CN112655347A - 一种土培植物根系生长环境控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，通过所述循环泵、供水管、回水管、循环地埋渗灌管和补水定压装置构建了一个循环水渗灌系统，并结合所述制热装置、制冷装置、水肥液体和水气混合装置一体化解决地埋渗灌及植物根系生长环境控制方面存在的问题，包括：现有地埋渗灌管易堵塞及寿命短进而维修更换成本高的问题，植物根系土壤加温和降温的问题，有机肥通过水溶解过滤后以渗灌方式施肥问题，混合了空气或氧气后的灌溉水更易形成气泡或空气段阻碍施灌的问题，农业种植棚内种植土壤的灌溉、加温、降温、施肥及其在冬季和夏季连续产出的问题；小型种植盆无人值守人为控制植物生长进度的问题等。

Description

一种土培植物根系生长环境控制方法及系统

技术领域

本发明涉及植物种植环境控制，特别涉及地埋渗灌及土培植物根系生长环境控制。

背景技术

土培植物根系生长环境中首要的是根系土壤的含水量，其次还包括肥料等植物生长所需的营养物质以及根系土壤的温度、酸碱度和透气性等方面。

植物灌溉技术有几个重要目标，包括节水和按需灌溉；现有技术如：喷灌、滴灌等方案在节水方面比传统的漫灌模式有了显著的提升，但地表湿度仍然较高，容易滋生病虫害及造成地表板结；地埋渗灌方案在节水和降低土壤表层蒸发量进而减少病虫害等方面又有进一步的提升，但是，现有地埋渗灌方案存在易堵塞、使用寿命短及实施成本高等问题，阻碍了方案的推广应用，因此，现实中主要的节水灌溉模式以喷灌和滴灌为主；在温室大棚，喷灌和滴灌方式增加空气和地表湿度，易滋生病虫害；现有技术对植物根系土壤温度的直接调节尚无有效方案，普遍采用加热植物种植区地上空气温度的方法保障植物生长，但是，特别在冬季温室大棚，植物根系土壤的温度过低是导致植物坏死或停止产出的主要原因；有机肥一般通过翻耕施肥，劳动成本高，对已经在生长的植物均匀追施有机肥的难度更高，制成有机肥水溶液后不论如何过滤仍含有大量不溶物质，现实中难以通过渗灌方式施用有机肥。

发明内容

本发明公开了一种土培植物根系生长环境控制方法及实施系统，目的是要解决地埋渗灌及植物根系生长环境控制方面存在的问题，包括：现有地埋渗灌管易堵塞及寿命短进而维修更换成本高的问题，植物根系土壤加温和降温的问题，有机肥通过水溶解过滤后以渗灌方式施肥问题，混合了空气或氧气后的灌溉水更易形成气泡或空气段阻碍施灌的问题，农业种植棚内种植土壤的灌溉、加温、降温、施肥及其在冬季和夏季连续产出的问题，农业种植棚分区按需灌溉的问题，小型种植盆无人值守的灌溉和施肥问题等。本发明方案所述植物包括草本植物和木本植物，不包括无根类植物，不包括不需要灌溉的植物。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案包括：

1.一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，包括循环泵、供水管、回水管、循环地埋渗灌管和补水定压装置；其特征是所述循环地埋渗灌管的一端与所述供水管连接，同时另一端与所述回水管连接；所述循环泵的出水口与所述供水管连接，所述循环泵的进水口与所述回水管连接；所述补水定压装置的出水管与所述回水管或所述供水管连接，所述补水定压装置负责提供灌溉用水以及按设定值为所述循环地埋渗灌管内的水体提供渗灌水压；所述循环地埋渗灌管其上有出水孔并且埋设于植物种植区的土壤中；所述补水定压装置启动后将所述循环泵、供水管、回水管和循环地埋渗灌管内充满灌溉水；所述循环泵启动后推动所述灌溉水在所述循环泵、供水管、循环地埋渗灌管和回水管内循环流动；所述灌溉水在所述循环地埋渗灌管内的所述渗灌水压作用下通过所述出水孔渗出并向所述循环地埋渗灌管外围的土壤渗透扩散。

由所述循环泵、供水管、回水管、循环地埋渗灌管和补水定压装置构成一个循环水渗灌系统；在所述循环地埋渗灌管内形成循环流动水的目的之一是避免地埋渗灌管内发生堵塞；通过改变所述循环地埋渗灌管内的水压可以调节单位时间渗出的灌溉水量；根据所述植物种植区的形状和面积，所述循环地埋渗灌管可以是一根也可以是多根并联，可以直线方式布设也可以曲线、盘绕或迂回方式布设。

