一种底部供水与通气的栽培系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种底部供水与通气的栽培系统，包括植物栽培槽、水循环系统和供气系统，所述的植物栽培槽为顶部开口、四周密闭的容器，内部装有栽培基质，植物栽培槽底部装有顶部开口的水气通道，且水气通道与植物栽培槽之间为透水透气隔层；所述的水循环系统包括贮水罐、水泵、上水管、水压控制开关、下水管；所述的供气系统包括气泵、进气管、气压调节阀、出气管；还包括控制系统。本实用新型专利技术是一种成本低、低使用成本、低消耗、可自动控制的容器栽培系统，对容器栽培中植株根系的水、氧供给情况进行随时调节，并可达到自动控制，可解决目前容器栽培中植株根系的水、氧供给情况不足，不利于植物生长的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于现代农业中的种植环境控制领域，涉及一种底部供水与通气的栽培系统。
技术介绍
我国农业正处于破解“双重挤压”和“双重约束”、提高农业竞争力时期。通过近年来设施农业和都市农业的蓬勃发展，我们农业在设施类型、栽培模式、农产品质量和安全等方面取得了长足进步，但对栽培环境控制技术及其智能化方面基本没有突破粗放式和经验式技术应用，与发达国家如以色列、荷兰、日本和我国台湾地区的生产水平还有很大差距。由于农业生产的不确定性、复杂性以及对低成本的追求，先进技术、工具和管理方法在农业领域的应用普及推广远远落后于第二、三次产业，很多从国外引进的高成本、高能耗的农业设施也未能在实际应用中发挥效益。因此，开发具有自主知识产权，低建设成本、低使用成本、低消耗、可人机互动的植物栽培系统，具有现实和长远意义。其中容器栽培在土壤优化、空间利用、环境控制、植物保护、周年生产等方面的诸多优势，越来越成为现代农业发展中重要的蔬菜种植方式。容器栽培是指把植物根系限制在固定空间里，通过调节控土壤密度、土壤通透性、土坡气孔大小、容器体积、大小及外形、含水量、温度、养份、EC值及PH等植物生长所需的物理和生理因子，植株整体生长发育免受容器空间影响，进而实现高产、高效、优质的目的。在小容器中种植作物限制根系的生长是调控植株的地上部大小与同化物在地上部和地下部分配的重要措施。我国设施园艺栽培面积居世界首位，已成为现代农业中最具活力的农产品生产方式，但设施园艺普遍存在土壤污染、盐渍化、连作障碍等问题日益严重。国内外的实践证明，设施园艺采用容器栽培技术是摆脱上述困境的最有效手段，其中关键技术在于解决好容器内供氧与供液的矛盾，无论是水培或基质栽培都同样存在植物根系供氧不足，易形成根际低氧逆境，对所有无土栽培作物的根系机能来说，氧不足是决定性的障碍因素（郭世荣，2003）。容器栽培中的植物根际受空间限制，氧气和二氧化碳的含量与大田环境完全不同，由于根细胞的代谢和微生物群落的活动，根际区域内的二氧化碳含量相对较高，氧气含量较低，且离根越近的地方浓度越低，植物根系要维持其正常呼吸，生长和功能，必须有足量的氧气供应，当根系处于缺氧条件时，其生长、水分和养分吸收减少，从而影响了地上部生长以及产量。另外，处于缺氧胁迫的根系抗性较差，容易成为微生物或病原菌浸染的目标。容器栽培中植株根系缺氧情况是普通发生的，如何提高容器栽培植物根系供氧状况是设施栽培设计和栽培管理技术的重要课题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种底部供水与通气的栽培系统，解决目前容器栽培中植株根系的水、氧供给情况不足，不利于植物生长的问题。本技术通过以下技术方案来实现：一种底部供水与通气的栽培系统，包括植物栽培槽、水循环系统和供气系统，所述的植物栽培槽为顶部开口、四周密闭的容器，内部装有栽培基质，植物栽培槽底部装有顶部开口的水气通道，且水气通道与植物栽培槽之间为透水透气隔层；所述的水循环系统包括贮水罐、水泵、上水管、水压控制开关、下水管，水泵位于贮水罐中，上水管一端连接水泵，另一端连接水气通道的进口端，水气通道的出口端连接下水管的一端，下水管的另一端又进入贮水罐，下水管上装有水压控制开关；所述的供气系统包括气泵、进气管、气压调节阀、出气管，进气管一端连接气泵，另一端连接水气通道的进口端，水气通道的出口端连接出气管的一端，出气管的另一端游离，出气管上装有气压调节阀。进一步的，还包括控制系统，所述的控制系统包括水流压力传感器、水流流速传感器、水流流量传感器、空气压力传感器、空气流速传感器、空气流量传感器、单片机、电源控制器、继电器一和继电器二，所述的水流压力传感器、水流流速传感器、水流流量传感器都装在下水管上，空气压力传感器、空气流速传感器、空气流量传感器均装在出气管上，水流压力传感器、水流流速传感器、水流流量传感器、空气压力传感器、空气流速传感器、空气流量传感器均连接单片机的输入端，单片机的输出端连接电源控制器、继电器一和继电器二，电源控制器又分别连接水泵和气泵，继电器一连接水压控制开关，继电器二连接气压调节阀。进一步的，所述的水泵和气泵还分别与定时开关连接。进一步的，所述的透水透气隔层底部装有硬性支撑架。采用上述技术方案的积极效果：本技术是一种成本低、低使用成本、低消耗、可自动控制的容器栽培系统，对容器栽培中植株根系的水、氧供给情况进行随时调节，并可达到自动控制，可解决目前容器栽培中植株根系的水、氧供给情况不足，不利于植物生长的问题。