一種營養液膜技術的水培種植系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型具體公開了一種營養液膜技術的水培種植系統。所述系統包括栽培液供給循環系統和栽培及防護系統。栽培液供給循環系統包括栽培液母液集中供給系統、栽培液循環系統和清水集中供給系統；其中栽培液母液集中供給系統主要由栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐組成；栽培液循環系統主要由總供液罐、供回液罐組成；清水集中供應系統由清水池、水泵、抽水管組成。栽培及防護系統包含栽培槽、集液器、隔基質網、支架和防護棚。該系統解決了傳統水培種種植設施投資成本高和運營費用巨大、栽培液菌害不易控制、栽培液pH值難控制和雨水對作物的危害的技術性難題，適宜種植多種農作物，實現農作物的優質、節能和高效生產。
【專利說明】一種營養液膜技術的水培種植系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無土栽培【技術領域】，具體涉及一種營養液膜技術的水培種植系統。
【背景技術】
[0002]無土栽培是指不用天然土壤，而利用含有植物生長發育所必需的元素的營養液來提供營養，使植物能夠正常地完成整個生命周期的種植技術。無土栽培又稱為營養液栽培、溶液栽培、水耕、水培、養液栽培等。
[0003]水培是指植物部分根系懸掛生長在營養液中，而另一部分根系裸露在潮濕空氣中的一類無土栽培方法。水培分為兩大類型:深液流水培技術和營養液膜技術(NFT)。深液流水培技術是指營養液層較深、植物由定植板或定植網框懸掛在營養液液面上方，而根系從定植板或定植網框伸入到營養液中生的水培技術。營養液膜技術是指營養液以淺層流動的形式在栽培槽中從較高的一端流向較低的另一端的水培技術。它是1973年由英國人庫柏發明的。水培技術，特別是營養液膜技術，在我國1984年就開始開展研究和應用，但未能廣泛應用于生產中。
[0004]與傳統土壤種植相比，水培種植具有如下優點:1、產量高:在水培條件下,植物生長所需的光、溫、水、肥等條件均能及時、合理、協調和充分供應，因此，其產量要比土壤栽培高。一般作物的產量可高I倍以上，有些作物甚至可高10多倍。2、質量優:由于水培能夠充分而有效地滿足作物對生長環境的要求，水分和養分供應充足，生長速度較快，因此，其產品粗纖維含量較少，而維生素含量較高，著色均勻，口感好，營養價值高。3、省水、省肥和省工:傳統的土壤種植中施用的肥料，其平均利用率大約只有50%左右，而水培是根據作物品種的不同和不同的生育期以營養液的形式來供應營養的，所有的營養物質均為水溶性的，而且有相當部分的水培是封閉式和營養液循環利用的，約有90%?95%肥料為作物所吸收，因此，營養的利用率高，節省肥料。水培由于不存在像土壤種植那樣的水分滲漏損失，因此，其水分利用率也很高。水培的耗水量大約只有土壤種植的1/5?1/10，所以它特別適宜于干旱缺水的地方使用。水培擺脫了土壤種植中翻土、整畦和除草等繁重的勞動，實現了機械化和自動化操作，大大降低了勞動強度，節省了勞動力，提高了勞動生產率。4、病蟲害少，無連作障礙，實現生產過程無公害化:水培利用栽培槽或栽培袋進行的，在一定程度上隔絕了病原菌、害蟲和土壤、水源、空氣中的有害物質對作物的侵染，因此，無土栽培是真正的無公害農產品的生產方式。水培還從根本上解決土壤連作障礙的問題。每種植一茬作物，只要對設施進行必要的清洗和消毒處理就可以馬上種植下一茬作物，不會因連作而造成病蟲害的大量發生，也不會出現土壤種植的次生鹽潰化和地力衰竭的問題。5、充分利用土地資源:水培對土地沒有特別的要求，在荒山、荒地、河灘、海島、沙漠都可進行種植，其不需要占用農田，這對保護日益減少的耕地，擴大農業生產的面積有著十分重要的意義。同時，水培的產量和質量都土壤種植優良，還可實行立體種植，在另一種意義上增加了土地的產出能力，節約了土地的用量。6、實現了農業現代化:水培簡化了土壤種植中繁復的勞作，通過多學科多種技術的融合，利用各種相關的儀器儀表和操作機械，逐步使得水培過程的各種管理措施實現機械化、自動化，體現了現代化農業的發展方向。
