一种调控种植物根域水分和肥力的装置、系统及方法与流程

1.本发明涉及植物生长调控技术领域，尤其涉及一种调控种植物根域水分和肥力的装置、系统及方法。


背景技术：

2.植物在生长过程中，需要定期对其进行浇灌作业，以此保证植物能够吸取到充足的水分；现有一些技术通过根灌的方式对植物根系进行补水作业，大部分通过使用灌水器来实现对植物根系的灌溉作业，但是这种方式仅仅只能对植物根系进行单一的灌溉，并不能达到对植物根系生长环境调控的效果；由于不同的植物会需要各自适应的生长环境以及营养需求，如何通过结合根灌的方式对植物根系生长状态进行监控，并做出适应性的调控，进而使得植物能够更好的生长，是目前单一的灌溉不能解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种调控种植物根域水分和肥力的装置、系统及方法，旨在解决现有的不能对植物根系生长环境实现适应性调控的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种调控种植物根域水分和肥力的装置，包括，
5.筒状架，侧面开设有至少一个穿孔，底面为封口状，顶面为开口状；
6.筒盖，设于筒状架顶面，其上设有加注口；
7.内置筒，设于筒状架内腔，表面开设有至少一个缓释孔，并将筒状架内腔分隔为第一空间和第二空间。
8.进一步地，所述第一空间内填充有营养液，所述第二空间内填充有多孔介质。
9.进一步地，所述缓释孔的直径为0.5-1mm。
10.进一步地，所述内置筒内表面设有缓释层，所述缓释层与内置筒内腔形状适配。
11.进一步地，所述筒状架内表面设有挡土层，所述挡土层为网状结构。
12.进一步地，所述筒状架内腔设有传感器组，所述传感器组的输出端与无线发射装置电性连接，所述无线发射装置与嵌设于筒状架底面的电源装置电性连接。
13.其中，所述传感器组包括温度传感器、水分传感器以及湿度传感器。
14.进一步地，所述内置筒底面设有震动单元。
15.一种调控种植物根域水分和肥力的调控系统，包括，
16.监测设备，用于实时监测种植物所处环境的环境数据以及种植物生长态势；
17.如上述的调控装置，用于对种植物根域的生长环境进行调控；
18.终端平台，用于接收由监测设备反馈的监测数据并储存后期观测的有关种植物生长数据。
19.一种调控种植物根域水分和肥力的数字化记录分析调控方法，包括以下步骤，
20.挖坑：于待调控植物的周围土壤中开挖出至少一个深坑；
21.调配营养物质：根据待调控植物的生长过程中特殊时期的营养需求调配营养液以
及适合植物根系生长的多孔介质，并将营养液和多孔介质填充至如上述的调控植物根域水分和肥力的装置内；
22.放入如上述的调控装置：将调控植物根域水分和肥力的装置埋入深坑内，并覆盖上土壤；
23.记录数据：通过如上述的监控设备对自然界环境数据的变化进行记录；
24.取出调控装置并分析：待植物经历过一个生长周期后，将调控植物根域水分和肥力的装置取出，并对生长延伸至调控植物根域水分和肥力的装置内多孔介质的根系生长情况进行分析，并记录种植物的生长数据；
25.后续种植调控：根据前期积累的数据，指导后续的调控工作，结合当前所需的种植物生长结果，积极调控可控的水分和肥力因素，引导种植物向种植目标生长。
26.进一步地，所述挖坑过程中，多个深坑覆盖待调控植物周围不同的土壤深度内，且于调控植物周围不规则分布。
27.本发明的有益效果体现在：
28.本发明中，通过提前配置好适合待调控植物根系生长的营养物质，并加入至调控装置内，将调控装置埋入待调控植物周围的土壤中，待调控植物的根系会伸入至调控装置内并与其结合，后续通过观察植物根系与调控装置的结合状况以及生长态势，在后续的生长过程中及时调整营养物质成分以及配比，使得植物在调控过程中的生长态势可视化，便于工作人员进行查看，进而根据不同的植物调控不同的营养物质，对植物生长过程进行及时的调控，使得植物更好的生长；实现了林业的标准化、集成化、模块化种植。
附图说明
29.图1为本发明结构示意图；
30.图2为本发明图1结构爆炸示意图；
31.图3为本发明图1去除桶盖的立体俯视示意图；
