CN109392691A - 一种无土栽培装置及无土栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无土栽培装置及无土栽培方法，属于无土栽培技术领域。以支撑架为骨架，将上营养液箱、栽植板和下营养液箱按照由上到下垂直固定；栽培板上设置若干孔洞，定植器在孔洞处穿透栽培板，栽培植物在定植器中生长；栽培植物利用上营养液箱中流出的营养液生长，下营养液箱中的营养液利用营养液泵泵入上营养液箱中以补充营养液。待植物的根系长出定植器下端，营养液沿根系流下，同时下营养液箱中自然弥散到空间的营养液辅助供给根系营养液。基于无土栽培装置的无土栽培方法为根系提供水、气和肥的协调供给，且缓冲能力好，使培养的植物健康快速生长；基于所述无土栽培装置的无土栽培方法具有提高栽培质量的特点。

Description

一种无土栽培装置及无土栽培方法

技术领域

本发明属于无土栽培技术领域，具体涉及一种无土栽培装置及无土栽培 方法。

背景技术

无土栽培是一种在一定设施设备基础上以非传统土壤为种植介质，利用 植物生长专用营养液给植物供给生长所需的养分，实现了植物栽培不受土 壤、场地限制，植物营养供给可控，所栽培植物按需定向生长，可以避免土 壤污染给植物生长造成阻碍，植物食用部分无害化并更具营养价值。

目前无土栽培技术有雾培技术、水培技术和基质培技术三大类。其中雾 培技术是利用设备将营养液雾化定向供给植物根系养分的一种栽培技术，根 系生长在一定范围的不受限空间内，具有很好的水、气、肥环境，但缓冲能 力差，对营养液雾化***及其电力稳定供应具有很高要求，真正生产应用推 广难度较大；水培技术是让植物根系的全部或部分浸没在营养液中的一类栽 培技术，具有比雾培技术更好的缓冲能力，对设备和电力依赖较低，但因根 系供氧较差，植物亚硝酸盐积累较多，用于食用蔬菜栽培有一定缺陷；基质 栽培技术是利用岩棉、草炭、椰糠等一类无营养成份的基质代替土壤作为植 物固定介质，再采用滴灌或其他灌溉技术把营养液供应到基质中给植物供给 养分的种植技术。基质培技术由于对设施设备要求较低，缓冲性好，技术实 施难度较低，是目前推广最多，应用最广的无土栽培技术，但是基质使用更 换频率高，对基质需求量大，空间利用率较低，无形中抬高了栽培成本，后 续废弃基质处理也有一定的环保压力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无土栽培装置及无土栽培方法， 所述无土栽培装置能够为根系提供水、气和肥的协调供给，且缓冲能力好， 使培养的植物健康快速生长；基于所述无土栽培装置的无土栽培方法具有提 高栽培质量的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种无土栽培装置，包括上营养液箱、下营养液箱、支撑 架、栽植板和定植器；所述支撑架为长方体形，包括由上到下依次垂直分布 的上部支撑框、中部支撑框和下部支撑框；所述下营养液箱位于下部支撑框 内部；所述上营养液箱位于上部支撑框的内部；所述中部支撑框的垂直面的 边框固定栽植板；所述下营养液箱的上面呈开口状态；所述栽植板的垂直面 上设置有呈矩阵分布的孔洞，所述定植器在孔洞处穿透栽植板；所述上营养 液箱连接有营养液供给管道；所述营养液供给管道在每个定植器处开孔供给营养液；所述下营养液箱连通有营养液泵，所述营养液泵的出口端连接至上 营养液箱中。

优选的，所述定植器为圆柱状弯筒；所述圆柱状弯筒的弯折角度为 110～130°；所述定植器的内直径为25～32mm；所述定植器的总长为 50～80mm；所述定植器壁中部开设有滴水孔。

