CN102119651B - 一种小型无土栽培方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种小型无土栽培方法及装置，它将营养液盛放于养植盘或营养液贮液池内，作物即种植于营养液内，所述营养液中加入仿土材料，仿土材料包括如下重量份的原料：有机物质20-90，非金属矿物质2-80，其中有机物质为泥炭、发酵秸杆、发酵蔗渣、发酵畜禽粪中的一种或其混合物，所述非金属矿物质为煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蛋白页岩、凹凸棒矿土、珍珠岩、蛭石、累托石黏土、海泡石黏土、硅藻土中的一种或其混合物；营养液与仿土材料的比例5～2：1。本发明在营养液中加入仿土材料，一方面可加大养份投入浓度，减少养份投放次数，减少劳动力成本，同时当养份的吸收导致浓度下降时其浓度下降幅度较缓慢，减轻植物缺养份导致的“缺素症”，此外还可以补充植物所需微量元素。

Description

一种小型无土栽培方法及装置

技术领域

    本发明涉及一种农作物的栽培技术，特别是养份控释型营养液的小型无土栽培方法，属农业种植技术领域。 

背景技术

随着人口持续增长及城市化进程的快速发展，土地资源愈来愈匮乏，特别是近年来城市中快速增长的汽车保有量，越来越多的占据了原本就非常稀缺的土地。城市中居住在一座座高楼大厦构成的水泥森林中的人们，充分享受阳光、绿地似乎成了一种奢求。此外，在城市及周边地区，由于受到工业废气、废渣、废水的污染，土壤结构和微生态环境遭受破坏，在农产品质量也逐年下降。基于上述现状，将无土栽培技术引进土地匮乏地区，无疑是一种改善生态环境，提高农产品产量和品质的有效途径。无土栽培作为一种高效优质农业技术，具有产量高、品质好、省水、省肥、省工、病虫害少等特点，无土栽培可充分利用土地资源，如荒地、河滩、沙漠等，特别是对于小型无土栽培则可利用办公室、楼道、屋顶、外墙、阳台等小面积区域，见缝插针实施。但是，目前的无土栽培技术存有一次性投资大、技术要求较高、不易管理等问题。基于此，设计一种简易的适合小面积实施的无土栽培技术，充分利用城市屋顶、墙壁、走廊、阳台等场地养植无土栽培植物，使无土栽培除了经济实用，还具有改善生态环境及观赏价值，是非常必要的。

发明内容

本发明用于克服上述已有技术之缺陷而提供一种投资小、容易实施管理的小型无土栽培方法及装置。

本发明所称问题是通过以下技术方案解决的：

一种小型无土栽培方法，它将营养液盛放于养植盘或营养液贮液池内，作物即种植于营养液内，其特别之处是：在营养液中加入仿土材料，所述仿土材料包括如下重量份的原料：有机物质 20-90，非金属矿物质 2-80，其中有机物质为泥炭、发酵秸杆、发酵蔗渣、发酵畜禽粪中的一种或其混合物，所述非金属矿物质为煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蛋白页岩、凹凸棒矿土、珍珠岩、蛭石、累托石黏土、海泡石黏土、硅藻土中的一种或其混合物；营养液与仿土材料的比例5～2：1。

上述小型无土栽培方法，所述仿土材料中还包括如下重量份的原料：高分子化学材料0.1-2，所述高分子化学材料为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、高吸水树脂、羧甲基纤维素钠中的一种或其混合物。

上述小型无土栽培方法，所述仿土材料破碎为20目—60目的颗粒，装入透水网袋中，浸泡在养植盘或营养液贮液池内。

一种小型无土栽培装置，构成中包括养植盘、营养液贮液池和连接上述两者的管路，养植盘内设有筛盘，筛盘上部设有基质，其特别之处是：在养植盘或营养液贮液池中设有仿土材料袋，其中，养植盘中的仿土材料袋呈环形分布，各仿土材料袋之间的间距不小于1～5厘米，各仿土材料袋对其上部的筛盘及基质构成支撑。

上述小型无土栽培装置，所述养植盘底部设有排水管，排水管分别连通循环排水支管和放水支管，各支管分别上设有控制阀门，其中循环排水支管连通营养液贮液池；所述养植盘和营养液贮液池之间还连通进水管，在进水管的管路中还设有水泵。

