一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机制造技术

本发明专利技术属于植物无土栽培技术领域，涉及一种无土栽培实验装置，尤其是一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，包括一封闭式的实验箱，该实验箱内沿横向安装有一定植板，所述定植板内单排布置有多个定植杯，该定植板下方沿实验箱延伸方向布设有一营养液管，所述营养液管与外部的营养液箱相连通，该营养液管内均匀间隔安装有多个雾滴两用喷头。

【技术实现步骤摘要】
一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机
本专利技术属于植物无土栽培
，涉及一种无土栽培实验装置，尤其是一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机。
技术介绍
水培和雾培是植物无土栽培供给营养液最重要的两种方式，水培是指植物根系直接与营养液接触，不使用基质的栽培方法。目前大多数水培装置是将植物根系直接浸泡在营养液中生长，相比于土培方式，水培能直接供给植物所需要的元素，不会出现营养元素的流失情况，能提高植物对必要元素的吸收效率，促进植物生长，但长时间浸泡在营养液中也会出现植物根系缺氧现象，影响根系呼吸，此外，根系在生长过程中会产生根系分泌物，而根系分泌的某些物质则会影响植物的正常生长。雾培是指将营养液压缩成气雾状直接喷淋在植物根系上，一般每隔2-3分钟喷淋一次，雾培既能保证植物根系对营养元素的充分吸收，又能满足植物根系生长的耗氧需求，加速了植物的生长，可实现营养液的循环利用，但目前单一雾培设备的费用较高，而且需要消耗大量的电能。利用物种敏感性分布法进行生态安全阈值的计算时需要以大量的毒理学数据作支撑，目前实验一般是选取某一种毒性评价终点，例如以植物生物量或者根生长或者出芽率等作物毒性评价终点，但毒性实验中均未得出最优的毒性评价终点，也未对同一作物利用不同毒性评价终点所得的毒性数据进行比较，因而计算出生态安全阈值的不确定性较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可在水培，雾培两种模式下进行切换，且可对实验仓内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据进行实时监测、存储并进行调节的一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机。本专利技术采取的技术方案是：一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，包括一封闭式的实验箱，该实验箱内沿横向安装有一定植板，其特征在于：所述定植板内单排布置有多个定植杯，该定植板下方沿实验箱延伸方向布设有一营养液管，所述营养液管与外部的营养液箱相连通，该营养液管内均匀间隔安装有多个雾滴两用喷头。而且，位于所述定植杯底部旁侧的实验箱内壁表面沿实验箱延伸方向安装有一滑道，该滑道内滑动安装有一激光测距仪，激光测距仪的检测端与定植杯内培育的植物根系对应设置，所述定植板下方的实验箱内安装有一称重装置，该称重装置的检测端与定植板底面接触用于承接定植板的整体重量，所述定植板的上端面内布置有集成式传感器，该集成式传感器用于实时采集相应实验箱内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度；所述实验箱内安装有光源、热源和氧气补给装置，位于实验箱的旁侧安装有一中控箱，所述的激光测距仪、称重装置、集成式传感器的信号输出端与中控箱相连接，光源、热源、氧气补给系统和营养液补给系统的控制端与中控箱相连接。而且，所述实验箱内安装有摄像头，该摄像头的数据输出端与中控箱相连接。而且，所述光源为采用亮度可调的白炽灯，白炽灯安装在每个实验箱的顶部；所述热源采用一保温灯。而且，所述氧气补给系统包括一导气管，该导气管与一输氧泵的出气端相连接，所述导气管制有多个出气口，每个出气口均布置在相应实验箱的定植板上方。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术中，在实验箱内安装营养液管，该营养液管内安装的雾滴两用喷头可根据植物生长时的耗氧需求对植物水培与雾培来两种营养液供给方式进行切换，既能提供植物生长所需的营养，提高植物吸收营养元素的效率，又能满足植物生长所需的氧气，满足植物的呼吸要求，还能减少植物根系分泌物对植物生长的抑制效果；并可同时获得两种毒理学评价终点的毒性数据，用于生态安全阈值的计算时能得出最优的毒性评价终点，进而获得更为准确的生态安全阈值。本专利技术中，通过其内部的摄像头可实时采集实验箱内的视频信息，进而进行远程监控，减少了人为参与，提高了设备的智能化程度。