CN111296270A - 一种植物的栽培温室 - Google Patents

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CN111296270A CN202010197336.7A CN202010197336A CN111296270A CN 111296270 A CN111296270 A CN 111296270A CN 202010197336 A CN202010197336 A CN 202010197336A CN 111296270 A CN111296270 A CN 111296270A
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Abstract

本发明提供了一种植物的栽培温室，所述植物的栽培温室包括，温室本体，容纳有栽培基座；光源，设置于所述栽培基座上；热源，设置于所述栽培基座的上方；湿度供给装置，设置于所述温室本体内；二氧化碳供给装置，设置于所述温室本体外，并连通所述温室本体；养分供给装置，设置于所述温室本体内；控制装置，连接于所述光源、所述热源、所述湿度供给装置、所述二氧化碳供给装置以及养分供给装置，所述控制装置预存储有所述植物的栽培控制程序，控制所述温室本体内的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度以及养分浓度。根据本发明提供的栽培温室，提高了温室培养的自动化水平，具有较高的实用价值和经济效益。

Description

一种植物的栽培温室
技术领域
本发明涉及本发明涉及农业领域，特别是涉及一种植物的栽培温室。
背景技术
温室(greenhouse)，又称暖房，用来栽培植物的设施，可以缩短植物的生长周期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、药材，林木等植物栽培或育苗等。植物在温室内生长一般需要稳定的光照、水分、养分等必须条件，保证植株健康、稳定、持续性生长。
目前，因各种因素限制，实验性温室空间狭小，种植密度较大，自动化程度较低，灌溉和养料添加需要人工逐盆进行浇灌、施肥，耗时耗力，且操作难度大，因此，随着现代农业的发展，原有的栽培温室已经不能满足人们栽培的需求，栽培温室可以通过手机或者电脑等终端设备去监测和控制，已经成为了人们一种新的需求，不仅仅为人们带来操作方便，同***也方便没人时时刻刻去监测栽培温室提供方便，因此，提供一种自动化的智能栽培温室十分重要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种植物的栽培温室，所述栽培温室可以为植物提供所需的包括光照、温度、湿度以及水分和营养液的环境，使植物育苗阶段环境可控制和调节，且自动化程度高、能耗低、可靠性强，更有利于实现资源和能源的区域循环。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种植物的栽培温室，所述温室包括，温室本体，容纳有栽培基座；光源，设置于所述栽培基座上，用于向所述植物的叶施加预定的光照；热源，设置于所述栽培基座的上方，用于向所述植物的根和/或叶施加预定的温度；湿度供给装置，设置于所述温室本体内，用于向所述温室本体内施加预定的湿度；二氧化碳供给装置，设置于所述温室本体外，并连通所述温室本体，用于向所述温室本体内施加预定的二氧化碳；养分供给装置，设置于所述温室本体内，用于向所述植物的根施加预定的养分；控制装置，连接于所述光源、所述热源、所述湿度供给装置、所述二氧化碳供给装置以及养分供给装置，所述控制装置预存储有所述植物的栽培控制程序，控制所述温室本体内的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度以及养分浓度。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室还包括风循环装置，所述风循环装置设置于所述温室本体内，并连接所述控制装置。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室还包括酸碱自动调节装置，所述酸碱自动调节装置分别连接于所述养分供给装置和所述控制装置。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述栽培基座上设有反光板。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述栽培基座设有选自海绵、玻璃棉、石棉中的任意一种的栽培基质。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述光源为光合有效光量子流密度为50-500umol/m2·s的人造光源。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室本体内的温度为15-30℃。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室本体内的湿度为45-90％。