[0005]盡管水培具有上述的優點，但現有的水培種植也具有不少缺點:1、投資和運營成本較大:無論是采用簡易或自動化程度較高的水培，都需建設相應的生產設施，而這些生產設施造價比較昂貴，特別是大規模的水培種植，其投資更為巨大，同時，生產設施運行水電費、折舊費和設施維護費支出也十分巨大，而土壤種植相對于水培而言則投入的成本非常小，這是目前水培應用中，特別是大面積的、集約化的水培最致命的缺點。水培設施的建造，每畝約三十萬元左右。由于投資成本巨大，在目前我國的社會經濟水平條件下，依靠種植作物回收這么大的投資，是非常困難的，這是為什么水培種植難以被廣大種植者所接受的根本原因。2、技術要求高:水培種植過程中的栽培液配制、栽培液菌害和栽培液pH值等生產條件的控制相對于土地種植復雜得多，如果沒有更為先進的技術手段進行支持，就很容易導致種植失敗，帶來巨大的經濟損失。3、如管理不當，易造成病害大范圍傳播:栽培液在水培設施中循環利用，在高溫和高濕的環境下，或設施、種子、基質、生產工具等清洗、消毒不徹底和工作人員操作不當等原因，易造成病害的大量繁殖，嚴重時造成大量作物死亡。4、不能有效地防止雨水對農作物的直接危害。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的是為了克服現有水培種植由于種植設施投資成本和運營費用巨大、栽培液菌害不易控制、栽培液pH值難控制和雨水對農作物的危害的技術性難題,提供一種營養液膜技術的水培種植系統，所述系統適宜種植多種農作物，可實現農作物的優質、節能和高效生產。
[0007]本實用新型通過以下技術方案實現上述目的:
[0008]—種營養液膜技術的水培種植系統，包括栽培液供給循環系統和栽培、防護系統，所述栽培液供給循環系統包括栽培液母液集中供給系統、栽培液循環系統和清水集中供給系統；栽培液母液集中供給系統包括栽培液母液te、濃縮fe液te和濃縮喊液te ;栽培液循環系統包括通過第四供液管相連的總供液罐和供回液罐；清水集中供給系統包括設有抽水管的清水池和供水管；栽培液母液罐、濃縮酸液罐和濃縮堿液罐分別通過第一供液管、第二供液管和第三供液管與總供液罐相連；清水池通過供水管分別與栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐和供回液罐相連；
[0009]所述栽培及防護系統包括栽培槽、支架、防護棚、集液器和隔基質網；栽培槽通過第五供液管與供回液罐相連；栽培槽活動設置于支架上，栽培槽出口端懸空安裝于集液器上方，栽培液通過栽培槽出口直接流入集液槽中；防護棚安裝在支架上方，與支架活動相連；集液器通過回液管與供回液罐相連。
[0010]所述的供水管上設有第四水泵，第四水泵的進水口與清水池相連，出水口與供水管相連；供水管與栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐和供回液罐相連，由栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐、供回液罐上方注入清水；抽水管上設有第五水泵，抽水管深入地層，抽取地下水，與第五水泵的進水口相連，第五水泵的出水口與清水池相連。
[0011]所述第一供液管、第二供液管和第三供液管上分別設有第一、第二和第三水泵；第四供液管上設有第六水泵；第五供液管上設有第七水泵，第七水泵位于供回液罐的上方，第七水泵的進水口位于供回液罐的底部，第七水泵出水口與第五供液管連接。
[0012]所述的栽培液母液集中供給系統根據生產中實際使用量預先配備好栽培液母液、濃縮酸液和濃縮堿液，并能按配制栽培液的需要通過栽培液母液集中供給系統中的供液管輸送到栽培液循環系統中的總供液罐和供回液罐中。這樣不僅方便集中管理，而且還節省了配液的時間，降低了勞動的頻率，減輕了勞動的強度，適合大面積進行水培種植的需要。
[0013]所述的栽培液母液集中供給系統中的濃縮酸液罐、濃縮堿液罐用于及時調整栽培液的PH值，保證栽培液pH值適宜農作物生長的需要。
[0014]所述的清水集中供給系統通過抽取經檢測無污染的深層地下水或山泉水，并以清水集中供應系統中的供水管輸送到相關設施供生產所需，不僅使水溫保持相對的穩定，而且水體富含礦物質，對農作物生長更為有利，而且節約了水費支出的成本，適合大面積進行水培種植的需要。
