CN101940152A - 一种植物循环灌溉节水方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植物循环灌溉节水方法及装置，该方法包括如下步骤：用于培养植物的营养液通过输送管路输送至植物生长区，通过滴灌式、浇灌式或者气雾式的供给方式提供给植物，供给过程中流淌至地面的营养液进行回流，在回流过程中所述营养液依次经过回流过滤和回流杀菌后继续通过所述输送管路输送至植物生长区，该装置包括用于存储营养液的营养液池；连接于营养液池与植物生长区内的供给终端之间的水泵；植物生长区内具有倾斜设置的回流槽，待回流的营养液通过回流槽依次通过分别对回流营养液进行过滤和杀菌的回流过滤器和回流杀菌装置流回至所述营养液池。通过本发明所述植物循环灌溉节水方法及装置可以实现营养液的循环利用，减少浪费。

Description

一种植物循环灌溉节水方法及装置
技术领域
本发明涉及一种植物循环灌溉的节水方法及实现该方法的装置。
背景技术
无土栽培大体上分为基质栽培和无基质栽培两大类。基质栽培，即作物根系固定在基质中，植株通过基质吸收营养液，主要栽培方式有袋培、岩棉培和营养液膜法。而无基质栽培一般称为水培，即根系直接和营养液接触。在为植物提供营养液的过程中，植物一次性只能吸收一部分，另一部分会被浪费掉，如果可以对一次性未被吸收的，以及未经植物吸收而直接滴落的营养液进行重新利用，则可以节省营养液。
另外，灌溉节水方法不仅仅局限于对营养液的循环利用，如果可以使植物能够更好地吸收营养液，即在提供较少营养液的情况下也能得到相同的种植效果，或者可以加快植物的生长速度等都可以达到灌溉节水的目的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种植物循环灌溉节水方法。
本发明所采用的技术方案为：一种植物循环灌溉节水方法，用于培养植物的营养液通过输送管路输送至植物生长区，通过滴灌式、浇灌式或者气雾式的供给方式提供给植物，供给过程中流淌至地面的营养液进行回流，在回流过程中所述营养液依次经过回流过滤和回流杀菌后继续通过所述输送管路输送至植物生长区。
优选地，所述营养液经过加高压处理后，通过设置在植物生长区内的喷头将其以气雾式喷射至植物的种子上或者植物的裸露在空气中的根部上，其中，营养液经加高压处理后到达所述喷头时的压力为1公斤至2公斤。
优选地，所述营养液先经过2万高斯至4万高斯的强磁场进行磁化处理，将其切割为有利于植物吸收的单个分子结构的营养液后再进行所述的加高压处理。
优选地，所述营养液回流时，在进行回流杀菌的位置处通过高于其两侧地势的缓冲壁进行缓冲和沉淀，以降低营养液的流速和沉淀杂质。
优选地，所述植物的种子附着在一立体种植体的种植孔中，每粒种子与每个种植孔一一对应，所述喷头位于立体种植体的内部空间中；所述植物的根部向所述立体种植体的内部空间中生长，植物的茎部和叶部向所述立体种植体的外部生长，所述喷头位于立体种植体的内部空间中。
本发明的另一个目的是提供一种能够实现上述植物循环灌溉节水方法的植物循环灌溉节水装置。
一种植物循环灌溉节水装置，包括营养液池，用于存储培养植物的营养液；水泵，其输入端口与所述营养液池的输出管道连通，其输出端口与设置在植物生长区内的供给终端连通；所述植物生长区内具有倾斜设置的回流槽，待回流的营养液通过所述回流槽依次通过分别对回流营养液进行过滤和杀菌的回流过滤器和回流杀菌装置流回至所述营养液池。
优选地，所述水泵为高压水泵，所述供给终端为喷头。
优选地，所述营养液池至水泵的输出管道上设置有用于对营养液进行磁化处理的磁化装置，所述磁化装置提供2万高斯至4万高斯的强磁场。
优选地，所述回流杀菌装置为紫外线灯管；所述营养液池旁边设置一与其连通的缓冲沟槽，所述缓冲沟槽的内部设置有减缓回流营养液流速的缓冲壁；所述紫外线灯管安装在所述缓冲沟槽的上部或者内壁上。
优选地，还包括立体种植体，所述立体种植体上设置有彼此间隔设置的种植孔，所述种植孔上设置有供种子附着的附着体；所述喷头设置在立体种植体的内部。
本发明的有益效果为：首先，回流的营养液经过回流过滤和回流杀菌后可以得到进一步的循环利用；如果营养液采用气雾态的形式提供给植物，更有利于植物进行吸收，如果使营养液经过磁化处理，将以分子团结构存在的营养液切割为以单个分子结构存在的营养液，配合气雾态的供给形式，可以使植物直接吸收，而无需先通过植物自身具有的微生物进行分解后再进行吸收，一方面可以加快吸收速度，另一方面可以在供给相同营养液成分的情况下，植物的营养成分也相对较高，从另一侧面实现了节水灌溉。
