種植管內噴霧栽培植物的方法
2023-05-16 16:19:11
專利名稱：種植管內噴霧栽培植物的方法
技術領域：
本發明專利涉及採用間隙式噴霧供給植物根系發育所需要的水分和營養元 素並保持植物根系處於適宜的溼度環境中的一種方法。具體涉及一種節水植物栽 培系統，屬於農業水利工程技術領域。
背景技術：
飛速發展的城市化進程使大量農田被佔，能夠用於耕種的土地越糴越少。而 隨著大量城市人口的增加，城市高樓林立，空氣中二氧化碳的含量因為人類活動 和汽車尾氣排放而B^增加，由此造成的嚴重溫室效應使城市裡的溫度比郊外的 溫度顯著升高，空氣中的含氧量降低，城市人的生活質量明顯下降。因此，構建 環繞建築物的植物種植模塊系統,將田間種植的植物引進到高層建築形成植物的 立體種植，不僅可以解決因耕地面積減少而造成的農產品供應危機，還可以通過 植物的光合作用減少二氧化碳的含量，增加氧含量，改善空氣品質。
室內盆栽雖然也將植物引到了高層建築中，但僅僅只能局限於家庭，不能形 成顯著改善城市環境的規模效應。國外許多科學家建議環繞建築物種植植物，通 過植物吸收太陽熱能和二氧化碳可以顯著降低太陽輻射和溫室效應帶來的城市 高溫的問題，改善城市的生話質量，同時還可以使農產品的生產形成規模化的立 體種植，解決耕地面積減少帶給人類的農產品供應短缺的問題。這一構想目前面 臨的主要技術問題是如何建立一個系統使植物能夠環繞高層建築物種植。
作物的水培利用pvc材料製成了在平地上進行蔬菜花卉等種植的系統,在農
業灌溉系統中採用的，或噴灌網絡中引入了壓力調節和流量平衡的概念。這些 系統都都是在地面上設置的，屬於平面建立的系統，沒有涉及如何將系統構建成 環繞建築物的立體設置。系統環繞建築物尤其是高層建築物必須解決巨大的勢能 差異對系統在立體設置下如何保證營養液的平衡輸送和回流的問題，同時大量營 養液長時間不間斷J4在管網中攛動消耗的能源高,對承載管網建築物的壓力大等 因素推高了高層建築物的植物栽培系統運行成本。發明內容本發明的目的，是提供一種利用高層建築的勢能輸送營養液，通過種植管內 微噴系統僅在根系需要時噴霧為植物根系提供水分和養分，種植管中沒有營養液 不間斷地流動，不需要回流收集營養液，節能減排，解決了系統環繞高層建築物 栽培植物的高成本問題，使本產品具有非常強的可操作性。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。在建築物的頂部裝置一個帶有太陽能加熱系統的營養液配液箱，配液箱經過 過濾器和與建築物垂直排列的裝有排氣閥的輸液管道連接，垂直輸液管道經過壓 力調節閥與裝置在與建築物平行排列的種植管內底部的微噴系統一端連接,微噴 系統的另一端封堵，種植管的上端開有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊 卡片固定在栽培孔上，種植管末端與垂直排列的排流管道連接，種植管內裝有溼 度傳感器，傳感器的信號線與壓力調節閥連接，構成管內噴霧營養液的植物栽培 系統。將營養液成分(NH02SO4 250-300 mg/L, KHaPO* 250-350 mg/L, NaH2P04 10-30mg/L, KN03 10-70 mg/L, NH^Oj跡300mg/L， MgS04 5(M30mg/L， Ca(NO3)2 150-200 mg/L， MnS04 l-5mg/L， H3B03 1-5 mg/L， ZnS04 2-5mg/L, CuSO 0.2-L5mg/L, FeEDTAlO-25 mg/L,肽康營 養液1-5g/L按比例與水在配液箱中充分混合均勻製成營養液。