專利名稱：三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立體栽培系統，尤其是一種三角形立體種植體的噴霧 式立體栽培系統。
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裝置一一栽培床用泡 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協和式一一使用成型塑料栽培床，分成若干單 元，適用于果菜栽培；③M式一一栽培槽用"U"型泡沫制作的成型產品連接而 成，定植板也用泡沬做成，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一一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 和式一一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 一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，成本高，也不適于栽培植物。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種有利于植物生長的三角形立體種植體的噴霧 式立體栽培系統，通過該栽培系統可以真正實現植物的氣生根。
本實用新型所采用的技術方案為 一種三角形立體種植體的噴霧式立體栽 培系統，包括營養液氣霧式供給系統和縱向截面為三角形的立體種植體；所述 營養液氣霧式供給系統包括噴頭支架和多個噴頭，所述噴頭的連接管均依附在 所述噴頭支架上；營養液池，用于存儲培養植物的營養液；高壓水泵，對營養 液進行加高壓處理；所述立體種植體上設置有彼此間隔設置的種植孔，所述種 植孔上設置有供種子或者種苗附著的附著體。
優選地，所述營養液氣霧式供給系統還包括磁化裝置，設置在營養液池至 高壓水泵之間，用于對營養液進行磁化處理，所述磁化裝置提供2萬高斯至4 萬高斯的強磁場。
優選地，所述營養液氣霧式供給系統還包括過濾營養液中雜質的過濾器， 所述過濾器設置在所述高壓水泵的輸出端口與噴頭之間。
優選地，所述營養液氣霧式供給系統還包括回流槽，所述回流槽傾斜地設 置在立體種植體的底面上，待回流的營養液通過所述回流槽依次通過分別對回 流營養液進行過濾和殺菌的回流過濾器和回流殺菌裝置流回至所述營養液池。
6優選地，所述營養液氣霧式供給系統還包括緩沖溝槽，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，所述立體種植體由兩塊平面種植體搭接而成，所述平面種植體上的種植孔呈規則的矩陣式排列，所述附著體為固定在平面種植體底部外側的分別與每排種植孔相對應的成條的附著體。
本實用新型的有益效果為營養液液以氣霧態的形式提供給植物，更有利于植物進行吸收，如果使營養液經過磁化處理，將以分子團結構存在的營養液切割為單個分子結構存在的營養液，配合氣霧態的供給形式，可以使植物直接吸收，而無需先通過植物本體內的微生物進行分解后再進行吸收， 一方面可以加快吸收速度，另一方面可以在供給相同營養液成分的情況下，植物的營養成分也相對較高。在采用立體種植體種植植物的情況下，氣霧態的營養液將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， 一般在1個月左右，植物即可進行收割。本實用新型所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培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，本實用新型所述的三角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，易于使農民轉型為藍領工人。
圖1為平面種植體的立體結構示意圖2為圖1中A-A向的剖視圖3為立體種植體的結構示意圖4為營養液氣霧式供給系統的結構示意圖5為實施植物自動播種方法的自動播種系統的主視圖6為本實用新型所述緩沖溝槽的結構示意圖。
具體實施方式
現參照附圖，對本實用新型所述三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統進行具體說明。
一種三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，包括如圖3所示的縱向截面為三角形的立體種植體51，立體種植體51的每個種植孔的附著體上均植入一粒種子，并將所述立體種植體51放置在營養液氣霧式供給系統的噴頭54的外部。
