光合反应链导向无土栽培系统的制作方法

本发明涉及生物工程领域的光合反应链导向控制技术和农业科技领域的无土栽培技术，具体是一种光合反应链导向控制技术（生物技术）和无土栽培系统（农业科技）的结合体系。

背景技术：

气雾栽培技术是一种新的无土栽培技术，理论上应该有很高的效率和品质。目前常见的和普遍的气雾技术是采用挤塑板搭建的三角型结构或用钢材或木头为骨架，以不透光的塑料膜为栽培面的柱形或拱形结构。但此种结构所形成的生产模式主要存在以下问题：1、整个的操作流程工序烦琐，人工耗费量很大。2、由于三角型的栽培结构的角度很大，因而导致产品的品质低下，成品率不高。3、虽然三角型的结构在理论上提高了土地的使用面积，但由于三角型本身的结构问题，使得栽培密度不可能提高，远远低于土地的栽种面积，同时角度的问题导致了产品的长势很不均一，这样导致了产量很低。4、由于三角型的栽培结构本身的因素，所以需要在栽培空间以外的地方提前育苗，然后按株移栽到栽培空间中，采收时同样也无法批量操作，而且还要清扫折断遗留在栽培空间的根系封闭区域的根系，这样存在一个缓苗期和人工操作耗费的工时，因而效率不高。5、由于三角型结构的本身因素和所选用的材料，导致了生产模式灵活度太低，控制精度低。6、由于营养液采用了普通的园艺配方，使得作物很难适应四季变化带来的温度和湿度变化。7、由于营养液采用了普通的园艺配方，使得作物很难适应植物生长周期变化带来的生理变化。8、由于传统气雾栽培的蔬菜采用普通管理，植物容易徒长，光合效率低，光合产物和生物量积累程度低，同时由于大部分光合产物因为适应各项参数变化而耗费掉，导致产品口感和外观品质差，营养成分不高。9、由于传统的气雾栽培，根域环境封闭不严，导致在极端环境下根部温度过高或过低，严重时甚至导致生产失败。10、由于传统的气雾栽培，根域环境封闭不严，不能有效的形成根域和叶片的温度差和湿度差，导致作物外观形态发育不良。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了光合反应链导向栽培技术及其辅助无土栽培系统，光合反应链导向栽培技术的辅助无土栽培系统设计的是平面栽培结构，在整个栽培系统中，根据生产需要和操作流程及机械的配套标准设计了标准化配套元件。

本发明的技术方案是这样实现的：光合反应链导向无土栽培系统，包括根域温度湿度封闭箱体、支撑柱、承接单元、水平雾化承载板、所述支撑柱与承接单元按一定的方向插接，搭建成栽培床骨架，在骨架内安装根域温度湿度封闭隔热箱体，在根域温度湿度封闭隔热箱体内沿边线在四边安装水平雾化承载板，在根域温度湿度封闭隔热箱体上方铺设培育盘，每个培育盘有若干通孔用于放置种植篮，所述支撑柱上安装有管道座卡用以固定二氧化碳供给管道和光合产物运输转化调控液管道，所述栽培床的根域温度湿度封闭隔热箱体的开孔凹槽内安装有辅助营养液供给管道，所述光合产物运输调控液管道、辅助营养液供给管道和水平雾化承载板的上均安装有涡流雾化设备。

所述根域温度湿度封闭箱体与培育盘和种植篮之间组成湿度和温度的封闭结构，以保证根域和叶面的温度差和湿度差，使根域环境趋于稳定，达到植物的最快和最佳的生长环境，同时满足根域生长的黑暗环境。

所述系统的育苗盘和种植蓝为独立原件，满足不同栽培品种的株行距灵活调整。

所述根域温度湿度封闭箱体的底面设有辅助营养液的循环回流管道孔。

所述承接单元的结构为五通正方形套筒结构，五个方向均为直角。

所述种植篮底部镂空，上端配有两个挂钩，以便黄瓜等藤蔓类作物的垂线攀爬引线的固定。

所述支撑柱采用白色（以利于阳光分散和防止吸热升温）的PVC材料利用挤塑工艺制成。所述承接单元采用绿色的ABS材料利用注塑工艺制成。所述培育盘采用白色的聚苯乙烯材料利用EPS工艺制成。所述根域温度湿度封闭箱体采用白色的聚苯乙烯材料利用EPS工艺制成。所述种植篮采用绿色（防止吸热升温烫伤叶片）的聚丙烯材料利用注塑工艺制成，种植篮上配有两个挂钩，以便黄瓜等藤蔓类作物的垂线攀爬引线的固定。