[0015]所述的栽培液循環系統設置一個總供液罐，平均每一畝土地面積設置一個供回液罐，總供液罐與供回液罐以第四供液管相連，并配備低功率和低耗能的動力設施。舊有的營養液膜技術的水培種植系統，大多數均為一個栽培液貯液池供給大面積的種植設施進行生產，這樣做有如下明顯的缺點:(1)如管理不當，由于栽培液病菌擴散、設施故障等因素造成大面積病害的發生和作物死亡；(2)由于不同作物對栽培液的營養元素需求量不同，舊有的設置方式，使得集中配制的栽培液可能僅適合種植較少品種的農作物；(3)為限制病菌在栽培液生存的條件和農作物生長提供充足的養分，營養液膜水培種植系統一般采用24小時連續循環供液方式，而且為滿足大規模種植的需要，只有使用大功率的設備，如此一來使得電能消耗非常巨大，大大增加了生產的成本。由于所述的栽培液循環系統一畝設置一個供回液罐，并配備相應低功率和低耗能的動力設備，使其形成了相對獨立的小規模的栽培液循環系統，因此，不僅克服了上述缺點，而且達到如下良好的效果:(I)如因管理不當的原因，導致病菌害或設施故障等不利因素出現，其造成的損害就能控制在一定范圍內，并能及時消除危害，有效避免了損失的大規模擴散；(2)根據生產和市場的需要，配備營養成份有所區別的栽培液，種植不同種類的農作物，有利于實現“分區管理和分類種植”的目的；(3)由于采用耗能很低的動力設備就能滿足種植需要，大大降低了生產的成本。
[0016]所述的栽培液循環系統采用連續循環供液的方式，流動的液體有效抑制了病菌生存，有效降低了病菌對植物根系的損害。
[0017]所述的栽培液母液集中供給系統中的第一、第二、第三供液管、栽培液母液罐、濃縮酸液罐和濃縮堿液罐；栽培液循環系統中的總供液罐、供回液罐、第四供液管、第五供液管、回液管；清水集中供應系統中的清水池、抽水管和供水管均埋藏于地下，使水溫或液溫保持相對較穩定的適宜植物生長的溫度，可防止受太陽照射和氣溫的因素導致液溫或水溫不適宜植物生長，同時也可減慢上述生產設施老化的速度，延長其使用的壽命。
[0018]所述的栽培液循環系統中的連接供回液罐和栽培槽的第五供液管分為供液主管道和兩級供液支管道，供液主管道的口徑最大，一級供液支管道與供液主管道相連，口徑較大，二級供液支管道分別與一級供液支管道和栽培槽相連，口徑最小；與栽培槽連接的二級供液支管道在接近栽培槽的位置上設有流量調節閥；所述兩級供液支管道的海拔位置高于供液主管道，供液主管道的海拔位置高于供回液罐。[0019]所述的栽培液循環系統中的連接供回液罐和集液器的回液管分為回液主管道和兩級回液支管道，回液主管道的口徑最大，一級回液支管道與回液主管道相連，口徑較大，二級回液支管道分別與一級回液支管道和集液器相連，口徑最小，使從集液流回的栽培液迅速流回供回液罐，有效避免了供給栽培液過量溢出的問題。所述兩級回液支管道的海拔位置高于回液主管道，回液主管道的海拔位置高于供回液罐。所述的滅菌和分子粉碎器安裝于回液主管道上，該儀器不僅能有效殺滅栽培液中的病菌，而且還能將栽培液中的養分大分子團分離，更有利于植物根系對養分的有效吸收。
[0020]所述的栽培液母液集中供給系統中的栽培液母液te、濃縮fe液te和濃縮喊液te的海拔位置高于栽培液循環系統中的總供液罐、供回液罐；所述栽培液循環系統中的兩級供液支管道的海拔位置高于供液主管道，供液主管道的海拔位置高于供回液罐，兩級回液支管道的海拔位置高于回液主管道，回液主管道的海拔位置高于供回液罐；所述的清水集中供給系統中的清水池的海拔位置高于栽培液母液集中供給系統中的栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐和栽培液循環系統中的總供液罐、供回液罐，利用重力差把栽培液和清水輸送至海拔位置低的設施中，減少電能的消耗，從而達到節能的效果。
[0021]所述的栽培液母液集中供給系統中的第一、第二、第三供液管、栽培液母液罐、濃縮酸液罐和濃縮堿液罐；栽培液循環系統總供液罐、供回液罐、第四供液管、第五供液管、回液管；清水集中供應系統中的抽水管和供水管；栽培槽系統中的栽培槽、集液器均采用無毒的PVC塑料材質制成，不僅耐腐蝕和經久耐用，防止液體滲透，而且安裝、拆卸和維修方便。
[0022]所述栽培液循環系統中的回液主管道從供回液罐罐口上方進入到供回液罐，懸空于栽培液面上方，利用落差將栽培液注入池中濺起的水泡增加栽培液的溶氧量；空氣混入器安裝于供回液罐的上方，輸氣管插入供回液罐的底部，不斷向栽培液中泵入空氣或氧氣增加栽培液中的溶氧量，保證了栽培液中的溶氧量的充足，充分滿足植物根系吸氧的需要，同時有效抑制了對植物根系帶來傷害的厭氧致病菌生存，保護了植物根系的正常生長，從而避免了農藥的使用。
