CN105453749B - 温室室内栽培土壤去盐渍化系统 - Google Patents

温室室内栽培土壤去盐渍化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温室室内栽培土壤去盐渍化系统，包括：栽培基质层，其栽培基质构成，栽培基质层的底部设置有淋溶管，淋溶管上设置有向下的第一通孔；盐分隔离层包括第一无纺布层；盐分沉积层，其包括煤渣和第一碎石，盐分沉积层的中上部设置有洗盐管，洗盐管上设置有向上的第二通孔以及向下的第三通孔；温室基层，其由第二碎石构成，温室基层的底部设置有排盐管，排盐管与水平面呈0‑10°倾斜设置，排盐管较低的一端将盐水排出，排盐管出水口的一段沿水流方向依次填充有体积比为1:1:1的沸石、铁屑和活性炭。该排盐系统人工可控，将温室内的土壤的盐分收集、冲洗、排除，达到室内栽培土壤去盐渍化的效果，同时消除室内土壤板结化问题。

Description

温室室内栽培土壤去盐渍化系统
技术领域
本发明涉及园艺栽培领域。更具体地说，本发明涉及一种温室室内栽培土壤去盐渍化系统。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，为了满足城市居民生活需求，温室的功能不断拓展，以现代化玻璃、PC板为载体的各种温室迅速发展。
在温室内，植物生长过程中，植物栽培土壤缺少雨水淋洗，加之长期处于温度高、湿度大、通气状况差，随着栽培年限的增加，栽培土壤环境发生了一系列变化，造成土壤板结、土壤盐渍化以及次生盐渍化等问题。
栽培土壤盐渍化、次生渍化会引起植物的生长发育受到抑制，作物病害加重。同时植物在进行蒸腾作用时，加速了栽培土壤下层无机盐向表层上升，使盐分富集，进而导致栽培土壤中的无机盐浓度高于植物体内无机盐浓度，在渗透作用下最终导致植物死亡。
针对室内栽培土壤去盐渍化研究相对较少。中国专利(授权公告号CN102499036B)介绍了一种消除室内种植土壤盐渍化的栽培基质，该基质总厚度达3.5m，在一定程度消除了土壤盐渍化，但存在不足之处，该基质将盐分聚积在栽培基质下层，长时间富集，不能从根本上消除盐渍化。中国专利(申请号：201210276003.9)介绍了快速消除设施栽培土壤次生盐渍化的暗管排盐技术，该发明技术只有排盐管，无淋溶层，栽培土壤中的盐分不能彻底消除。
上述缺陷，目前尚无特别有效的解决办法，如何有效解决温室室内栽培土壤盐渍化问题，目前尚无一种特别有效的解决办法。因此，根据室内植物生长需求，研发一种温室室内栽培土壤去盐渍化的系统，该系统优化设计栽培基质和水利系统，形成人工可控的排盐循环系统；通过排盐循环系统，在室内植物生长过程中满足植物生长水肥需求，将室内土壤的盐分收集、冲洗、排除，达到室内栽培土壤去盐渍化的目的，节约水肥。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种温室室内栽培土壤去盐渍化的系统，该排盐系统人工可控，将温室内的土壤的盐分收集、冲洗、排除，达到室内栽培土壤去盐渍化的效果，同时消除室内土壤板结化问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种温室室内栽培土壤去盐渍化系统，由上至下包括：
栽培基质层，其栽培基质构成，所述栽培基质层的中下部设置有淋溶管，所述淋溶管上设置有向下的第一通孔；
盐分隔离层，其包括第一无纺布层；
盐分沉积层，其包括煤渣和第一碎石，所述盐分沉积层的中上部设置有洗盐管，所述洗盐管上设置有向上的第二通孔以及向下的第三通孔；
