TW201505545A - 立體栽培設備灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本發明之立體栽培設備灌溉方法，基本上係提供一由數個分層配置的植生槽、一儲液槽、一輸液模組、一回液模組的栽培設備；另提供一由複數控制閥及一控制電路電氣連接而成的控制電路，且設定該控制電路輪流控制預定的控制閥動作的控制模式，區分植生槽之養液保持滿水位的時段。俾於同一時段僅有一層或少數植生槽必須保持滿水位，進而達到縮減養液成本之功效，以及降低設備負重，以相對更為積極的手段確保設備安全。

Description

立體栽培設備灌溉方法

本發明係與立體栽培設備之灌溉技術有關，旨在提供立體栽培一種可以大幅縮減養液成本，以及令養液水位產生如潮汐般漲退效果之立體栽培設備灌溉方法。

傳統的植物栽培方法係將植物種子或幼苗栽植於土壤中，而由土壤提供植物生長必需之營養素及固持性(即所謂的有土栽培法)，但化肥及農藥的大量使用對土地造成極大壓力，不但遠超過土地的負荷量，也造成河川海洋的汙染；隨著有機健康概念的普及，越來越多人對於食材是否來自無污染的環境也越發地重視，加上現代科技的日新月異，人們的生活因為快速的進步而與科技息息相關，在農業的發展上更是影響巨大。

其中，多層架栽培的作法即為近年來廣受歡迎的農作物生產方式之一，其水耕栽培占最大宗。原則上，水耕種植只要能夠讓植物在水中(養液)獲得生長所需要的養分與元素，即可能夠生產大量作物，由於可於室內進行立體式耕種，不但更容易控制其生長環境，且大幅降低或避免採用大量的土壤與土地，相對有助於解決耕地日趨不足的課題。

由於水對於植物栽培生長是非常重要的元素，儘管立體栽培的空間利用較傳統土耕來得簡便，但仍需特別注意植生槽之養液水位控制管理，目前習用立體栽培之灌溉方式係讓植生 槽的養液水位高度全時保持在水耕植物根部可受浸潤的程度；然而，現有的水耕種植方式主要係在同一地坪空間設有複數分層配置的植生槽，藉以達到提高單位面積產能之目的。

因此若所有植生槽的養液都全時保持在滿水位的狀態，不但耗費較多的養液成本，而且更可能因為同一地坪空間累積過重的養液而影響結構安全。再者，傳統水耕栽培所習用之灌溉方式並無法提供潮汐般的灌溉效果，亦即植物根部係全時浸潤在養液中，將無法獲得足夠的氧氣供應量，不但可能因為根毛發育不良而影響物之栽種品質，更有可能因為導致植物根部腐爛壞死。

有鑒於此，本發明即在提供立體栽培設備一種可以大幅縮減養液成本，以及令養液水位產生如潮汐般漲退效果之立體栽培設備灌溉方法，為其主要目的者。

為達上揭目的，本發明所揭露之立體栽培設備灌溉方法，基本上包括下列步驟：(a)提供一立體栽培設備，該立體栽培設備係具有數個分層配置的植生槽供放置所欲栽種的作物及蓄積作物生長所需的養液，另有一供儲存養液的儲液槽、一將儲液槽之養液送入植生槽的輸液模組、一將各植生槽之養液引導回流至儲液槽的回液模組；(b)提供一控制模組，該控制模組係分別在該回液模組與各植生槽連接的管路處設有一控制所屬管路導通與否的控制閥，且設有一與各控制閥電氣連接的控制電路；(c)設定該控制電路輪流控制預定控制閥動作的控制模式，區分植生槽之養液保持滿水位的時段，藉以達到縮減養液成本，以及令各植生槽之養液水位產生如潮汐般漲退效果之目的。

依據上述技術特徵，所述輸液模組係具有一連接各植生槽與儲液槽之間的輸液管，以及一連接於儲液槽與各輸液管之間的幫浦；該回液模組係具有複數分別連接於植生槽與儲液槽之間的回液管；該控制模組係於該回液模組之全數回液管處分別設置一控制閥。

依據上述技術特徵，所述輸液模組係具有一連接最上層植生槽與儲液槽之間的輸液管，以及一連接於儲液槽與輸液管之間的幫浦；該回液模組係具有複數分別設與植生槽底部的回液管；該控制模組係於該回液模組之全數回液管處分別設置一控制閥。