[0023]所述的栽培液循環系統中的集液器包括相互連接的集液槽和集液斗，集液槽與栽培槽活動相連，隔基質網設于集液斗內；集液斗通過二級回液支管道與供回液罐相連。
[0024]所述的栽培及防護系統中的栽培槽由槽體和定植板組成，槽體與定植板活動連接。所述的槽體橫截面為1/2半圓形，半徑5.5cm，槽體進液口端為活動旋蓋。由于經過一定的種植時間后，栽培槽中會滋生大量水藻和，堆積基質、灰塵等，水藻會消耗大量栽培液中的養分，影響作物對養分的吸收，堆積物會使管道堵塞，使栽培液溢出，造成栽培液的浪費，同時由于水流速度變慢，會令病菌容易滋生，影響根系的生長，因此，栽培槽內部要定期進行清洗，而本設計則適合安裝、拆卸、置換和完全清洗。
[0025]所述的栽培及防護系統中的栽培槽呈9?13°的坡度縱向擺放，栽培液在栽培槽中在重力作用下自然流動，不僅節約能源，而且使栽培液的流速和液面符合作物根系有效吸收養分的需要。
[0026]所述的支架采用熱浸鍍鋅管制作，防銹，支撐力強，堅固耐用。
[0027]所述的栽培及防護系統中的防護棚采用熱浸鍍鋅管制作，不僅防銹，支撐力強，堅固耐用，而且鋪設塑料薄膜后，可保溫、防雨、防風和防曬，有效解決了雨水進入栽培槽后栽培液EC值和pH值的嚴重影響，同時，有效地防止了雨水對農作物的直接危害。防護棚橫跨兩張種植臺，寬4.5米，高3米。
[0028]所述的栽培及防護系統中的隔基質網放置于集液斗內，有效地阻隔了基質、灰塵和作物腐殖質進入循環系統的管道中堵塞管道。
[0029]上述的水培種植系統主要應用于蔬菜、花卉等農作物的生產。
[0030]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0031]1、本實用新型所述的水培種植系統設施建造成本低于同類采用營養液膜技術的水培種植系統的建造成本。同時該系統具有使用壽命長、安裝和拆卸方便、空間利用率高、清洗消毒方便和便于對種植環境進行調控的優點。
[0032]2、本實用新型所述的水培種植系統能讓水分和營養物質循環利用，降低了生產成本。
[0033]3、本實用新型所述的水培種植系統由于脫離土壤種植，能有效防止土壤中的病蟲害和菌害對作物的危害，減少了農藥的使用，保證了作物質量，符合無公害蔬菜的標準，而且降低了生產成本。
[0034]4、本實用新型所述的水培種植系統能有效控制栽培液的pH值，創造了作物生長的良好條件。
[0035]5、本實用新型所述的水培種植系統采用24小時循環供液的方式和安裝了滅菌和分子粉碎器能有效控制栽培液中菌害對作物根系的傷害，保證了作物的正常生長。
[0036]6、本實用新型所述的水培種植系統采用一畝設施設置一個供回液罐供給農作物營養液的方式，使得農作物種植實現“分區管理和分類種植”的目的，適宜種植多種作物，適應范圍廣，同時能及時和有效控制營養液菌害大面積擴散。此外，因供回液罐中液體量不大，只需采用低功率的水泵就可向系統循環供應栽培液，大大節約了電能，降低了生產的成本。
[0037]7、本實用新型所述的水培種植系統的防護棚設施有效解決了雨水進入栽培槽后栽培液EC值和pH值的嚴重影響。同時，由于廣東地區春季氣溫冷熱交替不定、陰雨連綿，夏秋季高溫高濕、臺風暴雨頻繁和降水中酸雨較多，因此造成農作物大面積失收，而此防護設施雖建造成本低廉，但是卻能有效地解決雨水導致的農作物失收的技術性難題，不僅可保溫、防曬，而且能有效地防止雨水對農作物的直接危害，保證作物豐產豐收。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1.本實用新型所述水培種植系統的示意圖。
[0039]附圖標記表:1.栽培液母液iiS;2.濃縮fe液iiS ;3.濃縮喊液iiS ;4.總供液iiS ;
5.供回液罐；6.清水池；7.栽培槽；8.集液器；9.第一供液管；10.第二供液管；ll.第三供液管；12.第四供液管；13供水管；14.抽水管；15.第五供液管；16.回液管；17.第一水泵；18.第二水泵；19.第三水泵；20.第四水泵；21第五水泵；22.第六水泵；23.空氣混入器；24.第七水泵；25.流量調節閥；26滅菌和分子粉碎器；27.隔基質網；28支架；29防護棚。
