CN114287320A - 一种根抱石栽培系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根抱石栽培系统及方法，通过采集分析系统实时采集分析土壤成分、湿度和根抱石植物根茎的水分，控制毛细管智能水灌溉系统、植物营养液供给系统对根抱石植物生长环境进行水分和营养的补给，同时当储水量和营养液储存量低于预警值时，及时预警补充；同时毛细管按照根系生长需要位置布置，植物根系会沿着水分和养分丰富区域延伸，确保根抱石植物根系造型的生长能够满足设计要求。

Description

一种根抱石栽培系统及方法

技术领域

本发明涉及园艺栽培技术领域，特别是涉及一种根抱石栽培系统及方法。

背景技术

根抱石是一种植物艺术的创造，自然界在特殊环境较常见，如山体、溪水边，但都属于自然形成，成型年久，难维护，无法形成景观。尤其当根抱石植物的根茎生长在自然环境当中时，由于植物根系的生长在自然环境当中是不受控制的，因此很难按照所需的根抱石形状和对根抱石的需求来进行生长，造成根抱石培育困难，根抱石植物生长无法控制，同时传统的培育方式无法随时满足根抱石植物的生长需求，导致根抱石植物生长时出现营养不良、水分不足，因此无法保证根抱石植物的根茎按照预想的根抱石形成的方向生长，同时也无法满足根抱石植物根须生长的环境。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种植物栽培组件”，其公告号CN102638968A，包括栽培容器和用于将容器升高到地面之上的支撑结构。所述容器具有大体中空的本体以保持植物栽培介质和多株植物。所述本体沿轴线延伸以具有相对的轴端边缘和径向外周壁。所述壁限定穿过其中延伸的多个分离的植物接收端口，并且大体径向地围绕壁布置。然而仍然无法保证根茎按照预期生长，也不能保证环境满足根抱石植物根须生长的环境。

发明内容

本发明主要针对现有情况下无法保证根茎按照预期生长，也不能保证环境满足根抱石植物根须生长的环境的问题；提供了一种根抱石栽培系统及方法；通过采集分析系统实时采集分析土壤成分、湿度和根抱石植物根茎的水分，控制毛细管智能水灌溉系统、植物营养液供给系统对根抱石植物生长环境进行水分和营养的补给，同时当储水量和营养液储存量低于预警值时，及时预警补充；同时毛细管按照根系需要位置布置，植物根系会沿着水分和养分丰富区域延伸，确保根抱石的产出能够满足预设要求。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种根抱石栽培系统，包括，

采集分析系统，实时采集分析土壤成分、湿度和根抱石植物根茎的水分，将分析将结果传递至控制系统；

控制系统，根据采集的土壤与植物根茎的状态信息，与栽培模型进行对比分析，并根据判断结果传递控制信号；

毛细管智能水灌溉系统，接收控制系统传递的控制信号并对根抱石植物和土壤进行灌溉；

植物营养液供给系统，接收控制系统传递的控制信号并对土壤进行营养液的供给补充；

报警系统，实时检测毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；判断是否低于剩余水位和营养液剩余量是否低于阈值并将信号通过无线网络传递至控制中心。

通过设置在根抱石植物树根的栽培系统的结合，保证实时对土壤和根抱石植物状态的监测和控制，确保根抱石植物能够按照预设的根抱石形状所需要的根抱石植物根须状态生长并保证根抱石植物生长过程中对肥料和水分的需求；同时对水量和营养液量的储存量进行预警。

作为优选，所述根抱石栽培系统外围设置有1mm塑料多孔薄片，确保水分和营养液能够渗入到根部系统当中，然而可以基本防治虫害，降低系统外部环境对栽培系统的影响。

作为优选，所述毛细管智能水灌溉系统内初始储存水量的计算步骤如下：

步骤S31、获取根抱石栽培地域水文、地理信息，同时调取历年降雨、蒸发量数据；

步骤S32、获取历年蒸发量与温度，通过K类均值聚合拟合成一条温度-蒸发量曲线；

步骤S33、设定7日为一单位补充周期，调取7日内的温度数据，根据温度-蒸发量曲线预测7日内总蒸发量的1.3倍为初始储存水量。

通过计算蒸发量算出最适合的水量储备量，保证七日供水的同时也符合当地的水量蒸发情况，遇到突发事件时仍然保证1.3倍的水量富裕。

作为优选，所述栽培模型的构建步骤如下：

步骤1、采集所选树种的生长信息、土壤信息以及各阶段的营养需求；

步骤2、获取温度-蒸发量曲线；

步骤3、模拟仿真根抱石植物生长环境，并迭代产生最佳根抱石植物栽培模型，获得根抱石植物生长最佳时所需的水分最低吸收量和营养液最低用量。

通过仿真得到根抱石植物在不同水分和营养成分下的模拟生长情况，确定根抱石植物生长过程中各个阶段需要的的营养液和水分用量，根据营养液和水分用量来确定每次营养液和水分喷洒补充量，确保根抱石植物处于最佳生长环境当中。