附图说明
图1为本发明所述植物循环灌溉节水方法的流程图；
图2为采用立体种植体和营养液气雾式供给的结构示意图；
图3为本发明所述缓冲沟槽的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，植物循环灌溉节水方法的过程如下：
营养液从营养液池1流出后，通过输送管路输送至植物生长区5，通过滴灌式、浇灌式或者气雾式的供给方式提供给植物，供给过程中流淌至地面的营养液进行回流，在回流过程中所述营养液依次经过回流过滤器6进行回流过滤，经过回流杀菌装置7进行回流杀菌后流回营养液池1，进而继续通过所述输送管路输送至植物生长区5。其中，所述营养液可以为液体的有机肥料。
为了使植物以气生根的方式生长，可以借助于如图2所示的立体种植体，使营养液通过立体种植体内部的喷头54以气雾态的形式喷出，如此，需要通过高压水泵3对从营养液池1的输出管道流出的营养液进行加高压处理，即高压水泵3的输入端口与营养液池1的输出管道连通，高压水泵3的输出端口与设置在植物生长区5内的喷头连通，其中对高压水泵3的选择需要使经过加高压处理的营养液到达喷头时能以气雾态喷出，兼顾成本及效果，高压水泵3的选择可以使到达喷头出的营养液的压力达到1至5公斤即可，高压水泵3与喷头之间的输送管路越长，对高压水泵3的要求越高。
如图2所示，直接与喷头54连接的连接管55可以依附在喷头支架53上，所述喷头可以一部分直接安装在喷头支架53上，也可以根据需要通过其连接管55的可定型性悬置在空中。所述喷头54设置在立体种植体51的内部空间中，如搭接为如图2所示的纵向截面为三角形的立体种植体51，也可以为纵向截面为梯形和半圆形的立体种植体，以及圆筒形的立体种植体等，其中，立体种植体优选为由单片种植板搭接而成，如立体种植体51由两片矩形的单片种植板搭接而成。立体种植体51上设置有彼此间隔的种植孔，每个种植孔上设置有供种子附着的附着体，如比较薄的海绵，所述种植孔优选在立体种植体51上呈整齐的矩阵式排列，则可以在立体种植体51的背面粘贴与每排或者每列种植孔相对应的整条附着体，该种方式便于通过自动化设备自动粘贴整条附着体。当每粒种子通过人工或者自动的方式植入每个种植孔的附着体中时，即可将立体种植体51放置在植物生长区5的喷头54的外部，再通过塑料布等物品覆盖至立体种植体51的两个敞开的面上，可以防止喷头54喷出的营养液向立体种植体51外部飞溅。
由于在立体种植体51中喷出的营养液，只有一部分被根部52吸收，另一部分会经由根部52滴落或者直接落到地面上，因此，用于回流的回流槽56可以倾斜地设置在立体种植体51的底面上，将待回流的营养液通过所述回流槽56依次经过回流过滤器6对其进行过滤，经过回流杀菌装置7进行杀菌后回流至所述的营养液池1，以待进一步循环使用。其中，所述回流杀菌装置可以为紫外线灯管，回流过滤器6和回流杀菌装置7优选为设置在临近营养液池1的位置上。由于通过紫外线灯管对回流营养液进行杀菌需要限定回流营养液的流速，如果流速过快，则起不到杀菌的效果，为此，可以通过一种简单的方式解决该问题，即在所述营养液池1旁边设置如图3所示的缓冲沟槽10，缓冲沟槽10的内部设置有缓冲壁14，缓冲壁14的高度低于缓冲沟槽10的高度，所述缓冲壁14将缓冲沟槽10分成两部分，分别为缓冲前区101和缓冲后区102，缓冲后区102与所述营养液池1之间设置有连通区15，如连通孔。回流营养液进入缓冲沟槽10的缓冲前区101后，需要越过缓冲壁14进入缓冲后区102，进而降低了回流营养液在缓冲沟槽10内的流速。所述回流杀菌装置7，如紫外线灯管，可以安装在缓冲沟槽10的上部或者内壁上，如设置在缓冲沟槽的位于缓冲前区101的上部或者内壁上。另外，也可以通过更简单的方式降低回流营养液的流速，即限制缓冲沟槽与营养液池1之间的连通区15的横截面积等。
