CN111657128A - 一种鱼菜花共生栽培装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种鱼菜花共生栽培装置及方法，涉及鱼菜花栽培技术领域。该装置包括支撑架；支撑架的顶部设有水培桶；水培桶内边侧竖直插设进水管，进水管上沿竖直方向设有至少两个进水孔，进水孔的开孔方向一致，其中，最高的进水孔控制水培桶内水位；水培桶的中心设有用于去除水中代谢物的虹吸机构；虹吸机构的顶部与最高的进水孔等高；水培桶的水面上漂浮有圆形生态浮板；圆形生态浮板的中心设有浮板中心圆孔；浮板中心圆孔位于虹吸机构的正上方。该鱼菜花共生栽培装置及方法主要用于鱼菜花共生栽培，可避免植物受光不均匀，实现闭环循环，空间利用率高，适用于北方地区科研生产、展览及居家等环境。

Description

一种鱼菜花共生栽培装置及方法
技术领域
本发明涉及鱼菜花栽培技术领域，具体涉及一种鱼菜花共生栽培装置及方法。
背景技术
早在1000年前，我国江浙一带就有稻田养鱼的历史。1997年，维尔京群岛大学的詹姆斯Rakocy博士等研发出了一种基于深水栽培的大型鱼-菜共生***。***粮农组织也把小型鱼-菜水耕***作为可持续农业模式推向全球。我国于上世纪九十年代开始推广生态农业，渔-菜水耕工业化养殖形成规模态势。
在建设大规模生产车间、推广池塘鱼菜种养模式的同时，设计和研发独立微型的家庭鱼菜共生***也逐渐成为热点。然而，受其运行成本较高等因素的影响，限制其推广使用。另外，由于环境影响，多数植物种植在方形固定浮板上，按一定规格打孔，导致受光不均匀，株体生长常会出现“一边倒”现象，影响鱼菜花共生***产量等。
发明内容
本发明提出一种鱼菜花共生栽培装置及方法，该装置结构设计合理，空间利用率高，可使得种植植物受光均匀。并且，设有虹吸机构和多级反渗透过滤柱，可实现养鱼用水过滤后闭环循环再利用，从而达到种花种菜不施肥浇水，养鱼无换水之忧的高效、节能、零外排的生态闭环养植模式。
本发明提出一种鱼菜花共生栽培装置，包括支撑架；支撑架的顶部设有水培桶；
水培桶内边侧竖直插设进水管，进水管上沿竖直方向设有至少两个进水孔，进水孔的开孔方向一致，其中，最高的进水孔控制水培桶内水位；
水培桶的中心设有用于去除水中代谢物的虹吸机构；虹吸机构的顶部与最高的进水孔等高；
水培桶的水面上漂浮有圆形生态浮板；圆形生态浮板的中心设有浮板中心圆孔；浮板中心圆孔位于虹吸机构的正上方；
水培桶的底部设有出水管，出水管与虹吸机构的底部相连通，支撑架的内侧架设有反渗透过滤柱，支撑架的外侧架设有植物水培管道，出水管通过管道与反渗透过滤柱相连通，反渗透过滤柱通过管道与植物水培管道相连通。
进一步地，虹吸机构包括虹吸排水管，虹吸排水管外套设有虹吸套管，虹吸套管的顶部设有进气孔，虹吸套管的最下部设有过滤孔，虹吸套管的顶部与虹吸排水管的顶部之间设有间隙，虹吸套管的顶部与最高位的进水孔等高。
进一步地，浮板中心圆孔的直径大于虹吸套管的直径。
进一步地，进水管沿竖直方向等距开设进水孔；
进水孔的数量为6～12个；
进水孔的孔径相同；
进水孔的孔径为0.8～1cm。
进一步地，反渗透过滤柱包括先后相连的Ⅰ级反渗透过滤柱，Ⅱ级反渗透过滤柱，Ⅲ级反渗透过滤柱，Ⅳ级反渗透过滤柱；Ⅰ级反渗透过滤柱，Ⅱ级反渗透过滤柱，Ⅲ级反渗透过滤柱，Ⅳ级反渗透过滤柱竖直设于支撑架内并与支撑架相固定。
进一步地，Ⅰ级反渗透过滤柱为生态过滤棉反渗透过滤柱；Ⅱ级反渗透过滤柱为吸氨石反渗透过滤柱；Ⅲ级反渗透过滤柱为纳米饼和麦饭石混合而成的反渗透过滤柱；Ⅳ级反渗透过滤柱为纳米环反渗透过滤柱。
进一步地，植物水培管道包括相连通的一级水培管道、二级水培管道、三级水培管道，一级水培管道、二级水培管道、三级水培管道依次由上到下分层围绕在支撑架外侧且与支撑架相固定；Ⅳ级反渗透过滤柱通过管道与一级水培管道相连。