32.图4为本发明图3结构俯视示意图；
33.图5为本发明调控方法示意图；
34.图6为本发明调控系统示意图。
35.附图标记说明：
36.100、筒状架；100a、穿孔；101、挡土层；200、筒盖；201、加注口；300、内置筒；300a、缓释孔；301、缓释层；302、震动单元；400、无线发射装置；401、电源装置；500、传感器组；k1、第一空间；k2、第二空间。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等
的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
39.请参阅图1和2，本发明一种调控种植物根域水分和肥力的装置，包括，
40.筒状架100，侧面开设有至少一个穿孔100a，底面为封口状，顶面为开口状；
41.筒盖200，设于筒状架100顶面，其上设有加注口201；
42.内置筒300，内置筒300为标准尺寸设置，设于筒状架100内腔，表面开设有至少一个缓释孔300a，缓释孔300a的设置使得内置筒300内的营养物质缓慢向周围的土壤中渗出，并将筒状架100内腔分隔为第一空间k1和第二空间k2。
43.通过提前配置好适合待调控植物根系生长的营养物质，并加入至调控装置内，将调控装置埋入待调控植物周围的土壤中，待调控植物的根系会伸入至调控装置内并与其结合，后续通过观察植物根系与调控装置的结合状况以及生长态势，在后续的生长过程中及时调整营养物质成分以及配比，使得植物在调控过程中的生长态势可视化，便于工作人员进行查看，进而根据不同的植物调控不同的营养物质，对植物生长过程进行及时的调控，使得植物更好的生长。
44.在一实施例中，第一空间k1内填充有营养液，第二空间k2内填充有多孔介质。营养液通过缓释孔缓释孔300a渗入至周围空间内，为周围的土壤提供营养物质，促进植物根系的生长；多孔介质能够为植物根系的生长提供可靠的土壤环境，配合渗入的营养液，使得植物根系对于施加营养物质的吸收程度表现出的生长态势于多孔介质中展现；在后续取出调控装置时，工作人员通过观察施加的营养物质对植物根系的促进作用，有效的对植物生长进行把控，进而制定出标准化的种植计划，提高植物的生长质量。
45.以苹果树的根系生长为例：填充的营养液配方可以为硝酸钙945mg/l、硝酸钾607mg/l、磷酸铵115mg/l、硫酸镁493mg/l、铁盐溶液2.5ml/l、微量元素5ml/lph＝6.0：四水硝酸钙945mg/l、硝酸钾506mg/l、硝酸铵80mg/l、磷酸二氢钾136mg/l、硫酸镁493mg/l、铁盐溶液2.5ml、微量元素液5mlph＝6.0。
46.多孔介质配方可以为园田土4-6份、工业炉渣0.5-1.5份、农家肥1-4份、钾0.2-0.3份、豆腐渣4-8份、磷0.2-0.3份和水3-10份。
47.将上述营养液和多孔介质填充至第一空间k1和第二空间k2内，并将调控装置埋入苹果树的根系生长区域内，随着苹果树的生长，其部分根系会向着营养物质高的调控装置周围靠拢，且根系会伸入至第二空间k2内与多孔介质结合，根系会吸收多孔介质和释放的营养液中的营养物质，从而反应出当前的生长态势，后续工作人员取出调控装置后，可对根系在多孔介质中的生长状况，具体可根据是否有死根、根系的颜色、根系的粗细、根系与多孔介质的结合程度等因素综合判断，以此调节后续营养物质的成分配比，进而达到适合苹果树种植的标准化施肥，实现高质量的种植效果。其他植物根据各自生长过程中的营养需求自适应配比即可。
48.在一实施例中，缓释孔300a的直径为0.5-1mm。缓释孔300a的设置能够将处于第一空间k1内的营养液随着植物根系的生长缓慢向外释放，使得植物根系在较长的生长周期内能够持续吸收到营养物质，对根系的生长起到持续促进的作用，进而在后期能够整体对根系的生长态势进行把控，不会因为植物根系间断受到营养物质的促进作用而反馈出不准确
的生长态势，进而影响工作人员对根系生长情况的误判，从而影响后续对营养物质配比进行调控的问题。