本专利技术中，定植板内布置单排定植杯，其旁侧滑动安装的激光测距仪用于检测植物根系的伸长量变化量，进而克服现有实验过程和实验装置中需对植物进行全育期培养的不足，大大缩短实验的周期；称重装置用于实时检测定植板内所培育植物的重量变化，集成式传感器用于实时监测实验仓内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度的变化；实验仓内置有光源、热源、氧气补给系统系统则根据集成式传感器检测的环境变化进行补偿，对温度、湿度、氧气和营养液进行补充，使其内部环境始终处于适合植物生长的最优状态。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，包括一封闭式的实验箱5，该实验箱内沿横向安装有一定植板18，本专利技术的创新在于，所述定植板内单排布置有多个定植杯19，该定植板下方沿实验箱延伸方向布设有一营养液管14，所述营养液管与外部的营养液箱10相连通，该营养液管内均匀间隔安装有多个雾滴两用喷头17。本实施例中，位于所述定植杯底部旁侧的实验箱内壁表面沿实验箱延伸方向安装有一滑道22，该滑道内滑动安装有一激光测距仪20，激光测距仪的检测端与定植杯内培育的植物根系对应设置，所述定植板下方的实验箱内安装有一称重装置16，该称重装置的检测端与定植板底面接触用于承接定植板的整体重量，所述定植板的上端面内布置有集成式传感器15，该集成式传感器用于实时采集相应实验箱内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度；所述实验箱内安装有光源、热源和氧气补给装置，位于实验箱的旁侧安装有一中控箱1，所述的激光测距仪、称重装置、集成式传感器的信号输出端与中控箱相连接，光源、热源、氧气补给系统和营养液补给系统的控制端与中控箱相连接。本实施例中，所述实验箱内安装有摄像头11，该摄像头的数据输出端与中控箱相连接。由于摄像头位于湿度很大的试验仓内，因此，该摄像头优选采用IP66及以上具有防水性能的摄像头，该摄像头也可采用常规摄像头，但需在摄像头迎水面一侧安装隔水挡板或遮水帘等装置。本实施例中，所述光源为采用亮度可调的白炽灯4，白炽灯安装在每个实验箱的顶部；所述热源采用一保温灯23。本实施例中，所述氧气补给系统包括一导气管2，该导气管与一输氧泵3的出气端相连接，所述导气管制有多个出气口24，每个出气口均布置在相应实验箱的定植板上方。本实施例中，在实验箱底部安装有一废液箱12，所述的实验仓底部制出一废液排出口，实验仓底部制有坡面13，由制有废液排出口一侧向另一侧逐步提升，所述废液排出口通过废液管与废液箱相连通。所述废液箱可与营养液箱连通，形成营养液的回收装置。本实施例中，所营养液箱的出液管内安装有泵机、9流量控制器8和电磁阀7。本实施例中，在营养液箱内安装有液位传感器。本实施例中，集成式传感器包括温湿度传感器，优选采用钱涌ZZ-S-TH-A，PH传感器优选采用陆恒RS485输出，光照强度传感器优选采用BH1750FVI和二氧化碳传感器优选采用MH-Z14A，，所述传感器的信号输出端和中控箱相连通。本实施例中，所述实验仓位于定植板上方的侧壁内嵌装有一排气扇6。本实施例中，所述称重装置优选电磁式传感器。本实施例中，所述中控箱包括PCB、PLC、继电器、开关、控制面板以及若干接线端子形成一控制装置，PCB的输入端转配有A/D转换器，所述电磁式传感器，集成式的传感器均输出模拟信号，输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，包括一封闭式的实验箱，该实验箱内沿横向安装有一定植板，其特征在于：所述定植板内单排布置有多个定植杯，该定植板下方沿实验箱延伸方向布设有一营养液管，所述营养液管与外部的营养液箱相连通，该营养液管内均匀间隔安装有多个雾滴两用喷头。

【技术特征摘要】
1.一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，包括一封闭式的实验箱，该实验箱内沿横向安装有一定植板，其特征在于：所述定植板内单排布置有多个定植杯，该定植板下方沿实验箱延伸方向布设有一营养液管，所述营养液管与外部的营养液箱相连通，该营养液管内均匀间隔安装有多个雾滴两用喷头。2.根据权利要求1所述的一种植物水培与雾培相互切换的生态安全阈值实验机，其特征在于：位于所述定植杯底部旁侧的实验箱内壁表面沿实验箱延伸方向安装有一滑道，该滑道内滑动安装有一激光测距仪，激光测距仪的检测端与定植杯内培育的植物根系对应设置，所述定植板下方的实验箱内安装有一称重装置，该称重装置的检测端与定植板底面接触用于承接定植板的整体重量，所述定植板的上端面内布置有集成式传感器，该集成式传感器用于实时采集相应实验箱内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦莉，窦韦强，安毅，林大松，霍莉莉，杜兆林，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：天津,12