CN103262783B - 一种立体式无土栽培装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体式无土栽培装置，包括：贮液容器，其用于贮放作物生长所需要的营养液；泵，其用于泵送营养液；管路，其用于输送营养液；栽培管道，在栽培管道上形成有用于种植作物的栽培孔；定植杯，其设置在栽培管道上的栽培孔内，用于在其中栽培作物。根据本发明的立体式无土栽培装置还包括控制装置,控制装置自动地控制泵的开启和关闭,以控制营养液在栽培管道内的流动,使得作物的根系交替地处于干、湿环境中。

Description

一种立体式无土栽培装置

技术领域

本发明涉及一种立体式无土栽培装置。该装置主要用于在庭院、阳台或温室栽培例如为草莓的作物时，作物营养液的供应和控制。

背景技术

草莓是一种大众较为喜爱的水果，其营养价值高，含有果糖、蔗糖、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、氨基酸以及钙、磷、铁等矿物质及多种维生素，尤其是维生素C的含量非常高。通常，草莓的栽培可以在温室、阳台和庭院中进行。为了能够充分利用温室、阳台和庭院的空间，提高温度内单位面积的草莓产量，立体式无土栽培方式正在得到广泛的重视并且被人们广为采用。

因此，一些科研技术人员在水培和基质栽培的基础上进行了改进，采用两者相结合的方式，使栽培设备更加适合草莓植株的生长。通常而言，先将草莓苗定植在小型栽培钵中，在栽培管道上打出定植孔，以使栽培钵能够放入定植孔内；向管道内填充营养液，营养液的高度要保证没过栽培钵底部即可。

但是，草莓的生长特性是，开花结果时根系需要处于干、湿交替的环境中。换言之，草莓生长时不宜一直处于湿的环境中，如果一直处于湿的环境中，不利于维生素、糖分等物质的积累，草莓果实的品质就会下降。

发明内容

因此，为了保证在供应营养液时，其液位能保持恒定，并且在停止供应营养液之后，其液位又能下降至草莓苗根部达到露出的程度，本发明的发明者研发了一种新颖的立体式无土栽培装置，其能够对营养液的液位进行控制，从而自动地调节液位的高度，以使草莓苗根系部能够充分吸收营养，而又不会一直处于湿的环境中。

根据本发明的一个方面，提供一种立体式无土栽培装置，包括：贮液容器，所述贮液容器用于贮放作物生长所需要的营养液；泵，所述泵用于泵送所述营养液；管路，所述管路用于输送所述营养液；栽培管道，在所述栽培管道上形成有用于种植作物的栽培孔；定植杯，所述定植杯设置在所述栽培管道上的所述栽培孔内，用于在其中栽培作物，所述立体式无土栽培装置还包括控制装置,所述控制装置自动地控制所述泵的开启和关闭,以控制营养液在所述栽培管道内的流动,使得作物的根系交替地处于干、湿环境中。

根据本发明的另一方面，在所述管路与所述贮液容器之间形成封闭回路，所述管路包括供液管和出液管，所述供液管经由所述泵与所述贮液容器连通，所述出液管和所述供液管分别设置在所述栽培管道的相反的端部，并且所述出液管与所述栽培管道的接口在竖直方向上低于所述供液管与所述栽培管道的接口。

