CN106258916B - 一种多功能无土栽培装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业设施技术领域，尤其涉及一种多功能无土栽培装置及其应用。所述装置主要应用于蔬菜栽培中，其包括：无土栽培槽，其包括槽体和上盖，槽体包括底板、搁置板、第一侧板和第二侧板；上盖开设有多个定植孔；搁置板，其水平卡设在第一侧板和第二侧板之间，气流通道在第一侧板和第二侧板的侧壁上开设有多个排气孔；两个端盖，其分别堵塞于无土栽培槽的两端，端盖上设有多个水孔和一个进气孔；以及环境调控设备。本发明的无土栽培装置形成一个相对密闭的栽培空间，营养液在该空间内流动，避免了被外界杂质所污染；环境调控设备向气流通道内充入冷/热空气、气肥或臭氧等，通过排气孔将气体均匀输送到植株周围，实现了对微环境的调节。

Description

一种多功能无土栽培装置及其应用
技术领域
本发明涉及农业设施技术领域，尤其涉及一种多功能无土栽培装置及其应用。
背景技术
随着土地资源的紧张及土壤连作障碍的影响，无土栽培技术发展迅速且逐渐成熟，栽培槽作为一种无土栽培配套设施，用于盛放基质或营养液，为植株生长提供所需的水分和养分，可有效避免土壤的连作障碍和土传病害的发生，是未来设施园艺生产的主要栽培方式。无土栽培按照基质种类分为基质栽培和水培两种。现有无土栽培装置功能单一，且多以专用栽培槽为主，按基质类型，分为固体基质栽培槽、水培栽培槽；按种植作物种类，分为草莓种植槽、果菜专用槽、叶菜专用槽、西瓜甜瓜无土栽培槽等。其中基质栽培槽以开放式为主，水培槽以封闭循环式为主。
现有栽培槽功能专一，主要承担盛放栽培基质或营养液的功能，且多数仅适用于特定栽培种类的作物生产。而栽培槽内温度随温室气温而变化，与气温接近，经常出现夏季温度偏高，冬季温度偏低的情况，同时温室内CO2浓度往往低于植株光合作用的最适浓度，不能满足生长需要，从而限制作物生长和产量形成。通常情况下，园艺设施建造完成后，设施内环境的调节能力基本确定，若再针对整栋温室进行调节或改造，则工程量大、调控范围大、成本高，见效慢。因此，直接调节株间微环境是一个简洁有效、且成本较低的方式。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能无土栽培装置，其包括：
无土栽培槽，其包括槽体和覆盖于所述槽体顶部的上盖，所述槽体包括底板，用于放置基质和/或营养液的搁置板，以及分别设置于所述底板相对两侧的第一侧板和第二侧板；所述上盖开设有多个定植孔，作物根部穿过所述定植孔进入槽体内；所述搁置板水平卡设在所述第一侧板和第二侧板之间，且与所述第一侧板和第二侧板一体成型，所述搁置板、底板、第一侧板和第二侧板共同围成一个气流通道，所述气流通道在第一侧板和第二侧板的侧壁上开设有多个排气孔；
两个端盖，其分别堵塞于所述无土栽培槽的两端，所述端盖上设有多个供所述搁置板内营养液进/出的水孔和一个用于向所述气流通道供气的进气孔；
环境调控设备，其与所述进气孔相连，并通过所述进气孔向气流通道内充入冷/热空气、水汽、气肥或臭氧。
本发明的无土栽培装置，通过无土栽培槽、搁置板和端盖相配合，形成一个相对密闭的栽培空间，使得营养液在封闭空间内流动，避免了被外界杂质所污染。所述环境调控设备向气流通道内充入冷/热空气、水汽、气肥或臭氧，通过排气孔，将气体均匀输送到植株周围，以实现对微环境的调节。为植株生长提供适宜的生长微环境，促进植株健康生长和产量提高，具体为：通入的冷/热空气通过搁置板与基质/营养液进行热交换，调节植株根部、基质和营养液的温度，同时从排气孔排出的冷/热空气还可以调节位于该栽培装置外的根部以上植株间的温度；通入的水汽通过排气孔排出，用于调节该栽培装置外的根部以上植株间的湿度；通入的气肥用于进行气肥的补充；通入的臭氧通过排气孔排出，用于根部以上植株空间的消毒。本发明所述搁置板上的基质为岩棉、椰糠等成型基质或其它袋装基质材料。
