一种作物无土栽培系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种作物无土栽培系统及方法，该作物无土栽培系统包括：栽培槽，用于盛放供应作物生长所需的营养液；溶氧量采集装置，用于采集营养液的溶氧含量；液位调节装置，液位调节装置连接栽培槽，用于基于溶氧含量，控制栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换；本发明专利技术结构简单、成本低廉，可基于对营养液的液位调节，赋予作物根系不同的营养吸收与代谢功能，确保了作物的根系对水、肥及氧气的正常吸收，大幅度提高作物无土栽培的周年产出率，实现作物的优质高效生产，尤其适用于绿叶菜的无土栽培。

【技术实现步骤摘要】
一种作物无土栽培系统及方法
本专利技术涉及无土栽培
，尤其涉及一种作物无土栽培系统及方法。
技术介绍
绿叶菜是以鲜嫩绿叶、叶柄或嫩茎为食用部位的速生蔬菜。由于营养丰富、口感爽脆，加之生长期短、采收灵活、管理难度低，绿叶菜的栽培十分广泛，是我国设施的主栽蔬菜之一。然而，对于绿叶菜的传统种植而言，由于种植茬口较多，每次换茬都需要对种植土壤进行翻松、平整、做畦等重体力劳动作业。随着农业产业结构的优化调整，从事设施农业的适龄人员越来越少，劳动力短缺的问题日益严重。与此同时，由于种植模式单一、复种指数较高，为了获得高产，农民往往凭经验，盲目地采用“大水大肥”的灌溉模式，导致出现土壤次生盐渍化、土传性病虫害频发等问题，相应地，蔬菜的产量和品质均会受到影响。相反，对于无土栽培技术而言，它是将植物直接种植在营养液中，摆脱了天然土壤对植物生长的束缚，从而克服了土壤次生盐渍化和土传性病虫害的问题，降低了从事绿叶菜种植生产的劳动强度，有利于解决农村老龄或留守劳动力的就业问题，是现代农业的新兴发展方向之一。在无土栽培相应的水培条件下，作物根系需要从营养液中吸收水分、养分和氧气，以此来满足作物自身生长发育和代谢的需求。尤其应当指出的是，营养液中溶氧含量对作物根部的呼吸作用至关重要，并且，营养液中的溶氧含量与营养液温度及循环频率密切相关。由于设施农业的生产往往是按照周年进行，在炎热的夏季，营养液的温度会随环境温度的升高而升高，而营养液中氧气的溶解度又与营养液的温度呈负相关关系，如果营养液中溶氧含量过低，就会抑制作物根系的生长，甚至导致作物出现烂根、黄叶的现象，从而严重影响到作物的生长。在实际无土栽培过程中，通常通过加大营养液的循环频率、对营养液进行搅拌扰动、向营养液内泵入空气或氧气等实施方式来增加营养液中溶氧含量。虽然这些实施方式在一定程度上克服了营养液因温度升高而出现缺氧的问题，并能显著增加营养液的溶氧含量，但是，也相应地需要消耗大量的电能，增加了生产成本，应用前景受到一定限制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种作物无土栽培系统及方法，用以解决现有的基于外部设备来增加营养液中溶氧含量的无土栽培技术，需要消耗大量的电能，并增加生产成本的问题。本专利技术实施例提供一种作物无土栽培系统，包括：栽培槽，用于盛放供应作物生长所需的营养液；溶氧量采集装置，用于采集所述营养液的溶氧含量；液位调节装置，所述液位调节装置连接所述栽培槽，用于基于所述溶氧含量，控制所述栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述液位调节装置包括：储液池，用于存储所述营养液；液泵，用于将所述储液池存储的营养液泵送至所述栽培槽内；溢流装置，所述溢流装置安装于所述栽培槽内，所述溢流装置具有与所述不同的预设高度对应的多个溢流口，每个所述溢流口配置有阀控装置，所述溢流装置连通所述储液池，并通讯连接所述溶氧量采集装置。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述溢流装置包括：第一溢流管，所述第一溢流管的一端具有位于所述栽培槽内第一预设高度的溢流口；第二溢流管，所述第二溢流管的一端具有位于所述栽培槽内第二预设高度的溢流口，所述第二溢流管与所述第一溢流管的另一端均连通所述储液池，所述第二预设高度低于所述第一预设高度。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述第二溢流管上装有第一控制阀，所述第一控制阀通讯连接所述溶氧量采集装置。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述溶氧量采集装置包括溶解氧传感器，所述溶解氧传感器安装于所述栽培槽的槽底。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述栽培槽的槽口装有栽培板，所述栽培板上开设有多个定植孔。根据本专利技术一个实施例的作物无土栽培系统，所述栽培槽还配设有进液口和排液口，所述排液口装有第二控制阀。本专利技术实施例还提供一种如上所述的作物无土栽培系统的栽培方法，包括：S1，采集栽培槽内营养液的溶氧含量；S2，基于所述溶氧含量，控制所述栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换。