优选的，所述定植器的内腔中填充类棉质物料。

优选的，所述营养液供给管道包括1条主管和若干条支管；所述若干条 支管通过三通或弯头连接到所述主管上。

优选的，所述若干条支管上分别连接有1个流量控制器。

优选的，所述支管的数量与所述栽植板上固定的定植器的行数一致；

所述支管的管壁下水平开设有若干个微孔；

所述微孔的数量与每行定植器的数量一致；所述微孔的间距与同一行中 对应相邻定植器的滴水孔的间距一致；

所述微孔的直径1～5mm。

优选的，所述栽植板包括空心板或实心板；

当所述栽植板为空心板时，所述支管置于所述栽植板内腔中，所述支管 的微孔与所述定植器上的滴水孔位置相对。

优选的，所述栽植板为实心板时，所述支管固定在栽植板的内侧，所述 支管的微孔与所述定植器上的滴水孔位置相对。

优选的，所述上营养液箱内设置有液位控制器；

所述液位控制器包括上限感应探头和下限感应探头；

所述上限感应探头和下限感应探头分别放置在上营养液箱内营养液的 上限位置和营养液下限位置。

本发明提供了采用所述无土栽培装置进行无土栽培的方法，包括以下步 骤：

将植物的种子或幼苗定植在定植器中，上营养液箱中的营养液通过营养 液供给管道流入定植器中，光照培养；

当上营养液箱中营养液到达下限时，启动营养液泵将下营养液箱中的营 养液泵入上营养液箱中补充营养液。

本发明提供了一种无土栽培装置，包括上营养液箱、下营养液箱、支撑 架、栽植板和定植器；所述支撑架将上营养液箱固定在下营养液箱上方，上 营养液箱和下营养液箱之间设置垂直固定的栽植板为植物栽培提供空间；所 述栽植板的垂直面上设置有呈矩阵分布的孔洞，所述定植器在孔洞处穿透栽 植板；所述定植器是植物生长的场所；所述上营养液箱设置有营养液供给管 道；所述营养液供给管道在每个定植器处供给营养液；所述下营养液箱连通 有营养液泵，利用营养液泵将下营养液箱中的营养液泵入上营养液箱中补充足量的营养液；所述下营养液箱的对应栽植板内部上面呈开口状态，有利于 营养液供给管道供给植物的多余营养液顺着植物根系回滴入下营养液，同时 保证下营养液箱的上部栽植板围成的根系生长空间弥散营养雾气给植物根 系提供营养环境。所述无土栽培装置使生长的植物根系置于空气中，保证根 系供氧充足，防止根系供氧不足和产生过多亚硝酸盐影响植物质量。

同时本发明提供的无土栽培装置没有设置雾化设备，但利用营养液是在 重力作用下由管道直接供给根系，根系生长空间狭小，保湿性能好，不需要 雾化营养液供给；根系具备良好的水、气、肥条件，具有雾培的优点，但比 雾培缓冲性好。

此外，本发明提供的装置在进行无土栽培时，植物生长不需要任何基质， 直接生长在空气中，大大减少了基质成本，提高空间利用率。本发明提供的 无土栽培装置及采用所述装置进行无土栽培的方法集水培、雾培和基质培三 种无土栽培方法的优点，并且克服了各自缺点，为无土栽培技术的发展提供 了新思路。

附图说明

图1为本发明提供的一种无土栽培装置的纵向剖切面图；

图2为本发明提供的一种无土栽培装置的正视图；

图3为本发明提供的一种无土栽培装置的放大纵向剖切面图；

图4为定植器的示意图，其中图4-1为定植器的竖向剖切图；图 4-2为定植器的右视图；图4-3为定植器的俯视图；

1下营养液箱；2栽植板；3定植器；4营养液供给管道；5上营养液 箱；6滴水孔；7辅助定植棉；8根系生长空间；9植物；10液位控制器； 11营养液泵；12过滤网；13支撑架。

具体实施方式

本发明提供了一种无土栽培装置，包括上营养液箱、下营养液箱、支撑 架、栽植板和定植器；所述支撑架为长方体形，包括由上到下依次垂直分布 的上部支撑框、中部支撑框和下部支撑框；所述下营养液箱位于下部支撑框 内部棱；所述上营养液箱位于上部支撑框的内部；所述中部支撑框的垂直面 的边框固定栽植板；所述下营养液箱的俯视面呈开口状态；所述栽植板的垂 直面上设置有呈矩阵分布的孔洞，所述定植器在孔洞处穿透栽植板；所述上 营养液箱设置有营养液供给管道；所述营养液供给管道在每个定植器处开孔供给营养液；所述下营养液箱连通有营养液泵，所述营养液泵的出口端连接 至上营养液箱中。

