专利名称：多功能的基质无土栽培方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种栽培技术，具体来说是一种基质无土栽培方法和进行基质无土栽培用的装置，这是一种适合于不同灌溉方式，适合栽培各种作物的无土栽培方法，既可进行基质栽培，也可与水培结合形成复合型栽培方法。
背景技术：
无土栽培技术，是一种不用土壤培养植物的方法，包括水培、雾(气)培、基质栽
培ο基质栽培是以草炭或森林腐叶土、蛭石等轻质材料做育苗基质以固定植株，让植物根系生长在疏松、透气、保水、保肥的培养基中，并直接吸收营养液的现代化栽培技术。植物生长所需要的营养物质采用人工配制的营养液或有机营养液，通过滴灌或细流灌溉等方法提供，营养成份及基质含水量易于控制。传统的基质无土栽培方法有槽式栽培、容器栽培、塑料袋培(含岩棉培)等，主要区别在于盛装基质的容器种类不同，这些传统方法的不足之处在于1、因为基质填充于容器内部，基质与容器壁之间结合非常紧密，没有空隙，尤其是到栽培中后期，根系密度加大，由于根系生长空间被限制在容器内，膨化矿物基质受挤压而失去空隙和有机基质的腐烂以及根系挤压而使根际环境的透气性下降，从而导致根系生长和水肥吸收受阻，影响了植物生长速度。2、传统基质栽培的基质为敞开或半敞开，定植及其管理作业过程中，容易使基质散落或溢出，污染温室环境、栽培床槽、营养液及给回液管路；敞开处因蒸发而容易积盐，也容易引起病虫侵入根际环境，而使植物遭受病虫危害。3、敞开或半敞开基质栽培模式不利于基质搬运，装容器与布设操作等劳动强度大，容易污染栽培环境，定植速度慢。4、传统基质无土栽培一般只能采用滴管灌溉，滴管的滴孔容易出现被水垢或营养液结晶析出的盐堵塞现象，造成植物缺水、生长不均勻和“缺株断垄”现象。5、基质重复利用及其消毒麻烦，成本较高。6、敞开或半敞开基质透气面积小，透气性能差。并且，在现有的袋培或岩棉培技术中，袋子无法重复使用，栽培一次就打开2-3个口子，岩棉也因无法清理其中残根而不能连续使用，而且这两种基质袋培由于外面直接包裹的是不透气、不透光的塑料膜，因此，不利于消毒的彻底性(含水不宜调控，不利于药物、 蒸汽等的穿透)。袋培、岩棉培只能栽培1-2茬，就必须换袋或废弃。并且，传统袋培、岩棉培只能采用滴管一种灌溉方式，而滴管的堵塞现象是造成栽培作物长势不均衡以及品质差异的直接原因。中国专利文献CN101733132A公开的一种“瓜果蔬菜无纺布袋基质无土栽培方法”，是在地面挖沟槽，沟槽底部设排水沟且铺设塑料薄膜，将蘑菇渣、玉米秸秆、锯末、草炭、酒糟和尿素、鲜鸡粪混合，经过调湿发酵制成有机基质装入无纺布袋，沟槽上方设置水分补偿系统。其目的在于用有机基质代替营养液，解决营养液转运成本高、生产过程易对环境造成污染问题。无纺布袋在于盛装有机基质以便于能够整袋搬运、快速更换有机基质，降低劳动成本。这种方式由于沟槽内设置有塑料薄膜以隔断基质与地底土壤的接触，且装有有机基质的无纺布袋连同有机基质是填充在沟槽内，实际上其基质与不透气塑料薄膜之间仍然结合的比较紧密，同样存在由于没有空隙导致的根系生长和水肥吸收受阻的问题。其为了解决排除积水而影响基质的透气性，在无纺布袋底部打孔排水，这就造成袋内基质颗粒物流出袋外，导致水和营养液受到颗粒物的污染而增加了过滤难度或无法循环利用水分及其营养，另外，这种方式没有设置专用定植钵育苗，定植必然要将植物苗直接栽入无纺布袋的基质中，袋口必然是敞开的，而且这种栽培方式也只能在上部沟槽布设水分补偿系统 (一般只能是采用滴管灌溉)。另外，植生袋，又叫绿化袋或绿网袋，采用无纺布或遮阳网制成，内部装填混有绿化草种子和肥料的土壤或基质，通过正三角稳固堆叠方式构成3D水土保持护坡植生绿化系统，再加上后期发达根系穿透生态袋扎入边坡泥土而使得边坡更加稳固。植生袋式护坡植生绿化系统的灌溉则要采用喷灌方式，严格来说并不属于无土栽培工艺。