在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室本体内的二氧化碳的含量为400-1400PPM。
在本发明公开的一具体实施方式中，控制装置包括：光照传感器，设置于所述温室本体内；温度传感器，设置于所述温室本体内；湿度传感器，设置于所述温室本体内；二氧化碳传感器，设置于所述温室本体内；养分浓度传感器，设置于所述温室本体内；中央控制器，连接所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述二氧化碳传感器，以及养分浓度传感器，其中，所述中央控制器中预存储有所述植物的栽培控制程序；人机交互界面，连接所述中央控制器，用于显示和/或更改所述中央控制器中所述栽培控制程序的参数。在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室还包括风循环装置，所述风循环装置设置于所述温室本体内，并连接所述控制装置。
在本发明公开的一具体实施方式中，控制装置还包括多个报警器。
本发明提供了一种植物的栽培温室，所述栽培温室利用温室本体内的光源、热源、湿度供给装置、二氧化碳供给装置、养分供给装置，与控制装置之间的协同配合，向所述温室本体内的植物施加预定的温度、湿度、光照强度，二氧化碳浓度以及养分，使得植物在育苗阶段环境可控制和调节，有利于植株的生长发育，提高了温室培养的自动化水平，具有较高的实用价值和经济效益，提高农业生产的自动化程度，此外，本发明的栽培温室结构合理、能耗低、可靠性强，更有利于实现资源和能源的区域循环，比目前广泛采用的温室结构更具优势。其他特征、益处和优势将通过本文详述的包括说明书和权利要求在内的本公开而显而易见。
附图说明
图1根据本发明提供的栽培温室的平面设计框图。
图2根据本发明提供的栽培温室中栽培基座的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供了一种植物的栽培温室10，所述植物的栽培温室10可以为植物生长提供所需的环境，特别地，例如使植物育苗阶段环境可控制和调节。应当理解在本发明，所述植物指任何种类的植物，例如常见的蔬菜类作物，包括包括大头菜、芝麻菜、韭菜、莴苣、小白菜、花椰菜、瓜类(水果黄瓜、拇指西瓜)、草莓、京水菜、乌塌菜、苋菜、茼蒿、油麦菜、卷心菜、冰草、胡萝卜、白菜、花菜、秋葵、白芹菜、香芹、防风草、菊苣、大白菜、七色椒、羽衣甘蓝、樱桃萝卜、芽菜、青葱、苦苣、大蒜、菠菜、青菜、甜菜、甜叶菜、矮生番茄、香菜、薄荷、罗勒、臭菜香料等。例如还可以列举观赏植物，如菊花、铁线莲、鸡冠花、非洲菊、矮牵牛花、金鱼草、三色堇、火焰孔雀草等。例如还可以列举包括根和根茎类药材，如鱼腥草、板蓝根。
所述育苗阶段是指将包括但并不限于源自小孢子、花粉、胚珠、叶、胚芽、根、根须、花药、花、果实、种子、茎、幼苗、接穗、根茎、砧木、原生质体、愈伤组织、分生组织等的单细胞和单一组织培育成幼苗的过程。
请接着参阅图1，本发明的植物的栽培温室10包括，温室本体100、光源200、热源300、湿度供给装置400、二氧化碳供给装置500、养分供给装置600，以及控制装置700，所述植物的栽培温室10形成受调节环境中的完整栽培体系，植物以完全受控的方式进行充分发育。
请接着参阅图1，所述温室本体100依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件可以形成多种温室本体结构，例如可以列举玻璃温室、塑料温室、单栋温室、连栋温室，在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室本体100的结构密封保温且通风的温室结构，例如所述温室本体100具有保温层结构101，所述保温层结构例如包括固定板、与所述固定板固定连接的覆盖板，以及在所述覆盖板和固定板之间铺设的保温材料，例如可以列举岩棉、毛毡、棉毡等、或者松散类保温材料，例如硅酸铝棉，硅酸铝纤维等，且进一步地，所述保温材料上设置可以设有密封膜。