本发明提供的无土栽培装置包括支撑架。所述支撑架为长方体形，包括 由上到下依次垂直分布的上部支撑框、中部支撑框和下部支撑框；所述下营 养液箱位于下部支撑框内部；所述上营养液箱位于上部支撑框的内部；所述 中部支撑框的垂直面的边框固定栽植板。所述支撑架的材质没有特殊限制， 采用本领域所熟知的木质或金属质即可。所述支撑架的底面的面积大小与上 营养液箱、下营养液箱的底面面积优选一致。所述支撑架中上部支撑框和下 部支撑框的垂直高度分别与上营养液箱、下营养液箱的垂直高度一致，有利于稳定地固定上营养液箱、下营养液箱的位置。所述中部支撑框的垂直高度 与所述栽植板的任意两条平行的边长一致。所述支撑架用于连接支撑上、下 营养液箱和栽植板。

本发明提供的无土栽培装置包括上营养液箱。所述上营养液箱用于盛装 植物栽培用营养液，是主营养液箱。所述上营养液箱的规格没有特殊限制， 采用本领域所熟知的营养液箱的规格即可。在本发明实施例中，所述上营养 液箱的长×宽×高为80～100cm×15～20cm×15～20cm。所述上营养液箱的材质 优选为铁质或塑料。为了检测上营养液箱中营养液的余量，在上营养液箱中 设置有液位控制器。所述液位控制器包括上限感应探头和下限感应探头；所 述上限感应探头和下限感应探头分别放置在上营养液箱的营养液上限位置 和营养液下限位置。当上营养液箱中营养液的液位达到下限并被下限感应探 头感知时，通过连接在下营养液箱的营养液泵，将下营养液箱中的营养液泵 入上营养液箱中，当上营养液箱中的营养液的液位达到上限并被上限感应探 头感知时，停止向上营养液箱泵入营养液。所述上营养液箱和下营养液箱用 导管连接。所述导管的材质没有特殊限制，采用本领域所熟知的导管材质即 可。所述上营养液箱设置有上盖；所述上营养液箱侧壁上设置用于连接导管 的通孔。

本发明提供的无土栽培装置包括下营养液箱。所述下营养液箱用于盛装 植物栽培用营养液，是辅助营养液箱。所述下营养液箱的规格没有特殊限制， 采用本领域所熟知的营养液箱的规格即可。在本发明实施例中，所述下营养 液箱的长×宽×高为80～100cm×15～20cm×15～20cm。所述下营养液箱的材质 优选为铁质或塑料。所述下营养液箱对应栽植板内部的上面呈开口状态，有 利于下营养液中的营养液弥散至上部空间中，同时使从植物根系中流出的多 余的营养液返回下营养液箱中，避免营养液的浪费。为了避免从植物根系中 流出的营养液含有杂质，优选在所述下营养液箱的俯视面上部设置一层滤 网。所述滤网的孔径优选为20～60目，更优选为40目。当所述下营养液箱 的营养液含量不足时，通过下营养液箱的上面注入新鲜的营养液。

本发明提供的无土栽培装置包括栽植板。所述栽植板的垂直面上设置有 呈矩阵分布的孔洞。所述孔洞的数量依赖于栽植板的大小。所述孔洞的间隔 距离优选为10～20cm，更优选为15cm。所述栽植板的规格(厚度)优选为 1～3cm，更优选为2cm。所述栽植板的规格(长×宽)由上营养液箱、下营养 液箱和支撑架共同构成的4面空间决定。所述栽植板的材质优选为木质或 PVC。所述栽植板的数量优选为4～8个，更优选为4个。当所述栽植板的数 量为4个时，4个栽植板置于中部支撑框的4个垂直面，形成一个封闭的根 系生长空间，所述栽植板位于所述根系生长空间的面称为栽植板的内面，反 之称为栽植板的外面。

