CN113303220A - 一种雾培种植*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种雾培种植***(1)，所述雾培种植***包括：种植单元(11)、喷雾单元(12)、水肥循环利用单元(13)，其中，所述种植单元(11)包括具有栽培孔(114)的用于固定植株的栽培装置(111)、支撑装置(112)，所述栽培装置围成一中空立体空间(113)；所述喷雾单元(12)包括泵(121)、至少一个喷头(122)、水肥盛放元件(123)以及连接管道(124)；所述水肥循环利用单元(13)包括水肥回收元件(131)、回收水肥储存元件(132)、消毒元件(133)。采用该雾培种植***能够有效的提升植物尤其是蔬菜的生长效率，并且很大程度上减少了营养成分的浪费，节约了种植成本。
Description
技术领域
本发明涉及植物种植技术领域，尤其涉及一种雾培种植***。
背景技术
气雾栽培，简称雾培，是一种新型的栽培方式，它是利用喷雾装置将营养液雾化为小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。它能使作物产量成倍增长，它是不用土壤或基质来栽培植物的一项农业高新技术，其因以人工创造作物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分供应的矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件下，从而发挥作物的增长潜力，使植物生长量、生物量得到大大提高。
相对于土质栽培和水栽培技术，雾培种植技术已能很大程度上减少了营养成分的使用量，但是，对于现有的雾培种植技术来说，还存在一定程度的营养成分的浪费。如何减少雾培种植过程中的营养成分的浪费，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何实现提升雾培种植的植物的生产效率和减少雾培种植过程的营养成分的浪费的问题，本发明提供了一种雾培种植***，采用该雾培种植***能够有效的提升植物尤其是蔬菜的生长效率，并且很大程度上减少了营养成分的浪费，节约了种植成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种雾培种植***，所述雾培种植***包括：种植单元、喷雾单元、水肥循环利用单元。
所述种植单元包括具有栽培孔的用于固定植株的栽培装置、支撑装置，所述栽培装置围成一中空立体空间，沿垂直于地面的方向由地面向上延伸的方向上，所述中空立体空间依次包括底面和顶面，在所述底面和所述顶面之间设置有侧面，所述顶面和所述侧面由所述栽培装置构成；所述栽培孔用于栽培所述植株，所述支撑装置用于支撑所述栽培装置。
所述喷雾单元包括泵、至少一个喷头、水肥盛放元件以及连接管道，所述喷头与所述泵通过所述连接管道连接，所述泵与所述水肥盛放元件通过所述连接管道连接，所述喷头通过所述连接管道设置于所述中空立体空间内。
所述水肥循环利用单元包括水肥回收元件、回收水肥储存元件、消毒元件，所述水肥回收元件铺设于所述中空立体空间的所述底面，所述水肥回收元件连接于所述回收水肥储存元件，所述消毒元件用于对所述回收水肥进行消毒处理。
进一步的，为了提升水肥回收的效率和回收利用率，本发明的所述水肥循环利用单元还包括过滤元件，所述过滤元件设置于所述水肥回收元件和所述回收水肥储存元件之间；
进一步的，为了增加回收水肥的过滤效果，所述过滤元件限定为筛网、微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、渗透蒸发膜、离子交换膜中的一种或多种。
进一步的，为了提升水肥的回收效率和回收利用率，对所述水肥回收元件的结构进行限定，所述水肥回收元件包括水肥传送组件，所述水肥传送组件用于连接所述回收水肥储存元件的连接端和与所述连接端相对的自由端，其中，所述自由端高于所述连接端，所述水肥传送组件用于将液化的水肥输送至所述回收水肥储存元件。
