本發(fā)明涉及無土栽培技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置和精確控制植物根系溫度的方法。

背景技術(shù)：

水耕栽培(hydroponicculture)又可稱為無土栽培或養(yǎng)液栽培，就是利用適當(dāng)?shù)脑O(shè)施及介質(zhì)，將植物所需的養(yǎng)液及空氣供應(yīng)于其根部，因而無需使用土壤的科學(xué)栽培方法。近代環(huán)境的變遷劇烈，以往關(guān)于節(jié)氣及氣象的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，已無法有效地適用于今日的氣候，農(nóng)業(yè)因而大受影響。人口激增，而土壤有使用效期/期限，要維持土壤中所供給植物生長的養(yǎng)分，必須進(jìn)行休耕或輪作，但這將令世界各地都會(huì)面臨到糧食短缺的情形。因此，利用溫室栽培植物已逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。溫室中也有利用地面原來土壤以栽培的方式，可以節(jié)省設(shè)施的費(fèi)用。然而，由于土壤的養(yǎng)分很難控制，故一般溫室中已傾向于采用無需依賴土壤，其所需的水分及培養(yǎng)液則由人工調(diào)配的水耕栽培法。

在水耕栽培研究過程中發(fā)現(xiàn)，植物根系溫度對植物根系水分、養(yǎng)分的吸收以及植物生產(chǎn)有顯著的關(guān)聯(lián)，合理的根系溫度不僅能夠促進(jìn)植物生長，提高植物的產(chǎn)量，而且在冬季植物生產(chǎn)中，能顯著降低植物生產(chǎn)的加溫成本。

有國外研究表明，在冬季夜間氣溫為9℃和5℃、地溫為25℃的條件下栽培番茄，可以分別節(jié)約能源20％和30％，而且產(chǎn)量不會(huì)降低(vander，2005)。由于根系土壤不與外界空氣直接接觸，其熱量散失途徑較長，熱量損失較小，周年溫度變化較小。因此，在植物栽培中，根系溫度的控制比空氣溫度的控制更顯重要。

目前，植物栽培根系溫度的控制方法主要是通過在植物根系區(qū)域埋設(shè)地?zé)峋€的方式加熱，然后通過連接溫控器，可以加熱地溫來提高根系溫度，但這種方式無法主動(dòng)降低根系溫度，加溫均勻度很差，也不利于植物栽培耕作；另外還用電熱棒加溫營養(yǎng)液灌溉的方式，這種方式在植物水培中應(yīng)用較多，加熱效果較好，但容易導(dǎo)致營養(yǎng)液變性，電熱棒上容易腐蝕與積累水垢。

在中國專利cn201010132166.0中提供了一種根系控溫裝置，利用在外箱體內(nèi)設(shè)置無蓋的內(nèi)箱體，并在內(nèi)箱體和外箱體之間的間層設(shè)有隔熱材料，通過在間層填充不同的隔熱和填充材料來控制根系溫度，并利用內(nèi)襯隔熱膜很好的解決了內(nèi)外溫差產(chǎn)生凝結(jié)水問題，以保證隔熱材料的保溫效果。該專利雖然解決了電熱棒容易腐蝕的問題，但是其仍然無法解決植物根系降溫的技術(shù)問題。

而一旦植物根系溫度較高，高溫的植物根系使得根系呼吸作用加劇，不利于植物的生長。因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、并可精準(zhǔn)控制植物根系溫度的裝置成為水耕栽培所急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種可精確控制植物根系溫度的栽培裝置和精確控制植物根系溫度的方法，以解決現(xiàn)有栽培中無法對植物根系進(jìn)行精確均勻的溫度控制及灌溉施肥導(dǎo)致植物根系溫度波動(dòng)的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其特征在于，其包括：用于栽培植物的栽培槽、用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液并可進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)的營養(yǎng)液池，所述的營養(yǎng)液池內(nèi)置一水泵，所述的水泵通過一供液管與所述的栽培槽相連通，并在所述的栽培槽底部設(shè)有一回液管，所述的回液管與所述的營養(yǎng)液池相連通。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的營養(yǎng)液池包括池體和設(shè)置在所述池體上的冷熱交換管路，所述的冷熱交換管路與一恒溫冷熱水機(jī)相連。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的營養(yǎng)液池內(nèi)設(shè)有一用于獲取營養(yǎng)液溫度的溫度感應(yīng)器。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的栽培槽內(nèi)還設(shè)有一用于控制營養(yǎng)液水位的液位控制器。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的栽培槽內(nèi)設(shè)有一用于采集根系溫度的溫度傳感器。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，其還包括一控制器，所述的溫度感應(yīng)器和溫度傳感器獲取溫度數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至所述控制器，所述的控制器通過調(diào)節(jié)所述恒溫冷熱水機(jī)、水泵及液位控制器，用以調(diào)節(jié)所述的栽培槽內(nèi)營養(yǎng)液溫度及水位。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的冷熱交換管路設(shè)置在所述的池體內(nèi)側(cè)面，并在所述的冷熱交換管路表面設(shè)有一防滲膜。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的池體由導(dǎo)熱材料所構(gòu)成，且所述的冷熱交換管路設(shè)置在所述的池體外側(cè)面。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的營養(yǎng)液池是由冷熱交換管路所圍設(shè)而成，所述的冷熱交換管路與一恒溫冷熱水機(jī)相連。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述的恒溫冷熱水機(jī)由兩個(gè)以上的恒溫冷熱子機(jī)并聯(lián)而成。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述栽培槽中設(shè)有定植盆，且該定植盆裝設(shè)用于固定植物根系的基質(zhì)。