其中，所述立體種植體51可以由至少兩片如圖1和2所示的平面種植體511搭接而成，通常使用兩塊即可。平面種植體511上設置有彼此間隔的種植孔512，如呈規則的矩陣式排列，每排種植孔512的底部外側固定一條用于附著種子的附著體513，附著體513的寬度大于或等于種植孔的直徑；其中，附著體513可以為較薄的海綿，附著體513需要具有吸水性。采用平面種植體511便于通過植物自動播種方法播種種子。
植物自動播種方法包括以下工序，
① 通過如圖5所示的上擋板驅動件30帶動上擋板20沿上擋板導軌70移動到位，使上擋板20上的裝有種子的每個凹槽分別與位于其上方的吸嘴板40上的每個吸嘴組件一一對應，每個吸嘴組件包括多個吸嘴41;
② 通過吸嘴板驅動件50帶動吸嘴板40沿著吸嘴板導軌60向下移動，直至所述吸嘴板40上的每個吸嘴組件分別進入與各自相對應的凹槽；
③ 通過吸嘴控制器控制所有吸嘴組件中的每個吸嘴各吸住一粒種子，吸嘴可以是氣動吸嘴；之后，吸嘴板驅動件50帶動吸嘴板40向上移動，使所有吸嘴41均退出所述上擋板上的凹槽；
④ 上擋板驅動件30移送所述上擋板20，使位于上擋板20上方的每個吸嘴41將與或者與被自動輸送裝置80輸送到位的一塊平面種植體511上的每個種植孔512彼此直通；
⑤ 吸嘴板驅動件50向下移送所述吸嘴板，直至所述吸嘴板40上的每個吸嘴41到達此時已被自動輸送裝置80輸送到位的平面種植體511的與各自相對應的種植孔512處；
⑥ 吸嘴控制器控制每個吸嘴41將各自吸住的一粒種子放置在與各自相對應的種植孔512的附著體513上。
自動控制所述噴頭54將經高壓處理的營養液或者水以氣霧態的形式直接噴射到所述附著體上，直至種子長出的根部穿過所述附著體伸入立體種植體的內部，則所述噴頭將營養液直接噴射至植物的根部，直至植物成熟可以采摘為止。
所述噴頭54的噴射頻率及所噴射營養液的濃度均可以按照本領域內技術人員所掌握的情況，根據種植不同植物的需求進行設定，并在植物的不同生長階段進行調整，對于所噴射營養液的濃度，最基本的要求是植物分別處于生長期、成熟期和收割期時，成熟期所使用的營養液濃度最高，收割期次之，生長期最低。
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，營養液便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，該種營養液供給方式可以真正得到氣生根。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。如果菜類，通過本實用新型所述的植物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。
當外界溫度高于或者等于25X:時，則所述立體種植體直接放置在栽培區域，通過栽培區域內設置的所述噴頭54進行營養液或者水的噴射；當外界溫度低于25。C時，則立體種植體先放置在育苗房內l至3天，育苗房的溫度需要保持在25。C至3(TC之間，通過育苗房內設置的所述噴頭54進行水的噴射，使種子生根發芽，之后，再放置在練苗區域2至3天，練苗區域的溫度在育苗房的溫度與外界溫度之間逐天遞減，如外界溫度為0"C，育苗房的溫度為28'C，如果在練苗區域放置3天，則第一天的溫度為21。C，第二天的溫度為14。C，第三天的溫度為7'C，通過練苗區域內設置的所述噴頭對植物的根部進行營養液或者水的噴射；最后將所述立體種植體放置在栽培區域，通過所述栽培區域內設置的所述噴頭54進行營養液或者水的噴射，直至植物成熟可以采摘為止。
另外，在所述立體種植體51上可以植入不同植物的種子，如在位于其上部的種植孔中植入果菜類的種子，在位于其下部的種植孔中植入葉菜類的種子。當果菜類的種子生根發芽，長出藤之后，將果菜類的藤掛在位于所述立體種植體上方的藤架上，如此，位于下方的蔬菜可以依靠藤架遮陽。通過本實用新型所述的營養液氣霧式供給系統，可以使果菜類的藤在1個月的時間長出2至3米，根部長出2至3米。
所述營養液氣霧式供給系統包括如圖4所示的營養液池1，用于存儲培養植物的營養液，當然可以根據需要儲存水，其中所述營養液可以為液體的有機肥料。為了使營養液可以通過噴頭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l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能以氣霧態噴出，兼顧成本及效果，高壓水泵3的選擇可以使到達噴頭出的營養液的壓力達到1至5公斤即可，高壓水泵3與噴頭之間的輸送管路越長，對高壓水泵3的要求越高。
