專利名稱：基于毛管力供給營(yíng)養(yǎng)液的植物栽培方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)林作物栽培技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明提供了一種利用毛管力供給營(yíng)養(yǎng)液的植物栽培方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物的灌溉自古采用的都是“澆地”的技術(shù)，即將水澆灌到農(nóng)作物的根系分布的土壤中，利用土壤膠體的吸附力和毛細(xì)管孔隙力保持水分，農(nóng)作物根系通過(guò)與之接觸吸收水分及溶解其中的營(yíng)養(yǎng)元素。即使被譽(yù)為現(xiàn)代栽培技術(shù)的無(wú)土栽培(水培、迷霧培除外)，也是通過(guò)滴頭將營(yíng)養(yǎng)液及水輸送至根部支撐介 質(zhì)，首先濕潤(rùn)根部介質(zhì)才能給農(nóng)作物供給養(yǎng)水分?！皾驳亍钡墓喔燃夹g(shù)會(huì)導(dǎo)致灌溉水的下滲漏水和地表蒸發(fā)失水。灌溉水及肥料營(yíng)養(yǎng)的利用率因作物種類、土壤類型和氣候條件的不同有所差異，但一般在30%左右。因此，“澆地”式的灌溉技術(shù)會(huì)導(dǎo)致灌溉水和肥料營(yíng)養(yǎng)的下滲浪費(fèi)，并引起地下水的富營(yíng)養(yǎng)化污染以及土壤的次生鹽潰化等環(huán)境問(wèn)題。即使在無(wú)土栽培中，營(yíng)養(yǎng)液的供給量也要大于需求量才能保證園藝植物的正常生長(zhǎng)和生產(chǎn)能力，滲灌比一般只能達(dá)到15-20:80-85左右，即灌溉水和肥料營(yíng)養(yǎng)的利用率只有80-85%左右，通常營(yíng)養(yǎng)液會(huì)有15-20%排放至溫室土壤中，嚴(yán)重污染溫室土壤環(huán)境?？梢?，“澆地”式的供水供肥技術(shù)不能按照?qǐng)@藝植物生長(zhǎng)的肥水需求自主供給養(yǎng)水分，會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)液的浪費(fèi)，污染環(huán)境，而且也不能精確調(diào)控園藝植物的生長(zhǎng)。因此，本領(lǐng)域迫切需要一種節(jié)能節(jié)水、營(yíng)養(yǎng)利用率高、可精確調(diào)控且環(huán)境友好的栽培技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)“澆地”式供給營(yíng)養(yǎng)液技術(shù)的缺陷，開發(fā)出一種利用毛細(xì)管力的供水供肥方法。即將根系與根部土壤及插入根部土壤中的毛管力輸液帶作為一個(gè)整體，葡萄等植物葉片蒸騰失水后，從葉片到根系表面的水勢(shì)漸次下降，根系吸收其周圍土壤的水分，引起近根表土壤的水勢(shì)下降，形成根系表面到插入根域土壤的毛管力輸液帶之間的水勢(shì)差異，毛管力輸液帶所富含的水分及溶解其中的營(yíng)養(yǎng)元素便會(huì)順著水勢(shì)差由毛管力輸液帶源源不斷地移送到根表，被根系吸收后上運(yùn)到葉片，毛管力輸液帶下端沒入營(yíng)養(yǎng)液中，毛管力輸液帶上端的水勢(shì)下降后又會(huì)不斷從下端吸收水分及溶入其中的營(yíng)養(yǎng)元素上運(yùn)給根域土壤。在這個(gè)栽培系統(tǒng)中，植物可以根據(jù)蒸騰量的大小自主調(diào)整吸收水肥營(yíng)養(yǎng)的數(shù)量，在營(yíng)養(yǎng)液池安裝浮球閥與水源連通，可自動(dòng)補(bǔ)充水，實(shí)現(xiàn)肥水管理自主化和無(wú)人化。并通過(guò)定期向營(yíng)養(yǎng)液池投放肥料的簡(jiǎn)單操作保證作物的營(yíng)養(yǎng)需要。本發(fā)明的第一方面，提供了一種植物栽培方法，該方法包括步驟提供一栽培的植株，以及一位于所述植株外部的且不直接與所述植株接觸的營(yíng)養(yǎng)液；和用毛管力輸液帶作為介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用。