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的椭圆标识处侧视图；图3是本技术的控制流程示意图。图中，1植物栽培槽，2水气通道，3透水透气隔层，4贮水罐，5水泵，6上水管，7水压控制开关，8下水管，9气泵，10进气管，11气压调节阀，12出气管，13水流压力传感器，14水流流速传感器，15水流流量传感器，16空气压力传感器，17空气流速传感器，18空气流量传感器，19单片机，20电源控制器，21继电器一，22继电器二，23定时开关，24硬性支撑架。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的说明，但不应理解为对本技术的限制：图1是本技术的结构示意图，图2是图1的局部侧视图，一种底部供水与通气的栽培系统，包括植物栽培槽1、水循环系统和供气系统，所述的植物栽培槽1为顶部开口、四周密闭的容器，内部装有栽培基质，用于栽培植物，植物栽培槽1底部装有顶部开口的水气通道2，且水气通道2与植物栽培槽1之间为透水透气隔层3，因此，水气通道中的水、氧通过透水透气隔层慢慢渗透入植物栽培槽中的基质中，供给植物吸收利用。所述的水循环系统包括贮水罐4、水泵5、上水管6、水压控制开关7、下水管8，水泵5位于贮水罐4中，上水管6一端连接水泵5，另一端连接水气通道2的进口端，水气通道2的出口端连接下水管8的一端，下水管8的另一端又进入贮水罐4，下水管8上装有水压控制开关7。水泵把水从储水罐中泵出，通过上水管进入水气通道中，被植物吸收利用后，多余的水流入下水管中，重新回到储水罐，构成水循环系统，实现水流的重复利用，水压控制开关用于调节下水管中的水压。所述的供气系统包括气泵9、进气管10、气压调节阀11、出气管12，进气管10一端连接气泵9，另一端连接水气通道2的进口端，水气通道2的出口端连接出气管12的一端，出气管12的另一端游离，出气管12上装有气压调节阀11。气泵泵入空气，通过进气管进入水气通道，被植物吸收利用后，多余的气体从出气管排出，空气调节阀用于调节出气管处的气压。图3是本技术的控制流程示意图，本技术还包括控制系统，便于对系统内的水氧供给情况进行随时控制，所述的控制系统包括水流压力传感器13、水流流速传感器14、水流流量传感器15、空气压力传感器16、空气流速传感器17、空气流量传感器18、单片机19、电源控制器20、继电器一21和继电器二22，所述的水流压力传感器13、水流流速传感器14、水流流量传感器15都装在下水管8上，空气压力传感器16、空气流速传感器17、空气流量传感器18均装在出气管12上，水流压力传感器13、水流流速传感器14、水流流量传感器15、空气压力传感器16、空气流速传感器17、空气流量传感器18均连接单片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种底部供水与通气的栽培系统，其特征在于：包括植物栽培槽（1）、水循环系统和供气系统，所述的植物栽培槽（1）为顶部开口、四周密闭的容器，内部装有栽培基质，植物栽培槽（1）底部装有顶部开口的水气通道（2），且水气通道（2）与植物栽培槽（1）之间为透水透气隔层（3）；所述的水循环系统包括贮水罐（4）、水泵（5）、上水管（6）、水压控制开关（7）、下水管（8），水泵（5）位于贮水罐（4）中，上水管（6）一端连接水泵（5），另一端连接水气通道（2）的进口端，水气通道（2）的出口端连接下水管（8）的一端，下水管（8）的另一端又进入贮水罐（4），下水管（8）上装有水压控制开关（7）；所述的供气系统包括气泵（9）、进气管（10）、气压调节阀（11）、出气管（12），进气管（10）一端连接气泵（9），另一端连接水气通道（2）的进口端，水气通道（2）的出口端连接出气管（12）的一端，出气管（12）的另一端游离，出气管（12）上装有气压调节阀（11）。

【技术特征摘要】
1.一种底部供水与通气的栽培系统，其特征在于：包括植物栽培槽（1）、水循环系统和供气系统，所述的植物栽培槽（1）为顶部开口、四周密闭的容器，内部装有栽培基质，植物栽培槽（1）底部装有顶部开口的水气通道（2），且水气通道（2）与植物栽培槽（1）之间为透水透气隔层（3）；所述的水循环系统包括贮水罐（4）、水泵（5）、上水管（6）、水压控制开关（7）、下水管（8），水泵（5）位于贮水罐（4）中，上水管（6）一端连接水泵（5），另一端连接水气通道（2）的进口端，水气通道（2）的出口端连接下水管（8）的一端，下水管（8）的另一端又进入贮水罐（4），下水管（8）上装有水压控制开关（7）；所述的供气系统包括气泵（9）、进气管（10）、气压调节阀（11）、出气管（12），进气管（10）一端连接气泵（9），另一端连接水气通道（2）的进口端，水气通道（2）的出口端连接出气管（12）的一端，出气管（12）的另一端游离，出气管（12）上装有气压调节阀（11）。2.根据权利要求1所述的底部供水与通气的栽培系统，其特征在于：还包括控制系统，所述的控制系统包括水流压力传感器（13）、水流流速传感器（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思伊，郑炜，
申请(专利权)人：陈思伊，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23