CN103202213A - 一种塔式立体栽培架及塔式立体栽培装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔式立体栽培架及塔式立体栽培装置，所述塔式立体栽培架包括至少两根支撑立管，在各支撑立管之间从上至下设置若干横向种植管，所述横向种植管为一个沿轴向设有开口的管状体结构，底部覆盖一个弧状板，其弧面内侧与横向种植管底部的弧面内侧相对形成排水通道，该通道与开设于所述支撑立管上的排水孔相通；所述横向种植管相对于水平线倾斜一定角度便于管内多余的灌溉水或营养液排出。所述立体栽培种植***，除了所述塔式立体栽培架之外还包括灌溉施肥***、蓄水***。本发明大大降低了立体栽培的运行费用，容易摆放、造价低廉，便于立体栽培的推广和应用。

Description

一种塔式立体栽培架及塔式立体栽培装置

技术领域

本发明属于农业栽培技术领域，涉及立体栽培装置。

背景技术

基质栽培是集约的近代农业技术，是一种节能、节水的新型生产方式，其可以充分发挥现有保护地设施功效和当地自然资源优势。它是不用土壤来栽培植物的一项农业高新技术，因其以人工创造的作物根系环境取代了土壤环境，可以有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气和养分供应的矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件下，从而充分发挥了作物的增产潜力，达到提高单位面积产量、提早或延后蔬菜供应期、增加生产茬次、培育壮苗的目的，利于机械化、自动化、工厂化生产，可以减少污染，生产无公害蔬菜等。

目前已知立体栽培技术使用营养液，而且营养液必须经过紫外和臭氧消毒回收处置等后可以再利用，如果营养液消毒不彻底，循环利用的营养液能在整个温室没出奥博根系病害，而传染其它的健康植株，严重时会造成大量作物死亡，如果营养液没有循环利用直接排出，排出的废液则会污染土壤、地表水和地下水，而直接排入河流中的废液引起河流或湖泊水的富营养化，同时浪费了大量的水资源。

发明内容

针对上述的现有技术缺陷和应用时的不利影响，本发明的目的是提供一种利用基质种植的塔式立体栽培装置，可增加种植面积并且提高光能利用率。

本发明的技术方案如下：

一种塔式立体栽培架，包括至少两根支撑立管，在各支撑立管之间从上至下设置若干横向种植管，所述横向种植管为一个沿轴向设有开口的管状体结构，底部覆盖一个弧状板，其弧面内侧与横向种植管底部的弧面内侧相对形成排水通道，该通道与开设于所述支撑立管上的排水孔相通；所述横向种植管相对于水平线倾斜一定角度便于管内多余的灌溉水或营养液排出。

进一步，所述横向种植管和弧状板由PVC管制成，将PVC管沿轴向剖开为一大一小两个部分，圆截面周长较大的部分作为所述横向种植管，圆截面周长较小的部分作为所述弧状板；优选的，所述一大一小两个部分的圆截面的周长分别为的PVC管的3/4圆周和1/4圆周。

所述横向种植管相对于水平线倾斜的角度在2-10°范围。

所述弧状板上开设有若干小孔；进一步在弧状板上铺设有过滤装置，例如铺设一层能透水的覆盖物包括蛇皮袋、无纺布；进一步在槽基部铺一或两层抗紫外线的聚乙烯薄膜以防止营养液渗漏,例如黑色或白色聚乙烯薄膜。

各横向种植管可以仅仅在位置较低的一端设置排水孔，而位置较高的另一端则不开设排水孔，仅仅是***支撑立管中起固定作用；进一步，也可以在某些或全部横向种植管的两端开口，同时在端部要设有营养液回收部分。所述支撑立管选用PVC管，其上开设排水孔与横向种植管内的排水通道相通。

所述横向种植管的两端完全咬合在支撑立管的表面，使横向种植管与支撑立管之间有足够的接触面积，再利用专用的PVC管胶水粘接。

包括四根支撑立管，在各支撑立管之间从上至下设置若干横向种植管，形成四边形的箱体结构，优选的，各横向种植管顺次同向排布在各支撑立管之间，各横向种植管的右端均下倾，而左端均上扬；例如与水平线分别形成3°倾斜角度，形成“塔”式形状的种植装置，使得多余的营养液能够顺利沿着倾斜的弧状板与横向种植管组装形成的独立排水***至上而下流出，汇集起来一并流入储水罐槽；