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种多功能的基质无土栽培方法，以解决现有基质无土栽培技术中由于根系生长受限而导致的根系生长和水肥吸收受阻问题，并使营养液的供给方式更灵活。本发明采用的技术方案是一种多功能的基质无土栽培方法，包括如下过程(1)将培养基质装填于多孔隙的培养容器内；(2)将装有培养基质的多孔隙培养容器放置在栽培床槽内，栽培床槽内壁与多孔隙培养容器之间留有间隙形成根系外生空间；(3)在装有培养基质的多孔隙培养容器上种植植物；(4)将栽培床槽上口部用覆盖物覆盖，使栽培床槽内形成保温、保湿和相对黑暗的环境，在覆盖物上开设植物定植孔或植物生长口 ；(5)向培养基质供给水或营养液；(6)植物生长过程中根系穿透培养容器的孔隙，生长到培养容器内、外部及栽培床槽内部的空间内。在上述方法中，植物可以直接种植在装有培养基质的多孔隙培养容器上，这种方式需要多孔隙培养容器敞口或半敞口，易使基质撒落。为便于集中育苗和定植的方便，可以先在底部设置有格栅孔隙的定植钵内育苗，待植物苗长到一定大小适合定植时，将定植钵直接摆放定位在多孔隙培养容器上，轻轻按压使定植钵底部与培养容器表面密切接触，使植物根系进一步生长时能够向下通过定植钵的格栅和培养容器的孔进入培养容器的培养基质内，实现定植。向培养基供给营养液的方式可以为滴管灌溉，或者定期向所述栽培床槽内通入营养液浸渍多孔隙培养容器和培养基质的方式，利用培养基质的孔隙和毛细现象吸收营养液，通过控制营养液供给和排出，保证营养液充足的供应以满足植物生长对水份和营养物质的需求。也可在植物生长过程中使营养液在栽培床槽内维持一定液位，即多孔隙培养容器和培养基质浸泡甚至浮在营养液中，形成水培和基质栽培复合的栽培方式。所述多孔容器比较理想的方式为吸水性好的织物、无纺布或塑料纱网制成的袋状容器，在装填好培养基质后扎紧袋状容器口，以避免基质散落。进一步地，根据实际需要，在将装填有培养基质的多孔容器放入栽培床槽内之前还包括基质消毒处理，消毒是通过将装填有培养基质的多孔容器码成堆进行熏蒸消毒，由于基质以及包装基质的容器都为多孔透气结构，能够保证药物渗透到基质内进行充分消本发明还供开了一种多功能的基质无土栽培装置，可用于实现上述的基质无土栽培方法包括栽培床槽、覆盖物、培养容器和培养基质，所述培养容器为多孔容器且所述培养基质充填于所述培养容器内，所述装有培养基质的培养容器放置于所述栽培床槽内，且栽培床槽内壁与培养容器之间留有间隙以提供根系外生空间，所述覆盖物覆盖在所述栽培床槽上口部，在覆盖物上位于所述培养容器上方的位置设置有植物定植孔或生长口。还可以采用底部带有格栅的定植钵，以实现先在定植钵内育苗再定植到培养容器上。制作培养容器的材料能够盛装培养基质不造成颗粒物散漏，并且其上面的孔隙能满足透气和透水，并使植物根系能顺利自由穿透，所选材料要求性质稳定、不易腐烂，对植物生长无毒无害即可。因此容器本身既可以为刚性也可以为柔性材料，比较理想的方式是培养容器为吸水性好不易腐烂的纤维织物、无纺布或塑料纱网制成，既能使液体自由内吸和外渗，也可使植物根系自由穿透容器，容器形状根据栽培作物或配套栽培设施的不同，其形状及大小不同，这种柔性容器可以在装填好培养基质后扎口，使培养基质完全处于包裹状态。培养基质可以为根据各地资源和栽培品种的需要的单一基质或若干种复配的复合基质(以不宜腐烂的矿物基质为主)。还包括供给营养液的灌溉系统，由于栽培床槽可以装营养液且包裹培养基质的容器多孔，所述的灌溉系统可以是滴管灌溉系统、流动渗灌灌溉系统、潮汐式渗灌灌溉系统均可。所述的栽培床槽与覆盖物是由对植物生长无毒害、无污染的材料制成，形状、宽窄不限，底部应保持平整或少有斜度，具有防渗漏功能即可。栽培床槽与覆盖物结合形成具有保温、保湿、相对黑暗的环境，有利于根系生长。