更进一步的，所述水肥回收元件具有良好的防水功能并且与营养成分具有反应惰性，以避免浪费过多的水肥，提升水肥的回收效率，所述水肥回收元件限定为防水布和/或土工布复合膜。
进一步的，为了能够及时获取回收的水肥中的营养成分的含量，以便对回收水肥的再利用，所述雾培种植***还包括营养组分检测元件，所述营养组分检测元件用于检测经消毒后回收水肥中的营养组分的含量。
进一步的，为了提升消毒元件对回收水肥的消毒效果，所述消毒元件为紫外线消毒元件、电离辐射消毒元件、热消毒元件中的一种或多种。
更进一步的，所述紫外线消毒元件为低压紫外线灯、中压紫外线灯、高压紫外线灯中的一种或多种。
进一步的，对所述中空立体空间的形状进行了限定，以达到更好的雾培种植效果，所述中空立体空间的形状为梯形体、圆柱体、长方体、棱柱、棱台、圆台中的一种或多种。
进一步的，为了增加雾培种植过程中的操作便利性，所述栽培装置与所述支撑装置之间是可拆卸连接，所述可拆卸连接为螺栓连接、卡接、搭接。
进一步的，为了增加雾培种植过程中的操作便利性，将所述栽培装置分成了多个固定板材，即，所述栽培装置是由多个固定板材组成；所述固定板材为高分子材料、木质材料、金属材料、混凝土材料中的一种或多种。
更进一步的，所述高分子材料为泡沫材料、塑料材料或橡胶材料中的一种或多种；所述泡沫材料为聚氨酯泡沫材料、聚酰亚胺泡沫材料、聚苯乙烯泡沫材料、聚乙烯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料、乙烯-醋酸乙烯酯泡沫材料、酚醛泡沫材料、环氧泡沫材料、聚丙烯酰亚胺泡沫材料、有机硅泡沫材料中的一种或多种。
进一步的，所述支撑装置由用于支撑固定装置的支撑骨架一和用于支撑连接管道的支撑骨架二构成，其中，所述支撑骨架一与所述支撑骨架二之间彼此独立或通过支撑骨架三相互连接。
更进一步的，所述支撑骨架一由两个或两个以上的彼此独立的支撑元件构成、或者由两个或两个以上的支撑元件以及用于连接所述支撑元件的连接元件构成，所述支撑元件用于与所述栽培装置接触以支撑所述栽培装置。此处的所述连接元件为广义上的连接元件，包括焊接连接、铆钉连接、螺栓连接、骨架连接等，只要能使相邻的支撑元件连接在一起的元件都在本发明的保护范围内。
更进一步的，所述支撑元件中具有十字形状的支撑梁，通过增加所述支撑梁，能够减少栽培装置的受力疲劳，延长栽培装置的使用寿命。
进一步的，对支撑装置的材质进行了限定，所述支撑装置的材质为金属材料、高分子材料、木质材料、混凝土材料中的一种或多种；所述金属材料为角铁。
采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明采用特定的中空立体空间实施植物尤其是蔬菜的雾培种植，所得蔬菜的营养价值更高、口感更好，并且所得蔬菜不具有农药残留，还能避免害虫的侵害。
本发明通过增加水肥循环利用单元，能够有效的将水肥循环利用，避免了水肥的浪费，减少资源浪费，节约种植成本。
本发明通过增加消毒元件，能够有效的对回收后的水肥进行消毒处理，避免了回收后的水肥携带病菌、细菌等，避免不必要的病菌、细菌等引入到蔬菜的雾培种植中。
本发明通过增加支撑梁的设置，能够减少栽培装置的受力，增加栽培装置的疲劳性能，延长栽培装置的使用寿命，进一步的节约雾培种植成本、提高雾培种植效率。
本发明的雾培种植***适用于各种各样的植物，尤其是牙苗类、叶菜类、果菜类、球茎类、肉质类、茄果类、根茎类、瓜类等蔬菜。
因此，本发明雾培种植***对改善现有植物尤其蔬菜的种植技术具有重要的意义和良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的雾培种植***的示意图。
图2为本发明所述的种植单元的示意图。
图3为本发明所述的支撑装置的示意图。
图4为本发明所述的支撑骨架一的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明进行详细说明。