请接着参阅图1，所述温室本体100具有进出口102，例如采用可滑动的拉门，以供操作人员的进出，进一步地，所述温室本体100的外设有更衣室103，所述更衣室103内设有风淋室103a和衣柜103b，从而可以有效阻断或减少尘源进入所述温室本体100内。
进一步地，所述温室本体100内还可以安装影像装置104，例如摄像头，通过如上所述如下详述的控制装置700，线上监测所述温室本体100内的植物生长状况。
请参阅图1和图2，所述温室本体100容纳有栽培基座110，例如多个育苗架，所述育苗架包括多层，例如5层、10层，使得所述植物实现多层栽培，以及根据需要在温室本体100内种植不同的植物。所述植物容纳在育苗穴盘中，盘中具有适合的栽培基质(图中未示出)，例如玻璃棉、石棉或海绵，用于容置植物，育苗穴盘放置在育苗架上。
请接着参阅图1和图2，所述光源200位于所述温室本体100内，进一步地，设置于所述栽培基座110的上方，用于向所述植物的叶施加预定的光照，在本发明公开的一具体实施方式中，所述温室本体100的栽培基座110，例如育苗架上的每一层都提供有照明设备形式的光源200，例如发光二极管灯具、如紫外或红外辐射器。所述照明设备中提供有光控制器(图中未示出)，控制所述光源200在运行过程中发射光的具体光谱组成适合于所栽培的植物1的需求和类型。并进一步地根据需要可以向栽培基座110，例如每一层育苗架提供不同的光谱，以便由此彼此组合地栽培不同的植物并为每种植物提供最适光谱。在本发明的提供的植物的栽培温室10中，所述光源200的光合有效光量子流密度(PPFD)为50-500umol/m2·s，进一步地，例如为80-300umol/m2·s，并可以根据不同的植物进行选择。所述照明设备没有特别的限定，可以采用市售的产品。
请接着参阅图2，进一步地，所述栽培基座110上设有反光板111，具体地，例如在每一层育苗架上用反光片遮挡所述光源200的光量，并反射到层架的植物上，使得植物更良好地生长，以节省成本。
请接着参阅图2，进一步地，温室本体100内还可以设有一培育空间120，从而用于将植物的种子进行单独的培育，在培育成幼苗后将所述幼苗移植到所述栽培基座110上再进行栽培，培育空间120内的结构例如采用与所述栽培基座110相同的结构，并可以根据不同的环境需要进行相应的设定。
请返回参阅图1，所述热源300位于所述温室本体100内，进一步地，设置于所述栽培基座110的上方或位于所述温室本体100内的侧壁上，用于向所述植物的根和/或叶施加预定的温度，基于获得理想的生长温度的观点，所述植物育苗时所处的环境温度例如在10-30℃，进一步地，例如15-30℃，例如18℃、20℃、25℃。在本发明公开的一具体实施方式中，所述热源300可以采用空调设备，具体的包括室内机301和室外机302，控制所述温室本体100内在上述的温度范围内，进一步地，空调设备的冷凝水将会被收集到一起，具体而言，在所述空调设备的室外机302的排水管口处设有排水管道，所述排水管道例如可以固定于墙壁，并连通所述养分供给装置600中的水箱601，从而可以将空调设备的冷凝水收集回收至该水箱601内，基于本发明提供的密闭的温室，1.5匹空调2小时可以产生1升水，此外，还应当理解，所述温室本体的水分，一方面会以存储于所述水箱601内的形式存在，另一方面则以植物汲取而存储于植物的叶内的形式存在，并进一步在所述空调设备的作用下回收至该水箱601内，因此基于此冷凝回收的方式，实现1吨水培育1吨的植物的栽培目的，较大程度的节约水资源。需要说明的是，所述空调设备可以包括多组，例如可以根据温室本体100的面积选择空调匹数和空调数量，例如1匹空调适用制冷面积10～15平方米，1.25匹适用10～19平方米，1.5匹适用16～26平方米，1.7匹适用15～30平方米，2匹适用20～37平方米，3匹适用30～58平方米，5匹适用50～65平方米，6匹适用60～70平方米。所述空调设备没有特别的限定，可以采用市售的产品。
请接着参阅图1，湿度供给装置400位于所述温室本体100内，用于向所述温室本体100内施加预定的湿度，基于获得理想的植物生产所需的湿度环境的观点，所述温室本体100内的湿度例如为30-90％，进一步地，例如45-80％，例如50％、55％、70％、80％、85％。在本发明公开的一具体实施方式中，所述湿度供给装置400包括加湿器401和除湿器402，所述湿度供给装置400控制所述温室本体100内湿度在上述的范围内，所述加湿器401和除湿器402没有特别的限定，可以采用市售的产品。
