專利名稱：種植管內(nèi)噴霧栽培植物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及采用間隙式噴霧供給植物根系發(fā)育所需要的水分和營養(yǎng)元 素并保持植物根系處于適宜的濕度環(huán)境中的一種方法。具體涉及一種節(jié)水植物栽 培系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)水利工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛速發(fā)展的城市化進(jìn)程使大量農(nóng)田被占，能夠用于耕種的土地越糴越少。而 隨著大量城市人口的增加，城市高樓林立，空氣中二氧化碳的含量因?yàn)槿祟惢顒?dòng) 和汽車尾氣排放而B^增加，由此造成的嚴(yán)重溫室效應(yīng)使城市里的溫度比郊外的 溫度顯著升高，空氣中的含氧量降低，城市人的生活質(zhì)量明顯下降。因此，構(gòu)建 環(huán)繞建筑物的植物種植模塊系統(tǒng),將田間種植的植物引進(jìn)到高層建筑形成植物的 立體種植，不僅可以解決因耕地面積減少而造成的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)危機(jī)，還可以通過 植物的光合作用減少二氧化碳的含量，增加氧含量，改善空氣質(zhì)量。
室內(nèi)盆栽雖然也將植物引到了高層建筑中，但僅僅只能局限于家庭，不能形 成顯著改善城市環(huán)境的規(guī)模效應(yīng)。國外許多科學(xué)家建議環(huán)繞建筑物種植植物，通 過植物吸收太陽熱能和二氧化碳可以顯著降低太陽輻射和溫室效應(yīng)帶來的城市 高溫的問題，改善城市的生話質(zhì)量，同時(shí)還可以使農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)形成規(guī)模化的立 體種植，解決耕地面積減少帶給人類的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)短缺的問題。這一構(gòu)想目前面 臨的主要技術(shù)問題是如何建立一個(gè)系統(tǒng)使植物能夠環(huán)繞高層建筑物種植。
作物的水培利用pvc材料制成了在平地上進(jìn)行蔬菜花卉等種植的系統(tǒng),在農(nóng)
業(yè)灌溉系統(tǒng)中采用的，或噴灌網(wǎng)絡(luò)中引入了壓力調(diào)節(jié)和流量平衡的概念。這些 系統(tǒng)都都是在地面上設(shè)置的，屬于平面建立的系統(tǒng)，沒有涉及如何將系統(tǒng)構(gòu)建成 環(huán)繞建筑物的立體設(shè)置。系統(tǒng)環(huán)繞建筑物尤其是高層建筑物必須解決巨大的勢(shì)能 差異對(duì)系統(tǒng)在立體設(shè)置下如何保證營養(yǎng)液的平衡輸送和回流的問題，同時(shí)大量營 養(yǎng)液長時(shí)間不間斷J4在管網(wǎng)中攛動(dòng)消耗的能源高,對(duì)承載管網(wǎng)建筑物的壓力大等 因素推高了高層建筑物的植物栽培系統(tǒng)運(yùn)行成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，是提供一種利用高層建筑的勢(shì)能輸送營養(yǎng)液，通過種植管內(nèi) 微噴系統(tǒng)僅在根系需要時(shí)噴霧為植物根系提供水分和養(yǎng)分，種植管中沒有營養(yǎng)液 不間斷地流動(dòng)，不需要回流收集營養(yǎng)液，節(jié)能減排，解決了系統(tǒng)環(huán)繞高層建筑物 栽培植物的高成本問題，使本產(chǎn)品具有非常強(qiáng)的可操作性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。在建筑物的頂部裝置一個(gè)帶有太陽能加熱系統(tǒng)的營養(yǎng)液配液箱，配液箱經(jīng)過 過濾器和與建筑物垂直排列的裝有排氣閥的輸液管道連接，垂直輸液管道經(jīng)過壓 力調(diào)節(jié)閥與裝置在與建筑物平行排列的種植管內(nèi)底部的微噴系統(tǒng)一端連接,微噴 系統(tǒng)的另一端封堵，種植管的上端開有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊 卡片固定在栽培孔上，種植管末端與垂直排列的排流管道連接，種植管內(nèi)裝有濕 度傳感器，傳感器的信號(hào)線與壓力調(diào)節(jié)閥連接，構(gòu)成管內(nèi)噴霧營養(yǎng)液的植物栽培 系統(tǒng)。將營養(yǎng)液成分(NH02SO4 250-300 mg/L, KHaPO* 250-350 mg/L, NaH2P04 10-30mg/L, KN03 10-70 mg/L, NH^Oj跡300mg/L， MgS04 5(M30mg/L， Ca(NO3)2 150-200 mg/L， MnS04 l-5mg/L， H3B03 1-5 mg/L， ZnS04 2-5mg/L, CuSO 0.2-L5mg/L, FeEDTAlO-25 mg/L,肽康營 養(yǎng)液1-5g/L按比例與水在配液箱中充分混合均勻制成營養(yǎng)液。