專利名稱：大型室內展示區種植雨林植物的技術方法
技術領域：
本發明涉及雨林植物在室內種植的技術方法，特別是在大型展示區維持雨林植物的存活和生長，降低或不增加運行成本。
背景技術：
在室內栽種養護植物，特別是雨林植物有較大的技術難度，目前世界上還少有將大片的活體植物栽種于完全由人工控制環境的室內(較常見的是溫室養植)。在大型展示區的雨林植物景觀既要符合生態規律，又要滿足觀眾的游覽需求。通過調控改變各種環境因子，完善環境的模擬程度及控制系統的自動調控能力，充分發揮智能控制系統的優勢，在降低或不增加運行成本的情況下，維持植物的存活和生長。

發明內容
本發明的目的是在降低或不增加運行成本的情況下，維持大型室內展示區雨林植物的存活和生長，滿足觀眾的游覽需求，提高社會效益和經濟效益。
本發明方法具體技術內容如下1.光照控制。展示區設置人工光照補償系統，主要因素包括光照強度、光照時間以及光源質量等。展示區植物栽種區域的平均光照度為62-100μmol.m-2.s-1(相當于3000-5000Lux)。夏季光照時間控制在每天10h左右，冬季則為每天8h。選擇的人工光源其光色與光譜盡可能接近日光，為寬光譜高顯色金屬鹵素光源與全光譜鹵鎢光源。
2.溫度調控。展示區安裝組合式空調機組、吊頂式空調機組和組合式新風機組進行空氣處理，以及轉輪式全熱交換器、熱水空氣加熱器進行空氣熱交換。室內溫度根據冬夏兩季設定，夏季較高，冬季稍低，平均溫度為25℃。冬季白天一般保持在18℃-23℃，晚上保持在18℃。極端低溫不低于15℃。
3.濕度調控。室內濕度主要依靠高壓微霧加濕系統和新風加濕器，在通風或送熱風的同時補濕。冬季空氣濕度為70％-80％，夏季＞85％。冬季定期對植株進行人工輔助葉面噴水，彌補因空調加溫引起水分的蒸發過度。同時，在5-10月，每日在游客進入展示區(9:00)之前，高壓微霧設備噴霧10-15分鐘，確保早晨濕度達到95％以上。當降至70％時，高壓微霧設備自動噴霧2分鐘，基本每次噴霧間隔半小時。在關閉展示區前(17:00)再噴霧10-15分鐘，相對濕度再次達到95％以上。夜間空氣濕度相對穩定，可維持在65-75％。11-4月，由于暖空調的供給展區的濕度有所下降，每次噴霧需5分鐘以上達到65％。
4.通風控制。展區主要通過機械通風加自然通風來解決通風問題。通過可調試噴口送風口的角度調節供冷氣和供熱氣。室內通氣換氣次數控制在每小時約4-5次左右。種植區風速不超過1.5m/s。當室內溫度超過18℃時，開啟換氣設備，調節空氣環境。
5.水質控制。采取獨立的內部供水系統。根據熱帶雨林植物生長的習性，灌溉采用偏弱酸性水，在冬季將灌溉用水通過灌溉用水熱交換機組加熱到室溫后再使用。空氣加濕用水采用反滲透水處理系統制備純凈水。
6.土壤控制。展示區的種植土，主要是人工配置的栽培介質土和部分農田栽植土的混合。為了使土壤生境適于雨林植物生長，培植土增加了較多的腐殖酸含量較高的草炭，為防止土壤板結，加入了少量保水性好、孔隙度高的陶沙。土壤容重保持在0.7-0.95。
7.灌溉控制。采用地埋式滴灌系統，將水和植物生長所需要的養分通過輸水管路和特制的灌水器(滴頭)，直接、準確地輸入到植物根部附近的土壤中。在根系周圍施用激素促進根系生長。通過施用含有氨基酸等小分子的有機化合物和微量元素的葉面肥如德國生產的動力2001葉面肥，促進葉片的生長；在根系附近施用含有適當比例的大量元素和微量元素的長效無機肥和小分子有機肥，促進根系和樹冠的生長。人工輔助施肥以向土壤施用長效緩釋顆粒肥為主，向植物葉面噴灑低濃度的速效肥為輔。
8.病蟲害防治。限制農藥的使用，小面積蟲害采取人工捕殺，確有需要，選用無公害和高效低毒農藥進行病蟲害防治。對新補種的植物在進展示區前進行檢疫預處理。
9二氧化碳的補給。在一定范圍內二氧化碳濃度增加光合作用的速度就增加。展示區內的二氧化碳濃度主要受游客多寡的影響，人們呼出的二氧化碳遠遠超過植物進行光合作用所消耗的二氧化碳。在展示區，由于二氧化碳濃度較高，會減少氧氣的競爭而降低光呼吸使光合作用速率提高。
權利要求