优选的，所述各横向种植管及支撑立管采用外径110mm的PVC管，各横向种植管及支撑立管之间的排水孔的直径为10mm；各弧状板上开设的小孔的直径为2mm。

在每根横向种植管弧状板的上方装填基质即形成下层具有排水通道上层填满基质的横向种植管整体。

一种包括上述塔式立体栽培架的立体栽培种植***，还包括灌溉施肥***、蓄水***，所述灌溉施肥***由水流分配器、潜水泵以及滴箭构成，施肥液直接输送到作物的根系；

蓄水***由集水橡皮圈以及储水罐槽组成，多余的液体经种植管内的独立排水***汇集起来一并流入储水罐槽，每根种植管中设有独立的排水通道，营养液利用潜水泵的抽吸经滴管输送至作物根系，多余营养液通过排水通道汇集流入支撑管，将一根支撑立管之外的其余支撑立管接近末端的管段用橡胶堵头堵住，将各根支撑管中的多余营养液汇集至一根支撑管中，最后流入储水罐槽，形成营养液的循环利用结构。

进一步，每根支撑立管底端都安装有集水橡皮圈，把多余的营养液都通过水流分配器集中到储水罐槽中，水流分配器是安装在每根支撑立管滴灌排水孔外的排水管，分别连接支撑立管和储水罐槽，潜水泵把营养液从储水罐槽中泵出，经过滴箭给植物灌溉营养液，每一株植物配置一个滴箭，植株的数目根据种植作物的密度确定。

运用本发明，在填满基质的种植管内根据具体需求可以种植一些香菜、三叶芹、生菜等蔬菜类以及雏菊，满天星等观赏花卉，还可以种植草莓等。

本发明可以改善该处的空气质量；自动灌溉，减轻管理的劳动强度；可以随意构建组合形状；取材方便，结构简单，安装方便，容易推广。该装置能在任何传统的绿化种植方法所难以施工的场所大面积的立体种植绿化。从而拓展绿化领域和空间，能够十分有效的缓解城市绿化用地和城市日益发展之间的矛盾。

本发明的有益效果还包括：

1、提高了光能利用率，具有节约型的生产特点，利用光能资源的空间由平面型转向立体型，成倍地提高了光资源的转化利用率。由于植物的高矮不同，从不同的空间有效地增加了作物的截光面积，提高了光能利用率。

2、装置的PVC管材获取方便，且形成了一个下端具有独立排水***，上端则作为填充基质的种植管，具有节约型和可持续发展的生产特点，该排水***与传统立体栽培技术的排水***相比而言，结构显得十分简单，巧妙及实用。在整体设计结构上，种植管以一定的倾斜角度排布在支撑架四周，使得多余的营养液经种植管内的独立排水***能够顺利汇集起来一并流入储水罐槽。由于充分利用了种植空间，整个种植架形似一座金字塔，不仅高效使用了种植区域，显著提高了种植量和产量，而且具有很好的观赏价值。

3、种植装置方便灵活，不受到地区限制，利用基质的塔式立体栽培对地理条件要求不严格，可运用到任何传统的绿化种植方法所难以施工的场所，只要有电即可，家庭阳台、屋顶都是种植的好地方。设计的塔式立体栽培装置是手提式的、携带方便、拆装方便、重量轻、干净、卫生，整体形象好。该种植装置可以改善该处的空气质量；自动灌溉，减轻绿化管理的劳动强度；形状大小可以随意组合，占地面积很小绿化量可以很大，取材方便，结构简单，容易推广。

4、具有很好的市场价值，能够满足多种人群的需要。利用基质的塔式立体栽培法生产蔬菜和花卉孕育着新的市场价值，随着人们生活条件的改善，家家见绿已经成为人们的共同愿望。该栽培法占地少、栽培容量大、易管理，很适合在阳台上发展，为阳台园艺化提供了条件。

附图说明

图1为PVC管中利用基质种植的“塔式”立体栽培装置整体结构图；

图2为如图2所示为第四横向种植管4的右端与第一支撑立管6的连接断面部分示意图；

图3为在图1所示栽培装置基础上进行栽培的***图。

标注说明：

1------第一横向种植管；2------第二横向种植管；3------第三横向种植管；4------第四横向种植管；5------第九横向种植管；6------第一支撑立管；7------水流分配器；8------潜水泵；9------储水罐槽；10------集水橡皮圈；11------植物；12------滴箭；13-------第八横向种植管；14-------第十横向种植管；15-------第七横向种植管；16-------第十一横向种植管；17------第六横向种植管；18------第十二横向种植管；19------第二支撑立管；20------第五横向种植管；21------第三支撑立管；22------第十三横向种植管；23------第四支撑立管；24------第十四横向种植管；25------第十五横向种植管；26------第十六种植管；41------第四弧状板41；61------第四排水孔；

