CN102870659A

CN102870659A - 一种植物的气雾栽培方法及系统

Info

Publication number: CN102870659A
Application number: CN2011101994754A
Authority: CN
Inventors: 张云芳; 魏家威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明公开一种植物的气雾栽培方法及系统，其方法的步骤为：A、先将营养液通过3000-5000GS的磁场进行磁化处理；B、再将营养液用1.7MHz-2.4MHz超声波进行雾化处理，形成超声波营养液气雾；C、最终将超声波营养液气雾输送到植物的根系周围让根系吸收。该植物的气雾栽培方法及系统，具有不宜导致管壁或装置积垢、能够提高植物对营养液吸收速度和吸收率以及能够降低植物病虫害的优点。

Description

一种植物的气雾栽培方法及系统

技术领域

本发明属于温室无土栽培技术领域，尤其涉及植物的气雾栽培方法及系统。

背景技术

随着现代农业科技的发展，各国采取“无土栽培技术”进行无公害蔬菜或花卉等植物的种植，主要分为两大类：有基质栽培技术和无基质栽培技术。

气雾栽培属于无基质栽培技术，它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。气雾栽培是不用土壤或基质来栽培植物的一项农业高新技术，其以人工创造植物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件下，从而发挥植物的增长潜力，使植物生长量、生物量得到大大提高。

但是现有的气雾栽培技术在应用过程中发现存在如下的缺点：

1、植物对营养液的吸收比较慢，吸收率比较低；

2、营养液容易在装置和管道内结垢，时间长会引起管路堵塞，从而最终影响喷雾效果；

3、一旦水源和营养液受到病菌污染，会造成连锁的植物病毒害反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不宜导致管壁或装置积垢以及能够提高植物对营养液吸收速度和吸收率的植物的气雾栽培方法，以克服现有技术存在的不足。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种植物的气雾栽培方法，其特征在于：所述植物的根系位于栽培箱中，其栽培步骤为：

A、先将营养液通过3000-5000GS的磁场进行磁化处理；

B、再将营养液用1.7MHz-2.4MHz超声波进行雾化处理，形成超声波营养液气雾；

C、最终将超声波营养液气雾输送到植物的根系周围让根系吸收。

采用上述技术方案，先通过磁化处理，在不改变水原有的化学成份条件下，使水中矿物质的物理结构发生变化。通过磁化，将原来缔合链状的大分子，断裂成单个小分子，水分子偶极距发生偏转。这样水中溶解盐类的正负离子(垢分子)被单个水分子包围，使水中的钙、镁等结垢物的针状结晶改变为粒状结晶体，相互粘附与聚积特性受到了破坏，从而在管壁上不结硬垢，粒状结晶体则随排污孔排出，同时由于水分子偶极距增大，使其与盐类正负离子吸引力增大，使管壁上原有的旧垢逐淅开裂、疏松、自行脱落。检测表明：经过磁化的水的物理化学属性都产生了变化：水的电导率提高2％；PH提高0.4-1.0；表面张力下降1％-2％；对固体物质的侵润角增大，侵润能力增强，蒸发速度提高；对一些盐类的溶解度提高20％-70％；蒸发渗透压提高1.34倍；溶氧量增加3-6Mg/L，改变了水中微生物、生物的生长环境，另外，小分子的营养液更利于植物吸收，提供了营养液的吸收速度。

然后对营养液再进一步进行超声波雾化处理成1-3μm的气雾，可以延长营养液气雾在植物根系空间虚浮的时间，悬浮时间可以达二小时以上，这样更利于植物的吸收，进一步提高了营养液的吸收速度和吸收率。由于超声波营养液气雾在传送过程中没有压力，只是气体的流动传送，使雾气充满根系夹层，并且使用根系夹层作为流通的通道。相对于一般的谁的气雾悬浮时间更持久，传输工程中消耗损耗大大减少。由于没有压力不会有水冲压产生的洗根现象，跟具有良好的形态特点，其根毛生长良好，根的吸收吸能更好。

为了避免病菌传播到植物上，所述营养液所需的水部分从栽培箱回收，水源和回收水在流进营养液容器之前进行紫外线杀菌处理。

在本发明的具体实施方式中，所述超声波雾化处理是通过雾化片在雾化箱内进行高频谐振产生超声波，并让超声波在营养液中传播引起空化现象进而引发水和空气之间的空穴爆炸，使空穴周围的水粉碎成1-3μm的微粒，在营养液表面形成气雾，然后再利用风机将营养液气雾输送到植物的根系。

