底部给水灌溉床及栽培装置的制作方法

本发明涉及植物栽培技术领域，特别涉及一种底部给水灌溉床及包含该灌溉床的栽培装置。

背景技术：

随着全世界和中国的设施农业与植物工厂的面积越来越大，对水肥灌溉的要求越来越高，水肥耦合一体化灌溉施肥技术应用成为一大趋势。目前采用的灌溉技术主要是顶部喷灌和底部给水灌溉。顶部喷灌是水肥从上而下喷淋在植株茎叶或基质上，为植株提供养分的常规灌溉方式，但易喷淋不均匀，导致生长不整齐，空气湿度增加，病害发生几率升高。底部给水的灌溉模式是一种较新的灌溉技术，主要应用于容器育苗、盆栽植物营养液栽培等基质能直接接触营养液的栽培上，水肥通过毛细管作用力自下而上经过栽培容器底孔进入基质。但在实际操作时，生长中的植株根系因为向肥性和向水性而向有水肥的地方生长，导致根系从栽培容器底孔生长出去。当水排走后，由于水的表面张力特性，灌溉床表面还容易存在局部积水，造成根系从栽培容器底孔生长出去苗。当育苗结束，将幼苗从栽培容器中取出移栽时，根系断裂而伤根，影响植株缓苗的长势和时间，而且易引发病害。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的至少在于提供一种底部给水灌溉床及包含该灌溉床的栽培装置，通过解决底部排水不彻底的问题，减少植物根系的外露并提高出苗的一致性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种底部给水灌溉床，包括底部、围绕底部四周的侧壁、进水口和出水口，所述底部的上表面设置有若干支撑结构，至少部分所述若干支撑结构的顶部处于同一水平面。

在另一实施方式中，所述底部的上表面朝出水口方向向下倾斜。

在另一实施方式中，所述底部上开设有与所述出水口连通的沉淀池。

在另一实施方式中，所述沉淀池的上部设置有过滤槽。

在另一实施方式中，所述过滤槽为可拆卸过滤槽。

在另一实施方式中，所述沉淀池的侧壁上开设有与所述出水口连通的出水渠道。

在另一实施方式中，所述出水口配备有堵水塞，所述堵水塞插入于所述出水口，用于阻挡所述出水口与所述灌溉床的外部连通。

在另一实施方式中，所述出水口配备有堵水塞，所述堵水塞插入于所述出水口，用于阻挡所述出水口与所述出水渠道的连通，以及所述出水口与所述灌溉床的外部连通。

在另一实施方式中，所述支撑结构为中空支撑结构，所述中空支撑结构的上表面呈网状，四周呈网状或开设若干排水孔。本发明还提供一种栽培装置，包括栽培容器和前述任一灌溉床，所述栽培容器支撑在所述灌溉床的所述支撑结构上。

本发明提供的灌溉床及使用该灌溉床的栽培装置，针对排水不彻底引起的积水问题，以及由此引起的根系生长出栽培容器及苗木生长不齐的问题，通过减少栽培容器与灌溉床面的接触面积，减小表面张力引起的局部积水，并可进一步配合斜坡式设计，排水彻底，达到很好的控根效果。

附图说明

图1为本发明实施例中灌溉床的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中灌溉床的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例中灌溉床的主视截面结构示意图；

图4为本发明实施例中沉淀池的放大立体结构示意图；

图5为成苗期根系生长情况对比效果图；

图6为成苗时幼苗带基质根系形态对比效果图；

图7为成苗时幼苗洗去基质后根系形态对比效果图；

图8为育苗结束幼苗从栽培容器移出后根系形态对比效果图；

图9为缓苗期植株整齐度对比统计图；

图10为缓苗后开花情况对比统计图；

图11为缓苗后开花情况对比效果图。

元件标号说明

1侧壁

11进水口

2底部

21支撑结构

22加强筋

3沉淀池

31过滤槽

32出水渠道

4出水口

41堵水塞

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1-4示出本发明灌溉床的一个实施例。在本实施例中，灌溉床包括底部2和围绕底部2四周的侧壁1，侧壁1和底部2共同形成容纳水肥的空间。底部2的上表面设置有若干支撑结构21，支撑结构21可以是各种形状的，例如圆柱形、圆台形、锥形、方形、长条状、块状或半球形等等。支撑结构21可以是实心的，也可以是中空的，中空支撑结构的上表面呈网状，四周呈网状或开设若干排水孔，利于排水。排布形式可以是局部布置，也可以是全面布置。支撑结构柱上表面积小，目的是减少下部苗床(即灌溉床的底部)和上部栽培容器的接触面，防止排出营养液后，仍有水残留在上表面，同时支撑结构柱的形状和排布不阻挡营养液回流。

使用时支撑结构21支撑置于其上方的栽培容器(未示出)，因此优选支撑结构21的顶部处于同一水平面，使得栽培容器可平整放置。底部2可以是实心结构，也可以是中空的结构(如图3所示)，中空结构的情况下，为增加结构强度，可在空心部分加设加强筋22。

侧壁1上开设有进水口11，用于将水肥经该进水口11注入灌溉床。与开设进水口11的侧壁1相反的一侧的底部2上开设有出水口4，出水口4从其下方或侧面与灌溉床的外部连通。为便于水肥从进水口一侧向出水口一侧流动，如图3所示，本实施例优选底部2的上表面从进水口一侧向出水口一侧倾斜，这种情况下，由于支撑结构21的高度也可从进水口一侧向出水口一侧逐渐升高，因此同样可以保持顶部处于同一水平面。

