專利名稱：一種小型植物生長系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種植物生長系統，尤其涉及一種適合于在房間內或者屋頂上使
用的小型植物生長系統。
背景技術：
傳統農業是基于太陽光照與土壤基質而進行的自然生產方式的農業，產品的產量 和產品質量受到種植面積和自然環境條件的制約，很難滿足人們對食品數量和質量的要 求。 溫室栽培在一定程度上擺脫了環境對農業生產的限制，人們可以在任何時間吃到 各種蔬菜或水果。溫室無土栽培技術是隨著溫室生產發展而研究采用的一種最新栽培方 式。無土栽培大體上分為基質栽培和無基質栽培兩大類。基質栽培，即作物根系固定在基 質中，植株通過基質吸收營養液，主要栽培方式有袋培、巖棉培和營養液膜法。而無基質栽 培一般稱為水培，即根系直接和營養液接觸，水培系統中，比較先進的營養液供給形式為淺 液流供給方式，即植物的根部位于較淺的以一定速率流動的營養液中。 植物工廠是繼溫室栽培之后發展的一種高度專業化、現代化的設施農業。它與溫 室生產不同點在于，完全擺脫大田生產條件下自然條件和氣候的制約，應用近代先進技術 設備，完全由人工控制環境條件，全年均衡供應農產品。目前，高效益的植物工廠在某些發 達國家發展迅速，實現了工廠化生產蔬菜、食用菌和名貴花木等。植物工廠的最主要特點之 一是營養液栽培技術，如日本營養液栽培的方法有許多種，如NFT、湛液培、固體基質培(包 括巖棉培、礫培、砂培等)，其中以巖棉培和NFT為主，而巖棉培更是占到營養液栽培面積的 近50%。典型的營養液栽培裝置有以下幾種形式①三水式NFT裝置——栽培床用泡沫制 成，有一定的斜度(1/80-1/100)，底部營養液呈薄膜狀緩緩流動，可以自動供肥，還設有殺 菌裝置；②協和式——使用成型塑料栽培床，分成若干單元，適用于果菜栽培；③M式—— 栽培槽用"U"型泡沫制作的成型產品連接而成，定植板也用泡沫做成，里面鋪聚乙烯薄膜， 適于葉菜特別是鴨兒芹栽培；④新和式等量交換裝置——其主要特征是栽培槽分成兩部 分，相互間進行營養液的等量交換，以補給根系充足的氧氣(②、③、④均屬于湛液栽培裝 置)；⑤誠和式——這是一種循環式巖棉栽培裝置，在栽培槽中央安裝排水管，從下到上依 次鋪放粒狀巖棉墊、巖棉塊和定型灌水管，采用滴灌方式，多余的營養液經排水管流回集水 槽供循環使用。植物工廠中多采用移動栽培裝置，主要有平面式、立體式和傾斜式三種，通 過合理密植，提高了有效栽培面積。上述栽培方式，植物的根部在大部分時間均位于營養液 中，不能為植物提供更佳的呼吸環境，直接影響了植物新陳代謝的速率。 專利號為ZL96105058.6、授權公告日為2000年4月19日的中國實用新型專利-植 物的營養液霧化培養反應器，采用了營養液的霧化供給方式，但是該反應器用于培養植物 組織，必須為密閉的玻璃罐體，而且玻璃罐體內需要保證一定的溫度，罐體內從上至下設置 有多層用于放置組織塊的不銹鋼網，由于該反應器采用多層狀結構，噴出的營養液需要在 螺旋槳的帶動下在整個反應器中循環，進而充滿整個反應器，使位于不同層上的組織塊均可以吸收到營養液。另外，由于該營養液霧化培養反應器為密閉形式，因此需要在停霧期間進行通氣，不僅結構復雜，也不適于栽培植物。 另外，目前的植物生長系統，由于受植物生長速度、占地情況，以及操作的復雜程度的多方面影響，也具有不適于在擁擠的城市，屋頂陽臺或土地稀少地區應用的缺點。
實用新型內容本實用新型的目的是為了提供一種利于植物生長的、無需復雜操作的適合于家庭應用的植物生長系統。
本實用新型所采用的技術方案為一種小型植物生長系統，包括 立體種植體，所述立體種植體上設置有彼此間隔的種植孔，所述種植孔上具有用
