专利名称：红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置及其方法
技术领域：
本发明涉及植物栽培技术中的光照措施，尤指一种将红外发光二极管在植物营养液中的应用，即红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置及其方法。
背景技术：
在本专利以前，我们实验过多种发光二极管(LED-白等7种)在无土栽培根系环境中对番茄等3种植物生长的影响，並取得了积极结果，但没有实验过将红外发光二极管在植物营养液中的应用；有资料记载，在发光二极管的光谱中有红外成份，为辨认光质对植物的影响，有必要另做红外发光二极管的实验。
发明内容
为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种平面和垂直组合的栽培装置，为温室平面种植和家庭阳台种植西瓜提供新鲜经验的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置及其方法。
本发明要解决的技术问题是要解决如何将红外发光二极管在植物营养液中的应用问题，要解决如何在无土栽培或水培环境中通过循环水影响根系及如何为全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置及其方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该装置包括淋滴头、盆体和光照系统及底盆和水循环系统等部件，其由第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱与桌面组合为一栽培装置，第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱为平行相距结构，用线绳在桌面高度与桌面相连接，其中在第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱上，分别自上往下依次由淋滴头、第一空盆、第二空盆、第三空盆、过滤盆、第一栽培盆钵、第二栽培盆钵、第三栽培盆钵、过滤盆钵和底盆等组成，所述各部件是由一根塑料管柱中轴串连一起成完整立柱，在柱中轴的平行处设有上水软管，上水软管与淋滴头相连接，淋滴头与引水管相连接，引水管一端与淋滴头相连接，另一端与过滤盆相连接。
所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置的过滤盆的盆内底部铺设有两层无纺布；在所述的第一栽培盆钵、第二栽培盆钵、第三栽培盆钵的栽培盆钵内装有陶粒和岩棉；在所述的过滤盆钵内装满陶粒；在底盆内设有潜水泵和其相连接的电源连线，在第一垂直栽培柱的底盆内设有红外发光二极管LED光源及其相连接的光源电源连线。
一种红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法，该方法将红外发光二极管LED光源作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中通过循环水影响根系，采用组装完毕的第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，红外发光二极管LED光源置于一有潜水盆中，为全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜，从种植到完成生育期进行观察，直到开花结果，其种植和培养的工作步骤是步骤1.组合栽培装置平面与垂直组合栽培装置为将第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，靠近栽培桌，两柱相距100cm，，然后分别用线绳在桌面高度与桌子相连；
步骤2.精选品种和种植选上海常用西瓜品种，精选种子后，先用0.1％的氯化汞溶液消毒3分钟，然后在水中浸泡过夜，取出种子并夹在湿润岩棉中，放在25℃下发芽；待种子长出子叶连同岩棉放入第一栽培盆钵、第二栽培盆钵和第三栽培盆钵栽培孔中培养；步骤3.栽培管理a)、接通电源将完全营养液注满底盆，放入潜水泵和红外发光二极管LED光源，接好电源连线和光源电源连线，并开始运转；b)、循环流灌潜水泵排出的水通过上水软管进入淋滴头，然后通过引水管直接将水引到过滤盆，被过滤的水流入第一栽培盆钵、第二栽培盆钵和第三栽培盆钵，再通过过滤盆流进底盆内，上下周而复式地循环流灌；步骤4.营养液及红外发光二极管LED光源处理实验在人工气候室的非自控玻璃房内进行，从种植起半个月先用1/2浓度营养液培养，此后换全营养液培养，每天补充新鲜液直至生长结束；每天从6:00-18:00循环流灌，18:00-6:00停灌，红外发光二极管LED光源灯的工作时间与灌水时间同步；步骤5.实验结束观察、记录实验过程、变化及其结果，直到实验结束。