在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶由具有毛管孔隙材料的內(nèi)芯以及用于包裹所述內(nèi)芯的外周包裹套制成。在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶由無(wú)紡布以及用于包裹所述無(wú)紡布的外周包裹套制成。在另一優(yōu)選例中，所述包裹套材質(zhì)足夠致密以保證根系不能扎入或進(jìn)入內(nèi)芯內(nèi)。在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶外周包裹套為透水布料或透水膜，且所述包裹套用于防止根系不能扎入或進(jìn)入內(nèi)芯內(nèi)。在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶的外周包裹套用錦綸布制成。在另一優(yōu)選例中，所述營(yíng)養(yǎng)液位于儲(chǔ)液容器內(nèi)。在另一優(yōu)選例中，營(yíng)養(yǎng)液與植物通過(guò)隔板或儲(chǔ)液容器壁或栽培容器的壁相互隔離。在另一優(yōu)選例中，所述的儲(chǔ)液容器可為塑料盒、塑料箱、管、道、水渠、或其組合。在另一優(yōu)選例中，所述的隔板或容器壁可用水泥板或塑料板制成。在另一優(yōu)選例中，所述的儲(chǔ)液容器位于植物的下方。在另一優(yōu)選例中，所述營(yíng)養(yǎng)液面距植物根系的垂直距離在5cm以內(nèi)。在另一優(yōu)選例中，所述營(yíng)養(yǎng)液的組分包括水和溶解其中的供植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素。在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶一端(植株端)位于栽培所述植株的土壤中，且毛管力輸液帶的另一端(營(yíng)養(yǎng)液端)沒入所述營(yíng)養(yǎng)液中。在另一優(yōu)選例中，該系統(tǒng)通過(guò)植株蒸騰提供驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)毛管力輸液帶吸收營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)蒸騰強(qiáng)度調(diào)控所述植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的吸收量。在另一優(yōu)選例中，所述的植株位于栽培容器內(nèi)，且所述栽培容器上有一個(gè)或多個(gè)開孔用于放置毛管力輸液帶的一端；較佳地，所述開孔位于栽培容器側(cè)面，且距底沿的距離小于距上沿的距離。在另一優(yōu)選例中，所述開孔距底沿的距離為O. 5-5cm，較佳地l-2cm。在另一優(yōu)選例中，每個(gè)栽培容器或每個(gè)植株對(duì)應(yīng)一個(gè)或兩個(gè)開孔，且開孔的尺寸與毛管力輸液帶橫截面積大小一致或基本一致。在另一優(yōu)選例中,所述栽培容器開孔的尺寸比毛管力輸液帶橫截面積大小略大。在另一優(yōu)選例中，栽培容器上的開孔位置位于底部中央，并且底部?jī)?nèi)側(cè)的孔口向內(nèi)朝上凸起，毛管力輸液帶的內(nèi)芯從該孔口下吊入營(yíng)養(yǎng)液中吸收營(yíng)養(yǎng)液，包裹內(nèi)芯的包裹套則套在所屬凸起外側(cè)，并能夠用繩索緊固。在另一優(yōu)選例中，所述儲(chǔ)液容器上設(shè)有1-2個(gè)開孔，用于伸入毛管力輸液帶；較佳地，所述開孔位于儲(chǔ)液容器側(cè)面，且位于儲(chǔ)液容器內(nèi)液面的上方，距上沿的距離小于距底沿的距離。在另一優(yōu)選例中，所述開孔距上沿的距離為O. 5-5cm，較佳地l-2cm。且開孔的尺寸與毛管力輸液帶橫截面積大小一致或基本一致。在另一優(yōu)選例中,所述開孔的尺寸比毛管力輸液帶橫截面積略大。在另一優(yōu)選例中，儲(chǔ)液容器的頂蓋開孔，且所述開孔位置與栽培容器底部開孔位
置對(duì)應(yīng)。
在另一優(yōu)選例中，栽培容器上的開孔位置與存放營(yíng)養(yǎng)液的容器上的開孔位置上下不對(duì)應(yīng)或上下錯(cuò)開，以防止植物根部伸入儲(chǔ)液容器。在另一優(yōu)選例中，所述儲(chǔ)液容器還設(shè)有用于補(bǔ)充水和/或營(yíng)養(yǎng)成分的補(bǔ)液裝置；和/或 所述補(bǔ)液裝置上還包括用于控制補(bǔ)液量的浮球閥止水裝置。在另一優(yōu)選例中，所述補(bǔ)液裝置是設(shè)有開關(guān)并與儲(chǔ)液容器相通的管道。較佳地，所述補(bǔ)液裝置為可一次性或重復(fù)加入營(yíng)養(yǎng)液的塑料瓶或外接管道，或其組合。在另一優(yōu)選例中，所述的毛管力輸液帶的一端(營(yíng)養(yǎng)液端)插入營(yíng)養(yǎng)液深度^ 3cm,較佳地 > 5cm。在另一優(yōu)選例中，通過(guò)浮球閥自動(dòng)調(diào)節(jié)水位，使儲(chǔ)液容器水位高度穩(wěn)定。在另一優(yōu)選例中，所述植株包括觀賞性植物和/或農(nóng)林作物。