依據上述技術特徵，所述立體栽培設備灌溉方法係進一步提供複數分別設於各植生槽上方處且與控制電路電氣連接的光電模組，且設定控制電路依預定的模式控制各光電模組運作。

依據上述技術特徵，所述立體栽培設備灌溉方法係進一步於儲液槽內養殖預定數量的水產。

上述各光電模組係在一基板上數有複數產生預定光色的發光二極體。

上述水產係可以選擇為魚、蝦、貝類其中之一或其組合者。

所述控制模組係在該輸液模組連接各植生槽與儲液槽之間的輸液管處分別設有一與控制電路電氣連接的控制閥。

所述控制模組設置於回液模組之全數回液管處的控制閥係為一電磁閥。

所述控制模組設置於回液模組之全數回液管處的控制閥係為一壓力感知開關閥。

具體而言，本發明所揭露之立體栽培設備灌溉方 法，係可以產生下列功效：

1.可透過輪流對各層植生槽供水的方式，於同一時段僅有一層或少數植生槽必須保持滿水位，進而達到縮減養液成本之功效。

2.可透過輪流對各層植生槽供水的方式，於同一時段僅有一層或少數植生槽必須保持滿水位，進而達到降低設備負重，以相對更為積極的手段確保設備安全。

3.可針對所種植之植物特性，令植生槽內的養液產生如潮汐般之養液水位漲退變化效果，讓所種植的植物根部有機會曝露在高濕高含氧的環境條件當中，使植物根部之根毛發育相對較為旺盛、快速，進而提升植物之生產品質。

4.尚可針對所種植之作物特性，提供所需的光照條件。

5.尚可利用儲液槽養殖魚或蝦、貝類等水產，利用魚、蝦之排洩物做為作物生長的養份，達到漁菜共生之功效。

10‧‧‧植生槽

20‧‧‧儲液槽

30‧‧‧輸液模組

31‧‧‧輸液管

32‧‧‧泵浦

40‧‧‧回液模組

41‧‧‧回液管

42‧‧‧水位控制管

50‧‧‧控制模組

51‧‧‧控制閥

52‧‧‧控制電路

60‧‧‧光電模組

61‧‧‧基板

62‧‧‧發光二極體

第1圖係為本發明第一實施例之立體栽培設備結構示意圖。

第2圖係為本發明之立體栽培設備灌溉方法動作流程圖。

第3圖係為本發明第二實施例之立體栽培設備結構示意圖。

第4圖係為本發明第三實施例之立體栽培設備結構示意圖。

第5圖係為本發明第四實施例之立體栽培設備結構示意圖。

本發明主要提供立體栽培設備一種可以大幅縮減養液成本，以及令養液水位產生如潮汐般漲退效果之立體栽培設備灌溉方法，如第1圖本發明第一實施例之立體栽培設備結構示意 圖、第2圖本發明之立體栽培設備灌溉方法動作流程圖所示，本發明所揭露之立體栽培設備灌溉方法，基本上包括下列步驟：

(a)提供一立體栽培設備，該立體栽培設備係具有數個分層配置的植生槽10供放置所欲栽種的作物及蓄積作物生長所需的養液，另有一供儲存養液的儲液槽20、一將儲液槽20之養液送入植生槽10的輸液模組30、一將各植生槽10之養液引導回流至儲液槽20的回液模組40；在第1圖所述之實施例中，所述各植生槽10係具有至少一呈水平配置的植生槽10；該輸液模組30係具有一連接各植生槽10與儲液槽20之間的輸液管31，以及一連接於儲液槽20與各輸液管31之間的幫浦32；該回液模組40係具有複數分別連接於植生槽10與儲液槽20之間的回液管41。

(b)提供一控制模組50，該控制模組50係分別在該回液模組40與各植生槽10連接的管路處設有一控制所屬管路導通與否的控制閥51，且設有一與各控制閥51電氣連接的控制電路52；在第1圖所示之實施例中，該控制模組50係於該回液模組40之全數回液管處41分別設置一控制閥51。

(c)設定該控制電路52輪流控制預定控制閥51動作的控制模式，區分植生槽10之養液保持滿水位的時段，藉以達到縮減養液成本，以及令各植生槽10之養液水位產生如潮汐般漲退效果之目的。

例如，在第1圖所示的實施例中，所述控制模組50設置於回液模組40之全數回液管處41的控制閥51係可以為一電磁閥，可透過對預定電磁閥通電，同時將其它電磁閥斷電的控制模式，使通電之電磁閥51所屬之回液管41所連接的植生槽10內部保持滿水位的養液，亦即透過輪流對各層植生槽10供水的方式，於同一時段僅有一層或少數植生槽10必須保持滿水位，進而 達到縮減養液成本之功效，以及降低設備負重，以相對更為積極的手段確保設備安全；尤其，可針對所種植之植物特性，令植生槽10內的養液產生如潮汐般之養液水位漲退變化效果，讓所種植的植物根部有機會曝露在高濕高含氧的環境條件當中，使植物根部之根毛發育相對較為旺盛、快速，進而提升植物之生產品質。

當然，所述控制模組50亦可在該輸液模組30連接各植生槽10與儲液槽20之間的輸液管31處分別設有一與控制電路電氣連接的控制閥51，用以控制對植生槽10注入養液與否；如第3圖所示，該輸液模組30係具有一連接最上層植生槽10與儲液槽20之間的輸液管31，以及一連接於儲液槽20與輸液管31之間的幫浦32；該回液模組40係具有複數分別設與植生槽10底部的回液管41；同樣的，該控制模組50係於該回液模組40之全數回液管處41分別設置一控制閥51；至於，所述控制模組50設置於回液模組40之全數回液管處41的控制閥51係可以如第3圖所示之電磁閥或為第4圖所示之壓力感知開關閥。

