专利名称：梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体栽培系统，尤其是一种梯形立体种植体的喷雾式立体栽
培系统。
背景技术：
传统农业是基于太阳光照与土壤基质而进行的自然生产方式的农业，产品的产量 和产品质量受到种植面积和自然环境条件的制约，很难满足人们对食品数量和质量的要 求。 温室栽培在一定程度上摆脱了环境对农业生产的限制，人们可以在任何时间吃到 各种蔬菜或水果。温室无土栽培技术是随着温室生产发展而研究采用的一种最新栽培方 式。无土栽培大体上分为基质栽培和无基质栽培两大类。基质栽培，即作物根系固定在基 质中，植株通过基质吸收营养液，主要栽培方式有袋培、岩棉培和营养液膜法。而无基质栽 培一般称为水培，即根系直接和营养液接触，水培系统中，比较先进的营养液供给形式为浅 液流供给方式，即植物的根部位于较浅的以一定速率流动的营养液中。 植物工厂是继温室栽培之后发展的一种高度专业化、现代化的设施农业。它与温 室生产不同点在于，完全摆脱大田生产条件下自然条件和气候的制约，应用近代先进技术 设备，完全由人工控制环境条件，全年均衡供应农产品。目前，高效益的植物工厂在某些发 达国家发展迅速，实现了工厂化生产蔬菜、食用菌和名贵花木等。植物工厂的最主要特点之 一是营养液栽培技术，如日本营养液栽培的方法有许多种，如NFT、湛液培、固体基质培(包 括岩棉培、砾培、砂培等)，其中以岩棉培和NFT为主，而岩棉培更是占到营养液栽培面积的 近50%。典型的营养液栽培装置有以下几种形式①三水式NFT装置——栽培床用泡沫制 成，有一定的斜度(1/80-1/100)，底部营养液呈薄膜状缓缓流动，可以自动供肥，还设有杀 菌装置；②协和式——使用成型塑料栽培床，分成若干单元，适用于果菜栽培；③M式—— 栽培槽用"U"型泡沫制作的成型产品连接而成，定植板也用泡沫做成，里面铺聚乙烯薄膜， 适于叶菜特别是鸭儿芹栽培；④新和式等量交换装置——其主要特征是栽培槽分成两部 分，相互间进行营养液的等量交换，以补给根系充足的氧气(②、③、④均属于湛液栽培装 置)；⑤诚和式——这是一种循环式岩棉栽培装置，在栽培槽中央安装排水管，从下到上依 次铺放粒状岩棉垫、岩棉块和定型灌水管，采用滴灌方式，多余的营养液经排水管流回集水 槽供循环使用。植物工厂中多采用移动栽培装置，主要有平面式、立体式和倾斜式三种，通 过合理密植，提高了有效栽培面积。上述栽培方式，植物的根部在大部分时间均位于营养液 中，不能为植物提供更佳的呼吸环境，直接影响了植物新陈代谢的速率。 专利号为ZL96105058.6、授权公告日为2000年4月19日的中国实用新型专利-植 物的营养液雾化培养反应器，采用了营养液的雾化供给方式，但是该反应器用于培养植物 组织，必须为密闭的玻璃罐体，而且玻璃罐体内需要保证一定的温度，罐体内从上至下设置 有多层用于放置组织块的不锈钢网，由于该反应器采用多层状结构，喷出的营养液需要在 螺旋桨的带动下在整个反应器中循环，进而充满整个反应器，使位于不同层上的组织块均可以吸收到营养液。另外，由于该营养液雾化培养反应器为密闭形式，因此需要在停雾期间 进行通气，不仅结构复杂，也不适于栽培植物。