覆盖物可以为不透明薄膜或硬质盖板，以利于用定植钵移植操作。本发明的有益效果为1、多孔容器放置在栽培床槽内，且多孔容器与栽培床槽之间有间隙形成根系生长的空间以及营养液流通空间，与覆盖物配合形成保温、保湿相对黑暗的根系生长环境，生长在床槽空间中的根系可以更好地吸收氧气，根据环境的调控比传统容器培更加容易，能保持根际培养基质最佳的水、气环境，在保湿环境下，容器内外都适宜根系的生长。2、采用扎口袋式培养容器，改变传统容器培养的培养基松散敞开的做法，使培养基完全处于包裹状态。这种培养基质包裹容器可以方便搬运，培养基颗粒物不泄露污染栽培环境；栽培结束后内部培养基容易晒干，也很容易让其再吸水，因此，有利于减轻基质栽培搬运布置的劳动强度。
3、采用扎口袋式培养容器与底部带格栅的定植钵配合，栽培过程中不破坏容器的整体性，能确保基质不散落或溢出容器外，不污染栽培设施环境，不污染营养液，使营养液可以回收和循环利用。4、采用扎口袋式培养容器，每栽培一茬后可以改变定植方位，如果需要消毒，也非常方便操作，可以码成堆进行熏蒸消毒，从而有利于药物或蒸汽的均勻穿透。5、采用扎口袋式培养容器，栽培2-3茬后，需要清理基质中残根时，只需打开扎口，倒出基质，进行过筛并添加新基质后，继续装袋，重复栽培使用。6、这种基质袋可以采用滴管、流灌(渗灌)、潮汐式灌溉等多种灌溉方式。7、培养容器可以根据栽培的需要布成各种栽培格局。8、即可采用无机营养液栽培，也可采用有机营养液进行流动式或潮汐式灌溉。
图1为本发明的一种多功能的基质无土栽培装置示意图；图2为定植钵的立体示意图；图3为填充有培养基质的培养容器的示意图；图4为定植初期多功能的基质无土栽培状态示意图；图5为本发明的多功能的基质无土栽培植物生长中后状态示意图；图6为本发明的一种多功能的基质无土栽培装置另一种实施方式使用状态示意图。图中，1-栽培床槽，2-覆盖物，21-覆盖物左半，22-覆盖物右半，23-植物生长口， 31-阀门，32-泵，33-储液箱，34-阀门，4-定植钵，41-格栅，42-侧壁，5-培养容器，6-营养液，7-根系。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。如图1-6所示，是一种多功能的基质无土栽培装置的具体实施方式
示意图，包括栽培床槽1，栽培床槽1可以为金属、玻璃、陶瓷或高分子有机材料等对植物生长无毒害、无污染的材料制成，形状、宽窄不限，底部应保持平整或少有斜度，具有防渗漏功能即可；多孔隙培养容器5和培养基质，如图3所示的多孔隙培养容器5内装有培养基质， 培养基质为根据各地资源和栽培品种的需要的单一基质或若干种复配的复合基质(以不宜腐烂的矿物基质为主)；图3中的多孔隙培养容器5为吸水性好、不易腐烂的织物、无纺布或塑料纱网制成的袋状容器，所述袋状容器在装填好培养基质后如图3所示扎紧口部， 以避免在搬动、使用、消毒、植苗时内装的培养基质洒漏或溢出；所述装有培养基质的培养容器放置于图1所示栽培床槽1内，如图4-图6所示且栽培床槽1内壁与袋式培养容器5 之间留有间隙，以便于如图5和图6所示形成根系7生长的空间；覆盖物2，覆盖物2可以采用不透明的膜材料，或者金属或高分子材料等对植物生长无毒害的硬质盖板，所述覆盖物2覆盖在所述栽培床槽1上口部，在覆盖物2上位于所述培养容器上方的位置设置有定植口或植物生长口 23，以便于如图4和图5所示使植物秧苗自由生长(因此称作生长口)和便于如图6所示用定植钵定植(称作定植口)；覆盖物2 使栽培床槽内形成利于根系生长的保温、保湿和相对黑暗的环境。为便于植苗操作，对于硬质盖板作为覆盖物，可以如图1所示使硬质盖板为沿顶部植物生长口位置对接的覆盖物左半21和覆盖物右半22拼成，植苗完成后使生长口对应于植物秧苗对拼即可。当然也可以如图6所示，使定植孔大小与定植钵4外径一致，将定植钵4从定植孔放入定植即可。