起初，当营养液经过高压水泵3的加高压处理后通过喷头54以气雾态喷出时，营养液将渗过附着体滋润种子，当种子发芽向立体种植体51的内部长出根部52后，营养液便可以直接喷射至根部52上，为植物提供营养，当植物逐渐长大，根部52越来越发达后即可将附着体撑破，而使其掉落在地面上。将营养液以气雾态喷出，将弥漫于立体种植体51的整个内部空间，即可以弥漫于植物的整个根系空间，让植物即可获取矿质营养，又能从空气中吸收更多的氧气，所以根系生长特别发达，植株生长速度是水培和陆陪的3至5倍。如果菜类，通过本发明所述的植物营养液气雾式供给系统可以使其藤在1个月的时间长出2至3米，根部长出2至3米。
所述营养液一般为分子团结构，植物的根部52需要通过自身微生物对其进行分解再进行吸收，减缓根部52的吸收速度，所以，可以在营养液池1至高压水泵3的输出管道上设置磁化装置2，所述磁化装置2可以包括两块吸合在一起的强磁铁，提供2万高斯至4万高斯的强磁场，磁化装置2可以将流经的营养液切割为单个分子结构，单个分子结构的营养液可以被根部52直接吸收，无需通过自身的微生物进行分解。
另外，在所述高压水泵3的输出端口与喷头54之间可以设置用于过滤营养液中杂质的过滤器4，避免在长期使用过程中，发生堵塞喷头54的现象。
上述的本发明的实施方式为非限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容基础上进行的修饰和变型，均属于本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种植物循环灌溉节水方法，其特征在于：用于培养植物的营养液通过输送管路输送至植物生长区，通过滴灌式、浇灌式或者气雾式的供给方式提供给植物，供给过程中流淌至地面的营养液进行回流，在回流过程中所述营养液依次经过回流过滤和回流杀菌后继续通过所述输送管路输送至植物生长区。
2.根据权利要求1所述的一种植物循环灌溉节水方法，其特征在于：所述营养液经过加高压处理后，通过设置在植物生长区内的喷头将其以气雾式喷射至植物的种子上或者植物的裸露在空气中的根部上，其中，营养液经加高压处理后到达所述喷头时的压力为1公斤至5公斤。
3.根据权利要求2所述的一种植物循环灌溉节水方法，其特征在于：所述营养液先经过2万高斯至4万高斯的强磁场进行磁化处理，将其切割为有利于植物吸收的单个分子结构的营养液后再进行所述的加高压处理。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种植物循环灌溉节水方法，其特征在于：所述营养液回流时，在进行回流杀菌的位置处通过高于其两侧地势的缓冲壁进行缓冲和沉淀，以降低营养液的流速和沉淀杂质。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种植物循环灌溉节水方法，其特征在于：所述植物的种子附着在一立体种植体的种植孔中，每粒种子与每个种植孔一一对应，所述喷头位于立体种植体的内部空间中；所述植物的根部向所述立体种植体的内部空间中生长，植物的茎部和叶部向所述立体种植体的外部生长，所述喷头位于立体种植体的内部空间中。
6.一种植物循环灌溉节水装置，其特征在于：包括营养液池，用于存储培养植物的营养液；水泵，其输入端口与所述营养液池的输出管道连通，其输出端口与设置在植物生长区内的供给终端连通；所述植物生长区内具有倾斜设置的回流槽，待回流的营养液通过所述回流槽依次通过分别对回流营养液进行过滤和杀菌的回流过滤器和回流杀菌装置流回至所述营养液池。
7.根据权利要求6所述的一种植物循环灌溉节水装置，其特征在于：所述水泵为高压水泵，所述供给终端为喷头。
8.根据权利要求7所述的一种植物循环灌溉节水装置，其特征在于：所述营养液池至水泵的输出管道上设置有用于对营养液进行磁化处理的磁化装置，所述磁化装置提供2万高斯至4万高斯的强磁场。
9.根据权利要求6、7或8所述的一种植物循环灌溉节水装置，其特征在于：所述回流杀菌装置为紫外线灯管；所述营养液池旁边设置一与其连通的缓冲沟槽，所述缓冲沟槽的内部设置有减缓回流营养液流速的缓冲壁；所述紫外线灯管安装在所述缓冲沟槽的上部或者内壁上。
10.根据权利要求6、7或8所述的一种植物循环灌溉节水装置，其特征在于：还包括立体种植体，所述立体种植体上设置有彼此间隔设置的种植孔，所述种植孔上设置有供种子或者种苗附着的附着体；所述喷头设置在立体种植体的内部。
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