根据本专利技术一个实施例的栽培方法，S2进一步包括：在检测到所述溶氧含量高于溶氧预设值时，控制所述营养液的液位维持在第一预设高度；在检测到所述溶氧含量低于所述溶氧预设值时，控制所述营养液的液位维持在第二预设高度，并以预设时间间隔在所述第一预设高度与所述第二预设高度之间切换；其中，所述营养液在所述第一预设高度所浸没作物根系的体积大于在所述第二预设高度所浸没作物根系的体积。根据本专利技术一个实施例的栽培方法，S1还包括：确定所述栽培槽内所栽培作物的生长阶段；相应地，在S2中，根据所述作物的生长阶段控制所述栽培槽内的营养液所维持的液位。本专利技术实施例提供的一种作物无土栽培系统及方法，通过溶氧量采集装置采集栽培槽内营养液的溶氧含量，可根据检测得到的溶氧含量，通过液位调节装置控制栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换，可赋予作物根系不同的营养吸收与代谢功能，具体而言，在环境温度较低时，营养液的溶氧含量较高，可控制栽培槽内营养液的液位维持在相对较高的预设高度，使得作物根系充分浸没在营养液中，以充分发挥作物根系对水分和养分的吸收功能；相应地，在环境温度较高时，营养液的溶氧含量降低，可控制栽培槽内营养液的液位维持在相对较低的预设高度，增加作物根系暴露在空气中的体积，有利于作物根系吸收利用空气中的氧气，以进行短时的有氧呼吸，并满足自身的代谢需求，在此，通过控制营养液以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换，以对暴露在空气中的作物根系进行定时浸润，以确保其表皮细胞的活性，从而确保了作物的根系对水、肥及氧气的正常吸收。由此可见，本专利技术结构简单、成本低廉，有效克服了无土栽培中营养液因温度升高导致溶氧含量降低的问题，也解决了现有的通过加大营养液的循环频率、对营养液搅拌扰动、向营养液内泵入空气或氧气等增加营养液中溶氧含量的实施方式，存在能耗大、成本高的问题，可大幅度提高作物无土栽培的周年产出率，实现作物的优质高效生产，可尤其适用于绿叶菜的无土栽培。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种作物无土栽培系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种基于作物无土栽培系统的流程示意图。图中，1、作物；2、栽培槽；3、栽培板；4、溶氧量采集装置；5、控制器；6、储液池；7、液泵；8、溢流装置；81、第一溢流管；82、第一控制阀；83、第二溢流管；9、进液口；10、排液口；11、第二控制阀；12、回液管路；13、注液管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作物无土栽培系统，其特征在于，包括：/n栽培槽，用于盛放供应作物生长所需的营养液；/n溶氧量采集装置，所述溶氧量采集装置安装在所述栽培槽内，用于采集所述营养液的溶氧含量；/n液位调节装置，所述液位调节装置连接所述栽培槽，用于基于所述溶氧含量，控制所述栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种作物无土栽培系统，其特征在于，包括：
栽培槽，用于盛放供应作物生长所需的营养液；
溶氧量采集装置，所述溶氧量采集装置安装在所述栽培槽内，用于采集所述营养液的溶氧含量；
液位调节装置，所述液位调节装置连接所述栽培槽，用于基于所述溶氧含量，控制所述栽培槽内营养液的液位维持在不同的预设高度，并以预设时间间隔在不同的预设高度之间切换。


2.根据权利要求1所述的作物无土栽培系统，其特征在于，
所述液位调节装置包括：储液池，用于存储所述营养液；
液泵，用于将所述储液池存储的营养液泵送至所述栽培槽内；
溢流装置，所述溢流装置安装于所述栽培槽内，所述溢流装置具有对应所述不同的预设高度的多个溢流口，每个所述溢流口配置有阀控装置，所述溢流装置连通所述储液池，并通讯连接所述溶氧量采集装置。


3.根据权利要求2所述的作物无土栽培系统，其特征在于，所述溢流装置包括：第一溢流管，所述第一溢流管的一端具有位于所述栽培槽内第一预设高度的溢流口；
第二溢流管，所述第二溢流管的一端具有位于所述栽培槽内第二预设高度的溢流口，所述第二溢流管与所述第一溢流管的另一端均连通所述储液池，所述第二预设高度低于所述第一预设高度。


4.根据权利要求3所述的作物无土栽培系统，其特征在于，
所述第二溢流管上装有第一控制阀，所述第一控制阀通讯连接所述溶氧量采集装置。


5.根据权利要求1至4任一所述的作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利春，陈晓丽，李友丽，郭文忠，弓瑶，李思，陈玺，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11