还包括供给营养液的灌溉系统，在图1所示的灌溉系统由装营养液的储液箱33以及输送营养液的泵32和分别连接于栽培床槽1两端的管道以及控制营养液进出的阀门31、 34组成，可以通过泵32将储液箱33内配制好的营养液从栽培床槽1 一端输入，使营养液流过栽培床槽1，栽培床槽1内的营养液透过多孔隙的培养容器和培养基质，被培养基质吸收到其空隙内，以储存和向植物根系供应水份和营养物质，可以通过阀31、34控制栽培床槽1 内营养液液面维持一定高度，或者控制液面涨落形成潮汐式渗灌灌溉系统，或者定期供应和排形成流动渗灌灌溉系统，或者直接用泵和管道输送到培养容器上方用滴管滴灌构成滴管灌溉系统，此时多余的营养液会从培养基质和袋式培养容器中渗出到栽培床槽1内，通过阀34和管道可回收循环利用。当然，也可以不使其循环，例如受到污染的营养液。还可以包括育苗用的定植钵，如图2所示，定植钵4底部带有格栅41，侧壁42封闭不漏水。定植钵的形状和大小根据需要种植的植物而定。对于培养容器，在其它实施例中也可以采用硬质的多孔桶式或箱式结构，只要能够包裹培养基质不撒落，和能够透水透气并能够让根系自由伸展穿出即可。结合前述多功能的基质无土栽培装置说明基质无土栽培方法，过程如下(1)将培养基质装填于多孔隙培养容器5内，多孔容器可以为图3所示吸水性好的织物、无纺布或塑料纱网制成的袋状容器，在装填好培养基质好扎紧口完全将培养基质包裹不泄漏。如果需要对培养基质消毒，可将装好袋的培养基质码成堆进行熏蒸消毒，由于扎紧口的袋式容器和内装的基质均可透水透气，药物或蒸汽能够均勻穿透实现一起消毒。(2)将装有培养基质的多孔隙培养容器5放置在栽培床槽1内，如图4至图6所示栽培床槽1内壁与多孔隙培养容器5之间留有间隙形成根系外生空间，栽培床槽内多孔隙培养容器的数量根据实际需要而定。(3)先在底部设置有格栅的定植钵4内育苗，待植物苗长到一定大小适合定植时， 如图4-图6所示将定植钵4直接摆放定位在培养容器5上，轻轻按压使定植钵4底部与培养容器5表面密切接触。(当然根据具体情况也可以直接把种子植于培养容器的培养基质中直接育苗。)(4)将栽培床槽1上口部用覆盖物2覆盖，使栽培床槽内形成保温、保湿和相对黑暗的根系生长环境，且能够有利于防止病虫害，在对应种植植物的根茎部留有的植物生长口 23，以保证植物正常。(5)利用灌溉系统向培养基质供给营养液，向培养基供给营养液的方式为滴管灌溉；或者定期向所述栽培床槽内通入营养液浸渍多孔隙培养容器和培养基质的方式；或在植物生长过程中使营养液在栽培床槽内维持一定液位，使多孔容器和培养基质浸泡甚至浮在营养液中，营养液能够透过培养容器渗入培养基质内通过毛细现象或在液体压力作用下达到根系7，为根据提供水份和养份。如图4所示，定植钵4内的植物生长过程中植物根系7向下进一步生长时，能够向
7下自由通过定植钵4的格栅空隙和培养容器5的孔隙伸展到培养容器内的培养基质中，到生长中后期，随着根系进一步生长，根系7会如图5和图6所示透过培养容器5的孔隙生长到培养容器外部、床槽1内部的空间内，而不局限于在培养容器5内生长，不但保证足够的根系生长空间和培养基质必要的孔隙率，使得空气和营养液能够自由进入基质内，以满足植物生长的需要，由于覆盖物将栽培床槽上口部覆盖仅有植物生长和透气必须的植物生长孔，能够在栽培床槽内形成保湿、保湿和相对黑暗的环境，以利于根系生长。采用扎口袋式培养容器，每栽培一茬后翻转培养容器可以改变定植方位。栽培2-3 茬后，需要清理基质中残根时，只需打开扎口，倒出基质，进行过筛并添加新基质后，继续装袋，重复栽培使用。上述方法中，部分过程可以同时进行或者改变操作顺序，例如用定植钵育苗过程可以和步骤(1)、O)同时进行。而步骤( 和(4)，既可以如前述实施例先定植秧苗后再覆盖覆盖物2，将覆盖物直接覆盖到定植钵表面的植物苗茎基部位置(如图4、5所示)，使植物通过覆盖物上预留的生长口 23生长。也可以先覆盖好覆盖物2，然后再将育好苗的植物苗连同定植钵4由覆盖物上的定植孔放入进行定植(如图6所示)。