根据本发明的又一方面，当设置两层或多于两层的栽培管道时，所述出液管用作紧邻的下一层栽培管道的供液管。

根据本发明的又一方面，所述出液管包括回液管和回流管，所述回流管与所述栽培管道的接口在竖直方向上位于所述回液管与所述栽培管道的接口的下方。

根据本发明的又一方面，所述回流管与所述栽培管道的接口的截面面积小于所述供液管与所述栽培管道的接口的截面面积。

根据本发明的又一方面，所述回流管与所述栽培管道的接口的截面面积为0.78-1.77平方厘米。

根据本发明的又一方面，在所述供液管上设有阀门，所述阀门用于调节所述营养液的供给的流速。

根据本发明的又一方面，所述控制装置包括定时器，用于对水泵进行定时的开启和关闭。

根据本发明的又一方面，在所述定植杯中盛放有用于栽培作物的基质。

附图说明

图1为根据本发明的立体式无土栽培装置的示意图；

图2以侧视放大图示意出带有草莓苗的定植杯在栽培管道中的情形；

图3示意性地示出了本发明的立体式无土栽培装置布置在日光温度墙壁上的情形；

图4示出了本发明的立体式无土栽培装置在阳台布置的示意性侧视图；

图5示出了本发明的立体式无土栽培装置在阳台布置的示意性主视图；

图6示出了本发明的立体式无土栽培装置在庭院A字型布置的示意性侧视图；

图7示出了本发明的立体式无土栽培装置在庭院A字型布置的示意性主视图。

附图标记

1.贮液容器    2.泵

3.控制装置    4.供液管

5.阀门        6.作物苗

7.栽培管道    8.回液管

9.回流管      10.定植杯

具体实施方式

参照图1和2，根据本发明的立体式无土栽培装置主要包括：贮液容器1、泵2、控制装置3、供液管4、阀门5、栽培管道7以及出液管。贮液容器1用于贮放例如草莓之类的作物生长所需要的营养液。泵2用于泵送营养液。由此，贮液容器1与泵2连通，以便通过泵2向供液管4泵送营养液。栽培管道7上形成有用于种植作物的栽培孔。定植杯10设置在栽培管道7上的栽培孔内，用于在其中栽培作物。在栽培作物的情形中，定植杯10中盛放有用于栽培作物的基质。

出液管与所述供液管4分别地设置在栽培管道7的相反的端部处。出液管与栽培管道的接口在竖直方向上低于供液管与栽培管道的接口。供液管4，出液管与贮液容器1一起形成封闭回路。供液管4经由泵2与贮液容器1连通，用于将营养液输送到栽培管道7中。供液管4还可设有阀门5，用于在供应营养液时调节营养液供给的流速。在布置两层或更多层栽培管道的情形中，出液管又用作紧邻的下一栽培管道的供液管，以此类推，直至最后一个出液管与贮液容器连通，从而形成封闭的回路，营养液在该封闭的回路中循环。

更进一步地，出液管包括回液管8和回流管9，回流管9与栽培管道的接口在竖直方向上位于回液管8与栽培管道7的接口的下方。回流管9与栽培管道7的接口的截面面积小于供液管4与栽培管道7的接口的截面面积。优选地，这些接口截面面积的大小可以根据在营养液的循环停止后的20-30分钟内使液位下降到理想的水平来计算得出。作为示例，回流管9与栽培管道7的接口的截面面积可以在0.78-1.77平方厘米的范围内。

控制装置3与泵相连，以能够控制泵2的开启和关闭，从而实现营养液在该封闭回路中的循环。控制装置3可包括定时器，以便能定时地自动开启和关闭泵2。

在诸如草莓苗之类的作物苗6栽培在定植杯10中的情况下，通过控制装置3启动泵2。泵2运行，从而将营养液供应到供液管4。供液管4中的营养液流入栽培管道7内,从而向诸如草莓苗之类的作物苗6提供充足的养分和水分。当栽培管道7内的液位高于出液管所处于的水平面时，营养液通过出液管流出并最终流回到贮液容器中。由于回液管8和回流管9均与栽培管道设有接口，所以几乎同时，营养液从回液管8和回流管9回流。当栽培管道7中的营养液的液位下降至回液管8与栽培管道的接口下方时，回液管不再起作用。营养液仅从回流管9回流。由于回流管9与栽培管道的接口的截面面积小于供液管4与栽培管道的接口的截面面积，因此栽培管道7中被不断供应的营养液的液面不会下降得太快，因而，营养液从出液管的流出也不会影响草莓苗6的部分根系对营养液的吸收。可以通过定时器的作用，使泵2泵送营养液一段时间后停止工作,此时，栽培管道7内的营养液在压力作用下仍继续通过出液管流出。在布置有下一层栽培管道的情形下，出液管用作紧邻的下一层的供应管，从而将流出的营养液供应到下一层栽培管道内。最终，多余的营养液会流回到贮液容器中。随着定时器不断使泵开启和关闭,栽培管道中的营养液的液位不断地上升和下降。

