CN104620964B - 一种植物交互式立体水培设备与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物交互式立体水培设备与工艺，包括座架，所述座架上架设有由驱动机构驱动的转轴，所述转轴上同轴设置有两相平行的环形座圈，两环形座圈之间间隔设置有若干与转轴相平行的连接杆，所述连接杆两端分别与环形座圈外周相连接，连接杆上铰接有垂直悬挂机构，所述垂直悬挂机构下部设置有用于种植植物的定植装置，所述转轴中部还设置有长轴状植物生长光源。工艺步骤：1）根据种植植物的需求选定定植装置，将定植装置安设于铰接在连接杆的垂直悬挂机构上；2）为植物供给生长所需营养液；3）开启植物生长光源，并根据植物需求设定转轴转速；4）于交互式立体水培设备上方给予直射阳光或补充光源。该设备结构简单，工艺简便，有效解决立体栽培上下层光照不均匀的问题。

Description

一种植物交互式立体水培设备与工艺

技术领域

本发明涉及一种植物交互式立体水培设备与工艺。

背景技术

水培是无土栽培的主要形式。采用营养液作为栽培介质，营养液可依据栽培作物种类、生育阶段、栽培季节和品质要求等自主调整，营养液可供给植株生育需要的完全营养，可进行精量化准确控制的高科技、高水平的现代农业栽培方式。目前水培系统主要有“NFT”、“DFT”、“FCH”等。但这些形式在生产应用中都还存在缺陷，一定程度上限制了水培技术的推广与应用。如“NFT”系统营养液层很薄，缓冲能力较弱，不能很好地满足根系对营养液的需要，特别是系统发生故障或停电时，根系会吸收不到营养液，“DFT”系统虽然营养液层较深，缓冲能力强，但在低温季节营养液温度偏低，根系供氧不足，直接影响根系生长与营养吸收，这都是生产中一直寻求解决的难题。

雾培同样采用营养液作为植株营养和水分来源，很好的解决了水培中的根系供氧问题。但对栽培设施要求较高，也同样存在以下问题：1、投资大，成本高2、易造成病害的蔓延3、技术要求含量高等。

立体栽培是立体化的无土栽培。立体栽培是把无土栽培提升一层，是把栽培向空间发展，充分利用温室空间，有效的提高了土地利用率。我国现有的立体栽培有柱状栽培、长袋装栽培、层架及管状立体栽培、立体花坛等类型。立体栽培随着空间的拓展主要存在植物接受光照不均匀的缺陷。

目前我国的水培装置中常见的模式如下：1、毛管水培装置2、滴灌式水培装置3、水气培装置4、NFT水培5、潮汐灌溉式水培6、气雾培等。这些装置都不可避免地存在水培与立体栽培存在的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物交互式立体水培设备与工艺，该设备不仅结构简单，而且工艺简便，采用交互式手段使植株冠层间歇性地接受顶部光照，同时接受转轴中部长轴状光源的光照，有效解决立体栽培上下层光照不均匀的问题。

本发明的技术方案在于：一种植物交互式立体水培设备，包括座架，所述座架上架设有由驱动机构驱动的转轴，所述转轴上同轴设置有两相平行的环形座圈，两环形座圈之间间隔设置有若干与转轴相平行的连接杆，所述连接杆两端分别与环形座圈外周相连接，连接杆上铰接有垂直悬挂机构，所述垂直悬挂机构下部设置有用于种植植物的定植装置，所述转轴中部还设置有长轴状植物生长光源。