所述營養液氣霧式供給系統包括設置在植物生長區5內的如圖3所示的噴頭54，圖3中僅示出與一塊立體種植體51對應的噴頭，在植物生長區5內設置有多個共同由同一套營養液氣霧式供給系統進行控制的立體種植體51。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， 通過連接管55可以調整噴頭54距離立體種植體51的距離。當將立體種植體51 放置在植物生長區5的噴頭54的外部后，可以通過塑料布等覆蓋物覆蓋在立體 種植體51的兩個敞開的面上，可以防止噴頭54噴出的營養液向立體種植體51 外部飛濺，在覆蓋過程中無需要求密閉性，只要不至于浪費營養液即可。另外， 可以將多個立體種植體51并排排列，則可以只在位于最外側的兩個立體種植體 51的外側的面使用覆蓋物進行覆蓋。
可以在營養液池1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切割為以單個分子結構存在的營養液。
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，可以在立體種植體 51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l，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6所示的緩沖溝槽10，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，在冬季可以對營養液進行加溫處理，如在營養液池l增加電熱絲，對 營養液進行加溫處理，使其達到5-C至3(TC之間即可，如用計算機管理還可根據 植物的蒸騰作用規律調整根部的含水量和濕度，更有效的促進了作物潛力的生 長。
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1.一種三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征在于包括營養液氣霧式供給系統和縱向截面為三角形的立體種植體；所述營養液氣霧式供給系統包括噴頭支架和多個噴頭，所述噴頭的連接管均依附在所述噴頭支架上；營養液池，用于存儲培養植物的營養液；高壓水泵，對營養液進行加高壓處理；所述立體種植體上設置有彼此間隔設置的種植孔，所述種植孔上設置有供種子或者種苗附著的附著體。
2. 根據權利要求1所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征 在于所述營養液氣霧式供給系統還包括磁化裝置，設置在營養液池至高壓水 泵之間，用于對營養液進行磁化處理，所述磁化裝置提供2萬高斯至4萬高斯 的強磁場。
3. 根據權利要求1所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征 在于所述營養液氣霧式供給系統還包括過濾營養液中雜質的過濾器，所述過 濾器設置在所述高壓水泵的輸出端口與噴頭之間。
4. 根據權利要求1所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征在于所述營養液氣霧式供給系統還包括回流槽，所述回流槽傾斜地設置在立體種植體的底面上，待回流的營養液通過所述回流槽依次通過分別對回流營養 液進行過濾和殺菌的回流過濾器和回流殺菌裝置流回至所述營養液池。
5. 根據權利要求4所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征 在于所述營養液氣霧式供給系統還包括緩沖溝槽，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。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，其特征在于所述立體種植體由兩塊平面種植體搭接而成，所述平面種 植體上的種植孔呈規則的矩陣式排列，所述附著體為固定在平面種植體底部外 側的分別與每排種植孔相對應的成條的附著體。
專利摘要本實用新型公開了一種三角形立體種植體的噴霧式立體栽培系統，包括營養液氣霧式供給系統和縱向截面為三角形的立體種植體。所述營養液氣霧式供給系統包括噴頭支架和多個噴頭，所述噴頭的連接管均依附在所述噴頭支架上；營養液池，用于存儲培養植物的營養液；高壓水泵，對營養液進行加高壓處理；所述立體種植體上設置有彼此間隔設置的種植孔，所述種植孔上設置有供種子附著的附著體。本實用新型提供的立體種植體的噴霧式立體栽培系統具有結構簡單、實用性強的特點，可以以廉價的成本實現氣生根。
文檔編號A01C7/00GK201430826SQ200920074239
公開日2010年3月31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