[0040]圖2.本實用新型所述栽培槽的示意圖；其中A為截面圖，B為俯視圖。【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作出進一步地詳細闡述，但實施例并不對本實用新型做任何形式的限定。
[0042]實施例1
[0043]—種營養液膜技術的水培種植系統的構建(參照說明書附圖1):
[0044]—種營養液膜技術的水培種植系統，包括栽培液供給循環系統和栽培、防護系統，所述栽培液供給循環系統包括栽培液母液集中供給系統、栽培液循環系統和清水集中供給系統；栽培液母液集中供給系統包括栽培液母液te 1、濃縮Ife液te 2和濃縮喊液-- 3 ;栽培液循環系統包括通過第四供液管12相連的總供液罐4和供回液罐5 ;清水集中供給系統包括設有抽水管14的清水池6和供水管13 ;栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2和濃縮堿液罐3分別通過第一供液管9、第二供液管10和第三供液管11與總供液罐4相連；清水池6通過供水管13分別與栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2、濃縮堿液罐3、總供液罐4和供回液罐5相連；所述栽培及防護系統包括栽培槽、支架28、防護棚29、集液器和隔基質網27 ;栽培槽通過第五供液管15與供回液罐5相連；栽培槽活動設置于支架28上，栽培槽出口端懸空安裝于集液器上方，栽培液通過栽培槽出口直接流入集液槽中；防護棚29安裝在支架28上方，與支架28活動相連；集液器通過回液管16與供回液罐5相連。
[0045]所述的供水管13上設有第四水泵20，第四水泵20的進水口與清水池6相連，出水口與供水管13相連；供水管13與栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2、濃縮堿液罐3、總供液罐4和供回液罐5相連，由栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2、濃縮堿液罐3、總供液罐4、供回液罐5上方注入清水；抽 水管14上設有第五水泵21，抽水管14深入地層，抽取地下水，與第五水泵21的進水口相連，第五水泵21的出水口與清水池6相連。所述第一供液管9、第二供液管10和第三供液管11上分別設有第一水泵17、第二水泵18和第三水泵19 ;第四供液管12上設有第六水泵22 ;第五供液管15上設有第七水泵24，第七水泵24位于供回液罐5的上方，第七水泵24的進水口位于供回液罐5的底部，第七水泵24出水口與第五供液管15連接。
[0046]一、栽培液供給循環系統:
[0047]1、栽培液母液集中供給系統:由栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2、濃縮堿液罐3、第一水泵17、第二水泵18、第三水泵19、第一供液管9、第二供液管10、第三供液管11組成。
[0048]所述的栽培液母液集中供給系統根據生產中實際使用量預先配備好栽培液母液、濃縮酸液和濃縮堿液，并能按配制栽培液的需要通過第一供液管9、第二供液管10、第三供液管11輸送到栽培液循環系統中的總供液罐4和供回液罐5中。這樣不僅方便集中管理，而且還節省了配液的時間，降低了勞動的頻率，減輕了勞動的強度，適合大面積進行水培種植的需要。
[0049]所述的栽培液母液集中供給系統中的第一供液管9、第二供液管10、第三供液管
11、栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2和濃縮堿液罐3均埋藏于地下，使水溫或液溫保持相對較穩定的適宜植物生長的溫度，可防止受太陽照射和氣溫的因素導致液溫或水溫不適宜植物生長，同時也可減慢上述生產設施老化的速度，延長其使用的壽命。
[0050]所述的栽培液母液集中供給系統中的栽培液母液iiS 1、濃縮Ife液iiS 2和濃縮喊液罐3的海拔位置高于栽培液循環系統中的總供液罐4、供回液罐5，利用重力差把栽培液和清水輸送至海拔位置低的設施中，減少電能的消耗，從而達到節能的效果。
[0051]所述的栽培液母液集中供給系統中的第一供液管9、第二供液管10、第三供液管
11、栽培液母液罐1、濃縮酸液罐2、濃縮堿液罐3均采用添加UC的無毒的PVC塑料材質制成，不僅耐腐蝕和經久耐用，防止液體滲透，而且安裝、拆卸和維修方便。