图1显示了本发明提供的一种雾培种植***(1)，所述雾培种植***包括空间上合理布置的种植单元(11)、喷雾单元(12)、水肥循环利用单元(13)。
图2显示了本发明提供的一种雾培种植***(1)中的种植单元(11)，所述种植单元(11)包括具有栽培孔(114)的用于固定植株的栽培装置(111)、支撑装置(112)。
所述栽培装置围成一中空立体空间(113)，所述中空立体空间(113)用于放置所述喷雾单元(12)的部分组件，以使所述喷雾单元(12)在所述中空立体空间(113)完成喷雾工作。沿垂直于地面的方向由地面向上延伸的方向上，所述中空立体空间(113)依次包括底面和顶面，在所述底面和所述顶面之间设置有侧面，所述顶面和所述侧面由所述栽培装置(111)构成。
所述栽培孔(114)用于栽培所述植株，所述支撑装置(112)用于支撑已经栽培植株的所述栽培装置(111)。
所述喷雾单元(12)包括泵(121)、至少一个喷头(122)、水肥盛放元件(123)以及连接管道(124)，所述喷头(122)与所述泵通过所述连接管道(124)连接，所述泵(121)与所述水肥盛放元件(123)通过所述连接管道(124)连接，所述喷头(122)通过所述连接管道(124)设置于所述中空立体空间(113)内。所述喷头(122)按照植株的特性，在所述中空立体空间(113)内合理布置，以使植株能够更有效的吸收气雾中的营养成分，相对根茎较短的植株，所述喷头(122)距所述栽培装置(111)的距离相对较近；相对于根茎较长的植株，可以适当增加所述喷头(122)与所述栽培装置(111)之间的距离。
所述水肥循环利用单元(13)包括水肥回收元件(131)、回收水肥储存元件(132)、消毒元件(133)，所述水肥回收元件(131)铺设于所述中空立体空间(113)的所述底面，所述水肥回收元件(131)连接于所述回收水肥储存元件(132)，所述消毒元件(133)用于对所述回收水肥进行消毒处理。
在一个具体实例中，在所述水肥循环利用单元(13)中还设置有过滤元件(134)，所述过滤元件设置于所述水肥回收元件(131)和所述回收水肥储存元件(132)之间。过滤元件(134)主要用于对回收的水肥进行过滤，以除去颗粒粒径较大的悬浮颗粒物，避免了喷头的堵塞，减少了雾培种植***的维护成本。
在一个更具体的实例中，所述过滤元件为筛网、微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、渗透蒸发膜、离子交换膜中的一种或多种。筛网和过滤膜能够将颗粒较大的悬浮物过滤除去，尤其是过滤膜能够过滤除去颗粒粒径更小的悬浮物，过滤效果更好。
在一个具体实例中，所述水肥回收元件(131)包括水肥传送组件(135)，所述水肥传送组件(135)用于连接所述回收水肥储存元件的连接端和与所述连接端相对的自由端，其中，在垂直于地面的方向上，所述自由端的表面位置高于所述连接端的表面位置，所述水肥传送组件(135)用于将液化的水肥输送至所述回收水肥储存元件(132)。
在一个更具体的实例中，所述水肥回收元件(131)为防水布和/或土工布复合膜。
在一个更具体的实例中，所述水肥传送组件(135)为一个槽状结构，在所述中空立体空间的底面上形成一槽状结构，靠近所述回收水肥储存元件的一端为连接端，远离所述回收水肥储存元件的一端为自由端，其中，所述自由端的槽状结构底面位置高于所述连接端的槽状结构底面位置，以便于回收的水肥能够顺畅的流入所述回收水肥储存元件。
在一个具体实例中，所述雾培种植***还包括营养组分检测元件，所述营养组分检测元件用于检测经消毒后回收水肥中的营养组分的含量。通过设置营养组分检测元件，能够及时获取回收的水肥中的营养成分的含量，以便对回收水肥中的营养成分的含量进行适应性调整，以获取适于植株的生长的水肥。
在一个具体实例中，所述消毒元件(133)为紫外线消毒元件、电离辐射消毒元件、热消毒元件中的一种或多种。