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的实施例作进一步描述。

请参阅图1，本发明塔式立体栽培架的一种四边形结构的实施例，包括第一支撑立管6、第二支撑立管19、第三支撑立管21及第四支撑立管23，它们共同构成立体栽培架的竖向支撑结构。

在每两根支撑立管之间设置有若干横向种植管，以第一支撑立管6与第四支撑立管23之间为例：由上至下包括第一横向种植管1、第二横向种植管2、第三横向种植管3及第四横向种植管4。

各横向种植管结构相同，尺寸根据所处位置及实际需要可以不同，总体形状呈现一个顺时针螺旋下降结构，便于多余的灌溉水或营养液从高流到低处的10号处收集。

以第四横向种植管4为例，如图2所示，为第四横向种植管4的右端与第一支撑立管6的连接断面示意图，第四横向种植管4为一个沿轴向设有开口的管状体结构，底部覆盖一个第四弧状板41，其弧面内侧与横向种植管4底部的弧面内侧相对形成排水通道，该通道与开设于第一支撑立管6上的第四排水孔61相通。

第一横向种植管1、第二横向种植管2、第三横向种植管3及第四横向种植管4相对于第一支撑立管6倾斜一定角度，四根横向种植管倾斜的角度和方向可以不相同，每一个横向种植管与支撑立管的连接方式和图2所示结构一致，种植管内铺设弧状板，与种植板之间形成排水通道，便于多余的灌溉水或营养液排出。

第五横向种植管20、第六横向种植管17、第七横向种植管15及第八横向种植管13相对于第三支撑立管21倾斜一定角度，四根横向种植管倾斜的角度和方向可以不相同，多余的灌溉水或营养液可以从一排最低的支撑立管排出。

第九横向种植管5、第十横向种植管14、第十一横向种植管16及第十二横向种植管18相对于第二支撑立管19倾斜一定角度，四根横向种植管倾斜的角度和方向可以不相同，多余的灌溉水或营养液可以从一排最低的支撑立管排出。

第十三横向种植管22、第十四横向种植管24、第十五横向种植管25及第十六横向种植管26相对于第四支撑立管23倾斜一定角度，四根横向种植管倾斜的角度和方向可以不相同，多余的灌溉水或营养液可以从一排最低的支撑立管排出。

作为一种优选实施例，各支撑立管及横向种植管都可以选用PVC管来制成。

以图2所示为例，将PVC管根据圆截面不同的比例剖开为两个部分，例如根据圆截面周长的1/4和3/4剖开，将截面周长为3/4的部分作为第四横向种植管4，将截面周长为1/4的部分作为第四弧状板41。

在第四弧状板41上可均匀的开设若干的小孔，例如直径为2mm的小孔；在其上铺设一过滤装置，例如铺设一层简单易得的蛇皮袋，便于基质的聚集以及堵塞渗水孔，同时防止从种植管两边侧漏以及后续的清理和搬运工作，也可以用别的能透水的覆盖物，例如无纺布；也可以在槽基部铺一两层抗紫外线的聚乙烯薄膜，以防止营养液渗漏,严寒季节以黑色薄膜为好，高温季节以白色较宜。将第四弧状板41***第四横向种植管4管中，在第四弧状板41上方装填基质即形成下层具有排水通道上层填满基质的第四横向种植管整体。

第一支撑立管6也选用PVC管，其上开设第四排水孔61与第四横向种植管内的排水通道相通。

如图所示，第四横向种植管4两端完全咬合在第一支撑立管6的表面，使第四横向种植管4与第一支撑立管6之间有足够的接触面积，再利用专用的PVC管胶水粘牢，这样保证第四横向种植管4能够与第一支撑立管6稳妥连接，而且使得独立排水***中的营养液能够畅通流入支撑管中，便于汇集。

其它各横向种植管与支撑立管的结构及相互连接与上述内容相同，简明起见，此不赘述。

本实施例中各横向种植管顺次同向排布在各支撑立管之间，各横向种植管的右端均下倾，而左端均上扬，与各支撑立管分别形成3°倾斜角度，形成“塔”式形状的种植装置，使得多余的营养液能够顺利沿着倾斜的弧状板与横向种植管组装形成的独立排水***至上而下流出，汇集起来一并流入储水罐槽。