所述光合产物运输转化调控液管道输送的调控液成分为植物提取的天然产物，包括甾体化合物，萜类化合物，活性多糖及生物碱或降温清水。

所述的辅助营养液供给管道输送的辅助营养液成分为维生素，氨基酸等辅助有机螯合物，渗透压调节剂，PH调节剂及植物必须的矿质元素，按植物不同的生理周期和不同环境条件下的植物生理函数计算配制。辅助计算机控制原理，控制计算函数依据光合作用与二氧化碳的吸收量子系数（按光照波长的长短取值8～12）,环境温湿度与植物生理系数（按温度变化取值0.5～1.0），植物生理周期与矿质元素的需求函数（根据不同品种不同周期取值0.7～2.0）。

所述的支撑柱有三种类型：1）所述支撑柱三个侧面上的凹槽其作用在于安装防虫和隔绝空气污染密封材料的安装胶条的压槽，其中两个窄槽为固定安装槽，宽槽为采收作物时可灵活开启和关闭的活动槽；

2）所述支撑柱三个侧面上的凹槽全为宽槽，采用压膜条安装；

3）所述支撑柱四个侧面都没有凹槽，隔绝空气的封闭材料和防虫材料采用强磁或胶水或螺丝钉安装。

支撑柱内部为承力拉筋，以增加其强度，避免栽培过程中长期受力而变形。支撑柱外形截面标准为40*40mm，小凹槽尺寸为5*7mm,以方便安装市面上的标准胶条。大凹槽尺寸为为16~20*5mm，以方便安装市面上的标准压膜弹簧。

所述的栽培床的栽培面为与水平面平行的平面结构，以利于光照均匀且便于操作和安装。

光合反应链导向栽培技术及其辅助无土栽培系统设计的是平面栽培结构，在整个栽培区间里，根据生产需要和操作流程及机械的配套标准，设计了最小，模块化的栽培床，栽培单元和操作单元，操作单元为固定的32孔，根据栽培品种的不同可灵活调整栽培孔位置进行栽培。一个栽培床可根据场地大小设置若干的栽培单元，一个栽培单元配置八个操作操作单元。每个栽培单元配置32个种植篮，种植篮的作用在于固定种子和植株，在品种差异而需要调整栽培密度时，起到隔热保湿的作用。在栽培空间的根域封闭单元空间里用涡流雾化设备将辅助营养液雾化后供给植物的根系以供吸收利用，辅助营养液是根据不同品种的生理渗透压与环境参数的函数关系来配置，并且利用维生素和氨基酸等将矿质元素离子螯合，以保证在PH和环境温度湿度参数变化的情况下依然能被植物很好的吸收。在栽培单元的顶部设置二氧化碳供给装置和代谢途径调控液供给管道，代谢途径调控液为天然提取的甾体，萜类，活性生物多糖和特定结构的生物碱，在特定时域和环境条件下，通过调控植株的代谢途径相关的酶和信使分子而认为控制光合产物的定向转移和定向转化，以提高产量和口感，增加作物的目标营养成分含量。辅助计算机的控制方程依据作物品种的不同，作物不同生理周期与环境的光照，温度，湿度，量子系数的关系函数，作物的不同生理周期的体液生理结构与辅助营养液的关系函数，作物所处的环境参数变化与辅助营养液的关系函数，作物的不同生理周期的体内光合产物的运输机制和调控液的关系函数来运算控制。