在一个更具体的实例中，由于紫外线的效果好，并且不产生其他的杂质，也不发生不必要的化学反应，所述紫外线消毒元件选取低压紫外线灯、中压紫外线灯、高压紫外线灯中的一种或多种。
在一个具体实例中，对于本发明中的所述中空立体空间(113)的形状，不做具体限定，只要实现雾培种植即可，所述中空立体空间(113)的形状为梯形体、圆柱体、长方体、棱柱、棱台、圆台中的一种或多种。为了提升雾培种植效果和土地利用效率，所述中空立体空间(113)的形状优选为梯形体、圆柱体、圆台中的一种或多种。
在一个具体实例中，对于所述栽培装置(111)与所述支撑装置(112)之间的连接关系未做明确的限定，只要所述栽培装置(111)与所述支撑装置(112)连接后能满足雾培种植的条件即可，在雾培种植过程中，所述栽培装置(111)不能发生脱落的现象。所述栽培装置(111)与所述支撑装置(112)之间是可拆卸连接，所述可拆卸连接为螺栓连接、卡接、搭接，可拆卸连接可以更很大程度上提升雾培种植效率，在固定植株时便于植株的固定，且在植株成熟时便于采摘。
在一个具体实例中，所述栽培装置(111)是由多个固定板材组成；所述固定板材为高分子材料、木质材料、金属材料、混凝土材料中的一种或多种；所述高分子材料为泡沫材料、塑料材料或橡胶材料中的一种或多种；所述泡沫材料为聚氨酯泡沫材料、聚酰亚胺泡沫材料、聚苯乙烯泡沫材料、聚乙烯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料、乙烯-醋酸乙烯酯泡沫材料、酚醛泡沫材料、环氧泡沫材料、聚丙烯酰亚胺泡沫材料、有机硅泡沫材料中的一种或多种。
在一个具体实例中，图3显示了本发明提供的支撑装置(12)的结构示意图，所述支撑装置(112)由用于支撑固定装置的支撑骨架一(115)和用于支撑连接管道的支撑骨架二(116)构成，其中，所述支撑骨架一与所述支撑骨架二之间彼此独立或通过支撑骨架三(117)相互连接。
在一个更具体的实例中，图4显示了本发明提供的所述支撑骨架一(115)，所述支撑骨架一(115)由两个或两个以上的彼此独立的支撑元件(1151)构成、或者由两个或两个以上的支撑元件以及用于连接所述支撑元件(1151)的连接元件(1152)构成，所述支撑元件(1151)用于与所述栽培装置(111)接触以支撑所述栽培装置(111)。
在一个更具体的实例中，所述支撑元件(1151)中具有一个以上的支撑梁(1153)，支撑梁可以是单方向的一个以上的支撑梁，也可以是双方向的两个以上的支撑梁，支撑梁优选选择十字形状的支撑梁、井字形状的支撑梁中的一种。通过增设支撑梁，减少了栽培装置在雾培种植过程中的受力尤其是弯曲受力，减少栽培装置的受力老化，延长了栽培装置的使用寿命，节约雾培种植中的维护成本。
在一个具体实例中，所述支撑装置(112)的材质为金属材料、高分子材料、木质材料、混凝土材料中的一种或多种。
在一个更具体的实例中，所述金属材料为角铁。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
Claims (10)
1.一种雾培种植***(1)，其特征在于，所述雾培种植***包括：种植单元(11)、喷雾单元(12)、水肥循环利用单元(13)，其中，
所述种植单元(11)包括具有栽培孔(114)的用于固定植株的栽培装置(111)、支撑装置(112)，所述栽培装置围成一中空立体空间(113)，沿垂直于地面的方向由地面向上延伸的方向上，所述中空立体空间(113)依次包括底面和顶面，在所述底面和所述顶面之间设置有侧面，所述顶面和所述侧面由所述栽培装置(111)构成；所述栽培孔(114)用于栽培所述植株，所述支撑装置(112)用于支撑所述栽培装置(111)；
所述喷雾单元(12)包括泵(121)、至少一个喷头(122)、水肥盛放元件(123)以及连接管道(124)，所述喷头(122)与所述泵通过所述连接管道(124)连接，所述泵(121)与所述水肥盛放元件(123)通过所述连接管道(124)连接，所述喷头(122)通过所述连接管道(124)设置于所述中空立体空间(113)内；