[0052]2、清水集中供給系統:由清水池6、第五水泵21、第六水泵22、抽水管14和供水管13組成。
[0053]所述的清水集中供應系統中的清水池6、抽水管14和供水管13均埋藏于地下，使水溫或液溫保持相對較穩定的適宜植物生長的溫度，可防止受太陽照射和氣溫的因素導致液溫或水溫不適宜植物生長，同時也可減慢上述生產設施老化的速度，延長其使用的壽命。
[0054]所述的清水集中供給系統中的清水池6的海拔位置高于栽培液母液集中供給系統中的栽培液母液te 1、濃縮Ife液te 2、濃縮喊液--ρ 3和栽培液循環系統中的總供液-- 4、供回液罐5，利用重力差把栽培液和清水輸送至海拔位置低的設施中，減少電能的消耗，從而達到節能的效果。
[0055]所述的清水集中供應系統中的抽水管14和供水管13均采用添加UC的無毒的PVC塑料材質制成，不僅耐腐蝕和經久耐用，防止液體滲透，而且安裝、拆卸和維修方便。
[0056]所述的清水集中供給系統通過抽水管14抽取經檢測無污染的深層地下水或山泉水，并以供水管13輸送到相關設施供生產所需，不僅使水溫保持相對的穩定，而且水體富含礦物質，對農作物生長更為有利，而且節約了水費支出的成本，適合大面積進行水培種植的需要。`
[0057]3、栽培液循環系統:由總供液罐4、供回液罐5、第四供液管12、第五供液管15、回液管16、第六水泵22、第七水泵24、流量調節閥25、滅菌及分子粉碎器26和空氣混入器23組成。
[0058]所述的栽培液循環系統設置一個總供液罐4，平均每一畝土地面積設置一個供回液罐5，總供液罐4與供回液罐5以第四供液管12相連，并配備低功率和低耗能的動力設施。舊有的營養液膜技術的水培種植系統，大多數均為一個栽培液忙液池供給大面積的種植設施進行生產，這樣做有如下明顯的缺點:(1)如管理不當，由于栽培液病菌擴散、設施故障等因素造成大面積病害的發生和作物死亡；(2)由于不同作物對栽培液的營養元素需求量不同，舊有的設置方式，使得集中配制的栽培液可能僅適合種植較少品種的農作物；
(3)為限制病菌在栽培液中生存的條件和農作物生長提供充足的養分，營養液膜水培種植系統一般采用24小時連續循環供液方式，而且為滿足大規模種植的需要，只有使用大功率的設備，如此一來使得電能消耗非常巨大，大大增加了生產的成本。由于所述的栽培液循環系統一畝設置一個供回液罐，并配備相應低功率和低耗能的動力設備，使其形成了相對獨立的小規模的栽培液循環系統，因此，不僅克服了上述缺點，而且達到如下良好的效果:
(I)如因管理不當的原因，導致病菌害或設施故障等不利因素出現，其造成的損害就能控制在一定范圍內，并能及時消除危害，有效避免了損失的大規模擴散；(2)根據生產和市場的需要，配備營養成份有所區別的栽培液，種植不同種類的農作物，有利于實現“分區管理和分類種植”的目的；(3)由于采用耗能很低的動力設備就能滿足種植需要，大大降低了生產的成本。
[0059]所述的栽培液循環系統采用連續循環供液的方式，流動的液體有效抑制了病菌生存，有效降低了病菌對植物根系的損害。
[0060]所述的栽培液循環系統中的總供液罐4、供回液罐5、第四供液管12、第五供液管15、回液管16均埋藏于地下，使水溫或液溫保持相對較穩定的適宜植物生長的溫度，可防止受太陽照射和氣溫的因素導致液溫或水溫不適宜植物生長，同時也可減慢上述生產設施老化的速度，延長其使用的壽命。
[0061]所述的栽培液循環系統中的兩級供液支管道的海拔位置高于供液主管道，供液主管道的海拔位置高于供回液罐5，兩級回液支管道的海拔位置高于回液主管道，回液主管道的海拔位置高于供回液罐5，利用重力差把栽培液和清水輸送至海拔位置低的設施中，減少電能的消耗，從而達到節能的效果。
[0062]所述的栽培液循環系統總供液罐4、供回液罐5、第四供液管12、第五供液管15、回液管16均采用添加UC的無毒的PVC塑料材質制成，不僅耐腐蝕和經久耐用，防止液體滲透，而且安裝、拆卸和維修方便。
[0063]所述栽培液循環系統中的回液主管道從供回液罐5罐口上方進入到供回液罐5，懸空于栽培液面上方，利用落差將栽培液注入池中濺起的水泡增加栽培液的溶氧量；空氣混入器23安裝于供回液罐5的上方，輸氣管插入供回液罐5的底部，不斷向栽培液中泵入空氣或氧氣增加栽培液中的溶氧量，保證了栽培液中的溶氧量的充足，充分滿足植物根系吸氧的需要，同時有效抑制了對植物根系帶來傷害的厭氧致病菌生存，保護了植物根系的正常生長，從而避免了農藥的使用。