优选的，所述定植装置为定植板，所述定植板为白色聚苯乙烯板，定植板沿长度方向间隔布设有若干定植孔，所述座架上还设置有位于两环形座圈下方的可拆营养液池。

优选的，所述定植装置为定植槽，所述定植槽内设置有用于固定植株的定植板，所述定植板沿长度方向布设有若干定植孔。

优选的，所述驱动机构包括设置于座架一旁侧的电机，所述电机与一电机调速器相连接，电机输出端经传动链与转轴上的从动齿轮相连接以驱动转轴转动。

优选的，所述垂直悬挂机构包括扣于连接杆上的两倒V型悬挂件，所述倒V型悬挂件两支板下部分别设置有拐向内侧用于放置定植装置的支撑板，倒V型悬挂件上部设置有穿过其两支板以使倒V型悬挂件铰接于连接杆上的调节螺栓。

优选的，所述连接杆上还设置有用于倒V型悬挂件限位的固定节，所述倒V型悬挂件的两支板上部分别设置有用于穿过调节螺栓的纵向长槽。

优选的，位于两环形座圈上方还设置有补充光源。

一种植物交互式立体水培工艺，包括一种植物交互式立体水培设备，包括以下步骤：

1）根据种植植物的需求选定定植装置，将定植装置安设于铰接在连接杆的垂直悬挂机构上；

2）为植物供给生长所需营养液；

3）开启植物生长光源，并根据植物需求设定转轴转速；

4）于交互式立体水培设备上方给予直射阳光或补充光源，使定植装置在旋转上升过程中，植物均匀地间歇性接受顶部光照，而在植物在旋转下降的过程中，使植物另一侧受光，同时植物接受转轴上植物生长光源的光照，从而使植物全方位受光，以使植物受光均匀。

优选的，所述步骤1中的定植装置为定植板，通过海绵或类似物品将植株固定在定植板的孔中，使其根部在定植板下；所述步骤2中为植物供给生长所需营养液的方式为：在座架上设置一位于两环形座圈下方的可拆营养液池，使植物间断性旋转至交互式立体水培设备底部时，植物根系在营养液中浸润，以使植物吸收正常生长所需养分，植物旋转上升时使根系间歇性地暴露于空气中，吸收根系呼吸作用所需的氧气。

优选的，所述定植装置为定植槽，定植槽内设置有用于固定植株的定植板，通过海绵或类似物品将植株固定在定植板的孔中，使植株根部在定植板下，于定植槽内盛装营养液以供植物生长所需。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、该设备的定植板（槽）悬挂在连接杆上，定植板（槽）始终与地面平行，定植板可间断性的通过营养池，定植槽可盛装营养液。定植板经交互式手段可间断性的通过营养池和暴露于空气中，使植物根部间歇性浸润和暴露于空气中，加速植物根系吸收养分，同时有效的解决水培植物根系供氧不足的问题，解决了植物根部在水中容易腐烂的缺陷；定植（槽）板上的植株冠层通过交互式手段间歇性地接受顶部光照，同时接受植物光源转动轴的补光，光照比传统立体栽培更加均匀，有效地解决立体水培上下层光照不均匀的问题。

2、可根据需要作为活动式营养液槽栽培，定植槽中有营养液，主要使定植板上的植物间歇性接受顶部光照和转轴中部的光源补光，改善立体水培的光照均匀性。

3、投资少，成本低，在传统的水培方式下，有效的解决病害蔓延和技术要求高的问题。

4、此设备占地少，空间利用高，在单位占地面积下，交互式水培装置可提高种植的植物数量，提高生产力。

5、在传统的立体水培方式下，结合使植物交互移动的特点，在较短的时间内，使植物全方位受光，且植物受光均匀，从而达到优质高效、持续生产的目的。

6、此设备上部受光，下部给予植物营养液，则实现光与营养液之间的间歇交互式供给；使用活动垂直悬挂机构，可以根据植物需求而更换定植板，实现此设备种植植物的多样化；同时该设备结构简单，装卸方便，可适用于多种植物类型。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1的左视图；