2.所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括制热装置；其特征在于，所述制热装置串联接入所述回水管段或所述供水管段中，或所述制热装置与所述供水管或回水管进行热交换；通过运行所述制热装置提高所述循环地埋渗灌管内的水温，并通过管壁与所述地埋渗灌管周围的植物根系土壤进行热交换，最终提高植物根系土壤的温度。

3.所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括制冷装置；其特征在于，所述制冷装置串联接入所述回水管段或所述供水管段中，或所述制冷装置与所述供水管或回水管进行热交换；通过运行所述制冷装置降低所述循环地埋渗灌管内的水温，并通过管壁与所述地埋渗灌管周围的植物根系土壤进行热交换，最终降低植物根系土壤的温度。

4.所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括水肥液体，其特征在于，所述水肥液体包括有机肥水溶过滤液或包括有机肥水溶过滤液、酸碱调节剂、营养补充剂和化肥水溶液中的至少一种；将所述水肥液体通过所述补水定压装置最终进入所述循环地埋渗灌管内的循环水体中，并通过所述出水孔将所述水肥液体和其中尺寸小于所述出水孔尺寸的细小不溶颗粒物送入植物根系土壤中。

5.所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括水气混合装置，其特征在于，所述水气混合装置通过所述补水定压装置或接入所述回水管或所述供水管最终向所述循环地埋渗灌管内输送掺气水，并通过所述出水孔向所述植物根系土壤中补充空气或氧气。

在所述循环地埋渗灌管内，由于水体不停地循环流动，所述掺气水中的微小气泡继续保持原有性状并通过所述出水孔持续向所述植物根系土壤中输送所述掺气水；掺气水如果处于静止或缓慢流动状态，其所含微小气泡将向上飘移并聚集成大气泡阻碍渗灌水的进一步流动。

6.一种农业种植棚，包括农业种植棚和所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统；其特征在于所述农业种植棚的灌溉采用所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统。

7.所述一种农业种植棚，还包括保温材料，以及还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种；其特征在于所述农业种植棚内底部种植所需土壤层的厚度之下铺设大棚底部保温材料；所述大棚底部保温材料与所述农业种植棚外围墙壁的外侧或内侧上铺设的所述保温材料的底端连接；所述大棚底部保温材料上铺设硬质保护层；在所述硬质保护层上铺设所述循环地埋渗灌管并位于所述农业种植棚内种植区土壤的翻耕深度以下；其特征还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种。

8.一种种植盆，包括种植盆和所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统；其特征在于所述种植盆的灌溉采用所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，其中所述循环地埋渗灌管埋设于所述种植盆内的土壤底部；所述种植盆底部的排水孔能够封堵或所述种植盆底部没有排水孔。

9.所述一种种植盆，还包括多个所述种植盆和连接水管；其特征在于每一个所述种植盆内埋设的所述循环地埋渗灌管的两个端口分别通过所述连接水管连接到所述供水管和所述回水管上，即所述多个种植盆内埋设的所述循环地埋渗灌管并联接到所述供水管和所述回水管上，或者多个种植盆的所述循环地埋渗灌管先通过所述连接水管串接成一路分支再通过所述连接水管连接到所述供水管和所述回水管上；所述连接管上没有出水孔。

10. 所述一种种植盆或多个所述种植盆，还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种；其特征在于所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种。

本发明方案的有益效果包括：

本发明方案不仅解决了地埋渗灌管易堵塞、寿命短和使用成本高的问题，同时进一步跨越现有思路和方案，利用地埋渗灌管一体化调控根系土壤的湿度、温度和透气性以及有机肥水溶方式施灌，多手段综合调控植物生长环境；本发明同时提出一种全封闭保温以及可以无人值守实施渗灌、施肥、透气和土壤温度调控的温室大棚方案，为实现自动化全季节不间断生产的智能大棚提供基础；本发明还提出一种集群种植盆的无人值守管理，统一实施渗灌、施肥、透气和土壤温度调控等作业。