所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法的全铵氮营养液配制由以下重量百分比的化合物组成，其中全铵氮营养液的配制硫酸铵0.06~0.12％磷酸氢二钾0.02~0.05％无水氯化钙0.02~0.05％
硫酸镁0.01~0.03％氯化钾0.006~0.01％硅酸钾0.002~0.004％自来水99.88~99.71％全铵氮营养液微量元素母液的配制在1升水中分别溶解硼酸4克，氯化锰14.4克，硫酸锌1.8克，硫酸铜0.8克，钼酸钠1.3克，此为母液，在上述溶液中加此母液1毫升；螯合铁为乙二铵四乙酸—铁。
本发明的有益效果是本发明将红外发光二极管(LED-红外)置于全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜(品种为上海小型早熟红玉)。从种植到完成生育期，观察到LED-红外处理之植株生长快、开花早而集中，其主茎的起始花早4天，1株一次连续3朵，2天内该处理的植株都达开花期，CK植株主茎的起始花晚4天，1株一次1朵，4天内才都达开花期。两处理植株的果实情况接近，都能结果并能成熟，只是LED-红外处理者的数量高5％，最大果重高67％；试验结果证明LED-红外处理有防早衰作用，红外发光二极管(LED-红外)立柱无土栽培西瓜(小型果早熟红玉)，为家庭阳台种西瓜提供了基本经验；另外，西瓜营养液配方是用最易获取、最便宜价格的肥料组成，因而也最易为广大用户使用等有益效果。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图1是本发明总体结构方框图；附图2是本发明西瓜组合式无土栽培装置示意图；附图3是本发明实施例发光二极管LED-红外处理植株，在次生瓜蔓上形成2只西瓜的样品示意图；附图4是本发明实施例对照(CK)植株，在主茎上形成果实的样品示意图；附图5是本发明实施例对照植株，早衰前果实已成熟的样品示意图；附图6是本发明实施例早衰现象左对照植株全枯萎，右红外LED植株基本完好的样品示意图；附图中标号说明A-第一垂直栽培柱；B-第二垂直栽培柱；C-桌面；1-淋滴头；2-第一空盆；3-第二空盆；4-第三空盆；5-过滤盆；6-第一栽培盆钵；7-第二栽培盆钵；8-第三栽培盆钵；9-过滤盆钵；10-底盆；11-电源连线；12-潜水泵；13-红外发光二极管LED光源；14-光源电源连线；15-柱中轴；
16-上水软管；17-引水管；具体实施方式
请参阅附图1、2所示，本发明的装置，包括淋滴头、盆体和光照系统及底盆和水循环系统等部件组成，其由第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)与桌面(C)组合为一栽培装置，第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)为平行相距结构，用线绳在桌面高度与桌面(C)相连接，其中在第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)上，分别自上往下依次由淋滴头(1)、第一空盆(2)、第二空盆(3)、第三空盆(4)、过滤盆(5)、第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)、过滤盆钵(9)和底盆(10)等部件组成，所述各部件是由一根塑料管柱中轴(15)串连一起成完整立柱，在柱中轴(15)的平行处设有上水软管(16)，上水软管(16)与淋滴头(1)相连接，淋滴头(1)与引水管(17)相连接，引水管(17)一端与淋滴头(1)相连接，另一端与过滤盆(5)相连接。
所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置的过滤盆(5)的盆内底部铺设有两层无纺布；在所述的第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)的栽培盆钵内装有陶粒和岩棉；在所述的过滤盆钵(9)内装满陶粒；在底盆(10)内设有潜水泵(12)和其相连接的电源连线(11)，在第一垂直栽培柱(A)的底盆(10)内设有红外发光二极管LED光源(13)及其相连接的光源电源连线(14)。