温室基层，其由第二碎石构成，所述温室基层的底部设置有排盐管，所述排盐管与水平面呈0-10°倾斜设置，所述排盐管较低的一端将盐水排出，所述排盐管出水口的一段沿水流方向依次填充体积比为1:1:1的沸石、铁屑和活性炭。
优选的是，所述淋溶管包括第一主管和多根第一支管，多根所述第一支管沿所述第一主管的两侧等间距设置，所述第一支管与所述第一主管连通，且均水平设置于所述栽培基质层内，所述第一支管上均匀设置有多个所述第一通孔；
其中，所述第一主管的一端延伸出所述栽培基质层，与雨水回收装置连通。
优选的是，所述洗盐管包括第二主管和多根第二支管，多根所述第二支管沿所述第二主管的两侧等间距设置，所述第二支管与所述第二主管连通，且均水平设置于所述盐分沉积层内，所述第二支管上均匀设置有多个所述第二通孔和所述第三通孔；
其中，所述第二主管的一端延伸出所述盐分沉积层，与雨水回收装置连通。
优选的是，所述第一主管的管径为5-16cm，所述第一支管的管径为2-3.2cm；所述第二主管的管径为5-9cm，所述第二支管的管径为0.5-1cm；
所述栽培基质层的厚度为30-150cm，所述盐分隔离层的厚度为1-3cm，所述盐分沉积层的厚度为50-200cm，所述温室基层的厚度为10-30cm；
其中，所述淋溶管设置为每平方米所述栽培基质层上包含50-100个所述第一通孔；所述洗盐管设置为每平方米所述盐分沉积层上包含30-80个所述第二通孔、30-60个所述第三通孔。
优选的是，所述排盐管的管径为5-12cm，在所述温室基层中沿水平方向每隔10-100cm设置一根所述排盐管，所述排盐管较低的一端与汇集管连通，所述汇集管与盐水回收装置连通。
优选的是，所述淋溶管、所述洗盐管和所述排盐管均为玻璃钢制成。
优选的是，所述洗盐管和所述排盐管外部铺设有1-3层第二无纺布层，且不遮挡所述第二通孔和所述三通孔，所述第二无纺布层的克重为100-300g/m2；所述第二碎石的体积是所述第一碎石的体积的1.5-3倍。
优选的是，所述洗盐管和所述排盐管的第二无纺布层表面铺设有吸收层，所述吸收层由钠基膨润土、姜酚、硅藻泥和壳聚糖、醋酸和水按2:2:1:1:3混合而成，所述吸收层设置于所述排盐管和所述洗盐管的表面后，在38℃下烘烤20小时。
优选的是，所述盐分隔离层还包括不锈钢框架，所述第一无纺布层包覆所述不锈钢框架，并与之固定；所述不锈钢框架由数根实心不锈钢管构成，其直径为3-7mm，所述不锈钢管不与所述第二通孔竖直相对。
优选的是，所述第一无纺布层的厚度为5-10mm，克重为30-50g/m2。
本发明至少包括以下有益效果：
1、由于栽培基质中的蒸腾作用，盐分往往沉积在栽培基质的下部，导致其下部盐渍化程度高，去盐渍化系统中分别采用淋溶管，向下对栽培基质的底部进行淋溶，将盐分富集的下部通过雨水溶解，通过盐分隔离层，进入盐分沉积层；盐分隔离层采用无纺布，其具有隔盐透水的效果，当盐分溶解于雨水中形成溶液，可通过溶解的形式通过第一无纺布层，但当盐分呈颗粒状时，盐分隔离层具有一定的阻隔作用，阻隔盐分向栽培基质层转移，其还具有隔离栽培基质向下转移的作用；盐分沉积层采用煤渣和第一碎石，具有吸附盐分的作用，同时煤渣和第一碎石构成的盐分沉积层孔隙率大，能很好的透过盐水，引导其流向温室基层；洗盐管设置第二通孔通过雨水，进一步溶解沉积于盐分沉积层顶部的盐分，防止盐分过多聚集于盐分隔离层的下方，同时第二通孔中的雨水能够渗透进入栽培基质中；排盐管倾斜设置，无需外力即可将盐水引出排出。
2、淋溶管与雨水回收装置连通，通过淋溶管向栽培基质中补充雨水，防止栽培基质长期处于温室中而发生结构的改变以及板结化问题；
3、第一碎石的体积比第二碎石的体积小，第一碎石体积小但在同一空间中，所有的第一碎石的表面积大，孔隙小，能够有效吸附一部分盐渍；第二碎石需要支撑栽培基质层、盐分隔离层以及盐分沉积层，其由大块的第二碎石构成不易产生形变，且孔隙大，盐水容易透过进入排盐管。
