CN207612741U - 基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置 - Google Patents
基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其包括种植槽、设置在种植槽内的在线检测单元和设于种植槽顶部的营养液滴灌管，所述种植槽底部一侧设置通气孔，所述通气孔与气泵相连用于将空气导入种植槽内的透明土内部，所述在线检测单元用于实时检测透明土的无机盐含量和氧气浓度。该装置可以控制营养液浓度和氧气浓度以研究植物生长特性；且装置操作简单，易于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及透明土试验技术领域，尤其涉及基于透明土栽培植物时定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，主要适用于岩土工程物理模型试验等技术领域。
背景技术
当基于人工合成透明土材料种植植物时，植物生长所需的营养液及水是通过人工施加的，这种人工施加水及营养液的方式不仅无法定量控制，而且无法判断植物是否需要营养液和水；另外，植物在透明土中生长时，根部需要氧气，但人工无法直接向透明土内部通氧，所以导致植物根系往往得不到充足的氧气。以上问题直接导致植物在透明土内生长不佳，甚至会出现植物坏死的情况。因此，寻求一种定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，是工程技术人员努力追求的方向，也是完善基于透明土材料种植植物生长试验的充分条件。
在本实用新型专利之前，农业工程学报曾公报了一种无土栽培营养液循环控制系统，该系统结合无土栽培中对营养液进行检测和控制的特点，可以实现营养液中温度、钾离子、钙离子、pH值、EC值和溶氧值的在线检测；然而，该装置主要应用于农业的无土栽培方面，且无法实现实现向透明土底部通氧的功能，而且也无法应用于透明土的对照试验。已有相关研究表明，透明土内部氧气不足是导致植物无法正常生长的主要原因；因此，研发一种定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置显得尤为迫切。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足和缺陷，解决植物在透明土材料中无法控制氧气含量、营养液浓度等技术问题，提供一种定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，以保持透明土底部有植物所需要的氧气以及恒定的营养液浓度。通过利用在线检测单元、种植槽、包裹土工布的盲沟、营养液滴灌管、水管接口、气泵接口组成的装置，实现植被根系生长可视化观测试验的变量控制，从而更好地进行植被生长特性对比试验。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，包括种植槽、设置在种植槽内的在线检测单元和设于种植槽顶部的营养液滴灌管，种植槽内装有透明土用于种植植物，所述种植槽底部一侧设置通气孔，所述通气孔与气泵相连用于将空气导入种植槽内的透明土内部，所述在线检测单元用于实时检测透明土的无机盐含量和氧气浓度。
进一步地，所述在线检测单元包括温度传感器、离子浓度检测传感器和氧气浓度检测传感器；离子浓度检测传感器可以实时检测透明土内部钾、钙和硝态氮离子浓度。
进一步地，所述种植槽内设有包裹土工布的盲沟，所述通气孔通过包裹土工布的盲沟将空气导入透明土内部。
进一步地，所述包裹土工布的盲沟包括铺满种植槽底部的底部部分和向透明土内部延伸的延伸部分，且包裹土工布的盲沟一侧通过所述通气孔与气泵接口相连。
进一步地，所述包裹土工布的盲沟的延伸部分为圆柱状延伸部分。
进一步地，所述种植槽的材料为透明有机玻璃或透明钢化玻璃。
进一步地，所述滴灌管上间隔开有小孔形成滴管口，滴灌管通过水管接口与水泵相连。
本实用新型的优点和效果在于：可以控制植物生长特性对比试验的变量中的营养液浓度，并且可以通过气泵导入氧气以保证氧气浓度；对于指导植被根系生长可视化观测具有重要意义；且生长装置操作简单，易于实现。
上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附图说明
图1是本实用新型装置俯视图；
图2是本实用新型装置正视图。
图中，1为在线检测单元，2为种植槽，3为包裹土工布的盲沟，4为营养液滴灌管，5为水管接口，6为气泵接口，7为滴灌口。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1-2所示的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，包括种植槽2、设置在种植槽内的在线检测单元1和设于种植槽2顶部的营养液滴灌管4，种植槽内装有透明土用于种植植物，所述种植槽2底部一侧设置通气孔，所述通气孔与气泵相连用于将空气导入种植槽2内的透明土内部，所述在线检测单元用于实时检测透明土的无机盐含量和氧气浓度。