图3为本发明的连接杆剖视图示意图；

图4为本发明的垂直悬挂机构的结构示意图；

图5为本发明的定植板结构示意图；

图6为本发明的定植槽结构示意图；

图中：1-座架 2-转轴 21-植物生长光源 3-环形座圈 4-连接杆 41-固定节 5-垂直悬挂机构 51-倒V型悬挂件 52-支撑板 53-调节螺栓 54-纵向长槽 55-螺母 6-定植装置 61-定植板 62-定植孔 63-定植槽 7-营养液池 71-斜置侧板 8-电机 9-传动链 10-从动齿轮 11-补充光源。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图6

一种植物交互式立体水培设备，包括座架1，所述座架上架设有由驱动机构驱动的转轴2，所述转轴上同轴设置有两相平行的环形座圈3，两环形座圈之间间隔设置有若干与转轴相平行的连接杆4，所述连接杆两端分别与环形座圈外周相连接，连接杆上铰接有垂直悬挂机构5，所述垂直悬挂机构下部设置有用于种植植物的定植装置6，定植装置在旋转过程中始终平行于地面，所述转轴中部还设置有长轴状植物生长光源21，以便为立体栽培植株提供中心光源，位于两环形座圈上方还设置有补充光源或阳光11，以便植株接收顶部的光照，从而使植物全方位受光，受光均匀。

本实施例中，所述定植装置为定植板61，所述定植板为白色聚苯乙烯板，定植板沿长度方向间隔布设有若干定植孔62，所述定植孔的孔径为4-6cm，具体根据种植植物需要设定，参见图5。所述座架上还设置有位于两环形座圈下方的可拆营养液池7, 以便悬挂机构下部放置的为定植槽时将营养液池拆除。该营养液池的前后侧板分别为斜置侧板71，以便定植板进入营养液池。

另一实施例中，所述定植装置为定植槽63，所述定植槽内设置有用于固定植株的定植板61，所述定植板沿长度方向布设有若干定植孔62，所述定植孔的孔径为4-6cm，参见图6。定植槽可使植株交互式接受顶部均匀光照，同是接受转轴中部植物光源的光照，使立体水培上下层植株冠层获得均匀的光照。

本实施例中，所述驱动机构包括设置于座架一旁侧的电机8，所述电机上设置有电机调速器，电机输出端经传动链9与转轴上的从动齿轮10相连接以驱动转轴转动。

本实施例中，所述垂直悬挂机构包括扣于连接杆上的两倒V型悬挂件51，定植装置架设于两倒V型悬挂件之间。所述倒V型悬挂件两支板下部分别设置有拐向内侧用于放置定植装置的支撑板52，倒V型悬挂件上部设置有穿过其两支板以使倒V型悬挂件铰接于连接杆上的调节螺栓53。调节螺栓穿过两支板后与螺母55相螺接。同时可通过旋紧调节螺栓以使定植板夹紧于两支板之间。

本实施例中，所述连接杆上还设置有用于倒V型悬挂件限位的固定节41，所述倒V型悬挂件的两支板上部分别设置有用于穿过调节螺栓的纵向长槽54。

该交互立体水培设备结合了水培的成本低技术简单、雾培的根际供氧充足、立体栽培的空间利用率高等的优点，同时弥补了光照不均匀、根际长时间在水中浸泡缺氧等缺陷。在传统的水培方式下，采用交互式手段使植物间歇性地通过营养液和光照装置，从而使根部间断性的浸水和暴露于空气中，以达到优质高效、持续生产的目的。

实施例一 一种植物交互式立体水培工艺，包括一种植物交互式立体水培设备，包括以下步骤：

1）根据种植植物的需求选定定植装置，将定植装置安设于铰接在连接杆的垂直悬挂机构上；

2）为植物供给生长所需营养液；

3）开启植物生长光源，并根据植物需求设定转轴转速；

4）于交互式立体水培设备上方给予直射阳光或补充光源，使定植装置在旋转上升过程中，植物均匀地间歇性接受顶部光照，而在植物在旋转下降的过程中，使植物另一侧受光，同时植物接受转轴上植物生长光源的光照，从而使植物全方位受光，以使植物受光均匀。