4、吸收层能够有效吸收栽培基质中的重金属等有害离子，且吸收层中的姜酚能防止植物发生根腐病。吸收层通过烘烤后层胶状附着固定。
5、第一无纺布层中设置不锈钢框架，具有制成作用，防止无纺布受压变形，影响盐分溶液的透过性；通过设置不锈钢框架，盐分溶液的透过性提高了10％，且延长了第一无纺布的使用寿命，同一无纺布不架设不锈钢框架其使用寿命是假设不锈钢框架的无纺布的2/3。
6、排盐管出水口段设置沸石、铁屑和活性炭，能够有效消除土壤盐渍水中的N、P以及无机盐离子。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述淋溶管的其中一种实施方式的结构示意图；
图3为本发明所述的排盐管与汇集管得连接俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种温室室内栽培土壤去盐渍化系统，由上至下包括：
栽培基质层11，其栽培基质构成，所述栽培基质层11的中下部设置有淋溶管12，所述淋溶管12上设置有向下的第一通孔123；
盐分隔离层21，其包括第一无纺布层；
盐分沉积层31，其包括煤渣和第一碎石，所述盐分沉积层31的中上部设置有洗盐管32，所述洗盐管32上设置有向上的第二通孔以及向下的第三通孔；
温室基层41，其由第二碎石构成，所述温室基层41的底部设置有排盐管42，所述排盐管42与水平面呈0-10°倾斜设置，所述排盐管42较低的一端将盐水排出，所述排盐管42出水口的一段沿水流方向依次填充体积比为1:1:1的沸石51、铁屑52和活性炭53。在排盐管42得出水口设置沸石51用于消除盐水中的氮、设置铁屑52消除盐水中的磷、设置活性炭53进一步消除水中的盐分，使排出的水体得到净化，作为别的用途。
在上述技术方案主要用于植物栽培基质的排盐，由于栽培基质中的蒸腾作用，盐分往往沉积在栽培基质的下部，导致其下部盐渍化程度高，去盐渍化系统中分别采用淋溶管12，向下对栽培基质进行淋溶，将盐分富集的下部通过雨水溶解，通过盐分隔离层21，进入盐分沉积层31；盐分隔离层21采用无纺布，其具有隔盐透水的效果，当盐分溶解于雨水中形成溶液，可通过溶解的形式通过第一无纺布层，但当盐分呈颗粒状时，盐分隔离层21具有一定的阻隔作用，阻隔盐分向栽培基质层11转移，其还具有隔离栽培基质向下转移的作用；盐分沉积层31采用煤渣和第一碎石，具有吸附盐分的作用，同时煤渣和第一碎石构成的盐分沉积层31孔隙率大，能很好的透过盐水，引导其流向温室基层41；洗盐管32设置第二通孔通过雨水，进一步溶解沉积于盐分沉积层31顶部的盐分，防止盐分过多聚集于盐分隔离层21的下方，同时第二通孔中的雨水能够渗透进入栽培基质中；排盐管42倾斜设置，无需外力即可将盐水引出排出，从而解决了现有排盐系统最终将盐分传递至栽培基质底部，使底部基质盐分含量高的问题。
如图2所示，在另一种技术方案中，所述淋溶管12包括第一主管122和多根第一支管121，多根所述第一支管121沿所述第一主管122的两侧等间距设置，所述第一支管121与所述第一主管122连通，且均水平设置于所述栽培基质层内，所述第一支管121上均匀设置有多个所述第一通孔123；
其中，所述第一主管122的一端延伸出所述栽培基质层11，与雨水回收装置连通。在该技术方案中增大淋溶面积，使栽培基质的淋溶更均匀，防止盐分残留。
在另一种技术方案中，所述洗盐管32包括第二主管和多根第二支管，多根所述第二支管沿所述第二主管的两侧等间距设置，所述第二支管与所述第二主管连通，且均水平设置于所述盐分沉积层31内，所述第二支管上均匀设置有多个所述第二通孔和所述第三通孔。设置向上的第二通孔用于淋溶盐分沉积层31的上部，同时水分通过孔隙浸入栽培基质的底部从而带走停留在栽培基质底部的盐分，设置向下的第三通孔具有导向作用，引导盐分向温室基层41移动，从而流入排盐管42。