一种红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法，该方法将红外发光二极管LED光源(13)作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中通过循环水影响根系，采用组装完毕的第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，红外发光二极管LED光源(13)置于一有潜水盆(10)中，为全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜，从种植到完成生育期进行观察，直到开花结果，其种植和培养的工作步骤是步骤1.组合栽培装置平面与垂直组合栽培装置为将第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，靠近栽培桌，两柱相距100cm，，然后分别用线绳在桌面高度与桌子相连；步骤2.精选品种和种植选上海常用西瓜品种，精选种子后，先用0.1％的氯化汞溶液消毒3分钟，然后在水中浸泡过夜，取出种子并夹在湿润岩棉中，放在25℃下发芽；待种子长出子叶连同岩棉放入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)和第三栽培盆钵(8)栽培孔中培养；步骤3.栽培管理a)、接通电源将完全营养液注满底盆(10)，放入潜水泵(12)和红外发光二极管LED光源(13)，接好电源连线(11)和光源电源连线(14)，并开始运转；b)、循环流灌潜水泵(12)排出的水通过上水软管(16)进入淋滴头(1)，然后通过引水管(17)直接将水引到过滤盆(5)，被过滤的水流入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)和第三栽培盆钵(8)，再通过过滤盆(9)流进底盆(10)内，上下周而复式地循环流灌；步骤4.营养液及红外发光二极管LED光源(13)处理实验在人工气候室的非自控玻璃房内进行，从种植起半个月先用1/2浓度营养液培养，此后换全营养液培养，每天补充新鲜液直至生长结束；每天从6:00-18:00循环流灌，18:00-6:00停灌，红外发光二极管LED光源(13)灯的工作时间与灌水时间同步；步骤5.实验结束观察、记录实验过程、变化及其结果，直到实验结束。
所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法的全铵氮营养液配制由以下重量百分比的化合物组成，其中全铵氮营养液的配制硫酸铵0.06~0.12％磷酸氢二钾0.02~0.05％无水氯化钙0.02~0.05％硫酸镁0.01~0.03％氯化钾0.006~0.01％硅酸钾0.002~0.004％自来水99.88~99.71％全铵氮营养液微量元素母液的配制在1升水中分别溶解硼酸4克，氯化锰14.4克，硫酸锌1.8克，硫酸铜0.8克，钼酸钠1.3克，此为母液，在上述溶液中加此母液1毫升；螯合铁为乙二铵四乙酸—铁。
请参阅附图3、4、5、6所示，其中附图3为LED-红外处理植株(在次生瓜蔓上形成2只西瓜)样品示意图；；附图4为对照(CK)植株(在主茎上形成2个果实)样品示意图；
附图5为对照植株(早衰前果实已成熟)样品示意图；附图6为早衰现象(左对照植株全枯萎；右红外LED植株基本完好)样品示意图；本发明的具体实施例步骤如下1，组装两根栽培柱第一垂直栽培柱A、第二垂直栽培柱B(如图2所示)；在第一垂直栽培柱A、第二垂直栽培柱B柱上，自上往下依次为淋滴头(1)，由淋滴头(1)、第一空盆(2)、第二空盆(3)、第三空盆(4)、过滤盆(5)、第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)、过滤盆钵(9)和底盆(10)等，其中第一空盆(2)、第二空盆(3)、第三空盆(4)、过滤盆(5)、第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)和过滤盆钵(9)为具有栽培孔、盆底漏水的基质型盆钵，即在盆内底部铺两层无纺布以过滤流下的溶液，可保持其下栽培盆钵的清洁和通畅性；第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)是栽培盆钵，内装陶粒和岩棉，用陶粒增加通透性，岩棉保水性强；过滤盆钵(9)内装满陶粒，底盆(10)起蓄水作用，内有潜水泵(12)及其电源连线(11)和红外发光二极管(LED-红外)光源及其光源电源连线(14)。
标号1-10各部件是由一根塑料管柱中轴(15)串连一起成完整立柱；潜水泵排出的水通过上水软管(16)(塑料)进入淋滴头，然后通过引水管(17)直接将水引到过滤盆(5)，被过滤的水流入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)，再通过过滤盆(9)流进底盆(10)内，上下周而复式循环流灌。
2，平面与垂直组合栽培装置组装完毕的第一垂直栽培柱A和第二垂直栽培柱B分别移至温室内栽培桌(通常高80cm)的一端，靠近栽培桌，两柱相距100cm，然后分别用线绳在桌面高度与桌子相连，以防栽培柱倾倒，这就是本实验使用的组合栽培装置，西瓜蔓既可沿柱子垂直生长也可在桌面水平生长。