[0064]所述的栽培液循環系統中的連接供回液罐5和栽培槽7的第五供液管15分為供液主管道和兩級供液支管道，供液主管道的口徑最大，一級供液支管道與供液主管道相連，口徑較大，二級供液支管道分別與一級供液支管道和栽培槽相連，口徑最小；與栽培槽連接的二級供液支管道在接近栽培槽的位置上設有流量調節閥25 ;該調節閥有效調節栽培液在栽培槽7中適合作物生長的流速和液面高度。所述兩級供液支管道的海拔位置高于供液主管道，供液主管道的海拔位置高于供回液罐。
[0065]所述的栽培液循環系統中的連接供回液罐5和集液器8的回液管16分為回液主管道和兩級回液支管道，回液主管道的口徑最大，一級回液支管道與回液主管道相連，口徑較大，二級回液支管道分別與一級回液支管道和集液器8相連，口徑最小；使從集液器8流回的栽培液迅速流回供回液罐5，有效避免了供給栽培液過量溢出的問題。
[0066]所述兩級回液支管道的海拔位置高于回液主管道，回液主管道的海拔位置高于供回液罐。所述的滅菌和分子粉碎器安裝于回液主管道上，該儀器不僅能有效殺滅栽培液中的病菌，而且還能將栽培液中的養分大分子團分離，更有利于植物根系對養分的有效吸收。
[0067]二、栽培、防護系統:由栽培槽7、集液器8、支架28、防護棚29和隔基質網27組成。
[0068]所述的栽培、防護系統中的栽培槽7由槽體和定植板組成，槽體與定植板活動連接。所述的槽體橫截面為1/2半圓形，半徑5.5cm，槽體進液口端為活動旋蓋。由于經過一定的種植時間后，栽培槽7中會滋生大量苔蘚，堆積基質和灰塵等，苔蘚會消耗大量栽培液中的養分，影響作物對養分的吸收，堆積物會使管道堵塞，使栽培液溢出，造成栽培液的浪費，同時由于水流速度變慢，會令病菌容易滋生，影響根系的生長，因此，栽培槽7內部要定期進行清洗，而本設計則適合安裝、拆卸、置換和完全清洗。[0069]所述的栽培、防護系統中的栽培槽7呈9?13°的坡度縱向擺放，栽培液在栽培槽7中在重力作用下自然流動，不僅節約能源，而且使栽培液的流速和液面符合作物根系有效吸收養分的需要。
[0070]所述的支架28采用熱浸鍍鋅管制作，防銹，支撐力強，堅固耐用。
[0071]所述的栽培、防護系統中的防護棚29采用熱浸鍍鋅管制作，不僅防銹，支撐力強，堅固耐用，而且鋪設塑料薄膜后，可防雨、防風和防曬，有效解決了雨水進入栽培槽7后栽培液EC值和pH值的嚴重影響。
[0072]所述的集液器8由集液槽和集液斗組成，集液槽與栽培槽7的出液口活動相連，集液斗與集液槽相連，集液斗與栽培液循環系統中的口徑最小回液支管道相連再連接到供回流罐5中。
[0073]所述的栽培、防護系統中的隔基質網27放置于集液斗內，有效地阻隔了基質、灰塵和作物腐殖質進入循環系統的管道中堵塞管道。
[0074]實施例2
[0075]使用實施例1構建的水培種植系統，進行作物(蔬菜、花卉等)水培種植，具體方法如下:以蔬菜種植為例。
[0076]S1.育苗階段
[0077]采用穴盤育苗的方式進行蔬菜育苗。基質以一定比例草炭、珍珠巖和蛭石混拌而成。
[0078]S2.移苗階段
[0079]當蔬菜秧苗生長至五至六片真葉完全展開后，將秧苗連同基質塊一起移苗定植于栽培槽中。
[0080]S3.種植階段
[0081]操作步驟如下:
[0082]S31.將適量的栽培液母液罐中的栽培液母液和清水集中供應系統中的清水注入總供液罐中調配好栽培液。
[0083]S32.若栽培液酸度或堿度不符合蔬菜生長要求，則需從濃縮酸液罐或濃縮堿液罐中注入濃縮酸液或堿液調節PH值。
[0084]S33.總供液罐的營養液調配好后，以供液管注入供回液罐中，再由供回液罐以供液管輸送至栽培及防護系統中，供蔬菜生長需要。
[0085]S4.采收階段
[0086]S41.當蔬菜符合采收要求，則將蔬菜連同基質塊一起從定植孔中取出進行切割采收。
[0087]S42.采收完畢后，以清水集中供應系統供應的清水清潔栽培及防護系統。
【權利要求】