其中，所述第二主管的一端延伸出所述盐分沉积层31，与雨水回收装置连通。
在另一种技术方案中，所述第一主管122的管径为5-16cm，所述第一支管121的管径为2-3.2cm；所述第二主管的管径为5-9cm，所述第二支管的管径为0.5-1cm；
所述栽培基质层11的厚度为30-150cm，所述盐分隔离层21的厚度为1-3cm，所述盐分沉积层31的厚度为50-200cm，所述温室基层41的厚度为10-30cm；
其中，所述淋溶管12设置为每平方米所述栽培基质层11上包含50-100个所述第一通孔123；所述洗盐管32设置为每平方米所述盐分沉积层31上包含30-80个所述第二通孔、30-60个所述第三通孔。充分保证了栽培基质层11和盐分沉积层31每个角落都能被雨水浸润的同时第一通孔123、第二通孔和第三通孔的数量不会过多而影响淋溶管12和洗盐管32的变形。
如图3所示，在另一种技术方案中，所述排盐管42的管径为5-12cm，在所述温室基层41中沿水平方向每隔10-100cm设置一根所述排盐管42，所述排盐管42较低的一端与汇集管43连通，所述汇集管43与盐水回收装置连通。
在另一种技术方案中，所述淋溶管12、所述洗盐管32和所述排盐管42均为玻璃钢制成。
在另一种技术方案中，所述洗盐管32和所述排盐管42外部铺设有1-3层第二无纺布层，且不遮挡所述第二通孔和所述三通孔，所述第二无纺布层的克重为100-300g/m2；所述第二碎石的体积是所述第一碎石的体积的1.5-3倍。
在另一种技术方案中，所述洗盐管32和所述排盐管42的第二无纺布层表面铺设有吸收层，所述吸收层由钠基膨润土、姜酚、硅藻泥和壳聚糖、醋酸和水按2:2:1:1:3混合而成，所述吸收层设置于所述排盐管42和洗盐管32的表面后，在38℃下烘烤20小时。烘烤后呈胶状物附着于排盐管42和洗盐管32的表面，水分带走栽培基质中的重金属后被洗盐管32和排盐管42上的吸收层吸收，防止重金属等有害离子对植物的影响，同时吸收层中的姜酚能有效防止植物发生根腐病。
在另一种技术方案中，所述盐分隔离层21还包括不锈钢框架，所述第一无纺布层包覆所述不锈钢框架，并与之固定；所述不锈钢框架由数根实心不锈钢管构成，其直径为3-7mm，所述不锈钢管不与所述第二通孔竖直相对。
在另一种技术方案中，所述第一无纺布层的厚度为5-10mm，克重为30-50g/m2。
实验1排盐对比试验
实验组在温室内利用本发明的系统栽培三角梅，对照组1利用栽培基质层栽培三角梅，对照组2利用栽培基质层栽培三角梅，并在栽培基质层中设置排盐管，对照组3利用栽培基质层栽培三角梅，并在栽培基质层中设置淋溶管，实验组、对照组1、对照组2和对照组3的管理条件相同，实验前测定土壤EC值，用EC值反映栽培基质层含盐量，且其栽培基质层中的初始EC值为1.95+0.02ms/cm，结果见表1。
表1
1个月 2个月 3个月
实验组 1.3 0.8 0.4
对照组1 1.9 2 2.1
对照组2 1.8 1.8 1.9
对照组3 1.4 1.2 0.9
由表1可知，本发明的温室室内栽培土壤去盐渍化系统的去盐效果最好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，由上至下包括：
栽培基质层，其由栽培基质构成，所述栽培基质层的中下部设置有淋溶管，所述淋溶管上设置有向下的第一通孔；
盐分隔离层，其包括第一无纺布层；
盐分沉积层，其包括煤渣和第一碎石，所述盐分沉积层的中上部设置有洗盐管，所述洗盐管上设置有向上的第二通孔以及向下的第三通孔；