在另一優(yōu)選例中，所述的植株包括花卉、水果、灌木、樹木、木本植物、和草本植物(包括綠化用草、畜牧業(yè)用草)等，更佳地，所述植株選自下組葡萄、金柑等水果、甜瓜、番茄、黃瓜、甜椒和辣椒等茄果類蔬菜、小青菜、生菜等葉菜類蔬菜、菊花、玫瑰等花卉。本發(fā)明的第二方面，提供了一種植物栽培裝置，包括儲(chǔ)液容器，所述儲(chǔ)液容器用于盛放供植株生長(zhǎng)所需的水或營(yíng)養(yǎng)液；栽培容器，所述栽培容器用于栽培植株并且設(shè)置成位于所述儲(chǔ)液容器的上方或側(cè)方，并且使得所栽培的植株的根系不直接與儲(chǔ)液容器內(nèi)的水和營(yíng)養(yǎng)液接觸；和毛管力輸液帶，其中所述毛管力輸液帶被設(shè)置成一端位于所述儲(chǔ)液容器中并與所述的水或營(yíng)養(yǎng)液接觸，而一端位于所述栽培容器中并與被栽培植株的根系或根系所在栽培介質(zhì)接觸。在本發(fā)明中，所述毛管力輸液帶作為輸送介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用。在另一優(yōu)選例中，所述栽培容器中盛放的栽培介質(zhì)包括土壤和/或填料。在另一優(yōu)選例中，所述栽培容器中已種植有植株或未種植有植株。本發(fā)明的第三方面，提供了一種植物栽培裝置，包括毛管力輸液帶，所述毛管力輸液帶作為介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用；栽培容器，所述栽培裝置用于栽培植株；儲(chǔ)液容器，所述儲(chǔ)液容器用于盛放水或營(yíng)養(yǎng)液；和任選的補(bǔ)液裝置，所述補(bǔ)液裝置用于往儲(chǔ)液容器中補(bǔ)充水和/或營(yíng)養(yǎng)成分。在另一優(yōu)選例中，所述補(bǔ)液裝置是設(shè)有開關(guān)并與儲(chǔ)液容器相通的管道。較佳地，所述補(bǔ)液裝置為可一次性或重復(fù)加入營(yíng)養(yǎng)液的塑料瓶或外接管道，或其組合。在另一優(yōu)選例中，所述補(bǔ)液裝置還包括用于控制補(bǔ)液量的浮球閥止水裝置。在另一優(yōu)選例中，通過(guò)浮球閥自動(dòng)調(diào)節(jié)水位，使儲(chǔ)液容器水位高度穩(wěn)定。在本發(fā)明中，所述毛管力輸液帶作為輸送介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用。在另一優(yōu)選例中，所述栽培容器中盛放的栽培介質(zhì)包括土壤和/或填料。在另一優(yōu)選例中，所述栽培容器中已種植有植株或未種植有植株。
本發(fā)明的第四方面，提供了一種如本發(fā)明第二方面所述的栽培裝置用于栽培植株的用途。在另一優(yōu)選例中，所述裝置用于栽培觀賞性植物或農(nóng)林作物。在另一優(yōu)選例中，所述裝置用于栽培選自下組的植株花卉、水果、灌木、樹木、木本植物、和草本植物(包括綠化用草、畜牧業(yè)用草)。應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。


圖1顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的栽培系統(tǒng)的栽培容器，其中，I為栽培容器，10為栽培容器的器壁，12為栽培容器器壁的開孔。圖2顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的栽培系統(tǒng)的儲(chǔ)液容器(池)，其中，2為儲(chǔ)液容器，18為儲(chǔ)液容器的器壁，14為儲(chǔ)液容器器壁的開孔，20為儲(chǔ)液容器的頂蓋，16為儲(chǔ)液容器頂蓋的開口，用于安裝補(bǔ)液裝置。圖3顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的栽培系統(tǒng)的補(bǔ)液裝置。圖4顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的栽培系統(tǒng)的毛管力輸液帶。圖5顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的栽培系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)置示意圖，其中1為栽培容器、2為儲(chǔ)液容器、3為補(bǔ)液裝置，4為毛管力輸液帶，5為儲(chǔ)液容器中的營(yíng)養(yǎng)液，6為植株。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期而深入的研究，發(fā)明了一種基于毛管力供給營(yíng)養(yǎng)液的植物栽培方法。