本发明方案通过所述循环泵、供水管、回水管、循环地埋渗灌管和补水定压装置构成一个循环水渗灌系统，形成了一种循环灌溉水，不同于“灌溉水是单向流向土壤”这样的固有观念，循环水能够清除地埋渗灌管的泥沙沉积物，特别是经过较长时间的非灌溉季节，管内泥沙固化板结，很快导致堵塞；循环水还能够避免掺气水形成气泡阻断灌溉水的正常流动；渗灌管不再堵塞、能够长年使用，就可以提高渗灌管的材质，进一步延长使用寿命，降低维修与更换频率，降低使用成本；另外，本发明方案允许提高渗灌管内的水压和水温，当渗灌水温度高于周围土壤温度时，部分会相变气化并向上升腾、凝结，再蒸发再凝结，由此，本发明方案中地埋渗灌水能够向四周，特别是向上扩散较远的距离，因此，可以将所述循环地埋渗灌管埋设在翻耕深度以下，这样将进一步提高地埋渗灌管的使用寿命；较深的地埋渗灌方式还能够引导植物根系向更深和更广的范围生长，吸收更多的营养；同时，根系下渗灌水的蒸发升腾能疏松根系土壤、输送氧气，增加土壤透气性，不造成表层土壤板结；土壤中的含水量越向上越少，有利于保持地表干燥降低病虫害和杂草的发生率，这些都将有助于植物健康生长，提升产量和品质。

实施本发明方案，不论是开放式的大面积种植区域，或是林木果树等，还是大棚式种植，都不再需要畦面、畦埂或垄沟等，地表完全平整，减少劳动量，有利于农业机械运行。

本发明方案实现有机肥水溶液以渗灌方式随时加施。循环运行的渗灌水允许水中含有一定大小的颗粒物，由此，有机肥水溶液可以通过渗灌方式施肥；由于通常所述循环地埋渗灌管布设于根系下方或偏下方，用于施肥时更精准和高效；能够避开发芽出苗阶段施放有机肥，出苗后再随灌溉水一同施加有机肥，有利于植物生长和增产增收；另外，有机肥以水溶液形式施肥，将推动有机肥进一步精加工和深加工的变革，减少存储运输成本。

本发明方案增加多种对植物生长的调控手段，能够应对恶劣环境对种植物的影响。通过地埋渗灌的水、气、肥还有温度等调节手段，进一步增强对植物生长周期、产量、营养品质等指标的调控能力，例如在植物特定生长阶段通过控制土壤湿度和温度适当延长生长时间以增加产出物的营养成分等；同时，这些调控手段对干旱和异常低温等自然环境的异常现象能够起到抵御作用。

本发明方案实现北方冬季农业大棚的连续产出。北方农业大棚为了在冬季连续产出，为提高棚内温度会花费较高能源成本，而且缺乏提升根系土壤温度的手段。首先，本发明由于实施了循环水渗灌方案，植物根系的透气性依赖于根部上层土壤，种植土壤层的下部可以用保温材料完全包裹，显著提升大棚的保温性能，降低采暖能耗；其次，本发明方案实现了对根系土壤的直接加温，不仅进一步节省能源，更能有效保障植物生长；再次，翻耕深度以下的渗灌更加减少地表蒸发量，降低棚内湿度，减少病虫害，减少农药用量。

本发明方案为植物种植的智能化远程监控提供集成化的基础设施。不论是开放的大面积种植区域，还是农业大棚，甚或是小型的盆栽场景，本发明方案将植物种植所需的水、气、肥和温度的调控集于一套系统，进一步通过设置土壤水含量和温度传感器、加装所述地埋渗灌管电动阀门等措施，加上电脑控制系统就能实现种植区域现场无人值守的远程监控以及分区按需的水、气、肥及温度自动调控。

附图说明

图1是本发明方案基本系统构成示意图。

具体实施方式

以下通过附图和文字补充描述说明本发明技术方案的实施方式。

图1为本发明方案基本系统构成示意图，说明了本发明技术方案基本系统实施构建的方法流程，具体实施包括：本发明方案通过所述循环泵101、供水管102、回水管103、循环地埋渗灌管103和补水定压装置105以及灌溉水源106构建了一个基本的循环水渗灌系统；其中循环泵和补水定压装置在建筑给排水和暖通空调领域有公开的设计与施工规范，例如，在各种液体循环泵进水口前加设过滤装置，在循环泵进、出水端加装减震软连接、压力表及阀门等，所有管道连接处密封，管道铺设时考虑坡度并加装排气装置以及在其它便于维修的管道部位加装阀门等；回水管通常也称为集水管或集水器，供水管通常也称为配水管或分水管或分水器；所述补水定压装置105有两项基本功能，一是向所述循环水渗灌系统持续提供灌溉水，二是调节与稳定所述循环地埋渗灌管104内的水压力；补水定压装置在建筑设施中的生活热水系统、中央空调系统等领域有公开的设计施工规范，在本发明方案中其定压的目标压力采样点可以直接设在所述循环地埋渗灌管104部位，也可以设在所述回水管103或供水管102上并按实际情况增减压力补偿量；一种低成本简易补水定压装置是设置一个高位水箱，通过改变该水箱液面与所述循环地埋渗灌管的相对高度差来调节所述循环地埋渗灌管内的渗灌水压，这种方案类似于暖通空调领域的“开式系统”；还有“闭式系统”补水定压方案，有测压点压力采集与控制模块控制补水泵启停或变频运行，补水泵要连接水源，水源可以是一个水箱、自来水、水池或水塘等；所述补水定压装置105通常优先连接所述回水管103。