出水口4的一侧开设有沉淀池3。沉淀池3的上部可设置过滤槽31，水肥经过滤槽31流入沉淀池3，通过过滤槽31过滤水肥中夹杂的植株碎屑、基质残渣等。过滤槽31优选是可拆卸的，在不移动床体的情况下就可通过拆卸过滤槽31来清理随水流出的基质，简便易行。

沉淀池3的侧壁上开设有与出水口4连通的出水渠道32。出水口4配备有堵水塞41，堵水塞41的形状与出水口4的形状相适配，例如可为圆柱形或方形等等。当插入出水口4中时，堵水塞41会阻挡水肥从出水渠道32流向出水口4，以及阻挡水肥从出水口4向灌溉床外部流出。如图1所示，本实施例中，出水渠道32与底部2的上表面是贯通的，即顶部为开放结构，但为防止未经过滤的水肥直接流入出水渠道32，出水渠道32的顶部也可是封闭结构的。

本发明提供的灌溉床可应用于单层灌溉系统也可用于立体灌溉系统，配合管道形成循环系统。下面结合上述实施例简述本发明灌溉床的使用：

堵水塞堵截排水孔，开始灌溉，达到植株需要的灌溉水位后，基质由于毛细作用开始吸水，吸水结束后打开堵水塞，剩余水肥受重力作用沿着斜坡向沉淀池流动，流入沉淀池，植株碎屑、基质残渣等经过沉淀池时被过滤，水肥流经沉淀池再经出水渠道流至排水孔，从下方或侧面流出排水孔，立体多层灌溉时可通过引流，留至下层灌溉床。过滤槽可以拆卸，清理杂质后套回沉淀池。

上述实施例是示例性的，其中有多个特征可分别或同时采用替代实施方式，例如：

进水口和出水口不局限于分别位于灌溉床的两侧，可以位于同一侧，也可以将二者或其中之一设置在灌溉床的中间位置；进水口不局限于设置在灌溉床的侧壁上，可由栽培容器与灌溉床侧壁之间的间隙形成，或者也可以采用在栽培容器上开设进水孔的方式；出水口不局限于设置在灌溉床的底部上，也可采用在灌溉床的侧壁底部开孔的方式；

灌溉床底部的上表面也可以是水平面，不局限于倾斜面，在倾斜面的情况下，也不仅仅是从一侧向另一侧倾斜一种情况，例如当出水口位于灌溉床中间位置时，可以是从四周向中间倾斜，也就是说，以向出水口方向倾斜为准；

堵水塞可以省略，只要使得进水量大于出水量(例如使得进水口大于出水口)，即可保证灌溉床底部与栽培容器之间必要的水位，这种情况下，还可通过与外部其他设备的结合(例如与其他灌溉床串联)形成循环系统；在没有堵水塞且设置有沉淀池的情况下，还可以将出水口和出水口与沉淀池之间的连接通道均设置成顶部封闭的，以此防止水不经沉淀池直接进入出水口；

上述灌溉床既可适用于基质栽培，也可用于水培。

本发明提供的灌溉床及使用该灌溉床的栽培装置，针对排水不彻底引起的积水问题，以及由此引起的根系生长出栽培容器及苗木生长不齐的问题，通过减少栽培容器与灌溉床面的接触面积，减小表面张力引起的局部积水，并可进一步配合斜坡式设计，排水彻底，达到很好的控根效果，利于定植后植株的良好生长，能够提高苗木整齐度，减少缓苗时间，提前开花，对设施农业与植物工厂水肥灌溉有重要意义。

本发明的技术效果可通过下述实验来体现：

实验设置：

处理a：使用具有支撑结构且床底面倾斜一定角度的底部给水灌溉床。

处理b：使用具有支撑结构且床底面水平的底部给水灌溉床。

处理c：使用无支撑结构且床底面水平的底部给水灌溉床。

相同管理下测定指标：

1、成苗期根系生长情况。

2、植株整齐度。

3、缓苗时间以及缓苗后植株生长指标。

实验结果：

1、成苗期根系生长情况：

植株成苗后，处理a的根系未长出穴盘底部通孔，处理b由于底部少量积水，少量根系长出穴盘底部通孔，处理c的根系大量长出穴盘通孔。如图5所示。

成苗根系形态：

黄瓜成苗时，幼苗带基质的形态，处理a的根系完整包绕在基质上，处理b的大部分根系包绕在基质上，稍微有一点根系长出基质外，处理c的根系大部分长出基质，如图6所示。洗去基质后，观察根系形态，处理a和处理b的根系发达，须根数量明显多于处理c，处理c的根系由于长出穴盘外，导致根系较长但须根数量少，如图7所示。当育苗结束将幼苗从栽培容器中拔出移栽时，处理a的根系可完整移出，处理b的根系也可基本完成移出，移出后，处理a和处理b根系明显较处理c根系发达，处理c的根系断裂，仅仅能保留部分根系，根系长度、数量显著降低，如图8所示。

2、植株整齐度：

移栽后，黄瓜幼苗定植在基质中，缓苗7天后，对比各处理植株的株高。处理a培育的幼苗在缓苗期整齐度最高，所有值均匀分布在13～16cm之间。处理b培育的苗在缓苗期整齐度较齐，所有值分布在12～18cm之间。处理c培育的苗在缓苗期整齐度最差，所有值分布在10～24cm之间。如图9所示。

3、缓苗后开花情况：

缓苗后第8天统计各处理开花数量，以期反映缓苗的效果和开始进入新的生长发育的情况。处理a、b、c各16株幼苗，其中处理a培育的幼苗在缓苗第8天有9株开花，开花数为12朵。处理b培育的幼苗在缓苗第8天有8株开花，开花数为10朵，而处理c培育的苗缓苗期第8天尚未开花。说明处理a和处理b育的苗缓苗更好，缓苗期也大大缩短。如图10和11所示。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。