本实施例中，所述步骤1中的定植装置为定植板，通过海绵或类似物品将植株固定在定植板的孔中，使其根部在定植板下；所述步骤2中为植物供给生长所需营养液的方式为：在座架上设置一位于两环形座圈下方的可拆营养液池，使植物间断性旋转至交互式立体水培设备底部时，植物根系在营养液中浸润，以使植物吸收正常生长所需养分，植物旋转上升时使根系间歇性地暴露于空气中，吸收根系呼吸作用所需的氧气。

实施例二 一种植物交互式立体水培工艺，包括一种植物交互式立体水培设备，包括以下步骤：

1）根据种植植物的需求选定定植装置，将定植装置安设于铰接在连接杆的垂直悬挂机构上；

2）为植物供给生长所需营养液；

3）开启植物生长光源，并根据植物需求设定转轴转速；

4）于交互式立体水培设备上方给予直射阳光或补充光源，使定植装置在旋转上升过程中，植物均匀地间歇性接受顶部光照，而在植物在旋转下降的过程中，使植物另一侧受光，同时植物接受转轴上植物生长光源的光照，从而使植物全方位受光，以使植物受光均匀。

本实施例中，所述定植装置为定植槽，定植槽内设置有用于固定植株的定植板，通过海绵或类似物品将植株固定在定植板的孔中，使植株根部在定植板下，于定植槽内盛装营养液以供植物生长所需。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的植物交互式立体水培工艺与设备并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种植物交互式立体水培工艺，包括座架，所述座架上架设有由驱动机构驱动的转轴，所述转轴上同轴设置有两相平行的环形座圈，两环形座圈之间间隔设置有若干与转轴相平行的连接杆，所述连接杆两端分别与环形座圈外周相连接，连接杆上铰接有垂直悬挂机构，所述垂直悬挂机构包括扣于连接杆上的两倒V型悬挂件，所述倒V型悬挂件的两支板上部分别设置有用于穿过调节螺栓使倒V型悬挂件铰接于连接杆上的纵向长槽，倒V型悬挂件的两支板下部分别设置有拐向内侧用于放置定植装置的支撑板，所述连接杆上还设置有用于倒V型悬挂件限位的固定节，所述垂直悬挂机构下部设置有用于种植植物的定植装置，所述定植装置为定植板，所述定植板为白色聚苯乙烯板，定植板沿长度方向间隔布设有若干定植孔，或所述定植装置为定植槽，所述定植槽内设置有用于固定植株的定植板，所述定植板沿长度方向布设有若干定植孔，所述转轴中部还设置有长轴状植物生长光源，位于两环形座圈上方还设置有补充光源，所述座架上还设置有位于两环形座圈下方的可拆营养液池，其特征在于，包括以下步骤：

1）根据种植植物的需求选定定植装置，将定植装置安设于铰接在连接杆的垂直悬挂机构上，通过海绵或类似物品将植株固定在定植板的孔中，使其根部在定植板下侧；

2）通过位于两环形座圈下方的可拆营养液池为植物间歇式供给生长所需营养液；

3）开启植物生长光源，并根据植物需求设定转轴转速，使植物间断性旋转至交互式立体水培设备底部时，植物根系吸收正常生长所需养分，植物旋转上升时使根系间歇性地暴露于空气中，吸收根系呼吸作用所需的氧气；

4）于交互式立体水培设备上方给予补充光源，使定植装置在旋转上升过程中，植物均匀地间歇性接受顶部光照，而植物在旋转下降的过程中，使植物另一侧受光，同时植物接受转轴上植物生长光源的光照，从而使植物全方位受光，以使植物受光均匀。

2.根据权利要求1所述的一种植物交互式立体水培工艺，所述驱动机构包括设置于座架一旁侧的电机，所述电机与一电机调速器相连接，电机输出端经传动链与转轴上的从动齿轮相连接以驱动转轴转动。