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，營養(yǎng)液通過營養(yǎng)液配液箱加入，在勢(shì)能的作用下注入 垂直輸液管道,連接微噴系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥根據(jù)種植管內(nèi)傳感器的指令開啟或關(guān) 閉，當(dāng)種植管內(nèi)的濕度低于傳感器設(shè)定的域值，壓力調(diào)節(jié)閥接受指令開啟，營養(yǎng) 液在勢(shì)能的作用下通過微噴系統(tǒng)上的微孔在種植管內(nèi)噴霧，供給植物根系生長所 需要的水分和養(yǎng)分，當(dāng)種植管內(nèi)的濕度達(dá)到傳感器設(shè)定的要求域值，壓力調(diào)節(jié)閥 接受指令關(guān)閉。種植管末端連接的排流管道用于清洗微噴帶和種植管時(shí)的廢液排 流。種植管的上端幵有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片面定在栽培 孔上，植物通過栽培孔栽種在種植管內(nèi)。太陽能加熱系統(tǒng)在氣溫低于20t時(shí)啟 用，以保證營養(yǎng)液的溫度控制在20-30'C之間。本發(fā)明降低了高層建筑物栽培植物的運(yùn)行成本，使植物可以環(huán)繞建筑物種 植，使植物的種植向空間發(fā)展， 一方面有利于解決土地短缺的危機(jī)，另一方面解 決城市環(huán)境空氣污染尤其是熱島效應(yīng)的問題，具有非常好的應(yīng)用前景。


圖1為環(huán)繞建筑物種植植物的系統(tǒng)示意圖，圖中1為配液箱，2為閘閥，3 為垂直輸液管道，4為壓力調(diào)節(jié)閥，5為種植管，6為微噴帶，7排流管道
圖2為種植管，圖中l(wèi)為種植管，2為卡箍，3為微噴系統(tǒng)
圖3為微噴帶，圖中l(wèi)為微噴帶，2為微孔
圖4為支撐植物的卡箍，圖中l(wèi)為錐形體'，2為固定卡片
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的種植管內(nèi)噴霧栽培植物的方法，是由配液箱，太陽能加熱系統(tǒng)，閘 閥，垂直輸液管道，壓力調(diào)節(jié)閥，種植管，濕度傳感器，微噴系統(tǒng)和排液管構(gòu)成的。
在距地面高度15米的建筑物上放置一個(gè)PVC制成的100 L營養(yǎng)液配液箱， 在距地面6米的高度安裝3根與地面平行排列的直徑為110毫米的PVC種植管， 種植管長度為10米，每根上下間距為3米，種植管上端每隔30厘米開一個(gè)直徑 5厘米的栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片固定在栽培 L上，栽培孔 與卡箍間用一塊孔徑3厘米的有孔黑色塑料膜片分隔，將生菜苗通過卡箍和栽培 孔使生菜的根系插入到種植管內(nèi)，種植管內(nèi)裝置一條微孔面朝上的PE材料制成 的微噴帶，微噴帶上縱向開有4排直徑為0. 2毫米的微孔，微噴帶一端與壓力調(diào) 節(jié)閥連接，另一端巻折封堵，在種植管的中間裝置有一個(gè)濕度傳感器，傳感器的 信號(hào)線與壓力調(diào)節(jié)閥的開關(guān)控制器連接。
將營養(yǎng)液成分(NH^SO* 250 mg/L, KH2PQ4 250 rag/L, NaH2PQ4 10mg/L， KNO3 30 mg/L， NH4NO3150mg/L, MgS04 110mg/L， Ca(N03>j 150mg/L, MnS04 1 mg/L, H3BOj 1 mg/L, ZnS042fflg/L, CuS04 0.2mg/L, FeEDTA Itog/L,肽康營養(yǎng)液2g/L在塑料桶中加少量水 溶解后加入到配液箱中，再按比例加水充分混合均勻制成營養(yǎng)液。
具體操作時(shí)，開啟閘閥，配液箱中的營養(yǎng)液在勢(shì)能的作用下注入垂直地面的 160mm PVC輸液管道中，當(dāng)種植管內(nèi)的濕度低于設(shè)定的90%的相對(duì)濕度時(shí)，壓力 調(diào)節(jié)閥在傳感器的指令下開啟，營養(yǎng)液在勢(shì)能的作用下通過微噴帶上的微孔在種 植管內(nèi)均勻朝上向生菜的根系噴霧，供給生菜根系水分和養(yǎng)分，當(dāng)種植管內(nèi)的濕 度達(dá)到設(shè)定的要求域值-相對(duì)濕度90%時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥接受傳感器指令關(guān)閉， 微噴帶停止噴霧，如此循環(huán)往復(fù)直到收獲。太陽能加熱系統(tǒng)在氣溫低于20C時(shí)啟用，以保證營養(yǎng)液的溫度控制在20-30'c之間。收獲后在配液箱中加入洗滌液，打開配液箱連接垂直輸液管道的閘閥，在勢(shì) 能的作用下洗滌液注入垂直輸液管道，將壓力調(diào)節(jié)閥放在手動(dòng)位置開啟，洗滌液在勢(shì)能的作用下通過微噴帶上的微孔在種植管內(nèi)均勻噴霧3小時(shí)，清洗微噴帶和 種植管，洗液從種植管通過垂直排流管道排棄。