实用新型内容本实用新型目的是提供一种有利于植物生长的、结构简单的梯形立体种植体的喷 雾式立体栽培系统，通过该栽培系统可以得到气生根。 本实用新型所采用的技术方案为一种梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统， 包括营养液气雾式供给系统和纵向截面为梯形的立体种植体；所述营养液气雾式供给系统 包括喷头支架和多个喷头，所述喷头的连接管均依附在所述喷头支架上；营养液池；高压 水泵，所述高压水泵的输入端口与营养液池的输出管道连通，所述高压水泵的输出端口与 所述喷头连通；所述立体种植体上设置有彼此间隔设置的种植孔，所述种植孔上设置有供 种子或者种苗附着的附着体。 优选地，所述营养液气雾式供给系统还包括磁化装置，所述磁化装置设置在营养 液池至高压水泵之间，用于对营养液进行磁化处理。 优选地，所述营养液气雾式供给系统还包括过滤营养液中杂质的过滤器，所述过 滤器设置在所述高压水泵的输出端口与喷头之间。 优选地，所述营养液气雾式供给系统还包括回流槽，所述回流槽倾斜地设置在立
体种植体的底面上，所述回流槽至营养液池之间依次有回流过滤器和回流杀菌装置。 优选地，所述营养液气雾式供给系统还包括缓冲沟槽，其设置在临近所述营养液
池的位置上，并与所述营养液池连通；所述缓冲沟槽的内部设置有减缓回流营养液流速的
缓冲壁；所述回流杀菌装置为紫外线灯管，所述紫外线灯管安装在所述缓冲沟槽的上部或
者内壁上。 优选地，所述立体种植体由至少三块平面种植体搭接而成，所述平面种植体上的 种植孔呈规则的矩阵式排列，所述附着体为固定在平面种植体底部外侧的分别与每排种植 孔相对应的成条的附着体。 本实用新型的有益效果为营养液液以气雾态的形式提供给植物，更有利于植物 进行吸收，如果使营养液经过磁化处理，将以分子团结构存在的营养液切割为以单个分子 结构存在的营养液，配合气雾态的供给形式，可以使植物直接吸收，而无需先通过植物自身 具有的微生物进行分解后再进行吸收，一方面可以加快吸收速度，另一方面可以在供给相 同营养液成分的情况下，植物的营养成分也相对较高。在采用立体种植体种植植物的情况 下，气雾态的营养液将弥漫整个立体种植体的内部，而位于立体种植体内部的根部可以直 接吸收营养液内的营养成分，有利于提高植物所含营养成分的含量；另外，植物的根部可以 真正地完全裸露在空气中，利于根部呼吸氧气，可以加快植物的新陈代谢，进而促进植物的 生长，一般在l个月左右，植物即可进行收割。本实用新型所述的梯形立体种植体的喷雾式 立体栽培系统除基本的要求外，无特殊的硬性要求，如所述立体种植体无需密封，只需不至 于使喷出的营养液向外飞溅，浪费营养液即可，而立体种植体本身的材质也无特殊要求，如 可以使用普通的泡沫板等，因此，本实用新型所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系 统具有结构简单、成本低的特点，有利于农业工厂化技术的推广，易于使农民转型为蓝领工 人。
图1为平面种植体的立体结构示意图； 图2为图1中A-A向的剖视图； 图3为立体种植体的结构示意图； 图4为营养液气雾式供给系统的结构示意图； 图5为实施植物自动播种方法的自动播种系统的主视图； 图6为本实用新型所述缓冲沟槽的结构示意图。
具体实施方式现参照附图，对本实用新型所述梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统进行具体 说明。 —种梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，包括营养液气雾式供给系统和上述 的立体种植体51。 所述营养液气雾式供给系统包括如图4所示的营养液池l，用于存储培养植物的 营养液，其中所述营养液可以为液体的有机肥料。为了使营养液可以通过喷头以气雾态的 形式喷出，需要通过高压水泵3对从营养液池1的输出管道流出的营养液进行加高压处理， 即高压水泵3的输入端口与营养液池1的输出管道连通，高压水泵3的输出端口与设置在 植物生长区5内的喷头连通，其中对高压水泵3的选择需要使经过加高压处理的营养液到 达喷头时能以气雾态喷出，兼顾成本及效果，高压水泵3的选择可以使到达喷头出的营养 液的压力达到1至5公斤即可，高压水泵3与喷头之间的输送管路越长，对高压水泵3的要 求越高。 