所述循环地埋渗灌管104不能有封堵的盲端，循环流动的水能避免地埋渗灌管内发生堵塞，必要时通过短时高压和高速水流冲刷地埋渗灌管内及其上出水孔沉积的泥沙等固态颗粒物；所述循环地埋渗灌管按照植物种植区域的形状和尺寸设计为单根管方式或多根管并联方式；在种植区土壤中铺设可以是直线或曲线或环绕方案，并应使得连接所述供水管和所述回水管之间的各条所述循环地埋渗灌管的长度相近；如果要人为控制某根所述循环地埋渗灌管暂停灌溉，则需在所述循环地埋渗灌管的两端都加装阀门，不能只在一端加装阀门；所述循环地埋渗灌管需要具有一定的刚性强度以便能够抵抗土壤沉降及植物根茎生长造成的挤压力，同时，又具有一定的柔性以便在目标灌溉区域的土壤中按需环绕布设，为此，管道的材质、直径、壁厚及出水孔的分散布设等设计规划需与灌溉水量、水温和水压等数据综合考量，在给排水和暖通空调相关领域有公开的设计、施工规范；所述循环地埋渗灌管上的所述出水孔可以是直孔或沉孔或外喇叭孔形状，便于使用高压水冲开出水孔外口可能堵塞的泥沙；为防止所述循环地埋渗灌管104上的所述出水孔被正上方的砂石压堵或被侧面的植物根茎封堵，所述出水孔在所述循环地埋渗灌管的径向上按3到5个均等角度方向布设，但同时任意两个出水孔在轴向上的间距要保证不破坏所述循环地埋渗灌管的强度，避免在任一管截面同时有2个或以上的所述出水孔，出水孔过密将影响地埋渗灌管的强度。

埋设所述循环地埋渗灌管104时，可以在渗灌管周围或整体铺设一层透水性较高的砂土层将所述循环地埋渗灌管104掩埋，其上再放置种植土壤，这样可以使渗灌效果更加均匀、渗灌管间距更大；所述循环地埋渗灌管104铺设的间距大于该管距离地表的距离。

在开放的大面积种植区域，根据现场实际情况，如果所述供水管102和所述回水管103分别布设在一块种植区域的两边，则所述循环地埋渗灌管104通常按直线并联方式埋设在翻耕深度以下，若所述供水管102和所述回水管103安排在一起，则所述循环地埋渗灌管104通常按U型并联方式埋设在翻耕深度以下。

在已有的林木或果树种植区域，在不伤及树木根系的前提下尽量将所述循环地埋渗灌管104深埋在土壤中，可以环绕或直线多管铺设；在树木移植坑底部环绕所述循环地埋渗灌管104然后铺设一层透水性较高的砂土层将渗灌管掩埋，其上再铺设一层种植土壤，这种情况下应选用更为坚固的地埋渗灌管。

关于本发明方案附加制热装置的实施。所述制热装置为常用的锅炉或空气源、水源或地源热泵设备的制热模式，这类设备内部带有换热装置，如盘管式换热器、壳管式换热器或板式换热器，通常为被加热液体专门设有一对进水口和出水口，相当于串联接入所述回水管段或所述供水管段中，也有的热源设备要求外部再设置换热器，此时相当于与所述供水管或回水管进行热交换；或者也可以采用电热丝缠绕水管等方式对管内水体进行加热；还可以将温度较高的地下水等作为热源，通过换热器与所述供水管或回水管进行热交换；最终目的是提升所述循环地埋渗灌管104内的水温；特别是在低温季节提升土壤温度能够促进植物生长、减轻低温和病害对植物的影响以及避免植物根系过冷导致植物死亡；通过所述循环地埋渗灌管104对根系土壤进行加热是一个缓慢的过程，所述循环地埋渗灌管内的水温应在植物根茎直接接触时的耐受范围之内，不能过高；所述植物根系土壤的温度达到设定温度时，停止运行所述制热装置；当种植区域空气温度低于土壤温度时，土壤表层会自动与空气进行热交换，提高所述种植区域的空气温度。

