一种设施植物led光温协同栽培装置及栽培方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于设施农业植物无土栽培技术领域，具体地说，涉及一种循环利用LED补光灯运行所提供的热量，用于设施植物基质栽培根区加温的简易的的光温协同设施植物栽培装置及栽培方法。
【背景技术】
[0002 ]设施植物(蔬菜、花卉等)生产是在日光温室、塑料大棚、连栋温室等设施内进行冬春季反季节蔬菜生产的方式，是满足我国城乡居民“菜篮子”安全和反季节植物产品有效供给不可或缺的技术手段。以设施蔬菜为例，我国设施蔬菜栽培面积已近400万公顷，其中多采用土壤栽培为主要方式，在日光温室、塑料大棚中进行，而无土栽培仅占极少比例。与露地栽培相比，设施土壤处于相对封闭的空间内，受高温湿度和蒸发量、高肥水投入、高复种指数等环境条件和农艺活动的影响，设施土壤的物理、化学和生物学性质演变剧烈，途径复杂多样，常导致土壤次生盐渍化、养分失调、有害元素积累、微生物群落区系恶化等土壤质量问题。当前，因土壤质量恶化导致的设施园艺生产问题十分严重，连作障碍、病虫害频发、水肥资源利用率低、生态环境恶化、农产品品质差等问题已经成了制约设施园艺产业健康发展的“瓶颈”。更为严重的是，因土壤环境不可调控，设施蔬菜土壤栽培产量低、品质差，日益不能满足人们对高品质农产品的要求。
[0003]设施无土栽培技术的采纳是解决上述土壤栽培问题的有效方法，但传统无土栽培技术只能在温度控制能力较好的温室内使用，加之初装成本高，在我国的推广面积很小。传统的设施无土栽培包括基质栽培和营养液栽培两类，其中基质栽培更适合在日光温室、塑料大棚中使用。采用基质代替土壤，蔬菜根系被限制在人造环境中，避免水肥的环境释放和污染；同时，基质重量轻、用量少，可消毒反复利用，避免了连作障碍、盐渍化等生产问题的发生。但是，由于无土栽培系统本身的蓄热保温能力差，也无节能型加温方法，只适宜在温度调控水平较好的温室中应用，对环境调控水平不高的温室(如日光温室)难以采用，无法抵御我国北方冬春季节频繁发生的低温危害，从根本上阻碍了无土栽培在我国的商业化应用和产业发展。因此，研发节能型植物根区加温方法及技术装备，维持根区适宜温度，抵御低温逆境实现设施植物基质栽培高产的前提。同时，因雨雪雾霾等恶劣天气造成的弱光寡照逆境或连阴天频繁发生，严重制约了设施植物生长发育，LED补光成为设施植物栽培必需考虑的栽培环控技术装备。
[0004]当前，低温、弱光寡照胁迫已经成为限制设施植物优质高产、稳产的现实因素，亟待开发适合我国日光温室和塑料大棚应用，具有根区加温能力的设施植物基质栽培技术方法及其装备，既能克服土壤栽培的固有问题，又能解决设施植物基质栽培对环境温度要求高的实际技术问题，从根本上提高我国设施蔬菜产量，减少资源浪费与环境危害等问题。当前，缺乏节能型设施植物光温协同栽培方法及调控装置。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述问题，提供一种设施植物LED光温协同栽培装置及栽培方法，能够在LED补光的同时充分利用LED补光装置运行的热量对设施植物根区进行加温，实现光温协同作用，切实提高植物的光合作用。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种设施植物LED光温协同栽培装置，包括LED补光装置、传输管路和位于栽培植物根区的散热管路;所述LED补光装置包括一散热部件，所述传输管路的一端连接所述散热部件，另一端延伸至栽培植物的根区并连接所述散热管路;所述传输管路内设有传热介质，所述传热介质吸收所述LED补光装置产生的热量并传导至栽培植物根区的所述散热管路，对栽培植物根区进行加温。
[0008]进一步地，所述传热介质为水。
[0009]进一步地，所述散热部件为铝基板，所述铝基板上设置LED灯珠;所述铝基板背面安装有集热壳体，用于收集从铝基板背面传导来的LED灯珠产生的热量，热量经所述传输管路传导到栽培植物根区的散热管路。
[0010]进一步地，所述散热管路为单管、多管或者为网状管路。
[0011 ]进一步地，所述栽培植物置于栽培容器(或栽培槽、基质垄等)内，所述栽培容器内部装有栽培基质，所述散热管路包埋在栽培基质中，向栽培基质扩散热量;所述栽培容器单独放置或者埋置在栽培垄中。
[0012]进一步地，还包括一栗，用于为所述传热介质提供动力，使其在所述传输管路内流动;所述LED补光装置与栗同时启动运行;所述传输管路为循环管路，所述传热介质利用栗产生的动力将LED补光装置产生的热量传输至栽培植物根区进行散热，然后又返回至LED补光装置处进行吸热，如此循环往复使用。
[0013]进一步地，所述LED补光装置为多个，连接每个LED补光装置的传输管路均为循环管路，各循环管路连接至栽培植物根区的同一散热管路。这样可以提高传热效率，实现规模化应用。
[0014]—种采用上述装置的设施植物LED光温协同栽培方法，通过LED补光装置为栽培植物进行补光，通过传输管路内的传热介质吸收LED补光装置产生的热量，并经由传输管路将热量传输至栽培植物根区的散热管路，对植物根区进行加温，实现光温协同栽培。
[0015]本发明提供了一种采用水等媒介采集LED补光装置运行时产生的热量，并输送到温室作物根区加温的装置和方法，使得补光同时充分利用LED灯的热量，既能够实现对温室作物根区进行加温，又能够降低LED灯体温度，减少LED灯散热器件，减少LED灯体积，减少光衰，延长LED灯寿命，提高补光效率，有效地实现了光温协同作用。
【附图说明】
[0016]图1是实施例中LED补光灯的结构示意图。
[0017]图2是实施例中传热介质吸收LED灯产生的热量并传导至栽培植物根区进行加温的示意图。
[0018]图3是实施例中传热介质循环使用的示意图。
[0019]图4是实施例中栽培基质和栽培垄的示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步说明。
[0021]加温和补光是温室应对冬春季低温弱光的重要措施，但在我国北方日光温室中，加温与补光通常缺失，而且补光与加温常常脱节，难以起到有效的光温协同作用。通常温室弱光胁迫常伴随低温危害，相互伴生，加剧了危害。目前，缺乏协同解决的节能方法。
[0022]LED补光灯是目前进行补光的主要应用方向，其节能高效，采用近距离照射，但仍有很大比例的电能转化为热能损失掉，而且LED灯温度控制对灯的寿命和效率关系重大，必需保持灯具自身的较低温度范围。因此，温室补光灯设计难点在于如何增加散热面积，但增加散热面积同时带来灯具重量的增加和体积的增加，对温室光有遮挡作用，悬挂不方便。目前条形LED灯是补光灯的主流，采用风扇等主动散热方式成本高，覆盖面积小，效率低，无法满足温室LED补光灯的需求。
[0023]本发明提供一种采用水等媒介采集LED补光装置(LED灯)运行热量并输送到温室作物根区加温的装置和方法，使得补光同时充分