另外，本发明还提供一种植物的气雾栽培系统，包括栽培箱、营养液容器和水泵，其特征在于：还包括磁化器、超声波雾化器和风机，所述营养液容器通过管道经水泵连接到磁化器，所述磁化器再通过管道经水泵连接到超声波雾化器，所述超声波雾化器上连接有风机，所述超声波雾化器还通过管道将气雾嘴分布在栽培箱内位于植物的根系位置处。该系统可以先对营养液进行磁化处理，再进行超声波雾化处理。

在本系统的进一步改进中，所述栽培箱内具有回水管，所述回水管再连接营养液容器，在营养液容器之前还设有紫外线杀菌器。这样可以将未被植物吸收的水分进行回收，以节约水资源。通过紫外线杀菌器可以将回收水中的病菌杀灭，避免植物病虫害的传播，可有效根除植物于栽培期时受各种病菌及原生菌的感染而导致无法正常生长。

在本发明的具体实施方式中，所述水泵还直接通过管道直接将气雾喷头设置在栽培箱内位于植物的根系位置处。这样，还可以直接通过普通气雾方式提供对植物生长所需的养分。

在本发明的具体实施方式中，所述营养液容器由水池和营养液池组成。

上述就是本发明的植物的气雾栽培方法及系统，其具有不宜导致管壁或装置积垢、能够提高植物对营养液吸收速度和吸收率以及能够降低植物病虫害的优点，进而具有缩短培育时间、提高产量的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为本发明的系统机构示意图。

图中：

10-植物，11-根系，100-栽培箱，101、102-电磁阀，103-回水管，104-逆止阀，200-营养液容器，201-水池，202-营养液池，300-磁化器，400-过滤器，500-水泵，501-气雾喷头，600-紫外线杀菌器，700-超声波雾化器，701-气雾嘴，800-风机，900-水源。

具体实施方式

如图1所示，本发明的植物的雾化栽培系统，其包括栽培箱100、营养液容器200、磁化器300、过滤器400、水泵500、紫外线杀菌器600、超声波雾化器700以及风机800。

其中，营养液容器200由水池201和营养液池202组成。通过管路依次将营养液容器200、磁化器300、过滤器400、水泵500连接起来。其中水泵500分两路，一路经电磁阀101连接超声波雾化器700，超声波雾化器700上还连接有风机800，超声波雾化器700上引出管路将气雾嘴701分布在栽培箱内位于植物10根系11处；水泵500另一路经经管道将气雾喷头501分布在栽培箱内位于植物10根系11处，管道上具有电磁阀102。

另外，栽培箱100中具有水回收口103，该回水管103由通过逆止阀104、紫外线杀菌器600连接到营养液容器200，水源900也经紫外线杀菌器600连接到营养液容器200。

以上就是本发明的植物的雾化栽培系统，其中，磁化器300、超声波雾化器700以及紫外线杀菌器600的功能和作用如下：

磁化器300：产生超高强磁场，在不改变普通水原有的化学成份条件下，使水中矿物质的物理结构发生变化。产生磁场强度达到3000GS-5000GS，当普通水以一定流速，沿着与磁力线平行的方向，通过磁场时，普通水就会变成磁化水。磁化水会使原来缔合链状的大分子，断裂成单个小分子，水分子偶极距发生偏转。水中溶解盐类的正负离子(垢分子)被单个水分子包围，使水中的钙、镁等结垢物的针状结晶改变为粒状结晶体，相互粘附与聚积特性受到了破坏，从而在管壁上不结硬垢，粒状结晶体则随排污孔排出，同时由于水分子偶极距增大，使其与盐类正负离子吸引力增大，使管壁上原有的旧垢逐淅开裂、疏松、自行脱落。检测表明：经过磁化的水的物理化学属性都产生了变化：水的电导率提高2％；PH提高0.4-1.0；表面张力下降1％-2％；对固体物质的侵润角增大，侵润能力曾强，蒸发速度提高；对一些盐类的溶解度提高20％-70％；蒸发渗透压提高1.34倍；溶氧量增加3-6Mg/L，改变了水中微生物、生物的生长环境。由于水分子从连撞大分子变成单个小分子，同时更有利于植物吸收。