所述水肥循环利用单元(13)包括水肥回收元件(131)、回收水肥储存元件(132)、消毒元件(133)，所述水肥回收元件(131)铺设于所述中空立体空间(113)的所述底面，所述水肥回收元件(131)连接于所述回收水肥储存元件(132)，所述消毒元件(133)用于对所述回收水肥进行消毒处理。
2.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述水肥循环利用单元还包括过滤元件(134)，所述过滤元件设置于所述水肥回收元件(131)和所述回收水肥储存元件(132)之间；
所述过滤元件为筛网、微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、渗透蒸发膜、离子交换膜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述水肥回收元件(131)包括水肥传送组件(135)，所述水肥传送组件(135)用于连接所述回收水肥储存元件的连接端和与所述连接端相对的自由端，其中，所述自由端高于所述连接端，所述水肥传送组件(135)用于将液化的水肥输送至所述回收水肥储存元件(132)。
所述水肥回收元件(131)为防水布和/或土工布复合膜。
4.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述雾培种植***还包括营养组分检测元件(14)，所述营养组分检测元件(14)用于检测经消毒后回收水肥中的营养组分的含量。
5.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述消毒元件(133)为紫外线消毒元件、电离辐射消毒元件、热消毒元件中的一种或多种；所述紫外线消毒元件为低压紫外线灯、中压紫外线灯、高压紫外线灯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述中空立体空间(113)的形状为梯形体、圆柱体、长方体、棱柱、棱台、圆台中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述栽培装置(111)与所述支撑装置(112)之间是可拆卸连接，所述可拆卸连接为螺栓连接、卡接、搭接。
8.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述栽培装置(111)是由多个固定板材组成；所述固定板材为高分子材料、木质材料、金属材料、混凝土材料中的一种或多种；所述高分子材料为泡沫材料、塑料材料或橡胶材料中的一种或多种；所述泡沫材料为聚氨酯泡沫材料、聚酰亚胺泡沫材料、聚苯乙烯泡沫材料、聚乙烯泡沫材料、聚氯乙烯泡沫材料、乙烯-醋酸乙烯酯泡沫材料、酚醛泡沫材料、环氧泡沫材料、聚丙烯酰亚胺泡沫材料、有机硅泡沫材料中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述支撑装置(112)由用于支撑固定装置的支撑骨架一(115)和用于支撑连接管道的支撑骨架二(116)构成，其中，所述支撑骨架一与所述支撑骨架二之间彼此独立或通过支撑骨架三(117)相互连接；
优选的，所述支撑骨架一(115)由两个或两个以上的彼此独立的支撑元件(1151)构成、或者由两个或两个以上的支撑元件以及用于连接所述支撑元件(1151)的连接元件(1152)构成，所述支撑元件(1151)用于与所述栽培装置(111)接触以支撑所述栽培装置(111)；
更优选的，所述支撑元件(1151)中具有十字形状的支撑梁(1153)。
10.根据权利要求1所述的雾培种植***，其特征在于，
所述支撑装置(112)的材质为金属材料、高分子材料、木质材料、混凝土材料中的一种或多种；所述金属材料为角铁。
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