3，种植选上海常用西瓜品种早熟红玉，种子先用法0.1％的氯化汞溶液消毒3分钟，然后在水中浸泡过夜，取出种子并夹在宽2cm，长4cm的湿润岩棉中，放在25℃下发芽；待种子长出子叶连同岩棉放入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)的栽培孔中培养。
4，营养液的配制采用全铵态-氮营养液进行试验，用自来水配制硫酸铵0.06~0.12％，磷酸氢二钾0.02~0.05％，无水氯化钙0.02~0.05％，硫酸镁0.01~0.03％，氯化钾0.006~0.01％，，硅酸钾0.003％，自来水99.88~99.71％。，PH5.5~7.0；其中微量元素的配制和使用方法在1升水中分别溶解硼酸4克，氯化锰14.4克，硫酸锌1.8克，硫酸铜0.8克，钼酸钠1.3克，此为母液，在上述溶液中加此母液1毫升。
螯合铁为乙二铵四乙酸—铁；LED-红外光照完全营养液。
5，栽培管理将完全营养液注满底盆(10)，放入潜水泵(12)和红外发光二极管LED光源(13)，接好电源线(11、14)并开始运转；实验在本所人工气候室的非自控玻璃房内进行，从05年6月20日开始到8月21日结束共2个月，时经盛夏，这期间日最高温度达40℃，而且连续长时间高温，对西瓜生长有一定影响，但仍能观察到红外LED光的影响。
从种植起半个月先用1/2浓度营养液培养，此后换全营养液培养，每天补充新鲜液直至生长结束。每天从6:00-18:00循环流灌，18:00-6:00停灌，红外LED灯的工作时间与灌水时间同步。
6，结果分析1)、红外LED光对水温的影响(表1)表1红外发光二极管(LED)对营养液温的影响
表1结果说明，液温没有因红外LED灯而升高，证明红外LED灯不是致热光源。
2)、西瓜生长发育情况生长西瓜早熟红玉经红外LED光照的水灌溉，早期生长明显快，其主茎高度平均比对照高出20cm。
开花和结果红外LED处理者开花早，结果也早(表2)
表2，红外LED光照营养液对西瓜红玉主茎开花和果实的影响
由表2看出，红外LED处理者提早4天开花，而且每株首开连续3朵花，3株在2天内达到始花阶段。对照植株晚开4天，每株首开1朵，3株在4天内达到始花阶段，明显不如红外LED处理者开花效果高。两者在果实形成上也有差别，红外处理者在主茎的第15节能座牢第1果，但该果不能长大并影响其后节位上果实的形成，而不影响次生枝条上形成果实(图3)。据说这是常见的西瓜结果规律，而红外LED没有改变这-规律。CK植株由于第一果很小时即自然败育，直到第20节才形成果实，其后又形成第二果(图4)。
总的果实情况是，红外LED处理者略好于CK植株，总果重提高5％，两者的最大果重差别大，红外LED处理者大67％(表2)，两处理植株的最大果都能成熟，例如图4柱子上的西瓜成熟时的红心和黑瓜籽(图5)。
实验获成功，为阳台种西瓜提供了初步经验。
早衰现象西瓜生长发育后期CK植株突发早衰现象而枯萎(图6)，但此时红外LED处理植株基本完好，两着差别明显，说明红外LED在防西瓜早衰上有一定作用。
早衰是脱肥引起的现象，可从管理方法上改进。
本发明红外发光二极管(LED-红外)置于全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜(品种为上海小型早熟红玉)。从种植(6月20日)到完成生育期(8月21日)观察到LED-红外处理之植株生长快、开花早而集中，其主茎的起始花早4天，1株一次连续3朵，2天内该处理的植株都达开花期，CK植株主茎的起始花晚4天，1株一次1朵，4天内才都达开花期。两处理植株的果实情况接近，都能结果并能成熟，只是LED-红外处理者的数量高5％，最大果重高67％。试验结果为发展家庭阳台种西瓜提供了经验。
对照植株早衰明显，同时间的LED-红外处理基本完好，LED-红外处理有防早衰作用。
本发明为红外发光二极管(LED-红外)在无土栽培技术中的应用及其方法；立柱无土栽培西瓜(小型果早熟红玉)为家庭阳台种西瓜提供了基本经验；西瓜营养液配方是用最易获取、最便宜价格的肥料组成，因而也最易为广大用户使用。
权利要求
1.一种红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置，包括淋滴头、盆体和光照系统及底盆和水循环系统，其特征在于由第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)与桌面(C)组合为一栽培装置，第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)为平行相距结构，用线绳在桌面高度与桌面(C)相连接，其中在第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)上，分别自上往下依次由淋滴头(1)、第一空盆(2)、第二空盆(3)、第三空盆(4)、过滤盆(5)、第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