于附著種子或者種苗的附著體； 營養液氣霧式供給系統，設置在所述立體種植體的內部空間中；所述營養液氣霧式供給系統包括營養液池；高壓水泵，其輸入端口與所述營養液池的輸出管道連通；噴頭，與所述高壓水泵的輸出端口連通；以及，控制系統，控制所述高壓水泵的工作狀態。[0011] 優選地，所述營養液池至高壓水泵的輸出管道上設置有用于對營養液進行磁化處理的磁化裝置，所述磁化裝置提供2萬高斯至4萬高斯的強磁場。 優選地，所述高壓水泵的輸出端口與噴頭之間設置有用于過濾營養液中雜質的過濾為。 優選地，所述立體種植體的底面上設置有回流槽，所述回流槽至營養液池之間依次設置有回流過濾器和回流殺菌裝置。 優選地，還包括緩沖溝槽，其設置在臨近所述營養液池的位置上，并與所述營養液池連通；所述緩沖溝槽的內部設置有減緩回流營養液流速的緩沖壁；所述回流殺菌裝置為紫外線燈管，所述紫外線燈管安裝在所述緩沖溝槽的上部或者內壁上。 優選地，所述營養液氣霧式供給系統還包括供直接與噴頭連接的連接管依附的噴頭支架，所述噴頭一部分直接固定安裝在橫向支架上，另一部分通過各自的連接管向四周延伸。 優選地，所述立體種植體為圓柱形，立體種植體的壁上和頂面上均設置有所述的種植孔。 本實用新型的有益效果為采用立體種植體進行種植，營養液氣霧式供給系統完全設置在立體種植體的內部，則可以使通過噴頭噴出的氣霧態營養液彌漫整個立體種植體的內部，而位于立體種植體內部的根部可以直接吸收營養液內的營養成分，有利于提高植物所含營養成分的含量；另外，植物的根部可以真正地完全裸露在空氣中，利于根部呼吸氧氣，可以加快植物的新陳代謝，進而促進植物的生長。本實用新型所述的小型植物生長系統將所需植物的種子種植在每個種植孔的附著體內后即可放置在家里的陽臺上或者樓頂上，啟動控制系統后即可自行為種子或者生根發芽后的植物提供營養液，使用者只需在1個月左右的時間后進行收割即可，非常方便，而且植物的營養也比較高。本實用新型所述的小型植物生長系統，除基本的要求外，無特殊的硬性要求，如所述立體種植體無需密封，只需不至于使噴出的營養液向外飛濺，浪費營養液即可，而立體種植體本身的材質也無特殊要求，如可以使用普通的泡沫板等，因此，本實用新型所述的圓柱形立體種植體的噴霧式立體栽培系統具有結構簡單、成本低的特點，有利于農業工廠化技術的推廣，即使在城市里，也可以將小型植物生長系統搬回家，使每個家庭都能享用自己栽培的植物。
圖1為本實用新型所述營養液氣霧式供給系統的連接關系示意圖；[0019] 圖2為小型植物生長系統的內部結構示意圖；[0020] 圖3為緩沖溝槽的結構示意圖。
具體實施方式現參照附圖，對本實用新型所述小型植物生長系統進行具體說明。[0022] 如圖2所示，本實用新型所述小型植物生長系統100，包括立體種植體51，所述立體種植體51可以為縱向截面為三角形的立體種植體，也可以為縱向截面為梯形和半圓形的立體種植體，優選為圖2中所示的圓筒形的立體種植體。立體種植體51上設置有彼此間隔的種植孔，每個種植孔上設置有供種子附著的附著體，如比較薄的海綿，所述種植孔優選在立體種植體51上呈整齊的矩陣式排列，則可以在立體種植體51的背面，即內表面上粘貼與每排或者每列種植孔相對應的整條附著體，該種方式便于通過自動化設備自動粘貼整條附著體。當每粒種子通過人工或者自動的方式植入每個種植孔的附著體中時，即可將立體種植體51放置在室內的陽臺上或者樓頂上，通過啟動小型植物生長系統100的控制系統，即可在無需看管的情況下使種子生根發芽直至成熟，在植物成熟后即可進行收割。[0023] 小型植物生長系統100配備有一套營養液氣霧式供給系統，所述營養液氣霧式供給系統設置在立體種植體51內，所述立體種植體51可以包括上下兩部分，上部為植物生長區5，下部為工作區8。