本發明是這樣實現的，營養液通過營養液配液箱加入，在勢能的作用下注入 垂直輸液管道,連接微噴系統的壓力調節閥根據種植管內傳感器的指令開啟或關 閉，當種植管內的溼度低於傳感器設定的域值，壓力調節閥接受指令開啟，營養 液在勢能的作用下通過微噴系統上的微孔在種植管內噴霧，供給植物根系生長所 需要的水分和養分，當種植管內的溼度達到傳感器設定的要求域值，壓力調節閥 接受指令關閉。種植管末端連接的排流管道用於清洗微噴帶和種植管時的廢液排 流。種植管的上端幵有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片面定在栽培 孔上，植物通過栽培孔栽種在種植管內。太陽能加熱系統在氣溫低於20t時啟 用，以保證營養液的溫度控制在20-30'C之間。本發明降低了高層建築物栽培植物的運行成本，使植物可以環繞建築物種 植，使植物的種植向空間發展， 一方面有利於解決土地短缺的危機，另一方面解 決城市環境空氣汙染尤其是熱島效應的問題，具有非常好的應用前景。
圖1為環繞建築物種植植物的系統示意圖，圖中1為配液箱，2為閘閥，3 為垂直輸液管道，4為壓力調節閥，5為種植管，6為微噴帶，7排流管道
圖2為種植管，圖中l為種植管，2為卡箍，3為微噴系統
圖3為微噴帶，圖中l為微噴帶，2為微孔
圖4為支撐植物的卡箍，圖中l為錐形體'，2為固定卡片
具體實施例方式
本發明的種植管內噴霧栽培植物的方法，是由配液箱，太陽能加熱系統，閘 閥，垂直輸液管道，壓力調節閥，種植管，溼度傳感器，微噴系統和排液管構成的。
在距地面高度15米的建築物上放置一個PVC製成的100 L營養液配液箱， 在距地面6米的高度安裝3根與地面平行排列的直徑為110毫米的PVC種植管， 種植管長度為10米，每根上下間距為3米，種植管上端每隔30釐米開一個直徑 5釐米的栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片固定在栽培 L上，栽培孔 與卡箍間用一塊孔徑3釐米的有孔黑色塑料膜片分隔，將生菜苗通過卡箍和栽培 孔使生菜的根系插入到種植管內，種植管內裝置一條微孔面朝上的PE材料製成 的微噴帶，微噴帶上縱向開有4排直徑為0. 2毫米的微孔，微噴帶一端與壓力調 節閥連接，另一端巻折封堵，在種植管的中間裝置有一個溼度傳感器，傳感器的 信號線與壓力調節閥的開關控制器連接。
將營養液成分(NH^SO* 250 mg/L, KH2PQ4 250 rag/L, NaH2PQ4 10mg/L， KNO3 30 mg/L， NH4NO3150mg/L, MgS04 110mg/L， Ca(N03>j 150mg/L, MnS04 1 mg/L, H3BOj 1 mg/L, ZnS042fflg/L, CuS04 0.2mg/L, FeEDTA Itog/L,肽康營養液2g/L在塑料桶中加少量水 溶解後加入到配液箱中，再按比例加水充分混合均勻製成營養液。
具體操作時，開啟閘閥，配液箱中的營養液在勢能的作用下注入垂直地面的 160mm PVC輸液管道中，當種植管內的溼度低於設定的90%的相對溼度時，壓力 調節閥在傳感器的指令下開啟，營養液在勢能的作用下通過微噴帶上的微孔在種 植管內均勻朝上向生菜的根系噴霧，供給生菜根系水分和養分，當種植管內的溼 度達到設定的要求域值-相對溼度90%時，壓力調節閥接受傳感器指令關閉， 微噴帶停止噴霧，如此循環往復直到收穫。太陽能加熱系統在氣溫低於20C時啟用，以保證營養液的溫度控制在20-30'c之間。收穫後在配液箱中加入洗滌液，打開配液箱連接垂直輸液管道的閘閥，在勢 能的作用下洗滌液注入垂直輸液管道，將壓力調節閥放在手動位置開啟，洗滌液在勢能的作用下通過微噴帶上的微孔在種植管內均勻噴霧3小時，清洗微噴帶和 種植管，洗液從種植管通過垂直排流管道排棄。
