一种智能化气雾、液流和基质联合栽培装置

1.本实用新型涉及气雾栽培设备技术领域，具体涉及一种智能化气雾、液流和基质联合栽培装置。


背景技术：

2.随着城市化进程的发展，土地变得越来越珍贵，可以用来培养植物的土地受到所在区域、光照和季节影响，生产效率低下，对人力要求过高，水肥消耗量大，并且由于种植地点远离城市居民消费场所，运输成本相对较高。气雾栽培是一种新兴的节水优质高产栽培技术。该种技术是指植物根系生长在封闭、不透光的空间中，营养液经雾化器处理后形成雾状，间歇性均匀地喷至植物根系，提供植物生长所需要的水分和养分的一种新型无土栽培模式。气雾栽培是迄今为止人类农业史上创造出的最为节水的栽培模式，特适合水资源缺乏的环境下发展气雾培生产，如在沙漠，孤岛等淡水资源匮乏的地区发展农业，它的节水效率可达90％，只需土壤栽培的1/10用水量，就可完成相同生物量的增长。与此同时，由于其对有效改善了植物的根系生长环境，使得营养吸收更加直接，水和肥的利用率增大，使得植株产量得到大幅提升，同时由于不需要使用农药，最大程度的保障了农产品安全和品质。
3.但是，气雾栽培在实际生产中具有成本和能耗高的问题。其成本一方面来源于肥料成本，另一方面来自于电力成本。其肥料成本较高的主要原因是其无法同土壤栽培一样，吸收利用土壤中的养分，只能利用成本高昂的液体肥料进行生产，而其电力成本主要是因为其需要进行持续、高频率的雾化来维持根细湿润，而且对电力保障具有非常高的需求，一旦因故障无法供电，所栽培植株就会面临绝产风险。另外气雾栽培当前需要人工使用海绵等材料进行植株的固定，气雾栽培过程自动化水平参差不齐，通常需要人工经常对栽培环境进行调控，人工成本较高。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种智能化气雾、液流和基质联合栽培装置。
5.一种智能化气雾、液流和基质联合栽培装置，包括气雾栽培通道，所述气雾栽培通道上设置有多个基质栽培钵体，所述基质栽培钵体用于栽培植株，所述基质栽培钵体底部穿入所述气雾栽培通道，所述基质栽培钵体内部上方设置有基质栽培层，所述基质栽培钵体下方中空并且外壁开设有网洞阵列；其中，所述栽培通道内部上方设置有气雾栽培层，所述栽培通道内部下方设置有液流层，所述气雾栽培层用于填充栽培气雾，所述液流层用于填充栽培流体；所述基质栽培钵体底部穿过气雾栽培层并延伸至液流层中。使用整个气雾栽培装置进行植株栽培时，可分为三个栽培时段：第一时段，在植株根系未从网洞阵列中长出时，仅使用基质栽培钵体进行栽培；第二时段，在植株根系从网洞阵列长出后尚未延伸至基质栽培钵体底部外侧时，延伸至网洞阵列外的根系开始从气雾栽培层中吸收养分和水分；第三时段，植株根系延伸至基质栽培钵体底部外侧时，进入栽培流体，植株根系可从基
质栽培钵体、气雾栽培层的栽培气雾和液流层的栽培流体中同时吸收水分和养分，优选地，栽培流体可以采用水溶性肥料配置而成的营养液，也可以采用发酵后的养殖废水、沼液等降低肥料投入成本，而雾化采用移动式雾化装备进行，雾化以液流层的营养液为气雾来源。其中，在植株生长前期，利用基质栽培层对植株进行物理支撑的同时，以降低气雾栽培的营养液使用量、另一方面降低喷雾频率，减少电力消耗，在植株生长后期，基质栽培层仍具有养分供应能力，肥料需求量得到降低，且在断电时或雾化程度低时，仍然能保持植株的正常生长，避免了电力供应问题所导致的培育风险；进一步地，通过气雾栽培通道上穿设基质栽培钵体，让整个基质栽培钵体被下方被架设在气雾栽培通道内部，此时通过网洞阵列支撑植株的根系，让植株根系均匀延伸至气雾栽培层中央，直接避免基质栽培钵体限制植株根系生长，使得延伸至基质栽培钵体外的根系生长在无阻碍的气雾栽培环境中，获得更快的根系养分吸收和生长速率，同时避免基质栽培钵体后期养分不足所带来的植株生长速率下降和水分虚耗。
6.优选地，网洞阵列包括多个沿圆周方向均匀分布在基质栽培钵体外壁的孔道，多个所述孔道正对所述气雾栽培层。沿圆周方向均匀分布的多个所述孔道能够让植株根系在空间内自由生长延伸，延伸出基质栽培钵体的植株根系直接接触气雾栽培层。
7.优选地，位于所述基质栽培钵体外壁底部的多个所述孔道接通所述液流层。能够让液流层进入基质栽培钵体，并通过孔道实现流动，进一步提高植株根系养分吸收和生长速率。
8.优选地，气雾栽培通道上设置有移动式雾化器，所述移动式雾化器延伸至所述气雾栽培层。移动式雾化器能够对气雾栽培层内的栽培气雾浓度进行控制。
9.优选地，气雾栽培通道内设置有微环境传感器。微环境传感器能够对气雾栽培通道内的生长环境进行检测。
10.本实用新型的有益效果体现在：