本发明提供的无土栽培装置包括定植器。所述定植器优选为圆柱状弯 筒。所述圆柱状弯筒的弯折位置为距圆柱顶端1/3～1/2处。所述圆柱状弯筒 的弯折角度优选为110～130°，更优选为120°。所述定植器的内直径优选 为25～32mm，更优选为28～30mm。所述定植器的总长优选为50～80mm。所 述定植器在栽植板的孔洞处穿透栽植板，并且使所述圆柱状弯筒位于栽植板 的外面的部分处于垂直状态。所述定植器的材质优选为PVC或PPR。所述定植器壁中部开设有滴水孔，便于从营养液供给管道中流出的营养液通过所 述滴水孔进入定植器中供给植物生长。为了使栽培的植物能稳定地位于定植 器中，所述定植器的内腔中优选填充棉质物料。所述棉质物料优选包括棉花、 丝绵、海绵或棉布等。所述棉质物料的填充量没有特殊限制，保证定植器的 内腔中透水透气即可。

本发明提供的无土栽培装置包括营养液供给管道。所述营养液供给管道 的材质优选为塑料软管。所述营养液供给管道优选包括1条主管和若干条支 管。所述主管的一端与上营养液箱连通，所述主管的另一端与所述支管连通。 所述若干条支管优选通过三通或弯头连接到主管上。所述支管的另一端封 死。所述若干条支管上分别优选连接有1个流量控制器，用于控制每条支管 的营养液流速。所述支管的数量与所述栽植板上固定的定植器的行数一致。 所述支管的管壁下水平开设有若干个微孔；所述微孔的数量与每行定植器的数量一致。所述微孔的间距与同一行中对应相邻定植器中滴水孔的间距一 致。所述微孔的直径优选为1～5mm，更优选为2～4mm。

所述营养液供给管道的安装位置包括两种，根据栽植板的种类不同而有 所差异。所述栽植板优选包括空心板或实心板；当所述栽植板为空心板时， 所述支管置于所述栽植板内腔中，所述支管的微孔与所述定植器上的滴水孔 位置相对。所述栽植板为实心板时，所述支管固定在栽植板的内面，所述支 管的微孔与所述定植器上的滴水孔位置相对。

本发明中，所述无土栽培装置的组装方法，优选包括以下步骤：

(1)定植器安装到栽植板的孔洞处，在栽植板上安装营养液供给管道， 栽植板垂直地固定到支撑架上；

(2)与支撑架连接好的栽植板围成一个长方体根系生长空间，并相互 连接固定好确保内部根系生长空间宽度不大于10cm；

(3)下营养液箱内安装营养液泵，上营养液箱安装液位控制器，根系 生长箱固定在下营养液箱上，上营养液箱固定在根系生长箱上部，并连通上 营养液箱进出营养液供给管道。

本发明提供了采用所述无土栽培装置进行无土栽培的方法，包括以下步 骤：

将植物的种子或幼苗定植在定植器中，上营养液箱中的营养液通过营养 液供给管道流入定植器中，光照培养；

当上营养液箱中营养液到达下限时，启动营养液泵将下营养液箱中的营 养液泵入上营养液箱中补充营养液。

在本发明中，待植物的根系长出定植器的下端，营养液沿根系下流继续 给根系供给营养液，同时下营养液箱中自然弥散到空间的营养液辅助供给根 系营养液。

本发明对所述营养液的成分没有特殊限制，采用本领域所熟知的植物栽 培用营养液的配方即可。本发明对所述光照培养时的温度，光照时间，光照 强度和光暗周期比没有特殊限制，根据不同种类植物的生长习性进行设置即 可。本发明对所述栽培的植物没有特殊限制，采用待栽培植物的种子或幼苗 均可。

下面结合实施例对本发明提供的一种无土栽培装置及无土栽培方法进 行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

(1)栽植板固定到支撑架上，定植器安装到栽植板开孔，安装营养液 供给管道，栽植板垂直地固定到支撑架上；

(2)与支撑架连接好的栽植板围成一个长方体根系生长空间(箱)，并 相互连接固定好确保内部根系生长空间宽度不大于10厘米；

(3)下营养液箱内安装营养液泵，上营养液箱安装液位控制器，根系 生长箱固定在下营养液箱上，上营养液箱固定在根系生长箱上部，并连接好 上营养液箱进出营养液管道，得到无土栽培装置。