本发明与现有普通无土栽培技术相比具有主要特点如下：1.营养液中加入内表面积大和阳离子交换量大的仿土材料，对较高浓度的营养液中的养份可通过吸附、离子交换、络合、螯合等性能被贮存起来，降低其溶液浓度，保护植物根部免受盐害。其意义在于一方面可加大养份投入浓度，减少养份投放次数，减少劳动力成本，同时当养份的吸收导致浓度下降时其浓度下降幅度较缓慢，减轻植物缺养份导致的“缺素症”；2.仿土材料中的未曾生产过植物的非金属矿物质，其中微量元素较土壤中高，非金属矿物质与有机质和化学成份相结合，成为人造土壤，其理化性质可人为地调控，较多指标较土壤优越，如阳离子代换量，缓冲性能等指标；3.仿土材料装入网袋中，对网格上基质层起到支撑作用，防止基质层塌陷的弊端；仿土材料袋呈环形分布，更便于和营养液进行营养物质交换。

附图说明

图1是本发明装置示意图；

图2是植物养分变化曲线。

附图中标号表示如下：1.进水管；2.养植盘；3.营养液；4.筛盘；5.基质；6.植物； 7.仿土材料袋；8.排水管；9. 循环排水支管；10. 循环排水支管阀门；11.放水支管；12.放水支管阀门；13. 营养液贮液池；14.水泵。

具体实施方式

本发明对传统的无土栽培技术进行了改进，其要点是在常规无土栽培所用的营养液中加入由有机物质 、非金属矿物质、高分子化学材料按照一定配比组成的仿土材料。营养液中加入仿土材料的目的如下：1.补充植物生长所需要的微量元素和硅肥、钙肥。由于在无土栽培中，植物完全脱离了土壤，而土壤中含有Sio2、Cao和其它一些微量成份，其中，Cao是枸溶性肥料成份，是靠植物根部分泌的有机酸溶解后才被吸收的。Sio2、Cao和其它一些微量成份是无土栽培植物所缺乏的。2.仿土材料有较大的阳离子代换量和内表面积，有利于植物根部对肥份的吸收，以及对植物根部分泌的“毒素”的吸附，以减少重茬种植的障碍，同时较大的内表积可以对营养液中过多的氮磷钾养份吸附，而当营养液中养份较少时，仿土材料又会把过多的养份逐渐释出来，对营养液中的养份起到“稳压器”的作用。例如普通土壤阳离子代换量为9.22mmol/100kg，内表面积为18m2/g-116m2/g，而海泡石黏土阳离子代换量为20-45mmol/100g，内表面积为220m2/g。膨润土内表面积为700-800 m2/g。蛭石阳离子代换量为100mmol/100g。

仿土材料成份包括三部分：第一部分为有机物质：具体是泥炭、发酵秸杆、发酵蔗渣、发酵畜禽粪便中的一种或其混合物，该部分可以提供强大的缓冲、吸附作用；第二部分为非金属矿物质具体是煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蛋白页岩、凹凸棒矿土、珍珠岩、蛭石、累托石黏土、海泡石黏土、硅藻土中的一种或其混合物，其中以硅藻土、蛭石、珍珠岩、蛋白页岩为优选，该部分可为植物提供较多的Sio2、Cao和其它一些微量成份。第三部分是高分子化学材料，具体是聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、高吸水树脂、羧甲基纤维素钠中的一种或其混合物，该部分提供的有机酸类和酚羟基化合物的阳离子交换性能。将物质破碎至20目—60目的颗粒，按配比混配，装入网袋中，构成仿土材料袋，将仿土材料袋浸泡在养植盘或营养液贮液池内，当然也可以在养植盘和营养液贮液池内均置入仿土材料袋。

仿土材料相对于土壤具有如下特点：1.含有非金属矿物质，所以具有较多的枸溶性微量元素，成份较土壤中高而全；2.具有更大的阳离子交换性能和吸附性能，相对于土壤可以储存较多的养份，在较低浓度的营养液中可以较多地持续地释放养份，其释放规律如图2 所示：图中横坐标表示植物生长时间，纵坐标表示营养液中养分浓度，a曲线为普通营养液中植物养分变化曲线，b曲线为营养液中加入仿土材料后植物养分变化曲线。由图可见，营养液中加入仿土材料后，可以在较长时间内维持较高的营养浓度。