權利要求
1.種植管內噴霧栽培植物的方法，其特徵在於該方法包括下述步驟1)在建築物的頂部裝置一個帶有太陽能加熱系統的營養液配液箱，把營養液配液箱經過過濾器與垂直排列的輸液管道連接，輸液管道經過壓力調節閥與放置在平行排列的種植管內底部的微噴系統一端連接，微噴系統的另一端封堵，種植管的上端開有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片固定在栽培孔上，種植管末端與垂直排列的排流管道連接，種植管內裝有溼度傳感器，傳感器的信號線與壓力調節閥連接，構成管內噴霧營養液的植物栽培系統；2)將一種或多種選自無機酸、有機酸，無機鹽或有機鹽在步驟1)所述的營養液配液箱中與水製成營養液，這種營養液通過對植物根系噴霧向栽培的植物提供養分和水分。
2. 根據權利要求l所述的植物栽培系統，其特徵在於所述的建築物的高度為l 到1000米，更優選的是1到100米。
3. 根據權利要求l所述的營養液，其特徵在於組成營養液的成分包括但不局限 於(NH4)2S04， KH2P04， KN03' NaH2P04， NH4N03, MgS04， Ca(N03)2, MnS04， H3B03， ZnS04， CuS04, FeEDTA和肽康營養液。
4. 根據權利要求l所述的微噴系統，其特徵在於所述的微噴系統是由微噴頭或 微噴帶組成的。
5. 根據權利要求l所述的微噴系統，其特徵在於所述的微噴系統更為優選的是 由微噴帶組成的。
6. 根據權利要求l所述的植物栽培系統，其特徵在於所述的種植管是由直徑 50-1000毫米的高分子材料包括但不局限於PE、 PVC或UPVC製成的。
7. 根據權利要求l所述的植物栽培系統，其特徵在於所述的支撐植物的卡掩是 由高分子材料包括但不局限於PE、 PVC或UPVC製成的上端為上大下小的錐形 體，錐形體頂部有一小開口，下端為開口的兩塊卡片，錐形體與卡片間放置 帶孔的不透明薄膜組成的。
8. 根據權利要求3所述的營養液，其特徵在於營養液成分的比例為(NH^SO^250^300 mg/L, KH2PQ 250^350 mg/L, NaH2P04 10-30mg/L, KNQj 10^70 mg/L, NH4NO3 藩300mg/L， MgS04 H30 mg/L， CaCNO^ 15(W00 mg/L, MnS04 1-5 mg/L, H3B03 1-5 mg/L, ZnS042-5mg/L, CuS04 0.2-1.5mg/L, FeEDTA10陽25 mg/L,肽康營養液1~5 g/L。
9. 根據權利要求4所述的微噴帶，其特徵在於所述的微噴帶是由高分子材料包 括但不局限於PE、 PVC或UPVC製成的直徑為1-100毫米的微噴帶。
10. 根據權利g^4所述的微噴帶，其特徵在於所述的微噴帶上開有每平方 米1-IOOOO個直擇為O. 05-IOOO微米的微孔，更為優選的為500微米的微孔。
全文摘要
本發明涉及一種種植管內噴霧栽培植物的方法，是在建築物的頂部裝置一個帶有太陽能加熱系統的營養液配液箱與在建築物上的管內噴霧營養液的植物栽培系統，發明的種植管內噴霧栽培植物的專用配方保證了植物的生長發育。本發明降低了高層建築物栽培植物的運行成本，使植物種植向空間發展，一方面有利於解決土地短缺的危機，另一方面解決城市環境空氣汙染尤其是熱島效應的問題，具有非常好的應用前景。
文檔編號A01G31/06GK101622956SQ200810045490
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月7日 優先權日2008年7月7日
發明者永 黃, 瑜 黃 申請人:永 黃