进一步地，一级水培管道、二级水培管道、三级水培管道上均设有定植穴。
进一步地，支撑架为梯形支撑架；
支撑架的底部设有万向轮。
本发明还提出一种鱼菜花共生栽培方法，利用上述装置。
本发明具有以下优势：
本发明提出一种鱼菜花共生栽培装置，包括水培桶、反渗透过滤柱、植物水培管道等。其中，水培桶内进水管上竖直开孔，由此出来的水的冲击力可使得漂浮在水面上的圆形生态浮板转动，从而避免植物受光不均匀。此外，养鱼的尾水经过虹吸机构上过滤孔初步过滤后，进入反渗透过滤***过滤掉鱼粪等代谢物中并吸收部分氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐等，流进植物水培管道，通过植物水培管道内植物根系二次吸收和转化并充分净化水质，通过三级过滤形成的水的循环流动增加水中溶氧，再通过水泵回到水培桶内用于养鱼，实现闭环循环，从而达到种花种菜不施肥浇水，养鱼无换水之忧的高效、节能、零外排的生态闭环养植模式。该装置空间利用率高，适用于北方地区科研生产、展览及居家等环境。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例鱼菜花共生栽培装置的结构示意图；
图2为本发明实施例鱼菜花共生栽培装置的立体结构示意图；
图3为本发明实施例鱼菜花共生栽培装置的俯视图；
图4为本发明实施例鱼菜花共生栽培装置中虹吸机构的示意图；
图5为本发明实施例鱼菜花共生栽培装置中反渗透过滤柱的示意图；
附图标记说明：1、水培桶；2、支撑架；3、进水管；4、进水孔；51、虹吸排水管；52、虹吸套管；53、过滤孔；61、Ⅰ级反渗透过滤柱；62、Ⅱ级反渗透过滤柱；63、Ⅲ级反渗透过滤柱；64、Ⅳ级反渗透过滤柱；65、内水管；66、外过滤柱；71、一级水培管道；72、二级水培管道；73、三级水培管道；8、圆形生态浮板；81、浮板中心圆孔；9、出水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1～3所示，本发明实施例提出一种鱼菜花共生栽培装置，包括支撑架2；支撑架2的顶部设有水培桶1；
水培桶1内边侧竖直插设进水管3，进水管3上沿竖直方向设有至少两个进水孔4，进水孔4的开孔方向一致，其中，最高的进水孔4控制水培桶1内水位；
水培桶1的中心设有用于去除水中代谢物的虹吸机构；虹吸机构的顶部与最高的进水孔4等高；
水培桶1的水面上漂浮有圆形生态浮板8；圆形生态浮板8的中心设有浮板中心圆孔81；浮板中心圆孔81位于虹吸机构的正上方；
水培桶1的底部设有出水管9，出水管9与虹吸机构的底部相连通，支撑架2的内侧架设有反渗透过滤柱，支撑架2的外侧架设有植物水培管道7，出水管9通过管道与反渗透过滤柱相连通，反渗透过滤柱通过管道与植物水培管道7相连通。
如图4所示，虹吸机构包括虹吸排水管51，虹吸排水管51外套设有虹吸套管52，虹吸套管52的顶部设有进气孔54，虹吸套管52的最下部设有过滤孔53，虹吸套管52的顶部与虹吸排水管51的顶部之间设有间隙，虹吸套管52的顶部与最高位的进水孔4等高。本发明实施例中，水培桶1内水中含有的代谢物等，例如，代谢物包括鱼的代谢物以及植物生长产生的根系等代谢物，可通过过滤孔53进入虹吸套管52，然后再从虹吸排水管51排出，从而使得水培桶1内的水一直保持清澈。
优选的，如图3所示，虹吸套管52的最下部连有同心异径管，同心异径管包括大头和小头，大头位于底部，大头上设有过滤孔53。
具体而言，进水管3沿竖直方向等距开设进水孔4；进水孔4的数量为6～12个；进水孔4的孔径相同；进水孔4的孔径为0.8～1cm。优选的，进水孔4的开孔方向偏向两侧。此种开孔方式使得进水时产生的冲击力均匀，从而使得圆形生态板自动旋转平稳。