关于本发明方案附加制冷装置的实施。所述制冷装置为空气源、水源或地源热泵设备的制冷模式，这类设备内部带有换热装置，如盘管式换热器、壳管式换热器或板式换热器，设备为被冷却液体专门设有一对进水口和出水口，相当于串联接入所述回水管段或所述供水管段中，也有的制冷设备要求外部再设置换热装置，此时相当于与所述供水管或回水管进行热交换；还可以将温度较低的地下水等作为冷源，通过换热装置与所述供水管或回水管进行热交换；最终目的是降低所述循环地埋渗灌管104内的水温；在高温天气开启所述制冷装置降低土壤温度能够抑制植物病虫害特别是根系病虫害并有助于植物正常生长；依据不同品种植物以及同一种植物在不同生长阶段对其根系土壤温度的喜好程度，调节植物根系土壤温度实现人为控制植物按需生长，包括期望的植物收获期和植物营养成分构成等。

关于本发明方案附加水肥一体化的实施。需要特别注意的是，由于本发明方案是循环灌溉系统，因此，水肥液体不能直接接入所述回水管或所述供水管，那样在管道中的灌溉水不断循环过程中，通过循环叠加作用，水肥的浓度比例会不断提高；优选的做法应当将所述水肥液体在所述补水定压装置中进行混合，例如加入所述补水定压装置的所述高位水箱或补水箱中；所述水肥液体进入循环管路后，其中的较大尺寸的不容颗粒物会被循环泵前的过滤器拦截，微小颗粒物允许随管路中的水持续循环流动。

关于本发明方案附加水气混合装置的实施。同样需要特别注意的是，由于本发明方案是循环灌溉系统，因此，如果加气装置直接接入所述回水管或所述供水管那就必须对管道中的循环水的掺气比例进行实时监测，符合设定值时停止进一步的水气混合，否则在管道中的灌溉水不断循环过程中，通过循环叠加作用，水气浓度会不断提高远远超过预设值；优选的方案是通过所述补水定压装置最终向所述循环地埋渗灌管内输送掺气水，如将所述水气混合装置的输出口接入所述补水定压装置的水箱里或输出管道上；目前实时测量水体中的微气泡含量受成本和精度限制。

关于本发明方案在农业种植棚的实施。建立农业种植大棚的主要目的之一是保温，抵御低温的自然环境，特别是冬季植物根系土壤的温度直接决定植物能否生长甚至能否存活。当农业种植棚实施所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统后，植物根系所需的透气性依赖于上层和地表层的土壤，灌溉自下而上，地表土壤不封闭不板结，因此根系向下的土壤即使全封闭也不影响植物生长，这样就允许农业种植棚的外墙和底端被保温板全包裹，这将显著提高农业种植棚的保温性能，隔绝外部低温环境的影响，在日照充足的高原寒冷地区采用本发明方案的农业种植棚也能保证全季节产出；本发明方案中农业种植棚的实施关键，一是保温材料的铺设没有间断，包括底部，不出现冷桥；二是所述循环地埋渗灌管104内的水流应该从冬季棚内较低土壤温度的区域流向较高温度的土壤区域，例如采光的南墙较低矮，其附近的土壤在夜晚容易丧失热量，因此所述供水管102应靠近棚内南墙，回水管103靠近北墙；如果在所述循环地埋渗灌管104两端与所述供水管和所述回水管连接部位附近加装手动阀门或电动阀门，则能达到分区域打开或关闭渗灌和施肥等目的；在所述农业种植棚内不同区域的不同深度设置土壤含水量传感器，通过自动控制装置指令电动阀门开或关，达到自动分区域打开或关闭，进一步实现现场无人值守的远程监控模式。

关于本发明方案在小型种植盆的实施。通过实施本发明方案，能够将大量的小型种植盆的灌溉、施肥、补充营养素和土壤温度调控集中实施，实现现场无人值守或极大减少现场劳动量，特别是能够通过调控盆内土壤的湿度、温度和营养素等手段控制植物的生长进度，例如达到期望的开花期或结果期等；本发明方案在种植盆的实施通常应串联和并联相互搭配，方便现场实施，但是应尽可能使并联前的各分支串接的种植盆数量相等或接近。