1.對雨林植物種植的室內環境，主要以仿原自然地區高溫、高濕的雨林生境為環境控制目標，主要控制系統和技術指標如下(1)光照。室內設置人工光照補償系統，主要因素包括光照強度、光照時間以及光源質量等。(2)溫度。展區安裝了組合式空調機組、吊頂式空調機組和組合式新風機組進行空氣處理，以及轉輪式全熱交換器、熱水空氣加熱器進行空氣熱交換。(3)濕度。室內濕度主要依靠高壓微霧加濕系統和新風加濕器，在通風或送熱風的同時補濕。(4)風控制。展區主要通過機械通風加自然通風來解決通風問題。(5)水質控制。展區內部的供水系統在設計和管理上都是獨立的系統。(6)土壤控制。展區的種植土，主要是人工配置的栽培介質土和部分農田栽植土的混合。(7)灌溉控制。采用地埋式滴灌系統，將水和植物生長所需要的養分通過輸水管路和特制的灌水器(滴頭)，直接、準確地輸入到植物根部附近的土壤中。(8)病蟲害防治。限制農藥的使用，小面積蟲害采取人工捕殺，確有需要，選用無公害和高效低毒農藥進行病蟲害防治。(9)二氧化碳的補給。
2.根據權利要求1所述的控制措施，展示區植物栽種區域的平均光照度為62-100μmol.m-2.s-1(相當于3000-5000Lux)。夏季光照時間控制在每天10h左右，冬季則為每天8h。選擇的人工光源其光色與光譜盡可能接近日光，為寬光譜高顯色金屬鹵素光源與全光譜鹵鎢光源。
3.根據權利要求1所述的控制措施，室內溫度根據冬夏兩季設定，夏季較高，冬季稍低，平均溫度為25℃。冬季白天一般保持在18℃-23℃，晚上保持在18℃。極端低溫不低于15℃。夏季室內溫度低于室外氣溫，一般不大于32℃。在溫度的調控中適當保持溫度的變幅，使植物有溫周期的變化。
4.根據權利要求1所述的控制措施，冬季空氣濕度為70％-80％，夏季＞85％。噴霧加濕時一般會使溫度下降1℃-2℃，室內的溫、濕度變化一直是在一定范圍內變化。冬季定期對植株進行人工輔助葉面噴水，彌補因空調加溫引起水分的蒸發過度。同時，在濕度控制方面依照自然界的干濕季特點采取了以下措施在5-10月，每日在游客進入展示區(9:00)之前，高壓微霧設備噴霧10-15分鐘，確保早晨濕度達到95％以上。隨著時間推移，相對濕度降低，當降至70％時，高壓微霧設備自動噴霧2分鐘，基本每次噴霧間隔半小時。在關閉展示區前(17:00)再噴霧10-15分鐘，相對濕度再次達到95％以上。夜間空氣濕度相對穩定，可維持在65-75％。11-4月，由于暖空調的供給展示區的濕度有所下降，這與自然界中的干季是一致的，但濕度下降的幅度很大，有時空氣濕度只達20-30％，每次噴霧需5分鐘以上才可達到65％。白天濕度比夜間濕度高，這與自然界的濕度變化規律不同。這種現象在這特殊的環境中有著一定的意義一方面，白天多噴霧加濕可以給游客營造一種逼真的熱帶雨林效果；另一方面，夜間濕度降低，一定程度上減少了病蟲害的發生。
5.根據權利要求1所述的控制措施，通過可調試噴口送風口的角度調節供冷氣和供熱氣。室內通氣換氣次數控制在每小時約4-5次左右。種植區風速不超過1.5m/s。當室內溫度超過18℃時，開啟換氣設備，調節空氣環境。屋頂開啟窗可以進行輔助通風，開啟窗的面積為建筑投影面積的10％。
6.根據權利要求1所述的控制措施，灌溉采用偏弱酸性水，在冬季將灌溉用水通過灌溉用水熱交換機組加熱到室溫后再使用。空氣加濕用水采用反滲透水處理系統制備純凈水。
7.根據權利要求1所述的控制措施，培植土增加了較多的腐殖酸含量較高的草炭，為防止土壤板結，加入了少量保水性好、孔隙度高的陶沙。經常人工松土，增加土壤透氣性。
8.根據權利要求1所述的控制措施，通過施用含有氨基酸等小分子的有機化合物和微量元素的葉面肥如德國生產的動力2001葉面肥，促進葉片的生長；在根系附近施用含有適當比例的大量元素和微量元素的長效無機肥和小分子有機肥，促進根系和樹冠的生長。人工輔助施肥以向土壤施用長效緩釋顆粒肥為主，向植物葉面噴灑低濃度的速效肥為輔。
9.根據權利要求1所述的控制措施，對新補種的植物在進館前進行檢疫預處理。
10.根據權利要求1所述的控制措施，展示區內的二氧化碳濃度主要受游客多寡的影響，人們呼出的二氧化碳遠遠超過植物進行光合作用所消耗的二氧化碳。較高的二氧化碳濃度，會減少氧氣的競爭而降低光呼吸使光合作用速率提高。
全文摘要
本發明涉及雨林植物在大型室內展示區種植的技術方法，通過調控改變光照、溫度、濕度、通風、水質、土壤等環境因子及控制灌溉、病蟲害防治及二氧化碳的補給，完善環境的模擬程度及控制系統的自動調控能力，充分發揮智能控制系統的優勢，在降低或不增加運行成本的情況下，維持植物的存活和生長。使大型室內展示區的雨林植物景觀既符合生態規律，又滿足觀眾的游覽需求，提高社會效益和經濟效益。
文檔編號A01G13/00GK101049069SQ20061002551
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月7日 優先權日2006年4月7日
發明者唐先華, 丁建華, 王錫欽, 王全秀 申請人:上海科技館