请参阅图1，所述二氧化碳供给装置500位于所述温室本体100外部，并连通所述温室本体100，用于向所述温室本体100内施加预定浓度的二氧化碳，通过积极地施加二氧化碳，可以将温室本体100内的二氧化碳浓度维持在例如400-1400PPM，进一步地，例如400-1000PPM，例如500PPM、800PPM、1000PPM，可以增加作物光合作用速度，提高品质和产量，所述二氧化碳供给装置500位于所述温室本体100外部，避免了向温室本体100内引入不被预期的污染源，以及其他的问题，例如二氧化碳供给装置500破损导致温室本体100内的环境。所述二氧化碳供给装置500例如可以采用二氧化碳钢瓶，并通过接气管连通所述温室本体100的内部，所述二氧化碳钢瓶没有特别的限定，可以采用市售的产品。
请接着参阅图1和图2，所述养分供给装置600位于温室本体100内，进一步地，所述养分供给装置600位于栽培基座110下方，例如可以包括多个，并分别位于多个育苗架的下方，所述养分供给装置600通过例如通过栽培基质向所述植物施加预定浓度的养分。在本发明公开的一具体实施方式中，所述养分供给装置600包括水箱601、第一泵体602，以及软管603，所述水箱601内容纳有纯净水，并根据植物生长的需要，通过营养液调配区604向所述水箱601内添加营养液，得到浓度例如500-3000ppm，进一步的例如1000-2300ppm，例如1200ppm、1500ppm的营养液，即养分，并经过所述泵体602和软管603输送至栽培基座110上，进一步地，分别输送每一层的育苗架上，所述植物通过所述栽培基质汲取含有营养液的水溶液，当然所述养分供给装置600也可以采用灌溉装置，通过喷洒的方式向所述植物提供相应的养分，并不限定于此。
基于为植物提供洁净的水分的观点，所述水箱601内的中的水源例如为通过置于温室本体100外的纯净水制水器605获得的纯净水(RO水)，并例如通过第二泵体(图中未示出)输送至所述养分供给装置600的水箱601中。
此外，需要说明的是，通过营养液调配区604向所述水箱601内添加营养液，例如是高浓缩的营养液，当泵送至所述水箱601内时进行稀释，进而向所述植物提供需要的营养，极大的提高了所述营养液的使用寿命和便捷化。
接着参阅图1，所述控制装置700与所述光源200、所述热源300、所述湿度控制装置400、所述二氧化碳供给装置500以及养分供给装置600相连，用于控制所述温室本体100内的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度，以及养分浓度。所述控制装置700包括光照传感器(图中未示出)、温度传感器(图中未示出)、湿度传感器(图中未示出)、二氧化碳传感器(图中未示出)、养分浓度传感器(图中未示出)、中央控制器以及人机交互界面，由此，所述控制装置700的中央控制器根据温室本体100内的光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、养分浓度传感器采集相应的光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度以及养分浓度并监测光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度，以及养分浓度是否在设定的范围内，例如通过人机交互界面控制各装置的工作状态，保持温室内的光照强度、温度、湿度以及二氧化碳浓度处于适当的水平。
进一步地，在本发明的控制装置700还可以包括多个报警器(图中未示出)，分别连接所述光照传感器、温度传感器、湿度传感器，以及二氧化碳传感器，当所述温室本体100的各数值超出设定的正常值会发出警报声，提示异常。
请返回参阅图2，所述植物的栽培温室10还可以包括风循环装置800，所述风循环装置800位于温室本体100内。在本发明公开的一具体实施方式中，所述风循环装置800包括通风管801和风机802，所述温室本体100的栽培基座110，例如育苗架上的每一层活动设置有通风管801，所述通风管801例如通过如上所述的控制装置700控制，在所述育苗架上的高度可以调节，从而根据植物的不同需求，例如植物生长阶段的所发生的高度变化，而调整相应的出风口角度，所述风机802连接所述通风管801，所述风机802例如通过如上所述的控制装置700控制，根据植物的生长周期调整所述风机802的出风速度为1-3m/s，例如为0.3-0.8m/s，例如0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s，使所述温室本体100内的空气流动，从而利于温室本体100内的温度、湿度与二氧化碳浓度保持均匀，且利于蒸散作用的进行、营养的吸收，以及有助于避免叶烧的发生。