所述营养液气雾式供给系统包括设置在植物生长区5内的如图3所示的喷头54， 图3中仅示出与一块立体种植体51对应的喷头，在植物生长区5内设置有多个共同由同一 套营养液气雾式供给系统进行控制的立体种植体51。直接与喷头54连接的连接管55可 以依附在喷头支架53上，所述喷头可以一部分直接安装在喷头支架53上，也可以根据需要 通过其连接管55的可定型性悬置在空中，通过连接管55可以调整喷头54距离立体种植体 51的距离。 所述营养液一般为分子团结构，植物的根部52需要通过自身微生物对其进行分 解再进行吸收，减缓根部52的吸收速度，所以，可以在营养液池1至高压水泵3的输出管 道上设置磁化装置2，所述磁化装置2可以包括两块吸合在一起的强磁铁，提供2万高斯至 4万高斯的强磁场，磁化装置2可以将流经的营养液的分子团结构切割为单个分子结构，单 个分子结构的营养液可以被根部52直接吸收，无需通过自身的微生物进行分解。 另外，在所述高压水泵3的输出端口与喷头54之间可以设置用于过滤营养液中杂 质的过滤器4，避免在长期使用过程中，发生堵塞喷头54的现象。 由于在立体种植体51中喷出的营养液，只有一部分被根部52吸收，另一部分会经 由根部52滴落或者直接落到地面上，为了减少浪费，可以在立体种植体51的底面上设置倾 斜的回流槽56，将待回流的营养液通过所述回流槽56依次经过回流过滤器6对其进行过 滤，经过回流杀菌装置7进行杀菌后回流至所述的营养液池1 ，以待进一步循环使用。其中，
5所述回流杀菌装置可以为紫外线灯管，回流过滤器6和回流杀菌装置7优选为设置在临近 营养液池1的位置上。由于通过紫外线灯管对回流营养液进行杀菌需要限定回流营养液的 流速，如果流速过快，则起不到杀菌的效果，为此，可以通过一种简单的方式解决该问题，即 在所述营养液池1旁边设置如图6所示的缓冲沟槽IO，缓冲沟槽10的内部设置有缓冲壁 14，缓冲壁14的高度低于缓冲沟槽10的高度，所述缓冲壁14将缓冲沟槽10分成两部分，分 别为缓冲前区101和缓冲后区102，缓冲后区102与所述营养液池1之间设置有连通区15， 如连通孔。回流营养液进入缓冲沟槽10的缓冲前区101后，需要越过缓冲壁14进入缓冲 后区102，进而降低了回流营养液在缓冲沟槽10内的流速。所述回流杀菌装置7，如紫外线 灯管，可以安装在缓冲沟槽10的上部或者内壁上，如设置在缓冲沟槽的位于缓冲前区101 的上部或者内壁上。另外，也可以通过更简单的方式降低回流营养液的流速，即限制缓冲沟 槽与营养液池1之间的连通区15的横截面积等。另外，缓冲沟槽10还具有在经缓冲壁14 减速过程中沉淀杂质的作用。 另外，在冬季可以对营养液进行加温处理，如在营养液池1增加电热丝，对营养液 进行加温处理，使其达到5t:左右即可，如用计算机管理还可根据植物的蒸腾作用规律调整 根部的含水量和湿度，更有效的促进了作物潜力的生长。 如图3所示的梯形的立体种植体51的每个种植孔的附着体上均植入一粒种子或 者一颗种苗，并将所述立体种植体51放置在营养液气雾式供给系统的喷头54的外部。 其中，所述立体种植体51可以由至少三块如图1和2所示的平面种植体511搭接 而成，本实施例使用三块平面种植体511，平面种植体511上设置有彼此间隔的种植孔512， 如呈规则的矩阵式排列，每排种植孔512的底部外侧固定一条用于附着种子或者种苗的附 着体513，附着体513的宽度大于或等于种植孔的直径；其中，附着体513可以为较薄的海 绵，附着体513需要具有吸水性。