當(dāng)葡萄等植物葉片蒸騰失水后，從葉片到根系表面的水勢(shì)漸次下降，根系吸收其周圍土壤的水分，引起近根表土壤的水勢(shì)下降，形成根系表面到插入根域土壤的毛管力輸液帶之間的水勢(shì)差異，毛管力輸液帶所富含的水分及溶解其中的營(yíng)養(yǎng)元素便會(huì)順著水勢(shì)差由毛管力輸液帶源源不斷地移送到根表，被根系吸收后上運(yùn)到葉片，毛管力輸液帶下端沒入營(yíng)養(yǎng)液中，毛管力輸液帶上端水勢(shì)下降后又會(huì)不斷從下端吸收水分及溶入其中的營(yíng)養(yǎng)元素上運(yùn)給根域土壤?；谶@一原理，發(fā)明人完成了本發(fā)明。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“容器”指能夠用于存放土壤或營(yíng)養(yǎng)液等物質(zhì)的任何物品，代表性的例子包括塑料盒、塑料桶、塑料罐、水管、管道、水渠，或其組合。毛管力輸液帶毛管力輸液帶利用毛管壁與水分子間的吸持力與水的表面張力的共同作用輸送水分或營(yíng)養(yǎng)液至植物根系。所述毛管力輸液帶由具有毛管孔隙材料的內(nèi)芯以及用于包裹所述內(nèi)芯的外周包裹套制成。 所述內(nèi)芯由具有毛管孔隙的材料制成，如用無(wú)紡布制成。所述毛管力輸液帶外周包裹套的材質(zhì)需要足夠致密以保證根系不能扎入或進(jìn)入內(nèi)芯內(nèi)，如透水布料或透水膜，在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶的外周包裹套用錦綸布制成。
在另一優(yōu)選例中，所述毛管力輸液帶可以用錦綸布包裹無(wú)紡布條制成。栽培方法本發(fā)明中，用于澆灌的水或營(yíng)養(yǎng)液不與所栽培的植物直接接觸，而是通過(guò)毛管力輸液帶輸送養(yǎng)水分。植物葉片蒸騰失水后，從葉片到根系表面的水勢(shì)漸次下降，根系吸收其周圍土壤的水分，引起近根表土壤的水勢(shì)下降，形成根系表面到插入根域土壤的毛管力輸液帶之間的水勢(shì)差異，毛管力輸液帶所富含的水分及溶解其中的營(yíng)養(yǎng)元素便會(huì)順著水勢(shì)差由毛管力輸液帶源源不斷地移送到根表，被根系吸收后上運(yùn)到葉片，毛管力輸液帶下端沒入營(yíng)養(yǎng)液中，水勢(shì)下降后又會(huì)不斷從下端吸收水分及溶入其中的營(yíng)養(yǎng)元素上運(yùn)給根域土壤。栽培過(guò)程中，灌溉量通過(guò)植株蒸發(fā)強(qiáng)度調(diào)控，因此水分和養(yǎng)分可以做到按需、精確、自主供給，從而避免了植株因?yàn)楣喔冗^(guò)多或過(guò)少而導(dǎo)致生長(zhǎng)不良以及水分或營(yíng)養(yǎng)液的浪費(fèi)。在一優(yōu)選例中，水或營(yíng)養(yǎng)液的儲(chǔ)存容器通過(guò)隔板或容器壁與植株根系分離開來(lái)。較佳地，所述的隔板或容器壁材質(zhì)可為水泥或塑料。在家庭小型觀賞型植物栽培時(shí)，也可選用有機(jī)玻璃作為隔板或容器壁。儲(chǔ)液容器可為塑料盒、塑料箱、管道、或其組合。毛管力輸液帶一頭位于植物根系中，且所述植物的根系分布在所述毛管力輸液帶的四周。毛管力輸液帶的另一頭位于儲(chǔ)液容器中。較佳地，儲(chǔ)液容器可與補(bǔ)液裝置連接，便于持續(xù)不斷地加入水或營(yíng)養(yǎng)液，維持液面(水位)穩(wěn)定。在另一優(yōu)選例中，所述補(bǔ)液裝置為可重復(fù)加入營(yíng)養(yǎng)液的塑料瓶、或其他具浮球止水閥的外接水源。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)脑耘嘞到y(tǒng)部件，本發(fā)明提供的栽培方法可用于非專業(yè)居民在陽(yáng)臺(tái)等狹小的有光空間進(jìn)行植物栽培，建立家庭陽(yáng)臺(tái)迷你果園、菜園和花園；或用于農(nóng)作物、林木等大規(guī)模栽培，尤其適用于在設(shè)施中栽培以及在西北沙漠等干旱地區(qū)進(jìn)行節(jié)水栽培。用于觀賞型植物栽培的栽培系統(tǒng)以附圖為例，圖1中示出了在高度15-20cm、容積約為10-20L的塑料盆(箱)等栽培容器(以下稱栽培容器)的側(cè)面中央距底部約Icm處開5cm寬、O. 6-0. 8cm高的方形口(以下稱毛管帶插口 12)，將如圖4所示的毛管力輸液帶(長(zhǎng)X寬X厚50cmX5cmX0. 5cm)的一端從毛管帶插口 12穿入栽培容器內(nèi)，栽培容器底部填充具豐富毛 管孔隙度的混合土壤Icm厚，毛管力輸液帶從毛管帶插口 12插入到栽培容器中央后垂直豎起，周圍填充具豐富毛管孔隙的土壤至距栽培容器上沿下方2cm處，將葡萄等植物定植于其中，使根系均勻的分布在毛管力輸液帶的周圍。另外準(zhǔn)備一個(gè)如圖2所示的長(zhǎng)度比栽培容器長(zhǎng)8-lOcm、帶蓋的塑料盆(箱)(以下稱儲(chǔ)液容器)，在其長(zhǎng)邊一側(cè)、距上沿約1. 5-2cm處開5cm寬、O. 6-0. 8cm高的方形口(以下稱毛管帶插口 14)，儲(chǔ)液容器蓋遠(yuǎn)離毛管帶插口
