CN212013702U - 一种植物土壤调温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种植物土壤调温系统，包括冷源池和热源池，冷源池与热源池连通；冷源池内设有冷源，热源池内设有热源，在种植土壤里设置有多种不同形状的调温管路，调温管路两端分别通过连接管道与冷源池、热源池连接，连接管道上设置有管道开关。本实用新型结构简单，使用方便，利用调温管路设置在种植土壤内，冷源池内的冷源将媒介制成冷媒介或热源池内的热源将媒介制成热媒介，通过连接管道将媒介输送至调温管路内，有效对种植土壤进行调温，以达到适宜植物根系生长的温度，可促进植物的生长，提高植物生长的质量和产量。

Description

一种植物土壤调温系统

技术领域

本实用新型属农业设施领域，涉及一种调温系统，具体是一种植物土壤调温系统。

背景技术

通常情况下，植物栽培时受到很多因素的影响，如温度、湿度、空气及阳光等，其中温度是植物进行生理活动、生化反应的重要条件，每一种植物都有最低温度、最适合的温度和最高温度。植物只有在合适的温度范围内才会生长发育良好，若其生长环境的温度低于或高于植物所能忍受的温度范围，植物的生长会逐渐缓慢、停止、发育受阻，甚至凋零。因此，在农业设施中，如何调控至适宜植物生长的温度至关重要。

一般而言，对植物生长产生影响的温度可细分为气温(冠温)和地温(根温，亦即土壤温度)，其中根温不仅影响根系生长发育，还对植物生长，光合作用，地上、地下部干物质积累，叶片生长速率等产生影响。目前，随着科学技术的进步，现代化温室和“植物工厂”的建立，可以准确地调控气温，如专利CN206564967U公开了一种农业大棚用自动调温装置，在自动调温装置上设有透气顶盖，以增加室内的空气流通，利用温度感应装置和加热箱来自动调节大棚室内的温度，通过湿度感应装置检测大棚内的湿度变化来控制水箱进行喷洒，以达到对植物的生长环境进行调温的效果(即气温)。但是，在农业设施中主要还是在于对气温的调控，很少涉及针对植物根系所在的土壤温度进行调控，即使采用地表覆盖、地膜、灌溉等措施来调控地温，亦属于辅助或被动式调控，不能准确地根据植物根系所需要的适合温度进行调控，若土壤温度(根温)过低，容易冻伤植物根系，且根系不能充分吸收营养，易引发因根系吸收营养不足而诱发多种病害；若土壤温度(根温)过高，易烧伤植物根系，不利于植物生长，从而导致植物的产量和质量降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种植物土壤调温系统，通过冷源或热源将媒介制成冷媒介或热媒介，将冷媒介或热媒介输送至设置在种植土壤内的调温管路，有效将种植土壤的温度调节至植物根系所需的温度范围，以促进植物的生长。

本实用新型所采用的技术方案：

一种植物土壤调温系统，包括冷源池和热源池，冷源池与热源池连通，冷源池和热源池均用于储存媒介，媒介可为水、气体或油等，冷源池和热源池之间相互连通，可实现回流；冷源池内设有冷源，冷源用于将媒介制冷媒介，热源池内设有热源，热源用于将媒介制热媒介，在种植土壤里设置有多种不同形状的调温管路，便于设计较为合理的形状，将调温管路铺设在种植土壤里，调温管路两端分别通过连接管道与冷源池、热源池连接，连接管道上设置有管道开关，打开与控制电路相连接的管道开关，将冷源池或热源池内的媒介输送至调温管路，使得调温管路有效对种植土壤进行调温，保证种植土壤的温度适宜植物根系的生长，可有效促进植物的生长。

优先的，所述连接管道包括冷源管道和热源管道；冷源管道包括冷源主流管和冷源分流管，冷源主流管一端与冷源池连接、另一端与调温管路上端口连接，冷源分流管一端与冷源池连接、另一端与冷源主流管连接；热源管道包括热源主流管和热源分流管，热源主流管一端与热源池连接、另一端与调温管路下端口连接，热源分流管一端与热源池连接、另一端与热源主流管连接；打开管道开关，冷源池内的冷媒介通过冷源分流管输送到设置在种植土壤内的调温管路，使得种植槽内的土壤温度降低至适宜植物根系生长的温度；或热源池内的热媒介通过热源主流管输送至设置在种植土壤内的调温管路，有效提高种植土壤温度，有利于植物生长。