11.在本实用新型中，在植株生长前期，利用基质栽培层对植株进行物理支撑的同时，以降低气雾栽培的营养液使用量、另一方面降低喷雾频率，减少电力消耗，在植株生长后期，基质栽培层仍具有养分供应能力，肥料需求量得到降低，且在断电时或雾化程度低时，仍然能保持植株的正常生长，避免了电力供应问题所导致的培育风险；进一步地，通过气雾栽培通道上穿设基质栽培钵体，让整个基质栽培钵体被下方被架设在气雾栽培通道内部，此时通过网洞阵列支撑植株的根系，让植株根系均匀延伸至气雾栽培层中央，直接避免基质栽培钵体限制植株根系生长，使得延伸至基质栽培钵体外的根系生长在无阻碍的气雾栽培环境中，获得更快的根系养分吸收和生长速率，同时避免基质栽培钵体后期养分不足所带来的植株生长速率下降和水分虚耗。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.附图标记：
15.1-气雾栽培通道，11-气雾栽培层，12-液流层，2-基质栽培钵体，21-基质栽培层，22-网洞阵列，221-孔道，3-移动式雾化器，4-微环境传感器。
具体实施方式
16.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
17.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
20.如图1所示，一种智能化气雾、液流和基质联合栽培装置，包括气雾栽培通道1，气雾栽培通道1上设置有多个基质栽培钵体2，基质栽培钵体2用于栽培植株，基质栽培钵体2底部穿入气雾栽培通道1，基质栽培钵体2内部上方设置有基质栽培层21，基质栽培钵体2下方中空并且外壁开设有网洞阵列 22；其中，栽培通道内部上方设置有气雾栽培层11，栽培通道内部下方设置有液流层12，气雾栽培层11用于填充栽培气雾，液流层12用于填充栽培流体；基质栽培钵体2底部穿过气雾栽培层11并延伸至液流层12中。
21.在本实施方式中，需要说明的是，使用整个气雾栽培装置进行植株栽培时，可分为三个栽培时段：第一时段，在植株根系未从网洞阵列22中长出时，仅使用基质栽培钵体2进行栽培；第二时段，在植株根系从网洞阵列22长出后尚未延伸至基质栽培钵体2底部外侧时，延伸至网洞阵列22外的根系开始从气雾栽培层11中吸收养分和水分；第三时段，植株根系延伸至基质栽培钵体 2底部外侧时，进入栽培流体，植株根系可从基质栽培钵体2、气雾栽培层11 的栽培气雾和液流层12的栽培流体中同时吸收水分和养分，优选地，栽培流体可以采用水溶性肥料配置而成的营养液，也可以采用发酵后的养殖废水、沼液等降低肥料投入成本，而雾化采用移动式雾化装备进行，雾化以液流层12 的营养液为气雾来源。其中，在植株生长前期，利用基质栽培层21对植株进行物理支撑的同时，以降低气雾栽培的营养液使用量、另一方面降低喷雾频率，减少电力消耗，在植株生长后期，基质栽培层21仍具有养分供应能力，肥料需求量得到降低，且在断电时或雾化程度低时，仍然能保持植株的正常生长，避免了电力供应问题所导致的培育风险；进一步地，通过气雾栽培通道1上穿设基质栽
培钵体2，让整个基质栽培钵体2被下方被架设在气雾栽培通道1内部，此时通过网洞阵列22支撑植株的根系，让植株根系均匀延伸至气雾栽培层11中央，直接避免基质栽培钵体2限制植株根系生长，使得延伸至基质栽培钵体2外的根系生长在无阻碍的气雾栽培环境中，获得更快的根系养分吸收和生长速率，同时避免基质栽培钵体2后期养分不足所带来的植株生长速率下降和水分虚耗。
22.具体地，网洞阵列22包括多个沿圆周方向均匀分布在基质栽培钵体2外壁的孔道221，多个孔道221正对气雾栽培层11。
23.在本实施方式中，需要说明的是，沿圆周方向均匀分布的多个孔道221能够让植株根系在空间内自由生长延伸，延伸出基质栽培钵体2的植株根系直接接触气雾栽培层11。
24.具体地，位于基质栽培钵体2外壁底部的多个孔道221接通液流层12。
25.在本实施方式中，需要说明的是，能够让液流层12进入基质栽培钵体2，并通过孔道221实现流动，进一步提高植株根系养分吸收和生长速率。
26.具体地，气雾栽培通道1上设置有移动式雾化器3，移动式雾化器3延伸至气雾栽培层11。
27.在本实施方式中，需要说明的是，移动式雾化器3能够对气雾栽培层11 内的栽培气雾浓度进行控制。
28.具体地，气雾栽培通道1内设置有微环境传感器4。
29.在本实施方式中，需要说明的是，微环境传感器4能够对气雾栽培通道1 内的生长环境进行检测。
30.还需要说明的是，经实验研究，基质栽培钵体内填充的基质配方为(天然细沙：腐熟牛粪＝5:5):核心母粒＝1m3：5-10kg；其中腐熟牛粪为牛粪经常规腐熟后经脱盐、粉碎和过筛(2mm)制成。核心母粒的主要成分为谷氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、醋酸、海藻酸及中微量元素混合物，核心母粒的主要作用是提供气雾无机营养液所不具有的风味有机物质，同时增强植株光合能力，增强植株对气雾立体栽培光照不足的适应能力。
31.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。