Claims (10)

1.一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，包括循环泵、供水管、回水管、循环地埋渗灌管和补水定压装置；其特征是所述循环地埋渗灌管的一端与所述供水管连接，同时另一端与所述回水管连接；所述循环泵的出水口与所述供水管连接，所述循环泵的进水口与所述回水管连接；所述补水定压装置的出水管与所述回水管或所述供水管连接，所述补水定压装置负责提供灌溉用水以及按设定值为所述循环地埋渗灌管内的水体提供渗灌水压；所述循环地埋渗灌管其上有出水孔并且埋设于植物种植区的土壤中；所述补水定压装置启动后将所述循环泵、供水管、回水管和循环地埋渗灌管内充满灌溉水；所述循环泵启动后推动所述灌溉水在所述循环泵、供水管、循环地埋渗灌管和回水管内循环流动；所述灌溉水在所述循环地埋渗灌管内的所述渗灌水压作用下通过所述出水孔渗出并向所述循环地埋渗灌管外围的土壤渗透扩散。

2.如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括制热装置；其特征在于，所述制热装置串联接入所述回水管段或所述供水管段中，或所述制热装置与所述供水管或回水管进行热交换；通过运行所述制热装置提高所述循环地埋渗灌管内的水温，并通过管壁与所述地埋渗灌管周围的植物根系土壤进行热交换，最终提高植物根系土壤的温度。

3.如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括制冷装置；其特征在于，所述制冷装置串联接入所述回水管段或所述供水管段中，或所述制冷装置与所述供水管或回水管进行热交换；通过运行所述制冷装置降低所述循环地埋渗灌管内的水温，并通过管壁与所述地埋渗灌管周围的植物根系土壤进行热交换，最终降低植物根系土壤的温度。

4.如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括水肥液体，其特征在于，所述水肥液体包括有机肥水溶过滤液或包括有机肥水溶过滤液、酸碱调节剂、营养补充剂和化肥水溶液中的至少一种；将所述水肥液体通过所述补水定压装置最终进入所述循环地埋渗灌管内的循环水体中，并通过所述出水孔将所述水肥液体和其中尺寸小于所述出水孔尺寸的细小不溶颗粒物送入植物根系土壤中。

5.如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，还包括水气混合装置，其特征在于，所述水气混合装置通过所述补水定压装置或接入所述回水管或所述供水管最终向所述循环地埋渗灌管内输送掺气水，并通过所述出水孔向所述植物根系土壤中补充空气或氧气。

6.一种农业种植棚，包括农业种植棚和如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统；其特征在于所述农业种植棚的灌溉采用如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统。

7.所述一种农业种植棚，还包括保温材料，以及还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种；其特征在于所述农业种植棚内底部种植所需土壤层的厚度之下铺设大棚底部保温材料；所述大棚底部保温材料与所述农业种植棚外围墙壁的外侧或内侧上铺设的所述保温材料的底端连接；所述大棚底部保温材料上铺设硬质保护层；在所述硬质保护层上铺设所述循环地埋渗灌管并位于所述农业种植棚内种植区土壤的翻耕深度以下；其特征还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种，即还包括如权利要求2、3、4和5中所述的至少一种方案。

8.一种种植盆，包括种植盆和如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统；其特征在于所述种植盆的灌溉采用如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统，其中所述循环地埋渗灌管埋设于所述种植盆内的土壤底部；所述种植盆底部的排水孔能够封堵或所述种植盆底部没有排水孔。

9.如权利要求8所述一种种植盆，还包括多个所述种植盆和连接水管；其特征在于每一个所述种植盆内埋设的所述循环地埋渗灌管的两个端口分别通过所述连接水管连接到所述供水管和所述回水管上，即所述多个种植盆内埋设的所述循环地埋渗灌管并联接到所述供水管和所述回水管上，或者多个种植盆的所述循环地埋渗灌管先通过所述连接水管串接成一路分支再通过所述连接水管连接到所述供水管和所述回水管上；所述连接管上没有出水孔。

10.如权利要求8或9所述一种种植盆，还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种；其特征在于如权利要求1所述一种土培植物根系生长环境控制方法及系统还包括所述制热装置、所述制冷装置、所述水肥液体和所述水气混合装置中的至少一种，即还包括如权利要求2、3、4和5中所述的至少一种方案。

Images