權(quán)利要求
1.種植管內(nèi)噴霧栽培植物的方法，其特征在于該方法包括下述步驟1)在建筑物的頂部裝置一個(gè)帶有太陽能加熱系統(tǒng)的營養(yǎng)液配液箱，把營養(yǎng)液配液箱經(jīng)過過濾器與垂直排列的輸液管道連接，輸液管道經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥與放置在平行排列的種植管內(nèi)底部的微噴系統(tǒng)一端連接，微噴系統(tǒng)的另一端封堵，種植管的上端開有栽培孔，支撐植物的卡箍通過下端的兩塊卡片固定在栽培孔上，種植管末端與垂直排列的排流管道連接，種植管內(nèi)裝有濕度傳感器，傳感器的信號(hào)線與壓力調(diào)節(jié)閥連接，構(gòu)成管內(nèi)噴霧營養(yǎng)液的植物栽培系統(tǒng)；2)將一種或多種選自無機(jī)酸、有機(jī)酸，無機(jī)鹽或有機(jī)鹽在步驟1)所述的營養(yǎng)液配液箱中與水制成營養(yǎng)液，這種營養(yǎng)液通過對(duì)植物根系噴霧向栽培的植物提供養(yǎng)分和水分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的植物栽培系統(tǒng)，其特征在于所述的建筑物的高度為l 到1000米，更優(yōu)選的是1到100米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的營養(yǎng)液，其特征在于組成營養(yǎng)液的成分包括但不局限 于(NH4)2S04， KH2P04， KN03' NaH2P04， NH4N03, MgS04， Ca(N03)2, MnS04， H3B03， ZnS04， CuS04, FeEDTA和肽康營養(yǎng)液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微噴系統(tǒng)，其特征在于所述的微噴系統(tǒng)是由微噴頭或 微噴帶組成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微噴系統(tǒng)，其特征在于所述的微噴系統(tǒng)更為優(yōu)選的是 由微噴帶組成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的植物栽培系統(tǒng)，其特征在于所述的種植管是由直徑 50-1000毫米的高分子材料包括但不局限于PE、 PVC或UPVC制成的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的植物栽培系統(tǒng)，其特征在于所述的支撐植物的卡掩是 由高分子材料包括但不局限于PE、 PVC或UPVC制成的上端為上大下小的錐形 體，錐形體頂部有一小開口，下端為開口的兩塊卡片，錐形體與卡片間放置 帶孔的不透明薄膜組成的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的營養(yǎng)液，其特征在于營養(yǎng)液成分的比例為(NH^SO^250^300 mg/L, KH2PQ 250^350 mg/L, NaH2P04 10-30mg/L, KNQj 10^70 mg/L, NH4NO3 藩300mg/L， MgS04 H30 mg/L， CaCNO^ 15(W00 mg/L, MnS04 1-5 mg/L, H3B03 1-5 mg/L, ZnS042-5mg/L, CuS04 0.2-1.5mg/L, FeEDTA10陽25 mg/L,肽康營養(yǎng)液1~5 g/L。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微噴帶，其特征在于所述的微噴帶是由高分子材料包 括但不局限于PE、 PVC或UPVC制成的直徑為1-100毫米的微噴帶。
10. 根據(jù)權(quán)利g^4所述的微噴帶，其特征在于所述的微噴帶上開有每平方 米1-IOOOO個(gè)直擇為O. 05-IOOO微米的微孔，更為優(yōu)選的為500微米的微孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種種植管內(nèi)噴霧栽培植物的方法，是在建筑物的頂部裝置一個(gè)帶有太陽能加熱系統(tǒng)的營養(yǎng)液配液箱與在建筑物上的管內(nèi)噴霧營養(yǎng)液的植物栽培系統(tǒng)，發(fā)明的種植管內(nèi)噴霧栽培植物的專用配方保證了植物的生長發(fā)育。本發(fā)明降低了高層建筑物栽培植物的運(yùn)行成本，使植物種植向空間發(fā)展，一方面有利于解決土地短缺的危機(jī)，另一方面解決城市環(huán)境空氣污染尤其是熱島效應(yīng)的問題，具有非常好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A01G31/06GK101622956SQ200810045490
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者永 黃, 瑜 黃 申請(qǐng)人:永 黃