优先的，还包括控制器，所述控制器包括土壤温度传感器、冷源温度传感器、热源温度传感器和单片机，土壤温度传感器、冷源温度传感器和热源温度传感器分别安装在种植土壤、冷源池和热源池内，土壤温度传感器、冷源温度传感器、热源温度传感器分别与单片机连接，单片机与冷源、热源及管道开关连接；当土壤温度传感器检测到土壤温度较高时，将温度信息传输给单片机，单片机启动冷源，冷源将媒介制成冷媒介，并将执行指令发送给管道开关，管道开关将冷源池内的冷媒介输送至调温管路内，有效降低种植土壤的温度，若冷源温度传感器检测到冷源池的媒介温度低于单片机设定的温度值，将温度信息传输给单片机，单片机向冷源和管道开关发送关闭指令，冷源停止工作，管道开关关闭，避免冷源池内输送的冷媒介温度过低而冻伤植物根系；当土壤温度传感器检测到土壤温度较低时，将温度信息传输给单片机，单片机启动热源，热源将媒介制成热媒介，并将执行指令发送给管道开关，管道开关将热源池内的热媒介输送至调温管路内，有效提高种植土壤的温度，若热源温度传感器检测到热源池的热媒介温度高于单片机设定的温度值，则热源温度传感器将温度信息传输给单片机，单片机向热源和管道开关发送关闭指令，热源停止工作，管道开关关闭，避免热源内输送的热水温度过高而烧伤植物根系。

优先的，所述管道开关包括冷源泵、热源泵、冷源电磁阀和热源电磁阀，冷源泵、热源泵分别安装在冷源分流管和热源主流管上，冷源电磁阀、热源电磁阀分别安装在冷源主流管和热源分流管上；当土壤温度传感器检测到土壤温度较高时，将温度信息传输给单片机，单片机启动冷源泵和热源电磁阀，冷源泵将冷源池内的冷媒介输送至安装在种植土壤里的调温管路，有效降低种植土壤的温度；当土壤温度传感器检测到土壤温度较低时，将温度信息传输给单片机，单片机启动热源泵和冷源电磁阀，将热源池内的热水输送至调温管路中，有效提高种植土壤的温度，可促进植物的生长。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型结构简单，使用方便，通过冷源池和热源池的配合设计，调温管路以多种不同的形状设置在种植土壤里，将冷源池或热源池内的冷媒介或热媒介输送至调温管路内，使得调温管路的温度降低或升高，有效对种植土壤温度进行调温，解决了种植在种植土壤的植物因外界温度较高或较低而枯萎、凋谢的问题，为种植在种植土壤内的植物提供适宜的生长环境，有效促进植物的生长。

(2)利用冷源池或热源池内的媒介输送至调温管路内，以对种植土壤温度进行调控，其使用效果明显，实用性强，较传统用电加热的调温装置的技术效果更佳，降低成本。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2位实施例二结构示意图；

图3为实施例二锥形长条状槽式种植槽结构示意图；

图4为实施例二倒锥形长条状槽式种植槽结构示意图；

图5为实施例三圆台状槽式种植槽结构示意图；

图6为实施例三小型调温管路结构示意图；

图中：1、冷源温度传感器；2、冷源池；3、冷源泵；4、冷源分流管；5、调温管路；6、冷源；7、冷源电磁阀；8、冷源主流管；9、热源电磁阀；10、热源分流管；11、热源主流管；12、热源泵；13、热源；14、热源池；15、热源温度传感器；16、锥形长条状槽式种植槽；17、倒锥形长条状槽式种植槽；18、圆台状槽式种植槽；19、小型调温管路；20、排水孔。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施一

如图1所示的结构中，本实用新型所提供的植物土壤调温系统，包括冷源池2和热源池14，冷源池2与热源池14连通，冷源池2和热源池14内所储存的媒介为水；冷源池2内设有冷源6，热源池14内设有热源13，在种植土壤里设置有多种不同形状的调温管路5，调温管路5两端分别通过连接管道与冷源池2、热源池14连接，连接管道上设置有管道开关；当需要降低种植土壤温度时，打开与控制电路相连接的管道开关和冷源6，冷源6将媒介制成冷媒介，通过连接管道将冷媒介输送至调温管路5内，有效降低种植土壤温度，调节至适宜植物生长的土壤温度；需要提高种植土壤温度时，打开与控制电路相连接的管道开关和热源13，热源13将媒介制成热媒介，通过连接管道将热媒介输送至调温管路5内，有效提高种植土壤的温度，保证种植土壤的温度适宜植物根系的生长，可有效促进植物的生长。