49.在一实施例中，请参阅图2-4，内置筒300内表面设有缓释层301，缓释层301与内置筒300内腔形状适配。缓释层301可采用由内部具有密集网孔状的海绵制成，能够对第一空间k1内营养液的缓释速度进行调控，事前根据需要通过缓释孔300a和缓释层301的调节对营养液的缓释速度进行调整，使得营养液的缓释速度适合当前调控植物根系的生长速度。
50.在一实施例中，请参阅图2-4，筒状架100内表面设有挡土层101，挡土层101为网状结构。挡土层101由可降解的材料制成的网状结构，能够避免第二空间k2内的多孔介质向外流失，同时能够保证植物根系能够伸入至多孔介质内吸收到营养物质，达到生长促进的效果。
51.在一实施例中，请参阅图2，筒状架100内腔设有传感器组500，传感器组500的输出端与无线发射装置400电性连接，无线发射装置400与嵌设于筒状架100底面的电源装置401电性连接。无线发射装置400可选用公开专利号：cn106768020a中的无线发射装置；通过传感器组500对根系生长周围的土壤数据进行监测，并通过无线发射装置400将监测数据同步向外部的计算机发送，工作人员可实时查看到当前植物根系的生长环境，实现对植物根系调控的数字化。
52.在一实施例中，传感器组500包括温度传感器、水分传感器以及湿度传感器。用于对调控装置周围土壤环境的温度、水分和湿度数据进行监测，并将数据同步数字化向外传输显示，工作人员可实时查看到当前植物根系的生长环境，实现对植物根系调控的数字化。温度传感器的型号为pt100，水分传感器的型号为tm-100，湿度传感器的型号为dht11。
53.在一实施例中，请参阅图2和图4，内置筒300底面设有震动单元302。通过设置震动单元302能够对第一空间k2内的营养物质进行震动，避免长期静置导致营养物质成分出现沉积的问题，保持营养物质均匀分散于溶液中，使得不同高度的多孔介质中渗入相同营养含量的营养液。震动单元302为震动模块，通过外部控制器利用无线控制的方式控制工作。
54.一种调控种植物根域水分和肥力的调控系统，包括，
55.监测设备，用于实时监测种植物所处环境的环境数据以及种植物生长态势；监测设备由环境数据传感器以及gps摄像头组成，其中，环境数据传感器包括气温传感器、光照传感器等；
56.如上述的调控装置，用于对种植物根域的生长环境进行调控；
57.终端平台，用于接收由监测设备反馈的监测数据并储存后期观测的有关种植物生长数据。
58.通过监测设备实时收集环境数据，并将同时期下植物生长的态势检测数据记录，根据需求，调控植物所需的水、肥、气及微生物的数据，进而调控植物的生长态势，在对应的生长环境中，植物最终的生长状况可实现准确的调控，将过程中的数据录入后台的终端平台中，长期以往，不断的积累数据，形成数据库，从而在后续的种植中，即可根据当前的环境因素以及所需的植物生长态势，对植物所需的水、肥、气及微生物的用量进行准确调控，进而调控植物各生命阶段的发育状态，实现数字化调控。
59.一种调控种植物根域水分和肥力的数字化记录分析调控方法，包括以下步骤，请参阅图5，
60.挖坑：于待调控植物的周围土壤中开挖出至少一个深坑；
61.调配营养物质：根据待调控植物的生长过程中特殊时期的营养需求调配营养液以及适合植物根系生长的多孔介质，并将营养液和多孔介质填充至如上述的调控植物根域水分和肥力的装置内；
62.放入上述的调控装置：将调控植物根域水分和肥力的装置埋入深坑内，并覆盖上土壤；
63.记录数据：通过上述的监控设备对自然界环境数据的变化进行记录；
64.取出调控装置并分析：待植物经历过一个生长周期后，将调控植物根域水分和肥力的装置取出，并对生长延伸至调控植物根域水分和肥力的装置内多孔介质的根系生长情况进行分析，并记录种植物的生长数据；
65.后续种植调控：根据前期积累的数据，指导后续的调控工作，结合当前所需的种植物生长结果，积极调控可控的水分和肥力因素，引导种植物向种植目标生长。
66.在一实施例中，所述挖坑过程中，多个深坑覆盖待调控植物周围不同的土壤深度内，且于调控植物周围不规则分布；这样设置，便于对种植物的根域进行全方位调控。
67.以上所述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。