温室基层，其由第二碎石构成，所述温室基层的底部设置有排盐管，所述排盐管与水平面呈0-10°倾斜设置，所述排盐管较低的一端将盐水排出，所述排盐管出水口的一段沿水流方向依次填充体积比为1:1:1的沸石、铁屑和活性炭；
所述淋溶管包括第一主管和多根第一支管，多根所述第一支管沿所述第一主管的两侧等间距设置，所述第一支管与所述第一主管连通，且均水平设置于所述栽培基质层内，所述第一支管上均匀设置有多个所述第一通孔；
其中，所述第一主管的一端延伸出所述栽培基质层，与雨水回收装置连通。
2.如权利要求1所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述洗盐管包括第二主管和多根第二支管，多根所述第二支管沿所述第二主管的两侧等间距设置，所述第二支管与所述第二主管连通，且均水平设置于所述盐分沉积层内，所述第二支管上均匀设置有多个所述第二通孔和所述第三通孔；
其中，所述第二主管的一端延伸出所述盐分沉积层，与雨水回收装置连通。
3.如权利要求2所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述第一主管的管径为5-16cm，所述第一支管的管径为2-3.2cm；所述第二主管的管径为5-9cm，所述第二支管的管径为0.5-1cm；
所述栽培基质层的厚度为30-150cm，所述盐分隔离层的厚度为1-3cm，所述盐分沉积层的厚度为50-200cm，所述温室基层的厚度为10-30cm；
其中，所述淋溶管设置为每平方米所述栽培基质层上包含50-100个所述第一通孔；所述洗盐管设置为每平方米所述盐分沉积层上包含30-80个所述第二通孔、30-60个所述第三通孔。
4.如权利要求1所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述排盐管的管径为5-12cm，在所述温室基层中沿水平方向每隔10-100cm设置一根所述排盐管，所述排盐管较低的一端与汇集管连通，所述汇集管与盐水回收装置连通。
5.如权利要求1所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述淋溶管、所述洗盐管和所述排盐管均为玻璃钢制成。
6.如权利要求5所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述洗盐管和所述排盐管外部铺设有1-3层第二无纺布层，且不遮挡所述第二通孔和所述三通孔，所述第二无纺布层的克重为100-300g/m2；所述第二碎石的体积是所述第一碎石的体积的1.5-3倍。
7.如权利要求6所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述洗盐管和所述排盐管的第二无纺布层表面铺设有吸收层，所述吸收层由钠基膨润土、姜酚、硅藻泥和壳聚糖、醋酸和水按2:2:1:1:3混合而成，所述吸收层设置于所述排盐管和所述洗盐管的表面后，在38℃下烘烤20小时。
8.如权利要求1所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述盐分隔离层还包括不锈钢框架，所述第一无纺布层包覆所述不锈钢框架，并与之固定；所述不锈钢框架由数根实心不锈钢管构成，其直径为3-7mm，所述不锈钢管不与所述第二通孔竖直相对。
9.如权利要求1所述的温室室内栽培土壤去盐渍化系统，其特征在于，所述第一无纺布层的厚度为5-10mm，克重为30-50g/m2。
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