采用平面种植体511便于通过植物自动播种方法播种种 子。另外，在拼接立体种植体51时无需在彼此邻接的平面种植体之间进行密封处理，并且 在对梯形的立体种植体51进行定位时其底面优选为与地面之间具有缝隙，如此，将更有利 于空气的流通。 植物自动播种方法包括以下工序 ①通过如图5所示的上挡板驱动件30带动上挡板20沿上挡板导轨70移动到位， 使上挡板20上的装有种子的每个凹槽分别与位于其上方的吸嘴板40上的每个吸嘴组件 一一对应，每个吸嘴组件包括多个吸嘴41 ; ②通过吸嘴板驱动件50带动吸嘴板40沿着吸嘴板导轨60向下移动，直至所述吸 嘴板40上的每个吸嘴组件分别进入与各自相对应的凹槽； ③通过吸嘴控制器控制所有吸嘴组件中的每个吸嘴各吸住一粒种子，吸嘴可以是 气动吸嘴；之后，吸嘴板驱动件50带动吸嘴板40向上移动，使所有吸嘴41均退出所述上挡 板上的凹槽； ④上挡板驱动件30移送所述上挡板20，使位于上挡板20上方的每个吸嘴41将 与或者与被自动输送装置80输送到位的一块平面种植体511上的每个种植孔512彼此直 通； ⑤吸嘴板驱动件50向下移送所述吸嘴板，直至所述吸嘴板40上的每个吸嘴41到 达此时已被自动输送装置80输送到位的平面种植体511的与各自相对应的种植孔512处；
6[0036] ⑥吸嘴控制器控制每个吸嘴41将各自吸住的一粒种子放置在与各自相对应的种 植孔512的附着体513上。 自动控制所述喷头54将经高压处理的营养液或者水以气雾态的形式直接喷射到 所述附着体上，直至种子或者种苗长出的根部穿过所述附着体伸入立体种植体的内部，则 所述喷头将营养液或者水直接喷射至植物的根部，直至植物成熟可以采摘为止。所述喷头 54的喷射频率及所喷射营养液的浓度均可以按照本领域内技术人员所掌握的情况，根据种 植不同植物的需求进行设定，并在植物的不同生长阶段进行调整，对于所喷射营养液的浓 度，最基本的要求是植物分别处于生长期、成熟期和收割期时，成熟期所使用的营养液浓度 最高，收割期次之，生长期最低。 起初，当营养液经过高压水泵3的加高压处理后通过喷头54以气雾态喷出时，营 养液或者水将渗过附着体滋润种子或者种苗，当种子发芽向立体种植体51的内部长出根 部52后，营养液或者水便可以直接喷射至根部52上，为植物提供营养，当植物逐渐长大， 根部52越来越发达后即可将附着体撑破，而使其掉落在地面上，该种营养液供给方式可以 真正得到气生根。将营养液或者水以气雾态喷出，将弥漫于立体种植体51的整个内部空 间，即可以弥漫于植物的整个根系空间，让植物即可获取矿质营养，又能从空气中吸收更多 的氧气，所以根系生长特别发达，植株生长速度是水培植株和陆陪植株的生长速度的3至5 倍。如果菜类，通过本实用新型所述的植物营养液气雾式供给系统可以使其藤在l个月的 时间长出2至3米，根部长出2至3米。 当外界温度高于或者等于25t:时，则所述立体种植体直接放置在栽培区域，通过 栽培区域内设置的所述喷头54进行营养液或者水的喷射；当外界温度低于25t:时，则立 体种植体先放置在育苗房内1至3天，育苗房的温度需要保持在25t:至3(TC之间，通过育 苗房内设置的所述喷头54进行水的喷射，使种子生根发芽，之后，再放置在练苗区域2至3 天，练苗区域的温度在育苗房的温度与外界温度之间逐天递减，如外界温度为0°C ，育苗房 的温度为28°C ，如果在练苗区域放置3天，则第一天的温度为21°C ，第二天的温度为14°C ，
第三天的温度为7t:，通过练苗区域内设置的所述喷头对植物的根部进行营养液或者水的