2一側(cè)開直徑8-lOcm圓形孔(以下稱補(bǔ)液瓶插孔16)。給儲(chǔ)液容器內(nèi)注入營(yíng)養(yǎng)液至毛管帶插口 14下2cm左右。將栽植有葡萄等園藝植物的栽培容器疊放于儲(chǔ)液容器之上，使栽培容器的毛管帶插口 12與儲(chǔ)液容器的毛管帶插口 14上下對(duì)齊，將從栽培容器毛管帶插口 12露出的毛管力輸液帶另一端插入到儲(chǔ)液容器的毛管帶插口 14，使毛管力輸液帶沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液，沒入深度不少于5cm，利用毛管力將儲(chǔ)液容器的營(yíng)養(yǎng)液(水和溶解其中的營(yíng)養(yǎng)元素)輸送往栽培容器中栽培的葡萄等園藝植物根部土壤，供其生長(zhǎng)發(fā)育使用。將如圖3所示的類似可樂(lè)瓶的塑料瓶(以下稱補(bǔ)液瓶)裝滿營(yíng)養(yǎng)液，打開瓶蓋或給瓶蓋打小孔后，插入位于儲(chǔ)液容器蓋另一端的補(bǔ)液瓶插孔，補(bǔ)液瓶口要沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液液面，當(dāng)補(bǔ)液瓶?jī)?nèi)營(yíng)養(yǎng)液全部流干時(shí)，取出加滿營(yíng)養(yǎng)液，再次插入儲(chǔ)液容器蓋的補(bǔ)液瓶插孔，瓶口沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液液面即可。組裝各個(gè)部件，得到如圖5所示的栽培系統(tǒng)，可以在所述系統(tǒng)中持續(xù)栽培葡萄等園藝植物。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于I)本發(fā)明提供的這一栽培系統(tǒng)中，理論上不會(huì)有一滴水或營(yíng)養(yǎng)液漏灑到系統(tǒng)之夕卜，且避免了“澆地”式灌溉方式中水分大量滲漏和蒸發(fā)的問(wèn)題。更佳地，本發(fā)明提供的栽培系統(tǒng)可以根據(jù)植株蒸發(fā)強(qiáng)弱和發(fā)育需求自主地吸收水和營(yíng)養(yǎng)元素，實(shí)現(xiàn)精確的按需供給和自主供給，做到“水資源零浪費(fèi)”、“肥料營(yíng)養(yǎng)零損失”、“環(huán)境要素零負(fù)擔(dān)”、“肥水按需精確、自主供給”和“肥水管理省勞動(dòng)力”的“三零按需一省”的肥水供給。
2)本發(fā)明所提供的技術(shù)不需要投入人力和儀器設(shè)備監(jiān)控根部土壤水分和營(yíng)養(yǎng)狀況，更不需要作復(fù)雜的決策判斷，可避免非專業(yè)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)居民種樹、種菜和養(yǎng)花中澆水過(guò)多或不足的問(wèn)題，只要在儲(chǔ)液容器內(nèi)安裝浮球止水閥，并與水源連通，即使長(zhǎng)期出差在外，也不會(huì)發(fā)生干枯死亡的現(xiàn)象，非常適合非專業(yè)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)居民在陽(yáng)臺(tái)等狹小的有光空間種樹(葡萄、金柑等)、種菜(番茄、黃瓜和小青菜等)和養(yǎng)花(菊花、玫瑰)，建立家庭陽(yáng)臺(tái)迷你果園、菜園和花園。也可在農(nóng)作物大面積設(shè)施栽培種應(yīng)用。以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說(shuō)明，否則百分比和份數(shù)
按重量計(jì)算。實(shí)施例1.單株植株栽培系統(tǒng)I一、組件I)栽培容器如附圖1所示，栽培容器I為塑料箱(長(zhǎng)X寬X高39. 2cmX30. 5cmX18. 5cm)，容積約為22L。栽培容器具有四周的側(cè)壁10和底面(未示出)，并且在塑料箱一側(cè)面的正中央距底部約l-2cm處分別開有5cm長(zhǎng)、O. 5cm寬的矩形孔(距兩側(cè)端距離均為17.1cm)作為開孔12，用于布設(shè)毛管力輸液帶。2)儲(chǔ)液容器如附圖2所示，塑料箱(長(zhǎng)X寬X高49. 2cmX30. 5cmX18. 5cm)，容積約為27. 8L，在塑料箱長(zhǎng)邊側(cè)面距一端17. 1cm、距上沿約2-3cm處開5cm寬、O. 5cm高的矩形口(距兩側(cè)端的距離依次為17. lcm、27.1cm)作為開孔14，另外在儲(chǔ)液容器蓋的寬邊一側(cè)正中向內(nèi)2cm以內(nèi)開直徑IOcm的孔作為開孔16,用于插入補(bǔ)液瓶。3)儲(chǔ)液瓶如附圖3所示，用直徑9cm、容積I升的塑料瓶做儲(chǔ)液瓶。4)毛管力輸液帶如附圖4所示，用長(zhǎng)52cm、寬Ilcm的深褐色錦綸布，對(duì)折并粘合為長(zhǎng)52cm、寬