如圖1所示，營養液氣霧式供給系統包括營養液池l，用于存儲培養植物的營養液，其中所述營養液可以為液體的有機肥料，營養液池1設置在工作區8內。為了使營養液可以通過噴頭54以氣霧態的形式噴出，需要通過高壓水泵3對從營養液池1的輸出管道流出的營養液進行加高壓處理，即高壓水泵3的輸入端口與營養液池1的輸出管道連通，高壓水泵3的輸出端口與設置在植物生長區5內的噴頭54連通，其中對高壓水泵3的選擇需要使經過加高壓處理的營養液到達噴頭時，其壓力能夠達到1公斤至2公斤，優選在1. 8公斤，高壓水泵3與噴頭54之間的輸送管路越長，對高壓水泵3的要求越高；其中，高壓水泵3在圖2中未示出，其優選為設置在工作區8內。 在工作區內安裝控制高壓水泵3工作狀態的控制系統，控制系統具有在植物不同生長階段，調整高壓水泵3工作狀態的控制程序。當然也可以采用現有監控溫室內溫度和濕度的技術手段，通過控制系統采集設置在植物生長區5內的溫度和濕度傳感器的信號，根據所采集信號的結果判斷如何調整高壓水泵3等動作器件的工作狀態。[0025] 在植物生長區5內，如圖2所示，設置有噴頭54，直接與噴頭54連接的連接管55可以依附在噴頭支架53上，所述噴頭54可以一部分直接安裝在噴頭支架53上，也可以根據需要通過其連接管55的可定型性懸置在空中。噴頭支架53的結構可以根據立體種植體51的形狀而定，如采用圓柱形的立體種植體，則噴頭支架53可以為多層的圓環狀支架結構，在每個圓環狀支架上均設置有噴頭54。 起初，當營養液經過高壓水泵3的加高壓處理后通過噴頭54以氣霧態噴出時，營
5養液將滲過附著體滋潤種子，當種子發芽向立體種植體51的內部長出根部52后，營養液變可以直接噴射至根部52上，為植物提供營養，當植物逐漸長大，根部52越來越發達后即可將附著體撐破，而使其掉落在地面上，采用該種營養液供給方式可以真正實現氣生根。將營養液以氣霧態噴出，將彌漫于立體種植體51的整個內部空間，即可以彌漫于植物的整個根系空間，讓植物即可獲取礦質營養，又能從空氣中吸收更多的氧氣，所以根系生長特別發達，植株生長速度是水培植株和陸陪植株的生長速度的3至5倍。如瓜果類，通過本實用新型所述的營養液氣霧式供給系統可以使其藤在1個月的時間長出2至3米，根部長出2至3米。本實用新型所述小型植物生長系統100可以同時栽培不同種類的植物，如立體種植體51的上表面種植瓜果類，側面也可以分上下部種植不同的蔬菜，當瓜果類長出藤后可以將其掛在為其設置的藤架上。 所述營養液一般為分子團結構，植物的根部52需要通過自身微生物對其進行分解再進行吸收，減緩根部52的吸收速度，所以，可以在營養液池l至高壓水泵3的輸出管道上設置磁化裝置2，所述磁化裝置2可以包括兩塊吸合在一起的強磁鐵，提供2萬高斯至4萬高斯的強磁場，磁化裝置2可以將流經的營養液的切割為單個分子結構，單個分子結構的營養液可以被根部52直接吸收，無需通過自身的微生物進行分解。 另外，在所述高壓水泵3的輸出端口與噴頭54之間可以設置用于過濾營養液中雜質的過濾器4，避免在長期使用過程中，發生堵塞噴頭54的現象。 由于在立體種植體51中噴出的營養液，只有一部分被根部52吸收，另一部分會經由根部52滴落或者直接落到地面上，為了減少浪費，可以在植物生長區50的底面上設置傾斜的回流槽56，將待回流的營養液通過所述回流槽56，并通過回流管路11進入位于工作區8內的回流區12，進入回流區12的回流營養液依次經過回流過濾器6對其進行過濾，經過回流殺菌裝置7進行殺菌后回流至所述的營養液池1，以待進一步循環使用。