)、过滤盆钵(9)和底盆(10)组成，所述各部件是由一根塑料管柱中轴(15)串连一起成完整立柱，在柱中轴(15)的平行处设有上水软管(16)，上水软管(16)与淋滴头(1)相连接，淋滴头(1)与引水管(17)相连接，引水管(17)一端与淋滴头(1)相连接，另一端与过滤盆(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置，其特征在于所述的过滤盆(5)的盆内底部铺设有两层无纺布；在所述的第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)、第三栽培盆钵(8)的栽培盆钵内装有陶粒和岩棉；在所述的过滤盆钵(9)内装满陶粒；在底盆(10)内设有潜水泵(12)和其相连接的电源连线(11)，在第一垂直栽培柱(A)的底盆(10)内设有红外发光二极管LED光源(13)及其相连接的光源电源连线(14)。
3.一种红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法，其特征在于将红外发光二极管LED光源(13)作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中通过循环水影响根系，采用组装完毕的第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，红外发光二极管LED光源(13)置于一有潜水盆(10)中，为全铵氮营养液中照光，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜，从种植到完成生育期进行观察，直到开花结果，其种植和培养的工作步骤是步骤1.组合栽培装置平面与垂直组合栽培装置为将第一垂直栽培柱(A)和第二垂直栽培柱(B)的并联装置，分别移至温室内栽培桌的一端，靠近栽培桌，两柱相距100cm，，然后分别用线绳在桌面高度与桌子相连；步骤2.精选品种和种植选上海常用西瓜品种，精选种子后，先用0.1％的氯化汞溶液消毒3分钟，然后在水中浸泡过夜，取出种子并夹在湿润岩棉中，放在25℃下发芽；待种子长出子叶连同岩棉放入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)和第三栽培盆钵(8)栽培孔中培养；步骤3.栽培管理a)、接通电源将完全营养液注满底盆(10)，放入潜水泵(12)和红外发光二极管LED光源(13)，接好电源连线(11)和光源电源连线(14)，并开始运转；b)、循环流灌潜水泵(12)排出的水通过上水软管(16)进入淋滴头(1)，然后通过引水管(17)直接将水引到过滤盆(5)，被过滤的水流入第一栽培盆钵(6)、第二栽培盆钵(7)和第三栽培盆钵(8)，再通过过滤盆(9)流进底盆(10)内，上下周而复式地循环流灌；步骤4.营养液及红外发光二极管LED光源(13)处理实验在人工气候室的非自控玻璃房内进行，从种植起半个月先用1/2浓度营养液培养，此后换全营养液培养，每天补充新鲜液直至生长结束；每天从6:00-18:00循环流灌，18:00-6:00停灌，红外发光二极管LED光源(13)灯的工作时间与灌水时间同步；步骤5.实验结束观察、记录实验过程、变化及其结果，直到实验结束。
4.根据权利要求3所述的红外发光二极管在西瓜栽培上的应用方法，其特征在于所述的全铵氮营养液配制由以下重量百分比的化合物组成，其中全铵氮营养液的配制硫酸铵0.06~0.12％磷酸氢二钾0.02~0.05％无水氯化钙0.02~0.05％硫酸镁0.01~0.03％氯化钾0.006~0.01％硅酸钾0.002~0.004％自来水99.88~99.71％全铵氮营养液微量元素母液的配制在1升水中分别溶解硼酸4克，氯化锰14.4克，硫酸锌1.8克，硫酸铜0.8克，钼酸钠1.3克，此为母液，在上述溶液中加此母液1毫升；螯合铁为乙二铵四乙酸-铁。
全文摘要
一种涉及植物栽培技术中的光照措施，尤指一种将红外发光二极管在植物营养液中的应用，即红外发光二极管在西瓜栽培上的应用装置及其方法。该装置由淋滴头、盆体和光照系统及底盆和水循环系统等组成，其由第一垂直栽培柱和第二垂直栽培柱与桌面组合为一栽培并联装置；该方法将红外发光二极管LED光源作为植物的光源材料，在无土栽培或水培环境中通过循环水影响根系，并循环浇灌柱子上的无土基质培西瓜。本发明的优点LED－红外处理有防早衰作用，红外发光二极管(LED－红外)立柱无土栽培西瓜(小型果早熟红玉)，为家庭阳台种西瓜提供了基本经验；西瓜营养液配方是用最易获取、最便宜价格的肥料组成，因而也最易为广大用户使用等。
文档编号A01G31/06GK1774995SQ20051011131
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者李止正, 陈金星 申请人:中国科学院上海生命科学研究院