5.5cm長(zhǎng)套狀袋，插入長(zhǎng)50cm、寬5cm、厚O. 5cm的無(wú)紡布條。二、制作
栽培系統(tǒng)的制作步驟如下(以“巨峰”葡萄(V.1shiharawaseXV. Centennial)品種為例)I)栽培容器內(nèi)設(shè)置毛管力輸液帶并栽植葡萄樹給栽培容器I底部鋪2cm厚的混合土(沙壤土 泥炭(或蛭石或椰康或稻糠等其他有機(jī)資材)=5 :1)，將毛管力輸液帶4從栽培容器的毛管帶插口 12插入，并水平拉至栽培容器的正中央后垂直拉升至栽培容器上沿等高位置，給栽培容器內(nèi)填充上述混合土，并將葡萄樹同時(shí)移入，使根系均勻分布在毛管力輸液帶四周，填土至距栽培容器上沿2-3cm即可，將毛管力輸液帶上端向下折回2-3cm，用混合土壓實(shí)，防止根系從端口長(zhǎng)入毛管力輸液帶內(nèi)。2)儲(chǔ)液容器注液及補(bǔ)液瓶設(shè)置給儲(chǔ)液容器注入霍格蘭德配方或日本園試配方等無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液肥制作的營(yíng)養(yǎng)液至毛管帶插口 14下方2-3cm處，營(yíng)養(yǎng)液EC值調(diào)節(jié)為1. O 1. 6即可。蓋好儲(chǔ)液容器頂蓋20后，將裝滿上述營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)液瓶3 (瓶蓋開直徑5mm的圓形孔)，倒插入補(bǔ)液瓶插孔16，使瓶口沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液面。3)安裝如附圖5所示，將設(shè)置有毛管力輸液帶并栽植有葡萄樹的栽培容器I置 于加注好營(yíng)養(yǎng)液并設(shè)置好補(bǔ)液瓶的儲(chǔ)液容器2上面，使栽培容器的毛管帶插口 12與儲(chǔ)液容器的毛管帶插口 14上下對(duì)齊，將栽培容器的毛管帶插口 12吊出的毛管力輸液帶插入儲(chǔ)液容器的毛管帶插口 14，使毛管力輸液帶4沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液中至少5cm。用前述的營(yíng)養(yǎng)液澆透栽培容器內(nèi)的混合土并濕潤(rùn)毛管力輸液帶，至此安裝完畢。將安裝好的系統(tǒng)置于陽(yáng)光充足的位置即可，當(dāng)補(bǔ)液瓶?jī)?nèi)營(yíng)養(yǎng)液即將流完時(shí)，取出補(bǔ)液瓶，裝滿營(yíng)養(yǎng)液后再次插入儲(chǔ)液容器蓋的圓形孔內(nèi)，使補(bǔ)液瓶的瓶口沒入儲(chǔ)液容器內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液面。實(shí)施例2單株植株栽培系統(tǒng)2重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于，在用作栽培容器的塑料箱底面正中央(距長(zhǎng)邊距離約為15. 3cm，距短邊距離約為19.6cm)處開5cm長(zhǎng)、O. 5cm寬的矩形孔，在栽培容器內(nèi)側(cè)底部的矩形孔四周粘貼厚O. 3cm、高3cm的樹脂板。將毛管力輸液帶的內(nèi)芯從該插孔內(nèi)伸出，毛管力輸液帶的被覆膜(布)則套在樹脂板，并用線緊固，防止根系從該縫隙伸入并沿內(nèi)芯伸長(zhǎng)到儲(chǔ)液容器的營(yíng)養(yǎng)液中。在用作儲(chǔ)液容器的塑料箱頂部距長(zhǎng)邊一側(cè)距離為15. 3cm、距一側(cè)短邊距離為19. 6cm,另一側(cè)短邊距離為29. 6cm處開5cm長(zhǎng)、O. 5cm寬的矩形口，使兩孔互相對(duì)應(yīng)，將毛管力輸液帶的內(nèi)芯從該插孔內(nèi)伸入到營(yíng)養(yǎng)液中。用實(shí)施例1栽植葡萄樹(以“巨峰”葡萄(V.1shiharawaseXV. Centennial)品種為例)，營(yíng)養(yǎng)液管理等均同實(shí)施例1。實(shí)施例3.農(nóng)作物、林木等大規(guī)模栽培系統(tǒng)的制作在塑料箱(長(zhǎng)X寬X高39. 2cmX30. 5cmX 18. 