实施例二

如图2、图3、图4所示的结构中，本实用新型所提供的植物土壤调温系统，包括冷源池2、热源池14和控制器，冷源池2与热源池14连通，冷源池2和热源池14内所储存的媒介为水；冷源池14内设有冷源6，热源池14内设有热源13，在种植土壤里开设长条状种植槽，如锥形长条状槽式种植槽16或倒锥形长条状槽式种植槽17等结构，在种植槽内铺设塑料薄膜，用于隔绝种植槽内、外的土壤环境，塑料薄膜上设置有数个排水孔20，排水孔20用于排放在种植槽内累积的水，避免植物根系长时间浸泡在水内，易造成死亡，种植槽内填装适合植物生长的土壤(含有植物生长的养分，如PH值、肥料等)，可批量栽培，植物可为花、玉米、花生、草药、三七、白芨、金线莲等，尤其是应用在种植火龙果或圣女果上，其效果更佳。在种植槽内部自上而下设置有数个U形结构调温管路5，相邻调温管路5首尾相连，调温管路5两端分别通过连接管道与冷源池2、热源池14连接；连接管道包括冷源管道和热源管道，冷源管道包括冷源主流管8和冷源分流管4，冷源主流管8一端与冷源池2连接、另一端与调温管路5上端口连接，冷源分流管4一端与冷源池2连接、另一端与冷源主流管8连接；热源管道包括热源主流管11和热源分流管10，热源主流管11一端与热源池14连接、另一端与调温管路5下端口连接，热源分流管10一端与热源池14连接、另一端与热源主流管11连接；控制器包括土壤温度传感器、冷源温度传感器1、热源温度传感器15、单片机和管道开关，土壤温度传感器、冷源温度传感器1和热源温度传感器15分别安装在种植槽、冷源池2和热源池14内，土壤温度传感器、冷源温度传感器1、热源温度传感器15分别与单片机连接，单片机与冷源6、热源13及管道开关连接；管道开关包括冷源泵3、热源泵12、冷源电磁阀7和热源电磁阀9，冷源泵3、热源泵12分别安装在冷源分流管4和热源主流管11上，冷源电磁阀7、热源电磁阀9分别安装在冷源主流管8和热源分流管10上。

如：在种植槽内批量种植火龙果或圣女果，当外界温度较高时，使得种植槽内的土壤温度升高，地面温度远高于土壤温度，且土壤浅层温度高于土壤深层温度，土壤温度传感器将温度信息传输给单片机，单片机启动冷源6、冷源泵3和热源电磁阀9，冷源泵3将冷源池2的冷水输送至设置在种植槽内的调温管路5，并将冷水从调温管路5的上端流动至下端，有效降低种植槽内的土壤温度，适宜的土壤温度能保证火龙果或圣女果根系可吸收养分；当外界温度较低时，使得种植槽内的土壤温度降低，但地面温度远低于土壤温度，且土壤浅层温度低于土壤深层温度，土壤温度传感器将温度信息传输给单片机，单片机启动热源13、热源泵12和冷源电磁阀9，热源泵12将热源池14的热水输送至设置在种植槽内的调温管路5，并将热水从调温管路5的下端流动至上端，有效提高种植槽内的土壤温度，有效提高种植槽内的土壤温度，适宜的土壤温度能保证火龙果或圣女果根系可吸收养分，有效促进火龙果生长，提高其产量和质量。