作为优选，所述报警系统的工作步骤如下：

步骤S41、实时检测毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；

步骤S42、若毛细管智能水灌溉系统中的剩余水量低于初始储存水量的10%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警；

步骤S43、若植物营养液供给系统的营养液剩余量低于初始营养液储存量的5%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警。

报警系统和植物营养液供给系统、毛细毛细管智能水灌溉系统连接，在水量低于标准的时候进行提示预警，防止储藏箱内用料不够导致系统运作过程中虽然按照需求补水补充营养液却仍然不能满足植物需求的情况。

作为优选，所述报警系统与控制中心通过无线连接，能够直接将报警信号传递至控制中心，所述控制中心内置端口设置在工作人员手机端，方便工作人员及时得到报警消息。

作为优选，另有一水雾定时喷洒系统，喷洒毛细管沿根抱石植物树干延伸方向设置，保证干旱期根抱石植物树冠与树干的水分、营养充足。

一种根抱石栽培方法，采用上述系统，所述根抱石栽培方法步骤如下，

步骤S71、根据所需根抱石形态选择合适的石头与根抱石植物；

步骤S72、将根抱石栽培系统设置在根抱石植物树根上，所述毛细管智能水灌溉系统的毛细管按照所需根抱石形态的根茎延伸状态延伸设置；

步骤S73、根据季节和根抱石生长阶段调制相适应的营养液种类，添配植物营养液供给系统的营养液配给箱；

步骤S74、采集分析系统实时采集分析土壤成分与植物状态，根据土壤肥力与水分比例控制植物营养液供给系统和毛细管智能水灌溉系统分别补给营养液和水分；

步骤S75、在冬春交季对植物根系进行修整、牵引、造型、培土、维护，完成对根抱石的栽培工作。

由于植物的根系会沿着水分、营养液成分充裕的方向延伸，因此将毛细管布置在设定位置并向外延伸，使根系生长过程中能够按照设定的方向延伸生长。同时使用栽培系统实时监测土壤的水分和营养成分，在水分和营养成分低于植物需求时及时补充，满足植物生长需求，确保根抱石植物的生长环境良好。

本发明的有益效果是：

1.通过采集分析系统实时采集分析土壤成分、湿度和根抱石植物根茎的水分，控制毛细管智能水灌溉系统、植物营养液供给系统对根抱石植物生长环境进行水分和营养的补给。

2.当毛细管智能水灌溉系统储水量和植物营养液供给系统营养液储存量低于预警值时，及时预警，并对营养液储存量和水箱储水量进行人工补充。

3.毛细管按照根系需要位置布置，植物根系会沿着水分和养分丰富区域延伸，保证根抱石的产出能够满足预设要求。

附图说明

图1为根抱石栽培方法流程图。

具体实施方式

应理解，实施例仅用于说明本发明栽培技术、方法而不用于限制本栽培技术、方法发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明栽培技术、方法作各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

一种根抱石栽培方法包括；

采集分析系统，实时采集分析土壤成分、土壤的湿度和根茎的水分，将分析结果传输至控制系统。

控制系统，根据所采集的土壤与植物根茎的状态信息，与栽培模型进行对比分析，而栽培模型的构建首先采集所选根抱石树种的生长信息、土壤信息以及各阶段的营养需求；获取本地的温度-蒸发量曲线；使用计算机模拟仿真根抱石植物生长环境，将温度、水分和营养成分导入计算机，多次迭代计算，测试根抱石植物的生长情况，最终得到最合适的根抱石植物栽培模型，获得根抱石植物根系生长最佳时期所需的水分最低吸收量和营养液最低用量。控制系统通过比较后，根据判断结果传递控制信号。

毛细管智能水灌溉系统和植物营养液供给系统，接收控制系统传递的控制信号，并对根抱石植物和土壤进行灌溉或者营养液的供给补充。

获取毛细管智能水灌溉系统内初始储存水量时，首先应获取根抱石植物栽培地域水文、地理信息，同时调取历年降雨、蒸发量数据；再通过计算机获取历年蒸发量与温度，通过K类均值聚合拟合成一条温度-蒸发量曲线；将7日定为一个一单位补充周期，调取7日内的温度数据，根据温度-蒸发量曲线预测7日内总蒸发量，同时把总蒸发量的1.3倍为初始储存水量。

报警系统，实时检测毛系统毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；判断是否低于剩余水位和营养液剩余量是否低于阈值，并将信号通过无线信号传输至控制中心；并将调节信号反馈至采集分析系统和控制系统，通过多次反馈检测逐步调整根抱石植物的生长环境，确保根抱石植物始终处于适宜的生长环境下。

所述报警系统的工作步骤如下：

步骤S41、实时检测毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；

步骤S42、若毛细管智能水灌溉系统中的剩余水量低于初始储存水量的10%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警提醒；

步骤S43、若植物营养液供给系统的营养液剩余量低于初始营养液储存量的5%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警提醒。