本发明的无土栽培装置，所述搁置板中部凸起，使得搁置板与第一侧板和第二侧板之间各形成一用于盛放营养液的导液槽，所述水孔的位置与导液槽内的营养液预设量相适应，以排出所述导液槽内多余的营养液。而且可以通过调节水孔高度以调节槽体内营养液的液位，从而满足不同的栽培需要。
优选的，每个所述端盖上设有两个水孔，且每个所述水孔各对应一个导液槽。
本发明的无土栽培装置，所述上盖包括两个上盖侧板以及将两个所述上盖侧板连接的上盖顶板，且所述上盖在与相垂直的纵切面上呈下底敞口的等腰梯形，所述定植孔位于所述上盖顶板，两个所述上盖侧板分别与所述第一侧板和第二侧板可拆卸的连接。
进一步的，所述第一侧板和第二侧板的顶端各设有一个凹槽，所述上盖侧板设有与所述凹槽相匹配的第一凸起和第二凸起；当所述上盖正盖于无土栽培槽上时，所述第一凸起与所述凹槽相扣合；当所述上盖反盖于无土栽培槽上时，所述第二凸起与所述凹槽相扣合。此处的“正盖”指的是所述上盖在纵切面方向上呈等腰梯形的情形，此处的“反盖”指的是所述上盖在纵切面方向上呈倒等腰梯形的情形。
本发明的无土栽培装置，所述定植孔在所述上盖顶板上均匀分布，且孔径为2～10cm。上盖作为栽培定植板，可根据栽培作物的需要开不同大小、形状和位置的定植孔，以适应不同作物的生产需求。
本发明的无土栽培装置，所述排气孔在第一侧板和第二侧板的侧壁上均匀分布，且成排设置。
本发明的无土栽培装置，所述无土栽培装置架设于栽培架上，且所述底板的形状与栽培架的结构相适应；本发明优选将所述底板设置为带有平衡梁的凹槽，使其与悬挂式或支撑式的栽培架相适应。
本发明的无土栽培装置，所述槽体为多个，相邻槽体之间通过连接件进行连接，连接件主要用于长距离栽培时连接相邻槽体，从而加长栽培槽；和/或，所述气肥为CO2；和/或，所述槽体和上盖的材质均为聚氯乙烯，且所述槽体内黑外白，内侧黑色用于模拟根系所处的黑暗环境，利于根系生长，外侧白色，主要用于反光，可改善植株底部光照环境；和/或，所述第一侧板和第二侧板的距离为20cm，与一般固体基质和基质袋规格相适应。
本发明还提供了一种上述无土栽培装置在蔬菜栽培中的应用；
优选的，当所述蔬菜为果菜时，所述上盖正盖于所述槽体顶部；当所述蔬菜为叶菜类时，所述上盖反盖于所述槽体顶部；正盖时槽体内空间大，主要用于果菜栽培；反盖时槽体内空间小，栽培面距离基质面或营养液面近，主要用于叶菜栽培。
更优选的，当温室温度偏低，需要加温时，向气流通道内通入热空气对根系环境和植株间进行加热；当温室温度偏高，需要降温时，向气流通道内通入冷空气对根系和植株间进行降温处理；在光照下，光合作用较强的时候，向气流通道内通入CO2，以增加植株间CO2浓度，促进光合作用，提高产量；夜间时，向气流通道内通入适宜浓度臭氧，对根部以上植株空间进行消毒。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
1、所述栽培装置的导液槽设计在相对密闭的空间内部，减少了营养液与空气及光的接触，利于保持营养液的清洁和避光。无土栽培槽底部配有气流通道，承担通风通道的作用，可与环境调控设备、进气孔和排气孔配合使用，可使冷/热风、水汽、CO2、臭氧等气体均匀的释放到植株周围，实现株间温度、湿度、CO2浓度等微环境的调控，从而实现栽培槽的环境微调功能，达到节能高效生产的作用。同时通过热传递效应，可对基质或营养液进行升温与降温调节。
2、其上盖根据栽培作物种类的不同，可变换上盖的盖扣方式和定植孔的开孔方式，以适用于不同果菜和叶菜的栽培生产。