实施例2

(1)本发明营养液供给方式是上营养液箱营养液在限流器控制下由营 养液供给管道进行重力输送，并于营养液管道在每一个定植器位置开设的微 孔独立供给定植器内辅助定植棉，定植小苗根系通过吸收定植棉内的营养液 获得生长，多余营养液回流到下营养液箱；下营养液对应根系生长空间部分 为打开状态，设置一层过滤网过滤杂质，使营养液过滤后顺利回流到下营养 液箱中；

(2)当苗木长大，根系长出辅助定植海绵后，多余营养液沿根系下流 继续给根系供给营养液，同时由于密闭的根系生长空间宽度不大于10cm， 根系空间湿度不易散失，下营养液箱自然弥散到空间的营养液起到辅助供给 根系营养液的作用；

当上营养液箱液位控制器感应到营养液达到液位下限时，启动下营养液 箱营养液泵给上营养液箱供应营养液，当上营养液箱营养液液位控制器感应 到营养液达到液位上限时，停止下营养液箱营养液泵工作。

由上述实施例可知，本发明采用所述无土栽培装置进行植物无土栽培的 方法集合了水培、雾培和基质培三种无土栽培方法的优点，并且克服了各自 缺点，为无土栽培技术的发展提供了新思路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无土栽培装置，其特征在于，包括上营养液箱、下营养液箱、支撑架、栽植板和定植器；

所述支撑架为长方体形，包括由上到下依次垂直分布的上部支撑框、中部支撑框和下部支撑框；所述下营养液箱位于下部支撑框内部；所述上营养液箱位于上部支撑框的内部；所述中部支撑框的垂直面的边框固定栽植板；所述下营养液箱的上面呈开口状态；

所述栽植板的垂直面上设置有呈矩阵分布的孔洞，所述定植器在孔洞处穿透栽植板；

所述上营养液箱连接有营养液供给管道；所述营养液供给管道在每个定植器处开孔供给营养液；

所述下营养液箱连通有营养液泵，营养液泵的出口端连接至上营养液箱中。

2.根据权利要求1所述的无土栽培装置，其特征在于，所述定植器为圆柱状弯筒；所述圆柱状弯筒的弯折角度为110～130°；所述定植器的内直径为25～32mm；所述定植器的总长为50～80mm；所述定植器壁中部开设有滴水孔。

3.根据权利要求1或2所述的无土栽培装置，其特征在于，所述定植器的内腔中填充类棉质物料。

4.根据权利要求2所述的无土栽培装置，其特征在于，所述营养液供给管道包括1条主管和若干条支管；所述若干条支管通过三通或弯头连接到所述主管上。

5.根据权利要求4所述的无土栽培装置，其特征在于，所述若干条支管上分别连接有1个流量控制器。

6.根据权利要求4所述的无土栽培装置，其特征在于，所述支管的数量与所述栽植板上固定的定植器的行数一致；

所述支管的管壁下水平开设有若干个微孔；

所述微孔的数量与每行定植器的数量一致；所述微孔的间距与同一行中对应相邻定植器的滴水孔的间距一致；

所述微孔的直径为1～5mm。

7.根据权利要求4～6任意一项所述的无土栽培装置，其特征在于，所述栽植板包括空心板或实心板；

当所述栽植板为空心板时，所述支管置于所述栽植板内腔中，所述支管的微孔与所述定植器上的滴水孔位置相对。

8.根据权利要求7所述的无土栽培装置，其特征在于，所述栽植板为实心板时，所述支管固定在栽植板的内面，所述支管的微孔与所述定植器上的滴水孔位置相对。

9.根据权利要求1所述的无土栽培装置，其特征在于，所述上营养液箱内分别设置有液位控制器；

所述液位控制器包括上限感应探头和下限感应探头；

所述上限感应探头和下限感应探头分别放置在上营养液箱的营养液上限位置和营养液下限位置。

10.一种基于权利要求1～9任意一项所述无土栽培装置进行无土栽培的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将植物的种子或幼苗定植在定植器中，上营养液箱中的营养液通过营养液供给管道流入定植器中，光照培养；

当上营养液箱中营养液到达下限时，启动营养液泵将下营养液箱中的营养液泵入上营养液箱中补充营养液。