本发明的有益效果是：该系统建立的生产结构，根域温度湿度等各项参数稳定，满足在不同维度，不同海拔，不同季节等条件下均能很好的进行栽培。种子在相对稳定的最适温度和湿度及黑暗条件下，发芽势和发芽率都有很大的提高，幼苗成活率高。苗生长在雾化供给营养的环境中，根系不必耗费过多能量来穿梭土壤，同时也解决了根系的水气矛盾，具有很高的生长势，生物量的积累很快。同时根据量子系数来计算光照度和二氧化碳的关系函数来补充二氧化碳气体，并且及时的利用代谢调控液来控制光合产物的转移方向和转化方向，从而提高净光合作用效率，植株有很高的生长速度，同时生物量成倍增加，不会产生徒长，大大的提高了生产效率和作物的目标营养成分。平面的结构有利于提高栽培密度和产品的外观品质。光合反应链导向栽培技术辅助无土栽培系统提高了土地利用率和产量，同时又提高了产品的外观品质，极大化的提高了产品的成品率。操作单元的设计是为了便于机械化的流水线生产，播种和收割都可以模块化的操作或者采用机械在固定的操作点操作，这样大大简化了操作工序，提高了工作效率，降低了人工成本，同时避免了在生产车间里做播种，移栽和采收操作所带来的诸多不利。操作单元根据品种的不同可灵活选择栽培孔位置，操作单元和栽培床有机配合后，整个生产线有极高的灵活度。每个栽培单元可独立封闭，大大的提高了控制精度，可以随季节和市场需求变化而灵活的调整生产品种，或者根据各种植物的特点来独立控制，以突出其独特口味口感。

附图说明

图1栽培床整体结构示意图。

图2培育盘结构示意图。

图3支撑柱结构示意图。

图4支撑柱结构示意图。

图5支撑柱结构示意图。

图6承接单元结构示意图。

图7是根域温度湿度封闭箱体结构示意图。

图8是种植篮结构示意图。

图9是种植篮俯视图。

图10是水平雾化承载板结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步解释说明。

如图1-10所示，光合反应链导向无土栽培系统，栽培床包括根域温度湿度封闭箱体9、支撑柱4、承接单元3、水平雾化承载板11、所述支撑柱4与承接单元3按一定的方向插接，搭建成栽培床骨架，在骨架内安装根域温度湿度封闭隔热箱体9，在根域温度湿度封闭隔热箱体9内沿边线在四边安装水平雾化承载板11，在根域温度湿度封闭隔热箱体上方铺设八个培育盘5，每个培育盘有若干通孔51用于安放32个种植篮6，所述栽培床顶端支撑柱4上安装有管道座卡，用以固定二氧化碳供给管道8和光合产物运输转化调控液管道1，所述栽培床的根域温度湿度封闭隔热箱体9上沿开孔凹槽91内安装有辅助营养液供给管道7，底面设有辅助营养液的循环回流管道孔10。所述光合产物运输调控液管道1、辅助营养液供给管道7和水平雾化承载板11上均安装有涡流雾化设备2。水平雾化承载板11的下边缘拱形凹槽为营养液溢溜槽111。

支撑柱4采用白色（以利于阳光分散和防止吸热升温）的PVC材料利用挤塑工艺制成，具有使用寿命长，对相对高温高湿环境不敏感的性质。承接单元3采用绿色的ABS材料利用注塑工艺制成，具有一定的韧性，强度高，使用寿命长。操作盘5和根域温度湿度封闭箱体9采用白色的聚苯乙烯材料利用EPS工艺制成，具有良好的隔热效果，使用寿命长，对相对高温高湿环境不敏感的特性。上述采用白色的目的是：白色容易对光线形成散射，有利于整个空间的光照均匀。同时在炎热的夏天，材料本身不会吸收过多的热量，因而可以减少材料本身由于过热而引起的变形。

所述的支撑柱4有三种类型（如图3-5所示）：1）所述支撑柱4三个侧面上的凹槽其作用在于安装防虫和隔绝空气污染密封材料的安装胶条的压槽，其中两个窄槽61为固定安装槽，宽槽62为采收作物时可灵活开启和关闭的活动槽；2）所述支撑柱4三个侧面上的凹槽全为宽槽62，采用压膜条安装；3）所述支撑柱四个侧面都没有凹槽，隔绝空气的封闭材料和防虫材料采用强磁或胶水或螺丝钉安装。

支撑柱4内部为承力拉筋，以增加其强度，避免栽培过程中长期受力而变形。支撑柱外形截面标准为40*40mm，小凹槽尺寸为5*7mm,以方便安装市面上的标准胶条。大凹槽尺寸为为16~20*5mm，以方便安装市面上的标准压膜弹簧。

所述承接单元3的结构为五通正方形套筒结构，五个方向均为直角。如图6所示。

如图8和图9所示，种植篮底部镂空，上端配有两个挂钩63，以便黄瓜等藤蔓类作物的垂线攀爬引线的固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。