其中，所述回流殺菌裝置可以為紫外線燈管，回流過濾器6和回流殺菌裝置7優選為設置在臨近營養液池1的位置上。由于通過紫外線燈管對回流營養液進行殺菌需要限定回流營養液的流速，如果流速過快，則起不到殺菌的效果，為此，可以通過一種簡單的方式解決該問題，即在所述營養液池1旁邊設置如圖3所示的緩沖溝槽IO，緩沖溝槽10的內部設置有緩沖壁14，緩沖壁14的高度低于緩沖溝槽10的高度，所述緩沖壁14將緩沖溝槽10分成兩部分，分別為緩沖前區101和緩沖后區102，緩沖后區102與所述營養液池1之間設置有連通區15，如連通孔。回流營養液進入緩沖溝槽10的緩沖前區101后，需要越過緩沖壁14進入緩沖后區102，進而降低了回流營養液在緩沖溝槽10內的流速。所述回流殺菌裝置7，如紫外線燈管，可以安裝在緩沖溝槽10的上部或者內壁上，如設置在緩沖溝槽的位于緩沖前區101的上部或者內壁上。另外，也可以通過更簡單的方式降低回流營養液的流速，即限制緩沖溝槽與營養液池1之間的連通區15的橫截面積等。另外，緩沖溝槽10還具有在經緩沖壁14減速過程中沉淀雜質的作用。 另外，上述的本實用新型的實施方式為非限制性實施方式，凡本領域的技術人員在本實用新型的實質內容基礎上進行的修飾和變型，均屬于本實用新型保護的范圍內。
權利要求一種小型植物生長系統，其特征在于包括立體種植體，所述立體種植體上設置有彼此間隔的種植孔，所述種植孔上具有用于附著種子或者種苗的附著體；營養液氣霧式供給系統，設置在所述立體種植體的內部空間中；所述營養液氣霧式供給系統包括營養液池；高壓水泵，其輸入端口與所述營養液池的輸出管道連通；噴頭，與所述高壓水泵的輸出端口連通；以及，控制系統，控制所述高壓水泵的工作狀態。
2. 根據權利要求1所述的一種小型植物生長系統，其特征在于所述營養液池至高壓水泵的輸出管道上設置有磁化裝置。
3. 根據權利要求1所述的一種小型植物生長系統，其特征在于所述高壓水泵的輸出端口與噴頭之間設置有用于過濾營養液中雜質的過濾器。
4. 根據權利要求1、2或3所述的一種小型植物生長系統，其特征在于所述立體種植體的底面上設置有回流槽，所述回流槽至營養液池之間依次設置有回流過濾器和回流殺菌裝置。
5. 根據權利要求4所述的一種小型植物生長系統，其特征在于還包括緩沖溝槽，其設置在臨近所述營養液池的位置上，并與所述營養液池連通；所述緩沖溝槽的內部設置有緩沖壁；所述回流殺菌裝置為紫外線燈管，所述紫外線燈管安裝在所述緩沖溝槽的上部或者內壁上。
6. 根據權利要求1所述的一種小型植物生長系統，其特征在于所述營養液氣霧式供給系統還包括供直接與噴頭連接的連接管依附的噴頭支架，所述噴頭一部分直接固定安裝在橫向支架上，另一部分通過各自的連接管向四周延伸。
7. 根據權利要求1所述的一種小型植物生長系統，其特征在于所述立體種植體為圓柱形，立體種植體的壁上和頂面上均設置有所述的種植孔。
專利摘要本實用新型公開了一種小型植物生長系統，屬于植物栽培領域，包括立體種植體，所述立體種植體上設置有彼此間隔的種植孔，所述種植孔上具有用于附著種子的附著物；營養液氣霧式供給系統，設置在所述立體種植體的內部空間中；所述營養液氣霧式供給系統包括營養液池，用于存儲培養植物的營養液；高壓水泵，其輸入端口與所述營養液池的輸出管道連通；噴頭，與所述高壓水泵的輸出端口連通；以及，控制系統，控制所述高壓水泵的工作狀態。本實用新型所述小型植物生長系統提供了一種利于植物生長的、無需復雜操作的適合于家庭應用的植物生長系統。
文檔編號A01G31/06GK201509477SQ2009200742
公開日2010年6月23日 申請日期2009年7月6日 優先權日2009年7月6日
發明者李付忠 申請人:上海賦民農業科技有限公司