5cm,容積22L)長(zhǎng)邊側(cè)面距底部約l-2cm處開2個(gè)5cm長(zhǎng)、O. 5cm寬的矩形孔(矩形孔中點(diǎn)距臨近側(cè)端距離均為9. 8cm，兩個(gè)孔中點(diǎn)間隔均為19. 6cm)，作為栽培容器。在塑料管道(長(zhǎng)X寬X高=300cmX IOcmX IOcm的矩形管，或直徑IOcm圓形管，容積30L(矩形管)或23.6L(圓形管))的頂部以19. 6cm的間距開5cm長(zhǎng)、O. 5cm寬的矩形孔一組，作為儲(chǔ)液容器(塑料管道的長(zhǎng)度可根據(jù)栽培空間大小調(diào)整)。儲(chǔ)液器的兩端密封，在儲(chǔ)液器的一端底部開孔用于連接水源(孔徑按自來(lái)水管道標(biāo)準(zhǔn)，以4分管或6分管為宜，孔下沿距底邊l_2cm)。用另一塑料箱或不銹鋼箱(長(zhǎng)X寬X高39. 2cmX30. 5cmX18. 5cm，容積22L)作為配制營(yíng)養(yǎng)液容器(營(yíng)養(yǎng)液配制器)，在營(yíng)養(yǎng)液配制器一端的基部開孔(孔下沿距底邊l-2cm)，用于與儲(chǔ)液容器連接。在營(yíng)養(yǎng)液配制器另一端的上部開孔(孔上沿距頂邊5cm左右)，孔的箱內(nèi)側(cè)連接一浮球止水閥，箱外側(cè)與不間斷水源連接。將儲(chǔ)液容器調(diào)節(jié)到水平，與營(yíng)養(yǎng)液配制器一端下部的孔連通，通過(guò)浮球止水閥的調(diào)節(jié)，使?fàn)I養(yǎng)液配制器和儲(chǔ)液容器的液面低于儲(chǔ)液容器頂部毛管力輸水帶插入口 2約2-3cm，防止?fàn)I養(yǎng)液溢出。同實(shí)施例1的方法在栽培容器內(nèi)設(shè)置毛管力輸水帶、裝填營(yíng)養(yǎng)土和栽植葡萄等園藝作物后，成排置于儲(chǔ)液容器上方，將毛管力輸水帶的下端插入儲(chǔ)液容器的方形孔內(nèi)，吸取并上運(yùn)儲(chǔ)液容器中的養(yǎng)水分到栽培容器內(nèi)植物根域土壤，供植物吸收利用。植物吸收會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)液容器和營(yíng)養(yǎng)液配制器的液面下降，浮球止水閥下沉?xí)蜷_開關(guān)，自動(dòng)從水源補(bǔ)給水到營(yíng)養(yǎng)液配制器和儲(chǔ)液容器，保持儲(chǔ)液容器的營(yíng)養(yǎng)液面至設(shè)定的高度(距頂部毛管力輸水帶插入口 l_2cm)。根據(jù)栽培植物發(fā)育對(duì)營(yíng)養(yǎng)液濃度的要求和營(yíng)養(yǎng)液消耗量，計(jì)算出肥料營(yíng)養(yǎng)的需求量，定期將稱量好的肥料溶解到營(yíng)養(yǎng)液配制器即可。實(shí)施例4植株在栽培系統(tǒng)中的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)以大小一致的4年生盆栽“巨峰”葡萄(V.1shiharawaseXV. Centennial)品種為材料，按照實(shí)施例1的方式栽培，記錄I周年栽培中消耗的營(yíng)養(yǎng)液的濃度和數(shù)量，計(jì)算營(yíng)養(yǎng)元素的投入量(減去營(yíng)養(yǎng)土中的含有量)。在生長(zhǎng)季節(jié)將夏季修剪的枝葉和采收的果實(shí)收集烘干保存。在休眠期將栽培結(jié)束后的樹體分解并烘干，連同生長(zhǎng)季節(jié)收集的枝葉和果實(shí)干樣一起粉碎，測(cè)定各種營(yíng)養(yǎng)元素的含量，減去實(shí)驗(yàn)前同型樹的營(yíng)養(yǎng)元素的含量作為一個(gè)生長(zhǎng)周期的凈吸收量，與投入總量相比即為肥料利用率。并在同期用同樣營(yíng)養(yǎng)土堆積高50cm、寬IOOcm的栽培床，按80cm的間距栽培同樣的4年生盆栽“巨峰”葡萄，用滴灌供給同樣濃度的營(yíng)養(yǎng)液，供給量以濕潤(rùn)50cm厚的栽培床為度，每株每次約需4. 5L營(yíng)養(yǎng)液，在果實(shí)膨大期和成熟期開始滴灌供給營(yíng)養(yǎng)液的土壤水勢(shì)臨界值依次是-50mbar和_130m bar。兩種處理單株均留梢5個(gè)，每梢留果穗I個(gè)。結(jié)果如下表，毛管力輸液帶處理大量元素的利用率在93%_97%之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照39%-45%的利用率。毛管力輸液帶處理的水和大量元素投入量只有滴灌處理的41%-48%，節(jié)水節(jié)肥效果顯著。表I毛管力輸液帶供給營(yíng)養(yǎng)液與滴灌的利用率比較