在其它实施例中，各横向种植管的实际倾斜角度的大小可以根据工况，比如基质的渗水性等不同在一定范围内进行调节，一般在2-10°范围之内，便于灌溉多余的水排出，同时给植物的根部提供呼吸通道。

上述实施例中各横向种植管及支撑立管可以采用外径110mm的PVC管，各横向种植管及支撑立管之间的排水孔的直径为10mm；各弧状板上开设的小孔的直径为2mm。

进一步，在上述塔式立体栽培架的基础上可构成一种立体栽培种植***。

本发明是一种利用PVC管进行基质种植的“塔式”立体栽培***，一种塔式立体栽培装置，包括塔式立体栽培架，灌溉施肥***，排水***，蓄水***组成。

塔式立体栽培架是由四根横向种植管以及DN110PVC管的支撑架PVC支撑立管构成一个四分之一的侧边框架；如图1所示，整个塔式立体栽培架共有十六根PVC种植管和四根PVC支撑立管组成，将横向种植管两端完全咬合在支撑立管的表面，使横向种植管与支撑立管之间有足够的接触面积，再利用专用的PVC管胶水粘牢，如图所示。

其构造具体涉及到将PVC管根据圆截面根据圆截面周长为1/4与3/4的不同比例剖开为两个部分（如图2所示），在截面小的部分均匀的打一些孔，将截面小的那部分***截面大的PVC管中，形成下层具有排水***上层填满基质的种植管，将种植管以一定的倾斜角度排布在具有四根PVC管的支撑架四周，形成“塔”式形状的种植装置。灌溉施肥***由水流分配器7、潜水泵8以及滴箭12构成，施肥液直接输送到作物的根系。

横向种植管的连接处中心的下端同时开有直径为1cm的排水孔。种植管能够与同管径的支撑管PVC支撑立管6分别连接，而且使得独立排水***中的营养液能够畅通流入支撑管中，便于汇集。将整个种植管通过一定的角度排布在具有四根PVC管的支撑架四周，连接处中心的下端同时开有直径为10mm的排水孔（如图2所示），这样保证种植管能够与同管径的支撑管连接，而且使得独立排水***中的营养液能够畅通流入支撑管中，便于汇集，具体的角度设计可取大于2°小于10°，保证多余的营养液的收集。

蓄水***由集水橡皮圈10以及储水罐槽9组成，多余的液体经种植管内的独立排水***汇集起来一并流入储水罐槽，每根种植管中有独立的排水通道，营养液利用泵的抽吸经滴管输送至作物根系，多余营养液通过排水通道汇集流入四根支撑管，将其中三根支撑管接近末端的管段用橡胶堵头堵住，将四根支撑管中的多余营养液汇集至一根支撑管中，最后流入储水罐槽，形成营养液的循环利用模式。这样可以收集多余营养液的形成循环利用模式。

每根支撑立管底端都安装集水橡皮圈，如图3所示，第四支撑立管2底端安装集水橡皮圈10，把多余的营养液都通过水流分配器7集中到储水罐槽9中，水流分配器7其实是安装在支撑立管滴灌排水孔外的排水管，共四根，分别连接支撑立管和储水罐槽9，潜水泵8把营养液从储水罐槽9中泵出，经过滴箭12给植物11灌溉营养液，每一株植物配置一个滴箭，植株的数目根据种植作物的密度确定。

营养液经潜水泵通过滴箭装置输送到作物的根系，多余的营养液经种植管内的独立排水***汇集起来一并流入储水罐槽，形成营养液管内循环的立体栽培种植***。

在灌溉施肥***，排水***，蓄水***中，供液时营养液由潜水泵装置从储水罐槽9中抽出，经加液主管、加液支管进入滴液盒，从滴液盒通过滴箭输送到作物的根系，然后流入塔式栽培架中种植管，再通过栽培架底部小孔，流入下个栽培架中的种植管，依次顺流而下到达最下面的种植管，多余的营养液经种植管内的独立排水***汇集起来一并流入储水罐槽，形成营养液管内循环的立体栽培种植***。植物生长所需的养分配比形成专用营养液定期加在储水罐槽内，按植物的不同生长周期的实际情况调整供水时间和流量，其整体结构如图3所示。