请接着参阅图2，所述植物的栽培温室10还可以包括酸碱自动调节装置900，所述酸碱自动调节装置900位于所述温室本体100内，进一步地，连接所述养分供给装置600，并例如可以经过如上所述通过如上所述的控制装置700控制，调节所述养分供给装置600中养分的酸碱值在5-8的范围内，即调节所述植物汲取的养分的酸碱值。在本发明的酸碱自动调节装置900没有特别的限定，例如可以采用市售产品。
在进行植物的栽培作业时，将植物例如种子，容置在栽培基质中，所述植物的栽培温室10通过所述控制装置700中预存储的控制程序的控制完成所述植物的育苗作业，提供植物所需的包括光照、温度、湿度以及水分和营养液的环境，调节所述植物育苗阶段的环境，有利于植株的生长发育，提高了温室培养的自动化水平，具有较高的实用价值和经济效益，提高农业生产的自动化程度。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种植物的栽培温室，其特征在于，所述温室包括，
温室本体，容纳有栽培基座；
光源，设置于所述栽培基座上，用于向所述植物的叶施加预定的光照；
热源，设置于所述栽培基座的上方，用于向所述植物的根和/或叶施加预定的温度；
湿度供给装置，设置于所述温室本体内，用于向所述温室本体内施加预定的湿度；
二氧化碳供给装置，设置于所述温室本体外，并连通所述温室本体，用于向所述温室本体内施加预定的二氧化碳；
养分供给装置，设置于所述温室本体内，用于向所述植物的根施加预定的养分；
控制装置，连接于所述光源、所述热源、所述湿度供给装置、所述二氧化碳供给装置以及养分供给装置，所述控制装置预存储有所述植物的栽培控制程序，控制所述温室本体内的光照、温度、湿度、二氧化碳浓度以及养分浓度。
2.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述温室还包括风循环装置，所述风循环装置设置于所述温室本体内，并连接所述控制装置。
3.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述温室还包括酸碱自动调节装置，所述酸碱自动调节装置分别连接于所述养分供给装置和所述控制装置。
4.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述栽培基座上设有反光板。
5.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述栽培基座设有选自海绵、玻璃棉、石棉中的任意一种的栽培基质。
6.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述光源为光合有效光量子流密度为50-500umol/m2·s的人造光源。
7.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述温室本体内的温度为15-30℃。
8.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述温室本体内的湿度为45-90％。
9.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，所述温室本体内的二氧化碳的含量为400-1400PPM。
10.根据权利要求1所述的植物的栽培温室，其特征在于，控制装置包括：
光照传感器，设置于所述温室本体内；
温度传感器，设置于所述温室本体内；
湿度传感器，设置于所述温室本体内；
二氧化碳传感器，设置于所述温室本体内；
养分浓度传感器，设置于所述温室本体内；
中央控制器，连接所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述二氧化碳传感器，以及养分浓度传感器，其中，所述中央控制器中预存储有所述植物的栽培控制程序；
人机交互界面，连接所述中央控制器，用于显示和/或更改所述中央控制器中所述栽培控制程序的参数。
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