权利要求
1.一种多功能的基质无土栽培方法，包括如下过程(1)将培养基质装填于多孔隙的培养容器内；(2)将装有培养基质的多孔隙培养容器放置在栽培床槽内，栽培床槽内壁与多孔隙培养容器之间留有间隙形成根系外生空间；(3)在装有培养基质的多孔隙培养容器上种植植物；(4)将栽培床槽上口部用覆盖物覆盖，使栽培床槽内形成保温、保湿和相对黑暗的环境，在覆盖物上开设植物定植孔或生长口 ；(5)向多孔隙培养容器及其培养基质供给水或营养液；(6)植物生长过程中根系伸展到培养容器内的多空隙的培养基质中，进一步生长到多孔隙培养容器外部的栽培床槽的空间内。
2.如权利要求1所述的无土栽培方法，其特征在于所述步骤(3)中种植植物是先在底部设置有格栅的定植钵内育苗，待植物苗长到适合定植时，将定植钵直接摆放定位在所述培养容器上，按压使定植钵底部与培养容器表面密切接触，使植物根系进一步生长时能够向下通过定植钵的格栅和培养容器的孔隙进入培养容器的培养基质内。
3.如权利要求1或2所述的无土栽培方法，其特征在于向培养基质供给营养液的方式为滴管灌溉；或者定期向所述栽培床槽内通入营养液浸渍多孔隙培养容器和培养基质的流动渗灌灌溉或潮汐式渗灌灌溉方式；或在植物生长过程中使营养液在栽培床槽内维持一定液位，使培养基质和多孔容器浸泡在营养液中。
4.如权利要求1或2所述的无土栽培方法，其特征在于所述多孔隙培养容器为吸水性的织物、无纺布或塑料纱网制成的袋状容器，在装填好培养基质后扎紧容器口，形成培养基质不外露的培养容器。
5.如权利要求4所述的无土栽培方法，其特征在于在将装填有培养基质的多孔隙培养容器放入栽培床槽内之前还包括基质消毒过程，消毒是通过将装填有培养基质的多孔隙容器码成堆进行熏蒸消毒。
6.一种多功能的基质无土栽培装置包括栽培床槽、覆盖物、培养容器和培养基质，所述培养容器为多孔隙容器且所述培养基质充填于所述多孔隙培养容器内，所述装有培养基质的培养容器放置于所述栽培床槽内，且栽培床槽内壁与培养容器之间留有间隙，所述覆盖物覆盖在所述栽培床槽上口部，在覆盖物上位于所述培养容器上方的位置设置有定植孔或植物生长口。
7.如权利要求6所述的无土栽培装置，其特征在于还包括底部带有格栅孔隙的育苗用的定植钵。
8.如权利要求6或7所述的无土栽培装置，其特征在于所述培养容器为吸水性的织物、无纺布或塑料纱网制成的袋状容器，所述袋状容器在装填好培养基质后扎口。
9.如权利要求6或7所述的无土栽培装置，其特征在于还包括供给营养液的灌溉系统，所述的灌溉系统是滴管灌溉系统、流动渗灌灌溉系统或潮汐式渗灌灌溉系统；营养液循环利用或不循环。
10.如权利要求6或7所述的无土栽培装置，其特征在于所述覆盖物为不透明薄膜或硬质盖板，覆盖物上预设定植孔或生长口。
全文摘要
本发明公开了一种多功能的基质无土栽培方法和装置，包括将培养基质装填于多孔隙的培养容器内；将装有培养基质的多孔隙培养容器放置在栽培床槽内，栽培床槽内壁与多孔隙培养容器之间留有间隙形成根系外生空间；在装有培养基质的多孔隙培养容器上种植植物；将栽培床槽上口部用覆盖物覆盖，在覆盖物上种植植物的位置留有植物定植孔或生长口，使栽培床槽内形成保温、保湿、黑暗环境；向多孔隙培养容器内的培养基质供给水或营养液；植物生长过程中根系生长穿透多孔隙培养容器的孔隙，生长到培养容器内、外部及床槽内部的空间内。这种无土栽培方法和装置，能够保证根系良好的生长环境和养份、水分的均衡供应，适合于不同灌溉方式，适合栽培各种作物的无土栽培方法，既可进行基质栽培，也可与水培结合形成复合型栽培方法。
文档编号A01G31/00GK102210254SQ20111006885
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者汪晓云 申请人:汪晓云