1.一種營養液膜技術的水培種植系統，包括栽培液供給循環系統和栽培及防護系統，其特征在于，所述栽培液供給循環系統包括栽培液母液集中供給系統、栽培液循環系統和清水集中供給系統；栽培液母液集中供給系統包括栽培液母液te、濃縮fe液te和濃縮喊液罐；栽培液循環系統包括通過第四供液管相連的總供液罐和供回液罐；清水集中供給系統包括設有抽水管的清水池和供水管；栽培液母液罐、濃縮酸液罐和濃縮堿液罐分別通過第一供液管、第二供液管和第三供液管與總供液罐相連；清水池通過供水管分別與栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐和供回液罐相連； 所述栽培及防護系統包括栽培槽、支架、防護棚、集液器和隔基質網；栽培槽通過第五供液管與供回液罐相連；栽培槽活動設置于支架上，栽培槽出口端懸空安裝于集液器上方；防護棚安裝在支架上方，與支架活動相連；集液器通過回液管與供回液罐相連。
2.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四和第五供液管均埋于地下；第五供液管分為供液主管道和兩級供液支管道，供液主管道的口徑最大，一級供液支管道與供液主管道相連，口徑較大，二級供液支管道分別與一級供液支管道和栽培槽相連，口徑最小；與栽培槽連接的二級供液支管道在接近栽培槽的位置上設有流量調節閥；所述供液支管道的海拔位置高于供液主管道，供液主管道的海拔位置高于供回液罐。
3.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述回液管埋于地下，回液管分為回液主管道和兩級回液支管道，回液主管道的口徑最大，一級回液支管道與回液主管道相連，口徑較大，二級回液支管道分別與一級回液支管道和集液器相連，口徑最小；回液支管道的海拔位置高于回液主管道，回液主管道的海拔位置高于供回液罐；回液主管道上設有滅菌和分子粉碎器。
4.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述的供水管上設有第四水泵，第四水泵的進水口與清水池相連，出水口與供水管相連；供水管與栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐和供回液罐相連，由栽培液母液罐、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐、總供液罐、供回液罐上方注入清水；抽水管上設有第五水泵,抽水管深入地層，抽取地下水，與第五水泵的·進水口相連，第五水泵的出水口與清水池相連。
5.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述第一供液管、第二供液管和第三供液管上分別設有第一、第二和第三水泵；第四供液管上設有第六水泵；第五供液管上設有第七水泵，第七水泵位于供回液罐的上方，第七水泵的進水口位于供回液罐的底部，第七水泵出水口與第五供液管連接。
6.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述供回液罐上設有空氣混入器。
7.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述清水池的海拔位直聞于栽培液母液te、濃縮Ife液te、濃縮喊液te、總供液te、供回液te ;栽培液母液te、濃縮酸液罐、濃縮堿液罐的海拔位置高于總供液罐和供回液罐。
8.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述栽培液循環系統設置一個總供液罐，平均每一畝土地面積設置一個供回液罐，所述栽培液循環系統采用連續循環供液的方式；總供液罐和供回液罐均埋于地下。
9.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述栽培槽由槽體和定植板組成，槽體與定植板活動連接；所述的槽體橫截面為1/2半圓形,半徑5.5cm,槽體進液口端為活動旋蓋；所述的栽培槽呈擴13°的坡度縱向設置。
10.根據權利要求1所述營養液膜技術的水培種植系統，其特征在于，所述集液器包括相互連接的集液槽和集液斗，集液槽與栽培槽活動相連，隔基質網設于集液斗內；集液斗通過二級回液支管道與 供回液罐相連。
【文檔編號】A01G31/02GK203492501SQ201320348525
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2013年6月18日
【發明者】余漢強, 余漢鈞 申請人:余漢強, 余漢鈞