3、该无土栽培装置可用于基质栽培或水培生产。基质栽培直接放入袋装基质即可，上盖可根据需要选择安装。将上盖正盖于槽体之上，用于果菜类的基质或营养液的无土栽培。叶菜水培时将上盖反盖于槽体之上，以减少槽体内空间，节省营养液的用量，并可通过调节水孔的高度，调节水培营养液液面高度。
附图说明
图1为本发明实施例所述多功能无土栽培装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述栽培装置两种应用方式的结构示意图；
图3为本发明实施例所述多功能无土栽培装置的侧视图；
其中，1、槽体；11、搁置板；12、导液槽；13、气流通道；14、排气孔；15、底板；16、第一侧板；17、第二侧板；2、上盖；21、定植孔；22、上盖顶板；23、上盖侧板；24、第一凸起；25、第二凸起；26、凹槽；3、端盖；31、水孔；32、进气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1～3所示，本实施例提供了一种多功能无土栽培装置，其包括：无土栽培槽、用于放置基质和营养液的搁置板11、两个端盖3以及环境调控设备(图中未示出)。
无土栽培槽包括槽体1和覆盖于所述槽体1顶部的上盖2，所述槽体1包括底板15以及分别设置于所述底板15相对两侧的第一侧板16和第二侧板17；所述上盖2包括两个上盖侧板23以及将两个所述上盖侧板23连接的上盖顶板22，且所述上盖2在与相垂直的纵切面上呈下底敞口的等腰梯形，所述定植孔21位于所述上盖顶板22，两个所述上盖侧板23分别与所述第一侧板16和第二侧板17可拆卸的连接。所述第一侧板16和第二侧板17的顶端各设有一个凹槽26，所述上盖侧板23设有与所述凹槽26相匹配的第一凸起24和第二凸起25；当所述上盖2正盖于无土栽培槽上时，所述第一凸起24与所述凹槽26相扣合；当所述上盖2反盖于无土栽培槽上时，所述第二凸起25与所述凹槽26相扣合。
所述定植孔21均匀分布在所述上盖顶板22上，作物根部穿过所述定植孔21进入槽体1内，但孔径大小不一致，孔径分布在2～10cm范围内，较小孔径适于叶菜栽培，较大孔径适于果菜栽培。上盖2作为栽培定植板，可根据栽培作物的需要开不同大小、形状和位置的定植孔21，以适应不同作物的生产需求。
搁置板11水平卡设在所述第一侧板16和第二侧板17之间，且与所述底板15、第一侧板16和第二侧板17共同围成一个气流通道13，所述气流通道13在第一侧板16和第二侧板17的侧壁上开设有多个排气孔14。两个端盖3分别堵塞于所述无土栽培槽的两端，每个端盖3上设有两个供所述搁置板11内营养液进/出的水孔31和一个用于向所述气流通道13供气的进气孔32，每个所述水孔31各对应一个导液槽12；所述排气孔14在第一侧板16和第二侧板17的侧壁上均匀分布，且成排设置。
所述搁置板11中部凸起，使得搁置板11与第一侧板16和第二侧板17之间各形成一个用于盛放营养液的导液槽12，所述水孔31的位置与导液槽12内的营养液预设量相适应，以排出所述导液槽12内多余的营养液。而且可以通过调节水孔31高度以调节槽体1内营养液的液位，从而满足不同的栽培需要。
环境调控设备通过所述进气孔32向气流通道13内充入冷/热空气、水汽、气肥或臭氧。
本实施例的无土栽培装置架设于栽培架上，且所述底板15的形状与栽培架的结构相适应；本实施例将所述底板15设置为带平衡梁的凹槽，使其与支撑式的栽培架相适应。
本实施例的槽体1为1个(当然还可以是多个，当槽体为多个时，相邻槽体之间通过连接件进行连接，连接件主要用于长距离栽培时连接相邻槽体，从而加长栽培槽)；所述气肥为CO2；所述槽体1和上盖2的材质均为聚氯乙烯，且所述槽体1内黑外白，内侧黑色用于模拟根系所处的黑暗环境，利于根系生长，外侧白色，主要用于反光，可改善植株底部光照环境；所述第一侧板16和第二侧板17的距离为20cm，与一般固体基质和基质袋规格相适应。