当栽培管道7中的营养液的液位不断下降时,草莓苗6的原先浸没在营养液中的部分根系和基质逐渐暴露于空气中,此时，该部分根系处于干的环境中，从而可以充分地吸收空气中的氧气。又由于基质具有保水保肥的能力，因此此时可以靠基质为植株提供水分和养分，从而降低营养液的输送次数，即，减少泵的运行时间。当使泵再次运行时,随着营养液的供应，栽培管道7内的营养液的液面不断上升。草莓苗6的部分根系又逐渐被淹没在营养液中,从而使该部分根系处于湿的环境中，在该环境中,该部分根系又吸收营养液中的水分、养分和溶解氧。由此，保证了草莓苗6的部分根系不断地处于干、湿交替的环境中。

下面，介绍根据本发明的立体式无土栽培装置除了应用于温室之外的一些应用。

图3示出了本发明的立体式无土栽培装置布置在日光温度墙壁上的情形。在此情形中，在日光温室的墙壁设置的栽培管道，栽培管道的层数可以根据墙壁的高度设置。图3中示意出3-4排的栽培管道。栽培管道通过管道支架固定到墙壁上，由于墙壁处的采光条件较好，所以利用光照特别有利于草莓苗的生长。

图4示出了本发明的立体式无土栽培装置在阳台布置的示意性侧视图；图5示出了本发明的立体式无土栽培装置在阳台布置的示意性主视图。

通常，该设备通过支架布置成直角三角形的形状。在该直角三角形的斜边处布置排栽培管道。栽培管道的数量可以根据实际所处的空间环境和需要设置，图中示出了布置3-4排的栽培管道。该设备的这种布置具有占地面积小，结构简单等特点，非常适合在阳台种植草莓。

图6示出了本发明的立体式无土栽培装置在庭院A字型布置的示意性侧视图；图7示出了本发明的立体式无土栽培装置在庭院A字型布置的示意性主视图。

通常，该设备在庭院中通过支架布置成A字型形状。所述支架属于立体栽培用的层架中的一种，支架的两侧可布置需要数量的栽培管道，图中示出3-4排栽培管道。但是为了保证充分的光照条件，支架需要南北方向放置。

虽然在此以草莓为例对根据本发明的立体式无土栽培装置的实施例进行了说明，但本领域技术人员可以容易地理解，根据本发明的立体式无土栽培装置可以用于其他作物的栽培，比如蔓生作物、叶菜类作物以及其他适于基质栽培或水培的作物。

本发明可应用于除上述公开的温室、阳台和庭院环境之外的其他环境中。本发明也不限于以上描述的具体实施方式，其保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种立体式无土栽培装置，包括：

贮液容器，所述贮液容器用于贮放作物生长所需要的营养液；

泵，所述泵用于泵送所述营养液；

管路，所述管路用于输送所述营养液；

栽培管道，在所述栽培管道上形成有用于种植作物的栽培孔；

定植杯，所述定植杯设置在所述栽培管道上的所述栽培孔内，用于在其中栽培作物；

其特征在于，所述立体式无土栽培装置还包括控制装置,所述控制装置自动地控制所述泵的开启和关闭,以控制营养液在所述栽培管道内的流动,使得作物的根系交替地处于干、湿环境中；

在所述管路与所述贮液容器之间形成封闭回路，所述管路包括供液管和出液管，所述供液管经由所述泵与所述贮液容器连通，所述出液管和所述供液管分别设置在所述栽培管道的相反的端部，并且所述出液管与所述栽培管道的接口在竖直方向上低于所述供液管与所述栽培管道的接口；

所述出液管包括回液管和回流管，所述回流管与所述栽培管道的接口在竖直方向上位于所述回液管与所述栽培管道的接口的下方；

所述回流管与所述栽培管道的接口的截面面积小于所述供液管与所述栽培管道的接口的截面面积；以及

当设置两层或多于两层的栽培管道时，所述出液管用作紧邻的下一层栽培管道的供液管。

2.根据权利要求1所述的立体式无土栽培装置，其特征在于，所述回流管与所述栽培管道的接口的截面面积为0.78－1.77平方厘米。

3.根据权利要求1或2所述的立体式无土栽培装置，其特征在于，在所述供液管上设有阀门，所述阀门用于调节所述营养液的供给的流速。

4.根据权利要求1或2所述的立体式无土栽培装置，其特征在于，所述控制装置包括定时器，用于对水泵进行定时的开启和关闭。

5.根据权利要求1或2所述的立体式无土栽培装置，其特征在于，在所述定植杯中盛放有用于栽培作物的基质。