超声波雾化器700：超声波雾化器利用电子高频震荡(振荡频率选用1.7MHz或2.4MHz，超过人的听觉范围，该电子振荡对人体及动物绝无伤害)引起雾化片的高频谐振而产生的超声波。超声波在水中传播时产生空化现象。雾化器利用发生在水和空气之间的空穴爆炸将空穴周围的水粉碎成1--3μm的微粒，于是水面产生水雾。最后，再利用风机将超声波气雾吹入栽培箱100中。

与以往的气雾栽培相比，超声波雾化具有以下明显的效果：

1、雾化颗粒达到最细小均匀，各种养分以1--3μm的微粒存在，可在根系空间悬浮时间达二小时以上，利于植物的吸收。

2、易于定时定量的精确化控制。采用超声波雾化可以对雾量进行更精确的定时定量控制，保证了水分，养分的标准化控制。

3、超声波雾的传送过程中没有压力，只是气体的流动传送。使雾气充满整个根系夹层，也可使用根部夹层作为流通的通道。相对于水的普通气雾更持久，传输过程中消耗损耗大大减少。由于没有压力不会有水冲压产生的洗根现象，根具有良好的形态特点，其根毛生长良好，根的吸收性能更好。

4、对环境的改变小。特别是闭锁的环境中，由于输入的水很少而且以气体存在可以很容易地通过空气加热线或加热灯等对温度进行控制。

5、在雾化过程中将释放大量的负离子，使空气得到净化，能够进一步促进植物的呼吸作用。

另外，需注意：根据不同的水质和使用目的，需选用不同的雾化片，水质较硬的地区应选用覆不锈钢的雾化片，要求耐酸的使用环境选用玻璃釉面的雾化片。因此，由于营养液硬度远高于清水和自来水，所以应采用覆不锈钢的雾化片。而使用电功能水的超声波雾化进行空间消毒杀菌时则选用耐腐蚀的玻璃釉面等雾化片。

紫外线杀菌器600：选用波长253.7nm的紫外线，光子具有4.9eV的能量。当紫外线照射到微生物时，便发生能量的传递和积累，积累结果造成微生物的灭活，从而达到消毒的目的。当细菌、病毒吸收超过3600-65000uW/cm²剂量时，对细菌、病毒的去氧核醣核酸(DNA)及核醣核酸(RNA)具有强大破坏力，能使细菌、病毒丧失生存力及繁殖力进而消灭细菌、病毒，达到消毒灭菌成效。紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成；另一方面，产生自由基可引起光电离，从而导致细胞的死亡。

另外，水泵500用于为营养液循环雾化提供动力。

综上所述，本发明的植物的气雾栽培方法及系统，其具有不宜导致管壁或装置积垢、能够提高植物对营养液吸收速度和吸收率以及能够根除植物病虫害的优点，进而具有缩短培育时间、提高产量的优点。。

为进一步说明本发明所具有的有益效果，下面给出本发明的磁化超声波气雾栽培与其它栽培的对比试验数据。

表1-1：磁化超声波与一般气雾栽培、一般栽培在水及营养液使用上比较结果一览表。

(磁场强度：3000GS；超声波频率：1.7MHz)

表1-2：磁化超声波与一般气雾化栽培在扦插育苗上比较结果一览表。

(磁场强度：3000GS；超声波频率：1.7MHz)

表1-3 磁化超声波与一般气雾栽培发育采收时间、采收量上的比较结果一览表

(磁场强度：3000GS；超声波频率：1.7MHz)

表2-1：磁化超声波与一般气雾栽培、一般栽培在水及营养液使用上比较结果一览表。

(磁场强度：4200GS；超声波频率：2.0MHz)

表2-2：磁化超声波与一般气雾化栽培在扦插育苗上比较结果一览表。

(磁场强度：4200GS；超声波频率：2.0MHz)

表2-3 磁化超声波与一般气雾栽培发育采收时间、采收量上的比较结果一览表

(磁场强度：4200GS；超声波频率：2.0MHz)。

表3-1：磁化超声波与一般气雾栽培、一般栽培在水及营养液使用上比较结果一览表。

(磁场强度：5000S；超声波频率：2.4MHz)

表3-2：磁化超声波与一般气雾化栽培在扦插育苗上比较结果一览表。

(磁场强度：5000GS；超声波频率：2.4MHz)

表3-3 磁化超声波与一般气雾栽培发育采收时间、采收量上的比较结果一览表

(磁场强度：5000GS；超声波频率：2.4MHz)。

从上述试验数据可以看出，采用本发明的技术方案，具有节约营养液使用量、缩短培育时间和提高产量的优点。

但是，本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。