运用本发明，在填满基质的种植管内根据具体需求可以种植一些香菜、三叶芹、生菜等蔬菜类以及雏菊，满天星等观赏花卉，还可以种植草莓等。

本发明安装简单，利用基质作为立体栽培的栽培介质，解决了常用的立体栽培都是使用营养液作为栽培介质的代替了传统的营养液栽培介质，避免了营养液回收和消毒处理的矛盾，从而大大降低了立体栽培的运行费用，容易摆放，造价低廉，便于立体栽培的推广和应用。另外，还具有性能稳定、设备简单、投资少、管理容易、不易传染根系病害等优点。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔式立体栽培架，其特征在于：包括至少两根支撑立管，在各支撑立管之间从上至下设置若干横向种植管，所述横向种植管为一个沿轴向设有开口的管状体结构，底部覆盖一个弧状板，其弧面内侧与横向种植管底部的弧面内侧相对形成排水通道，该通道与开设于所述支撑立管上的排水孔相通；所述横向种植管相对于水平线倾斜一定角度便于管内多余的灌溉水或营养液排出。

2.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：所述横向种植管和弧状板由PVC管制成，将PVC管沿轴向剖开为一大一小两个部分，圆截面周长较大的部分作为所述横向种植管，圆截面周长较小的部分作为所述弧状板；优选的，所述一大一小两个部分的圆截面的周长分别为的PVC管的3/4圆周和1/4圆周。

3.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：所述横向种植管相对于水平线倾斜的角度在2-10°范围。

4.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：所述弧状板上开设有若干小孔；进一步在弧状板上铺设有过滤装置，例如铺设一层能透水的覆盖物包括蛇皮袋、无纺布；进一步在槽基部铺一或两层抗紫外线的聚乙烯薄膜以防止营养液渗漏,例如黑色或白色聚乙烯薄膜。

5.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：各横向种植管仅仅在位置较低的一端设置排水孔，而位置较高的另一端则不开设排水孔，仅仅是***支撑立管中起固定作用；或者，进一步，在某些或全部横向种植管的两端设有开口，同时在端部设有营养液回收部分；或者，优选的，所述支撑立管选用PVC管，其上开设排水孔与横向种植管内的排水通道相通。

6.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：所述横向种植管的两端完全咬合在支撑立管的表面，使横向种植管与支撑立管之间有足够的接触面积，再利用专用的PVC管胶水粘接。

7.根据权利要求1所述的塔式立体栽培架，其特征在于：包括四根支撑立管，在各支撑立管之间从上至下设置若干横向种植管，形成四边形的箱体结构，优选的，各横向种植管顺次同向排布在各支撑立管之间，各横向种植管的右端均下倾，而左端均上扬；例如与水平线分别形成3°倾斜角度，形成“塔”式形状的种植装置，使得多余的营养液能够顺利沿着倾斜的弧状板与横向种植管组装形成的独立排水***至上而下流出，汇集起来一并流入储水罐槽；

优选的，所述各横向种植管及支撑立管采用外径110mm的PVC管，各横向种植管及支撑立管之间的排水孔的直径为10mm；各弧状板上开设的小孔的直径为2mm。

8.根据权利要求1-7中任一所述的塔式立体栽培架，其特征在于：在每根横向种植管弧状板的上方装填基质即形成下层具有排水通道上层填满基质的横向种植管整体。

9.一种包括权利要求1-8中任一所述的塔式立体栽培架的立体栽培种植***，其特征在于：还包括灌溉施肥***、蓄水***，所述灌溉施肥***由水流分配器、潜水泵以及滴箭构成，施肥液直接输送到作物的根系；

蓄水***由集水橡皮圈以及储水罐槽组成，多余的液体经种植管内的独立排水***汇集起来一并流入储水罐槽，每根种植管中设有独立的排水通道，营养液利用潜水泵的抽吸经滴管输送至作物根系，多余营养液通过排水通道汇集流入支撑管，将一根支撑立管之外的其余支撑立管接近末端的管段用橡胶堵头堵住，将各根支撑管中的多余营养液汇集至一根支撑管中，最后流入储水罐槽，形成营养液的循环利用结构。

10.根据权利要求9所述的塔式立体栽培架的立体栽培种植***，其特征在于：每根支撑立管底端都安装有集水橡皮圈，把多余的营养液都通过水流分配器集中到储水罐槽中，水流分配器是安装在每根支撑立管滴灌排水孔外的排水管，分别连接支撑立管和储水罐槽，潜水泵把营养液从储水罐槽中泵出，经过滴箭给植物灌溉营养液，每一株植物配置一个滴箭，植株的数目根据种植作物的密度确定。

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