在第3圖及第4圖所示之實施例中，主要在最上層植生槽10達到滿水位之後，再由上而下依序控制各層植生槽10底部之控制閥51動作，利用分層洩放養液的控制模式，達到節省養液及降低負重之目的。

再者，本發明之立體栽培設備灌溉方法不論採用上揭哪一種方法將植生槽10內的養液完全洩放，於實施時，所述回液模組40係可如第1圖所示，設有複數分別連接於各植生槽10與儲液槽20之間的水位控制管42，各水位控制管42且伸入植生槽10至預定高度處，以達到控制植生槽10之養液滿水位高度之目的。

值得一提的是，本發明立體栽培設備灌溉方法，係 可如第5圖所示，進一步提供複數分別設於各植生槽10上方處且與控制電路52電氣連接的光電模組60；於實施時，各光電模組60係在一基板61上數有複數產生預定光色的發光二極體62，且設定控制電路52依預定的模式控制各光電模組60運作。俾可針對所種植之作物特性，提供所需的光照條件。以及，進一步於儲液槽內養殖預定數量的水產，所述水產係可以為魚12或蝦、貝類其中之一或其組合，可利用魚、蝦之排洩物做為作物生長的養份，達到漁菜共生之功效。

與傳統習用技術相較，本發明所揭露之立體栽培設備灌溉方法，係可以產生下列功效：

1.可透過輪流對各層植生槽供水的方式，於同一時段僅有一層或少數植生槽必須保持滿水位，進而達到縮減養液成本之功效。

2.可透過輪流對各層植生槽供水的方式，於同一時段僅有一層或少數植生槽必須保持滿水位，進而達到降低設備負重，以相對更為積極的手段確保設備安全。

3.可針對所種植之植物特性，令植生槽內的養液產生如潮汐般之養液水位漲退變化效果，讓所種植的植物根部有機會曝露在高濕高含氧的環境條件當中，使植物根部之根毛發育相對較為旺盛、快速，進而提升植物之生產品質。

4.尚可針對所種植之作物特性，提供所需的光照條件。

5.尚可利用儲液槽養殖魚或蝦、貝類等水產，利用魚、蝦之排洩物做為作物生長的養份，達到漁菜共生之功效。

綜上所述，本發明提供一較佳可行之立體栽培設備灌溉方法，如第1圖本發明第一實施例之立體栽培設備結構示意圖、第2圖本發明，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基 於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧植生槽

20‧‧‧儲液槽

30‧‧‧輸液模組

31‧‧‧輸液管

32‧‧‧泵浦

40‧‧‧回液模組

41‧‧‧回液管

42‧‧‧水位控制管

50‧‧‧控制模組

51‧‧‧控制閥

52‧‧‧控制電路

Claims (10)

1. 立體栽培設備灌溉方法，包括下列步驟：(a)提供一立體栽培設備，該立體栽培設備係具有數個分層配置的植生槽供放置所欲栽種的作物及蓄積作物生長所需的養液，另有一供儲存養液的儲液槽、一將儲液槽之養液送入植生槽的輸液模組、一將各植生槽之養液引導回流至儲液槽的回液模組；(b)提供一控制模組，該控制模組係分別在該回液模組與各植生槽連接的管路處設有一控制所屬管路導通與否的控制閥，且設有一與各控制閥電氣連接的控制電路；(c)設定該控制電路輪流控制預定控制閥動作的控制模式，區分植生槽之養液保持滿水位的時段，藉以達到縮減養液成本，以及令各植生槽之養液水位產生如潮汐般漲退效果之目的。
2. 如請求項1所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，該輸液模組係具有一連接各植生槽與儲液槽之間的輸液管，以及一連接於儲液槽與各輸液管之間的幫浦；該回液模組係具有複數分別連接於植生槽與儲液槽之間的回液管；該控制模組係於該回液模組之全數回液管處分別設置一控制閥。
3. 如請求項1所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，輸液模組係具有一連接最上層植生槽與儲液槽之間的輸液管，以及一連接於儲液槽與輸液管之間的幫浦；該回液模組係具有複數分別設與植生槽底部的回液管；該控制模組係於該回液模組之全數回液管處分別設置一控制閥。
4. 如請求項1所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，立體栽培設備灌溉方法係進一步提供複數分別設於各植生槽上方處且與控制電路電氣連接的光電模組，且設定控制電路依預定的模式控制各光電模組運作。
5. 如請求項1所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，立體栽培設備灌溉方法係進一步於儲液槽內養殖預定數量的水產。
6. 如請求項4所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，各光電模組係在一基板上數有複數產生預定光色的發光二極體。
7. 如請求項5所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，水產係可以選擇為魚、蝦、貝類其中之一或其組合者。
8. 如請求項1至3項其中任一項所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，該控制模組係在該輸液模組連接各植生槽與儲液槽之間的輸液管處分別設有一與控制電路電氣連接的控制閥。
9. 如請求項1至3項其中任一項所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，該控制模組設置於回液模組之全數回液管處的控制閥係為一電磁閥。
10. 如請求項3其中任一項所述之立體栽培設備灌溉方法，其中，該控制模組設置於回液模組之全數回液管處的控制閥係為一壓力感知開關閥。