优选地，所述在线检测单元1包括温度传感器、离子浓度检测传感器和氧气浓度检测传感器；离子浓度检测传感器可以实时检测透明土内部钾、钙和硝态氮离子浓度。
优选地，所述种植槽2内设有包裹土工布的盲沟3，所述通气孔通过包裹土工布的盲沟3将空气导入透明土内部。
优选地，所述包裹土工布的盲沟3包括铺满种植槽2底部的底部部分和向透明土内部延伸的延伸部分，且包裹土工布的盲沟3一侧通过所述通气孔与气泵接口6相连。
优选地，所述包裹土工布的盲沟3的延伸部分为圆柱状延伸部分。
优选地，圆柱状延伸部分有5~10个，每个延伸部分长度为250~300mm、直径为10mm。
优选地，所述种植槽2的材料为透明有机玻璃或透明钢化玻璃。
优选地，所述种植槽2的宽度为250～300mm、高度为300～450mm、壁厚10～20mm的立方体；分3~4格，每个格子都是下部封口、上部开口的长方体。
优选地，所述滴灌管4上间隔开有小孔形成滴管口7，滴灌管4通过水管接口5和软管与水泵相连。
优选地，所述滴灌管4的长度为250~300mm、内径5~10mm，种植槽2的每一格内设置三根滴灌管4，管上间隔50~80mm开有小孔。
实施前进行装置安装，将包裹土工布的盲沟3放入种植槽1底部，调整好包裹土工布的盲沟3的位置使其与种植槽1连接紧密，将气泵通过软管与气泵接口相连；将滴灌管4布置在种植槽1顶部适当位置，将水管接口与水泵之间用软管相连；将透明土均匀的倒入种植槽1中并使其表面平整；将在线检测单元1埋入透明土中5cm，将其另一端接入电脑。
实施中将植物种子洒在透明土的表面，打开在线检测单元，其通过线检测单元1检测到离子浓度及氧气浓度低于设定值时，自动打开水泵和气泵，水泵将营养液通过软管输送入滴灌管4中，营养液通过滴灌口7滴入透明土中；气泵将空气通过种植槽2侧壁上设置的气泵接口6输送到包裹土工布的盲沟3中，包裹土工布的盲沟3将空气扩散入透明土中。即当检测到无机盐含量过低时自动将营养液滴入透明土中，当检测到氧气浓度过低时自动将空气通过包裹土工布的盲沟3扩散到透明土中，从而能够保持透明土底部有植物所需要的氧气以及恒定的营养液浓度。
实施例1
采用透明有机玻璃制成种植槽1，种植槽1的宽度为250mm、高度为300mm，长度750mm、壁厚15mm，种植槽分为3格，每个格子都为侧面下部开孔的下部封口、上部开口的长方体。在线检测单元1包括温度传感器、离子浓度检测传感器和氧气浓度检测传感器；离子浓度检测传感器可以实时检测透明土内部钾、钙和硝态氮离子浓度。营养液滴灌管长度为250mm，内径为10mm，每一格内设置三根滴灌管，管上间隔50mm开有小孔；包裹土工布的盲沟3铺满种植槽底部，其底部部分的宽度250mm，长度750mm，厚度30mm，并且，包裹土工布的盲沟3向透明土内部有5个长度为250mm、直径10mm的圆柱状延伸部分。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，包括种植槽（2）、设置在种植槽（2）内的在线检测单元（1）和设于种植槽（2）顶部的营养液滴灌管（4），种植槽（2）内装有透明土用于种植植物，所述种植槽（2）底部一侧设置通气孔，所述通气孔与气泵相连用于将空气导入种植槽（2）内的透明土内部，所述在线检测单元用于实时检测透明土的无机盐含量和氧气含量。
2.根据权利要求1所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述在线检测单元（1）包括温度传感器、离子浓度检测传感器和氧气浓度检测传感器；离子浓度检测传感器能够实时检测透明土内部钾、钙和硝态氮离子浓度。
3.根据权利要求1所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述种植槽（2）内设有包裹土工布的盲沟（3），所述通气孔通过包裹土工布的盲沟（3）将空气导入透明土内部。
4.根据权利要求3所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述包裹土工布的盲沟（3）包括铺满种植槽（2）底部的底部部分和向透明土内部延伸的延伸部分，且包裹土工布的盲沟（3）一侧通过所述通气孔与气泵接口（6）相连。
5.根据权利要求4所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述包裹土工布的盲沟（3）的延伸部分为圆柱状延伸部分。
6.根据权利要求1所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述种植槽（2）的材料为透明有机玻璃或透明钢化玻璃。
7.根据权利要求1所述的一种基于定量控制无机盐浓度和氧气含量的植物生长装置，其特征在于，所述滴灌管（4）上间隔开有小孔形成滴管口（7），滴灌管（4）通过水管接口（5）与水泵相连。
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