具体而言，浮板中心圆孔81的直径大于虹吸套管52的直径。本发明实施例中，圆形生态浮板8上的浮板中心圆孔81直径大于虹吸套管52的直径时，可通过浮板中心圆孔的孔径和虹吸套管的管径之间的空距对鱼进行喂饲。
具体而言，圆形生态浮板8上设有种植孔，种植孔内设有用于种植植物的定植篮。圆形生态浮板由聚苯乙烯材料制备而得。采用圆形生态浮板，不仅能够使得受力均匀，同时种植孔密度可最大化，提高单个浮板单产。
具体而言，反渗透过滤柱包括Ⅰ级反渗透过滤柱61，Ⅱ级反渗透过滤柱62，Ⅲ级反渗透过滤柱63，Ⅳ级反渗透过滤柱64；Ⅰ级反渗透过滤柱61，Ⅱ级反渗透过滤柱62，Ⅲ级反渗透过滤柱63，Ⅳ级反渗透过滤柱64先后相连，且竖直设于支撑架2内并与支撑架2相固定。
如图5所示，反渗透过滤柱包括内水管65与外过滤柱66，内水管65与外过滤柱66之间有径差，内水管65与外过滤柱66之间设有过滤材料，内水管65的底部与外过滤柱66的底部之间有间隙。Ⅰ级反渗透过滤柱61，Ⅱ级反渗透过滤柱62，Ⅲ级反渗透过滤柱63，Ⅳ级反渗透过滤柱64的内水管65与外过滤柱66可以完全相同。
具体而言，Ⅰ级反渗透过滤柱61为生态过滤棉反渗透过滤柱；Ⅱ级反渗透过滤柱62为吸氨石反渗透过滤柱；Ⅲ级反渗透过滤柱63为纳米饼和麦饭石混合而成的反渗透过滤柱；Ⅳ级反渗透过滤柱64为纳米环反渗透过滤柱。
进一步地，Ⅰ级反渗透过滤柱61中的生态棉、Ⅱ级反渗透过滤柱62中的吸氨石、Ⅲ级反渗透过滤柱63中的纳米饼和麦饭石、Ⅳ级反渗透过滤柱64中的纳米环分别位于Ⅰ级反渗透过滤柱61、Ⅱ级反渗透过滤柱62、Ⅲ级反渗透过滤柱63、Ⅳ级反渗透过滤柱64的内水管65与外过滤柱66之间。
本发明实施例中，水通过内水管65流下，经过过滤材料反吸过滤后，进入下一级反渗透过滤柱进行过滤。采用多级反渗透过滤柱，养鱼的尾水直接通过虹吸作用将鱼粪等杂质直接通过生态棉、吸氨石、麦饭石、纳米饼纳米环等材料逐级过滤，可以充分降低尾水中氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐等。
进一步地，反渗透过滤柱6的底部安装有管堵。
具体而言，植物水培管道7包括相连通的一级水培管道71、二级水培管道72、三级水培管道73，一级水培管道71、二级水培管道72、三级水培管道73依次由上到下分层围绕在支撑架2外侧且与支撑架2相固定；Ⅳ级反渗透过滤柱64通过管道与一级水培管道71相连。
具体而言，植物水培管道7的尾部设有集水桶。用于将植物水培管道7排出的水进行暂时存储。
具体而言，一级水培管道71、二级水培管道72、三级水培管道73上均设有定植穴74。定植穴74用于种植植物，该植物可再次吸收剩余的尾水中的氨氮、亚盐、磷酸盐等，进一步净化水质。
具体而言，支撑架2为梯形支撑架。梯形支撑架包括上底和下底，上底和下底之间设置垂直固定架用于固定反渗透过滤柱；梯形支撑架的四侧面间隔设置连接杆用于固定植物水培管道7。
具体而言，支撑架2的底部设有万向轮11。万向轮的设置便于移动装置和旋转，有利于植物受光均匀。
具体而言，水培桶1为圆柱体形或倒圆台形。水培桶1的材料为PE或亚克力透明材料。
本发明还提出一种鱼菜花共生栽培方法，利用上述装置。
方法具体包括如下步骤：水培桶1内养殖淡水鱼，水培桶1内水面漂浮种菜、花的圆形生态浮板8，养鱼的尾水经过虹吸排水管51先后进入Ⅰ级反渗透过滤柱61，Ⅱ级反渗透过滤柱62，Ⅲ级反渗透过滤柱63，Ⅳ级反渗透过滤柱64过滤后，再先后流入一级水培管道71、二级水培管道72、三级水培管道73，然后通过水泵循环进入水培桶1内，从而形成闭环***。
优选的，水从三级水培管道73流出后，可经集水桶暂存后，再经水泵循环进入水培桶1内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种鱼菜花共生栽培装置，其特征在于，
包括支撑架(2)；所述支撑架(2)的顶部设有水培桶(1)；