喷射；最后将所述立体种植体放置在栽培区域，通过所述栽培区域内设置的所述喷头54进 行营养液或者水的喷射，直至植物成熟可以采摘为止。 另外，在所述立体种植体51上可以植入不同植物的种子，如位于其顶部上的种植 孔中植入果菜类的种子，在位于其侧壁上的种植孔中可以植入叶菜类的种子，其中，在侧壁 也可以分为上部和下部种植不同叶菜类的种子。当果菜类的种子生根发芽，长出藤之后，将 果菜类的藤挂在位于所述立体种植体上方的藤架上，如此，位于下方的蔬菜可以依靠藤架 遮阳。通过本实用新型所述的营养液气雾式供给系统，可以使果菜类的藤在1个月的时间 长出2至3米，根部长出2至3米。 上述的本实用新型的实施方式为非限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本实 用新型的实质内容基础上进行的修饰和变型，均属于本实用新型保护的范围内。
权利要求一种梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于包括营养液气雾式供给系统和纵向截面为梯形的立体种植体；所述营养液气雾式供给系统包括喷头支架和多个喷头，所述喷头的连接管均依附在所述喷头支架上；营养液池；高压水泵，所述高压水泵的输入端口与营养液池的输出管道连通，所述高压水泵的输出端口与所述喷头连通；所述立体种植体上设置有彼此间隔设置的种植孔，所述种植孔上设置有供种子或者种苗附着的附着体。
2. 根据权利要求1所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于所述营养液气雾式供给系统还包括磁化装置，所述磁化装置设置在营养液池至高压水泵之间。
3. 根据权利要求1所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于所述营养液气雾式供给系统还包括过滤营养液中杂质的过滤器，所述过滤器设置在所述高压水泵的输出端口与喷头之间。
4. 根据权利要求1所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于所述营养液气雾式供给系统还包括回流槽，所述回流槽倾斜地设置在立体种植体的底面上，所述回流槽至营养液池之间依次设置有回流过滤器和回流杀。
5. 根据权利要求4所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于所述营养液气雾式供给系统还包括缓冲沟槽，其设置在临近所述营养液池的位置上，并与所述营养液池连通；所述缓冲沟槽的内部设置有缓冲壁；所述回流杀菌装置为紫外线灯管，所述紫外线灯管安装在所述缓冲沟槽的上部或者内壁上。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的梯形立体种植体的喷雾式立体栽培系统，其特征在于所述立体种植体由至少三块平面种植体搭接而成，所述平面种植体上的种植孔呈规则的矩阵式排列，所述附着体为固定在平面种植体底部外侧的分别与每排种植孔相对应的成条的附着体。
专利摘要本实用新型公开了一种梯形立体种植板的喷雾式立体栽培系统，包括营养液气雾式供给系统和纵向截面为梯形的立体种植板；所述营养液气雾式供给系统包括喷头支架和多个喷头，所述喷头的连接管均依附在所述喷头支架上；营养液池，用于存储培养植物的营养液；高压水泵，对营养液进行加高压处理；所述立体种植板上设置有彼此间隔设置的种植孔，所述种植孔上设置有供种子附着的附着体。本实用新型提供的立体种植板的喷雾式立体栽培系统具有结构简单、实用性强的特点，可以以廉价的成本实现气生根。
文档编号A01G31/06GK201509480SQ2009200742
公开日2010年6月23日 申请日期2009年7月6日 优先权日2009年7月6日
发明者李付忠 申请人:上海赋民农业科技有限公司