图3所示，启动水泵5之后，先将泵出的电解水送入加热器23，利用加热器23将流经加热器23的电解水加热到适合种子生长的温度，将加热后的水送入第二磁化器4磁化；

通过上述方法，可直接利用水进行无土栽培，且培养过程中无需添加任何肥料，获得的植物为有机植物，且培养周期短，便于在农牧民之间推广；以栽培大麦草为例，具体的培养步骤如下：(1)准备工作：将种子平铺在培养盘9内，并将培养盘9放置在培养室1内；(2)设备调整：利用灯管7对培养盘9内的种子进行光照处理，并将培养室1内的温度控制在20°-25°范围内，该温度范围为无麦草种子生长的最佳温度范围；(3)制备一次磁化水：将自来水送入第一磁化器3进行一次磁化制得一次磁化水；(4)将一次磁化水送入水箱6内部，并在水箱6内的电极20两端加载12v或24v的电压，利用电极20对水箱6内的水进行电解，电解30s后断开电极20两端的电压停止电解，制得电解水；(5)制备二次磁化水：电解结束后，启动水泵5，利用水泵5将水箱6内的电解水全部泵出，泵出的水送入第二磁化器4制得二次磁化水；(6)喷淋：将二次磁化水送入各个喷管10，后经雾化喷头11喷淋到培养室1内的种子表面，每次喷淋30s；(7)循环处理：上述步骤(1)到步骤(6)每30min重复一次；利用加热管21或加热器23将水加热到17°-20°，通过水泵时间控制器12设定水泵5每30min启动一次，每次启动30s；通过光照时间控制器13设定灯管7每1个小时开启一次，每次开启30min；通过电解时间控制器18设定电极20两端电压每30min接通一次，每次通电30s；通过该方法，1斤大麦草种子经过6天就可发芽生长为高度为15-18cm的大麦草植株，重量为6斤左右，且在生长过程中无需添加肥料或营养液，与传统培养液进行无土栽培相比，获得的大麦草植株为有机植物；与传统电解水或磁化水培相比极大的缩短了生长周期，可以满足农牧民的使用需求，且该培养方法简单，成本低，易于在农牧民之间推广使用。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。