所述水培桶(1)内边侧竖直插设进水管(3)，所述进水管(3)上沿竖直方向设有至少两个进水孔(4)，所述进水孔(4)的开孔方向一致，其中，最高的进水孔(4)控制水培桶(1)内水位；
所述水培桶(1)的中心设有用于去除水中代谢物的虹吸机构；所述虹吸机构的顶部与最高的进水孔(4)等高；
所述水培桶(1)的水面上漂浮有圆形生态浮板(8)；所述圆形生态浮板(8)的中心设有浮板中心圆孔(81)；所述浮板中心圆孔(81)位于虹吸机构的正上方；
所述水培桶(1)的底部设有出水管(9)，所述出水管(9)与虹吸机构的底部相连通，所述支撑架(2)的内侧架设有反渗透过滤柱，所述支撑架(2)的外侧架设有植物水培管道，所述出水管(9)通过管道与反渗透过滤柱相连通，所述反渗透过滤柱通过管道与植物水培管道相连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述虹吸机构包括虹吸排水管(51)，所述虹吸排水管(51)外套设有虹吸套管(52)，所述虹吸套管(52)的顶部设有进气孔(54)，所述虹吸套管(52)的最下部设有过滤孔(53)，虹吸套管(52)的顶部与虹吸排水管(51)的顶部之间设有间隙，虹吸套管(52)的顶部与最高位的进水孔(4)等高，所述虹吸排水管(51)与出水管(9)相连。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述浮板中心圆孔(81)的直径大于虹吸套管(52)的直径。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述进水管(3)沿竖直方向等距开设进水孔(4)；
所述进水孔(4)的数量为6～12个；
所述进水孔(4)的孔径相同；
所述进水孔(4)的孔径为0.8～1cm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述反渗透过滤柱包括Ⅰ级反渗透过滤柱(61)，Ⅱ级反渗透过滤柱(62)，Ⅲ级反渗透过滤柱(63)，Ⅳ级反渗透过滤柱(64)；Ⅰ级反渗透过滤柱(61)，Ⅱ级反渗透过滤柱(62)，Ⅲ级反渗透过滤柱(63)，Ⅳ级反渗透过滤柱(64)先后相连，且竖直设于支撑架(2)内并与支撑架(2)相固定。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
反渗透过滤柱包括内水管(65)与外过滤柱(66)，所述内水管(65)与外过滤柱(66)之间设有过滤材料，内水管(65)的底部与外过滤柱(66)的底部之间有间隙。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
Ⅰ级反渗透过滤柱(61)为生态过滤棉反渗透过滤柱；Ⅱ级反渗透过滤柱(62)为吸氨石反渗透过滤柱；Ⅲ级反渗透过滤柱(63)为纳米饼和麦饭石混合而成的反渗透过滤柱；Ⅳ级反渗透过滤柱(64)为纳米环反渗透过滤柱。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
植物水培管道包括相连通的一级水培管道(71)、二级水培管道(72)、三级水培管道(73)，所述一级水培管道(71)、二级水培管道(72)、三级水培管道(73)依次由上到下分层围绕在支撑架(2)外侧且与支撑架(2)相固定；
Ⅳ级反渗透过滤柱(64)通过管道与一级水培管道(71)相连。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述支撑架(2)为梯形支撑架；
所述支撑架(2)的底部设有万向轮(11)。
10.一种鱼菜花共生栽培方法，其特征在于，
利用权利要求1～9任一项所述的装置。
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