本实施例还提供了一种上述无土栽培装置在蔬菜栽培中的应用，即：参见图2中的A，当所述蔬菜为果菜时，所述上盖2正盖于所述槽体1顶部；参见图2中的B，当所述蔬菜为叶菜类时，所述上盖2反盖于所述槽体1顶部；正盖时槽体1内空间大，主要用于果菜栽培；反盖时槽体1内空间小，栽培面距离基质面或营养液面近，主要用于叶菜栽培。
当温室温度偏低，需要加温时，向气流通道13内通入热空气对根系环境和植株间进行加热；当温室温度偏高，需要降温时，向气流通道13内通入冷空气对根系和植株间进行降温处理；在光照下，光合作用较强的时候，向气流通道13内通入CO2，以增加植株间CO2浓度，促进光合作用，提高产量；夜间时，向气流通道13内通入适宜浓度臭氧，对根部以上植株空间进行消毒。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种多功能无土栽培装置，其特征在于，包括：
无土栽培槽，其包括槽体和覆盖于所述槽体顶部的上盖，所述槽体包括底板，用于放置基质和/或营养液的搁置板，以及分别设置于所述底板相对两侧的第一侧板和第二侧板；所述上盖开设有多个定植孔，作物根部穿过所述定植孔进入槽体内；所述搁置板水平卡设在所述第一侧板和第二侧板之间，且与所述第一侧板和第二侧板一体成型，所述搁置板、底板、第一侧板和第二侧板共同围成一个气流通道，所述气流通道在第一侧板和第二侧板的侧壁上开设有多个排气孔；
两个端盖，其分别堵塞于所述无土栽培槽的两端，所述端盖上设有多个供所述搁置板内营养液进/出的水孔和一个用于向所述气流通道供气的进气孔；以及，
环境调控设备，其与所述进气孔相连，并通过所述进气孔向气流通道内充入冷/热空气、水汽、气肥或臭氧；
所述搁置板中部凸起，使得搁置板与第一侧板和第二侧板之间各形成一用于盛放营养液的导液槽，所述水孔的位置与导液槽内的营养液预设量相适应，以排出所述导液槽内多余的营养液；
所述上盖包括两个上盖侧板以及将两个所述上盖侧板连接的上盖顶板，且所述上盖在与相垂直的纵切面上呈下底敞口的等腰梯形，所述定植孔位于所述上盖顶板，两个所述上盖侧板分别与所述第一侧板和第二侧板可拆卸地连接；
所述第一侧板和第二侧板的顶端各设有一个凹槽，所述上盖侧板设有与所述凹槽相匹配的第一凸起和第二凸起；
当所述上盖正盖于无土栽培槽上时，所述第一凸起与所述凹槽相扣合；当所述上盖反盖于无土栽培槽上时，所述第二凸起与所述凹槽相扣合；
每个所述端盖上设有两个水孔，且每个所述水孔各对应一个导液槽。
2.根据权利要求1所述的无土栽培装置，其特征在于，所述定植孔在所述上盖顶板上均匀分布，且孔径为2～10cm。
3.根据权利要求1所述的无土栽培装置，其特征在于，所述排气孔在第一侧板和第二侧板的侧壁上均匀分布，且成排设置。
4.根据权利要求1所述的无土栽培装置，其特征在于，所述无土栽培装置架设于栽培架上，且所述底板的形状与栽培架的结构相适应。
5.根据权利要求1～4任一项所述的无土栽培装置，其特征在于，所述槽体为多个，相邻槽体之间通过连接件进行连接；和/或，所述气肥为CO2；和/或，所述槽体和上盖的材质均为聚氯乙烯。
6.权利要求1～5任一项所述无土栽培装置在蔬菜栽培中的应用；
当所述蔬菜为果菜时，所述上盖正盖于所述槽体顶部；当所述蔬菜为叶菜类时，所述上盖反盖于所述槽体顶部；
当温室需要加温时，向气流通道内通入热空气；当温室需要降温时，向气流通道内通入冷空气；光照下，向气流通道内通入CO2；夜间时，向气流通道内通入臭氧。
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