所述根抱石栽培系统外围设置有1mm塑料多孔薄片，保证水分和营养液能够渗入到根部系统当中，然而可以基本防治虫害，降低系统外部环境对栽培系统的影响。

另有一水雾定时喷洒系统，喷洒毛细管沿根抱石树干延伸方向设置，保证干旱期植物树冠必须水分。

一种根抱石栽培方法：

步骤S71、根据所需根抱石形态选择合适的石头与根抱石植物；根抱石植物的树种选择应与根抱石培育当地的气候适宜，所选树种应适宜栽种区域本地的生长环境；

步骤S72、将根抱石栽培系统设置在树根生长周围，所述毛细管智能水灌溉系统的毛细管按照所需根抱石形态的根茎延伸状态延伸设置；

由于植物的根系易沿着水分、营养液成分充裕的方向延伸，因此将毛细管布置在设定位置并向外延伸，使根系生长过程中能够按照设定的方向延伸生长。同时使用栽培系统实时监测土壤的水分和营养成分，在水分和营养成分低于植物需求时及时补充，满足植物生长需求。

步骤S73、根据季节和根抱石根系生长阶段调制相适应的营养液成分，存储于植物营养液供给系统的营养液配给箱用于灌溉系统按需所用；满足根抱石根系培育生长的需求；

步骤S74、采集分析系统实时采集分析土壤成分与植物生长状态，根据土壤肥力与水分比例控制植物营养液供给系统和毛细管智能水灌溉系统分别补给营养液和水分；

步骤S75、在冬春交季对植物根系进行修整、牵引、造型、培土、维护，完成对根抱石的栽培工作。

Claims (8)

1.一种根抱石栽培系统，其特征在于：包括，

采集分析系统，实时采集分析土壤成分、湿度和根抱石植物根茎的水分，将分析将结果传递至控制系统；

控制系统，根据采集的土壤与植物根茎的状态信息，与栽培模型进行对比分析，并根据判断结果传递控制信号；

毛细管智能水灌溉系统，接收控制系统传递的控制信号并对根抱石植物和土壤进行灌溉；

植物营养液供给系统，接收控制系统传递的控制信号并对土壤进行营养液的供给补充；

报警系统，实时检测毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；判断是否低于剩余水位和营养液剩余量是否低于阈值并将信号通过无线网络传递至控制中心。

2.根据权利要求1所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：所述根抱石栽培系统外围设置有1mm塑料多孔薄片。

3.根据权利要求1所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：所述毛细管智能水灌溉系统内初始储存水量的计算步骤如下：

步骤S31、获取根抱石栽培地域水文、地理信息，同时调取历年降雨、蒸发量数据；

步骤S32、获取历年蒸发量与温度，通过K类均值聚合拟合成一条温度-蒸发量曲线；

步骤S33、设定7日为一单位补充周期，调取7日内的温度数据，根据温度-蒸发量曲线预测7日内总蒸发量的1.3倍为初始储存水量。

4.根据权利要求1所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：所述栽培模型的构建步骤如下：

步骤1、采集所选树种的生长信息、土壤信息以及各阶段的营养需求；

步骤2、获取温度-蒸发量曲线；

步骤3、模拟仿真根抱石植物生长环境，并迭代产生最佳根抱石植物栽培模型，获得根抱石植物生长最佳时所需的水分最低吸收量和营养液最低用量。

5.根据权利要求1或4所述的一种根抱石栽培方法，其特征在于：所述报警系统的工作步骤如下：

步骤S41、实时检测毛细管智能水灌溉系统中的剩余水位和植物营养液供给系统的营养液剩余量；

步骤S42、若毛细管智能水灌溉系统中的剩余水量低于初始储存水量的10%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警；

步骤S43、若植物营养液供给系统的营养液剩余量低于初始营养液储存量的5%，报警系统将报警信号传递至控制中心并报警。

6.根据权利要求1所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：所述报警系统与控制中心通过无线连接。

7.根据权利要求1所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：另有一水雾定时喷洒系统，喷洒毛细管沿根抱石植物树干延伸方向设置。

8.一种根抱石栽培方法，采用上述权利要求1~7所述的一种根抱石栽培系统，其特征在于：所述根抱石栽培方法步骤如下，

步骤S71、根据所需根抱石形态选择合适的石头与根抱石植物；

步骤S72、将根抱石栽培系统设置在根抱石植物树根上，所述毛细管智能水灌溉系统的毛细管按照所需根抱石形态的根茎延伸状态延伸设置；

步骤S73、根据季节和根抱石生长阶段调制相适应的营养液种类，添配植物营养液供给系统的营养液配给箱；

步骤S74、采集分析系统实时采集分析土壤成分与植物状态，根据土壤肥力与水分比例控制植物营养液供给系统和毛细管智能水灌溉系统分别补给营养液和水分；

步骤S75、在冬春交季对植物根系进行修整、牵引、造型、培土、维护，完成对根抱石的栽培工作。

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