權(quán)利要求
1.一種植物栽培方法，其特征在于，包括步驟 提供一栽培的植株，以及一位于所述植株外部的且不直接與所述植株接觸的營(yíng)養(yǎng)液；和 用毛管力輸液帶作為介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述毛管力輸液帶由具有毛管孔隙材料的內(nèi)芯以及用于包裹所述內(nèi)芯的外周包裹套制成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述營(yíng)養(yǎng)液位于儲(chǔ)液容器內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述毛管力輸液帶一端(植株端)位于栽培所述植株的土壤中，且毛管力輸液帶的另一端(營(yíng)養(yǎng)液端)沒入所述營(yíng)養(yǎng)液中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具有一個(gè)或多個(gè)下列特征 所述的植株位于栽培容器內(nèi)，且所述栽培容器上有一個(gè)或多個(gè)開孔用于放置毛管力輸液帶的一端；較佳地，所述開孔位于栽培容器側(cè)面，且距底沿的距離小于距上沿的距離；和/或 所述儲(chǔ)液容器上設(shè)有1-2個(gè)開孔，用于伸入毛管力輸液帶；較佳地，所述開孔位于儲(chǔ)液容器側(cè)面，且位于儲(chǔ)液容器內(nèi)液面的上方，距上沿的距離小于距底沿的距離。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述儲(chǔ)液容器還設(shè)有用于補(bǔ)充水和/或營(yíng)養(yǎng)成分的補(bǔ)液裝置；和/或 所述補(bǔ)液裝置上還包括用于控制補(bǔ)液量的浮球閥止水裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述植株包括觀賞性植物和/或農(nóng)林作物。
8.一種植物栽培裝置，其特征在于，包括 儲(chǔ)液容器，所述儲(chǔ)液容器用于盛放供植株生長(zhǎng)所需的水或營(yíng)養(yǎng)液； 栽培容器，所述栽培容器用于栽培植株并且設(shè)置成位于所述儲(chǔ)液容器的上方或側(cè)方，并且使得所栽培的植株的根系不直接與儲(chǔ)液容器內(nèi)的水和營(yíng)養(yǎng)液接觸；和 毛管力輸液帶，其中所述毛管力輸液帶被設(shè)置成一端位于所述儲(chǔ)液容器中并與所述的水或營(yíng)養(yǎng)液接觸，而一端位于所述栽培容器中并與被栽培植株的根系或根系所在栽培介質(zhì)接觸。
9.一種植物栽培裝置，其特征在于，包括 毛管力輸液帶，所述毛管力輸液帶作為介質(zhì)，通過(guò)毛管孔隙力將所述營(yíng)養(yǎng)液從外部輸送到植株根部，供所述植物吸收利用； 栽培容器，所述栽培裝置用于栽培植株； 儲(chǔ)液容器，所述儲(chǔ)液容器用于盛放水或營(yíng)養(yǎng)液；和 任選的補(bǔ)液裝置，所述補(bǔ)液裝置用于往儲(chǔ)液容器中補(bǔ)充水和/或營(yíng)養(yǎng)成分。
10.如權(quán)利要求8或9所述的栽培裝置的用途，其特征在于，用于栽培植株。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于毛管力供給營(yíng)養(yǎng)液的植物栽培方法，所述方法在植物栽培方面的應(yīng)用，以及基于上述方法制成的栽培系統(tǒng)。本發(fā)明提供的方法利用毛管力輸送、供給肥水營(yíng)養(yǎng)，肥水管理過(guò)程簡(jiǎn)易省力，且不需要額外消耗電能或其他能源。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，省工省力，適用于葡萄等園藝植物的栽培，是一項(xiàng)節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、環(huán)境友好的高效栽培技術(shù)，本發(fā)明使植物能夠根據(jù)自身的生長(zhǎng)發(fā)育需求自主地吸收養(yǎng)水分，簡(jiǎn)化了植物種植所需要的肥水管理技術(shù)，即使非專業(yè)人士也能夠把握好植物養(yǎng)水分管理，可用于家庭陽(yáng)臺(tái)迷你菜園等小規(guī)模種植或農(nóng)林作物的大面積種植。
文檔編號(hào)A01C21/00GK103004353SQ20131000839
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者王世平, 婁玉穗, 何建軍, 趙麗萍, 趙慧 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)