实施例三

如图5、图6所示的结构中，本实用新型所提供的植物土壤调温系统，包括冷源池2、热源池14和控制器，冷源池2和热源池14相连通，冷源池2和热源池14内所储存的媒介为水；冷源池2内设有冷源6，热源池14内设有热源13，在植物土壤内开设圆台状槽式种植槽18，在种植槽内铺设塑料薄膜，塑料薄膜上设置有数个排水孔20，种植槽内填装适合植物生长的土壤，种植槽用于种植单颗树种，植物可为龙眼树、芒果树、车厘子树、苹果树、榴莲树或牛油果树等，在种植槽内部由内至外设置有数个螺旋式调温管路，具体的，种植槽内分别设有小型调温管路19、中型调温管路和大型调温管路，小型调温管路19、中型调温管路和大型调温管路的形状均相同，大小规格不同，小型调温管路19、中型调温管路和大型调温管路均使用可降解材料制成，保证其使用一定时间后(如使用年限为1年、2年或3年等)可降解掉，不影响植物根系的生长空间，小型调温管路20、中型调温管路和大型调温管路两端分别通过小型连接管道、中型连接管道和大型连接管道与冷源池2、热源池14连接；小型连接管道、中型连接管道和大型连接管道均包括冷源管道和热源管道；冷源管道包括冷源主流管8和冷源分流管4，冷源主流管8一端与冷源池2连接、另一端与调温管路上端口连接，冷源分流管4一端与冷源池2连接、另一端与冷源主流管8连接；热源管道包括热源主流管1和热源分流管10，热源主流管11一端与热源池14连接、另一端与调温管路下端口连接，热源分流管10一端与热源池14连接、另一端与热源主流管11连接。控制器包括小型土壤温度传感器、中型土壤温度传感器、大型土壤温度传感器、冷源温度传感器1、热源温度传感器15、单片机、小型管道开关、中型管道开关和大型管道开关，小型土壤温度传感器、中型土壤温度传感器、大型土壤温度传感器分别由内向外设置在种植槽内，冷源温度传感器1和热源温度传感器15分别安装在冷源池2和热源池14内，小型土壤温度传感器、中型土壤温度传感器、大型土壤温度传感器、冷源温度传感器1、热源温度传感器15分别与单片机连接，单片机与冷源6、热源13、小型管道开关、中型管道开关和大型管道开关连接；小型管道开关、中型管道开关和大型管道开关均包括冷源泵3、热源泵12、冷源电磁阀7和热源电磁阀9，冷源泵3、热源泵12分别安装在冷源分流管4和热源主流管11上，冷源电磁阀7、热源电磁阀9分别安装在冷源主流管11和热源分流管10上。

在本实施例中，该树种一般分为小树苗、小树和大树三个不同的阶段，三个生长阶段依次使用小型调温管路19、中型调温管路和大型调温管路来对其生长的土壤温度进行调控，且三个生长阶段调温土壤温度的工作原理相同，以下列举小树苗时的生长阶段。

单颗小树苗种植在圆台状槽式种植槽18内，小型调温管路围绕在小树苗根系周围，当土壤温度较高时(土壤温度低于地表温度，且壤浅层温度高于土壤深层温度)，小型土壤温度传感器将温度信息传输给单片机，单片机启动冷源6和小型管道开关中的冷源泵3和热源电磁阀9，冷源泵3将冷源池2的冷水输送至设置在种植槽内的小型调温管路19，冷水从小型调温管路19的上端流动至下端，有效降低种植槽内的土壤温度，适宜的土壤温度能保证小树苗根系可正常吸收养分；当土壤温度较低时(土壤温度高于地表温度，且壤浅层温度低于土壤深层温度)，小型土壤温度传感器将温度信息传输给单片机，单片机启动热源13和小型管道开关中的热源泵12和冷源电磁阀7，热源泵12将热源池14的热水输送至设置在种植槽内的小型调温管路19，热水从小型调温管路19的下端流动至上端，有效提高种植槽内的土壤温度，适宜的土壤温度能保证小树苗根系可吸收养分，有效促进小树苗生长。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种植物土壤调温系统，包括冷源池和热源池，冷源池与热源池连通，其特征在于：冷源池内设有冷源，热源池内设有热源，在种植土壤里设置有多种不同形状的调温管路，调温管路两端分别通过连接管道与冷源池、热源池连接，连接管道上设置有管道开关；所述连接管道包括冷源管道和热源管道；所述冷源管道包括冷源主流管和冷源分流管，冷源主流管一端与冷源池连接、另一端与调温管路上端口连接，冷源分流管一端与冷源池连接、另一端与冷源主流管连接；所述热源管道包括热源主流管和热源分流管，热源主流管一端与热源池连接、另一端与调温管路下端口连接，热源分流管一端与热源池连接、另一端与热源主流管连接。

2.根据权利要求1所述的植物土壤调温系统，其特征在于：还包括控制器，所述控制器包括土壤温度传感器、冷源温度传感器、热源温度传感器和单片机，土壤温度传感器、冷源温度传感器和热源温度传感器分别安装在种植土壤、冷源池和热源池内，土壤温度传感器、冷源温度传感器、热源温度传感器分别与单片机连接，单片机与冷源、热源及管道开关连接。

3.根据权利要求1所述的植物土壤调温系统，其特征在于：所述管道开关包括冷源泵、热源泵、冷源电磁阀和热源电磁阀，冷源泵、热源泵分别安装在冷源分流管和热源主流管上，冷源电磁阀、热源电磁阀分别安装在冷源主流管和热源分流管上。

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