本发明除在营养液中加入仿土材料外，所用的装置也在常规无土栽培装置基础上进行了改进。参看图1，本发明所述无土栽培装置，构成中包括养植盘2和营养液贮液池13，进水管1连接上述两者，进水管上设有水泵14。养植盘内设有筛盘4，筛盘上部设有基质5，在养植盘中设有仿土材料袋，营养液贮液池中可以加入仿土材料袋，其中养植盘中的仿土材料袋呈柱状、环形分布，各仿土材料袋之间的间距不小于1～5厘米，仿土材料袋对其上部的筛盘4及、基质5及植物6构成良好的支撑作用，同时也不影响营养液的流动。盛装仿土材料的网袋的网格以1-2毫米为宜。设置在养植盘底部排水管8分别连通循环排水支管9和放水支管11，循环排水支管9上设有循环排水支管阀门10，放水支管上设有放水支管阀门12，循环支管连通营养液贮液池。当下雨天时，先打开循环排水支管阀门10，关闭放水支管阀门12，让营养液全部流入营养液贮液池13中，待营养液流完后，再关闭循环排水支管阀门10，打开放水支管阀门12，雨水由基质流入养植盘中再通过排水管8、放水支管11排出，以防过多的雨水冲淡了营养液浓度。这对于室外、屋顶、墙壁等没有防水措施的无土栽培尤为重要。

以下给出几个仿土材料配比的具体实施例：

实施例1：按重量份称取：泥炭20，蛭石70，聚乙烯醇0.5。

实施例2：按重量份称取：发酵秸杆、发酵蔗渣各35：珍珠岩、硅藻土各15。 

实施例3：按重量份称取：发酵畜禽粪30，蛋白页岩2，羧甲基纤维素钠 1。

实施例4：按重量份称取：泥炭50，发酵秸杆10，发酵蔗渣 10，煤灰5、钢渣3、沸石10、高吸水树脂 1.2。

实施例5：按重量份称取：发酵秸杆、发酵蔗渣各30，凹凸棒矿30、珍珠岩  25、蛭石 25、聚丙烯酰胺 2。

实施例6：按重量份称取：泥炭40，累托石黏土 59，聚乙烯醇、聚丙烯酰胺各1。

Claims (5)

1.一种小型无土栽培方法，它将营养液盛放于养植盘或营养液贮液池内，作物即种植于营养液内，其特征在于：所述营养液中加入仿土材料，所述仿土材料包括如下重量份的原料：有机物质 20-90，非金属矿物质 2-80，其中有机物质为泥炭、发酵秸杆、发酵蔗渣、发酵畜禽粪中的一种或其混合物，所述非金属矿物质为煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蛋白页岩、凹凸棒矿土、珍珠岩、蛭石、累托石黏土、海泡石黏土、硅藻土中的一种或其混合物；营养液与仿土材料的比例5～2：1。

2.根据权利要求1所述的小型无土栽培方法，其特征在于：所述仿土材料中还包括如下重量份的原料：高分子化学材料0.1-2，所述高分子化学材料为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠中的一种或其混合物。

3.根据权利要求1或2所述的小型无土栽培方法，其特征在于：所述仿土材料破碎为20目—60目的颗粒，装入透水网袋中，浸泡在养植盘或营养液贮液池内。

4.一种小型无土栽培装置，它包括养植盘、营养液贮液池和连接上述两者的管路，养植盘内设有筛盘，筛盘为多孔板状体，筛盘上部设有种植作物的基质，其特征在于：在养植盘（2）或营养液贮液池（13）中设有仿土材料袋（7），其中养植盘中的仿土材料袋呈环形分布，各仿土材料袋之间的间距不小于1～5厘米，各仿土材料袋对其上部的筛盘（4）及基质（5）构成支撑。

5.根据权利要求4所述的小型无土栽培装置，其特征在于：所述养植盘（2）底部设有排水管（8），排水管分别连通循环排水支管（9）和放水支管（11），各支管上分别设有控制阀门，其中循环排水支管连通营养液贮液池（13）；所述养植盘和营养液贮液池之间还连通进水管（1），在进水管的管路中还设有水泵（14）。

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