本發(fā)明還提供了一種精確控制植物根系溫度的方法，其特征在于：其包括以下步驟，

a1.根據(jù)目標(biāo)栽培植物所需的根系溫度，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至目標(biāo)溫度，獲取一定溫度的營養(yǎng)液；

a2.將獲取的營養(yǎng)液輸送至栽培槽內(nèi)，以改變栽培槽內(nèi)目標(biāo)栽培植物根系溫度。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，當(dāng)需要目標(biāo)栽培植物的根系溫度低于室溫時(shí)，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至低于目標(biāo)栽培植物所需根系溫度的3-5度，可顯著節(jié)約根系溫度達(dá)到目標(biāo)值時(shí)間。

在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，當(dāng)需要目標(biāo)栽培植物的根系溫度高于室溫時(shí)，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至高于目標(biāo)栽培植物所需根系溫度的3-5度，可顯著節(jié)約根系溫度達(dá)到目標(biāo)值時(shí)間。

本申請?zhí)岢鲆环N用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，將可進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的營養(yǎng)液池與用于栽培植物的栽培槽相連通，利用加熱或降溫的方式改變營養(yǎng)液池內(nèi)的營養(yǎng)液溫度，然后，將營養(yǎng)液導(dǎo)入栽培槽中，利用營養(yǎng)液與植物根系直接接觸，以達(dá)到調(diào)節(jié)植物根系溫度的目的，以提供一種快速改變根系溫度的方法。

本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、布置方便且控制精準(zhǔn)，方便植物栽培與管理。與傳統(tǒng)采用埋設(shè)地?zé)峋€和電棒加熱方式相比較，由于營養(yǎng)液直接與根系接觸進(jìn)行熱量交換，熱量交換效率搞，因此，可大幅度降低植物生產(chǎn)中空氣加降溫的能耗，同時(shí)又保證了植物養(yǎng)分的均勻與穩(wěn)定供應(yīng)。且本發(fā)明采用密閉式的栽培環(huán)境，避免了土壤根系加溫中土傳病蟲害高發(fā)的影響，根系溫度以及營養(yǎng)液濃度可控性強(qiáng)，生產(chǎn)操作方便，有利于植物提產(chǎn)節(jié)能生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的栽培槽第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的栽培槽第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為本發(fā)明的根系固定網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)組與對照組的番茄產(chǎn)量對比示意圖；；

圖7為本發(fā)明的冬茬番茄晴天時(shí)基質(zhì)與營養(yǎng)液溫度的分布示意圖；

圖8為本發(fā)明的冬茬番茄晴天時(shí)基質(zhì)與營養(yǎng)液溫度的分布示意圖；

圖9為本發(fā)明的冬茬加溫番茄晴天時(shí)基質(zhì)與營養(yǎng)液溫度的分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例一

請參閱圖1所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。

本發(fā)明的營養(yǎng)液池20可進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)，以改變營養(yǎng)液池20內(nèi)的營養(yǎng)液溫度，并在營養(yǎng)液池20內(nèi)設(shè)置一水泵21，水泵21輸出端通過一供液管22與栽培槽10相連通，為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。并在栽培槽10底部裝設(shè)一用于回收營養(yǎng)液的回液管23，回液管23的輸出端連接至營養(yǎng)液池20。

使用時(shí)，在栽培槽10內(nèi)栽培植物，并根據(jù)所栽種的植物和環(huán)境，通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池20的溫度，以調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在營養(yǎng)液池20內(nèi)的營養(yǎng)液溫度，然后，將營養(yǎng)液通過供液管22輸送至栽培槽10內(nèi)，使栽培植物的根系與營養(yǎng)液直接接觸，一方面為所栽培的植物提供生長所需營養(yǎng)液，另一方面，利用營養(yǎng)液的溫度為植物根系提供相應(yīng)的溫度，以達(dá)到其最佳生長狀態(tài)的溫度，保證植物生長。

如圖2和圖3所示，本發(fā)明的栽培槽10可以是長條形的，并由防水或鋪有防滲膜26的泡沫槽或磚槽所構(gòu)成，并在栽培槽10中均勻設(shè)置一定數(shù)量的定植盆11，通過在定植盆11中裝設(shè)一定量的基質(zhì)12，用以栽培植物。配合在栽培槽10底部裝設(shè)營養(yǎng)液，以為栽培植物提供一定的養(yǎng)料。

本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，與傳統(tǒng)采用埋設(shè)地?zé)峋€和電棒加熱方式相比較，由于營養(yǎng)液直接與根系接觸進(jìn)行熱量交換，熱量交換效率搞，因此，可大幅度降低植物生產(chǎn)中空氣加降溫的能耗，同時(shí)又保證了植物養(yǎng)分的均勻與穩(wěn)定供應(yīng)。

實(shí)施例二

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端通過供液管22與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液，優(yōu)選的，在該供液管22上設(shè)有一流量控制閥28，以實(shí)現(xiàn)對營養(yǎng)液輸入的控制，防止栽培槽10內(nèi)營養(yǎng)液過剩，影響其吸收。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

其中，本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，冷熱交換管路25與恒溫冷熱水機(jī)27相連。使用時(shí)，通過恒溫冷熱水機(jī)27向冷熱交換管路25中提供一定溫度的熱水或冷水，以改變池體24中的營養(yǎng)液溫度。采用恒溫冷熱水機(jī)27，以實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)液池20內(nèi)水溫的調(diào)節(jié)，其成本低廉、使用方便快捷。

實(shí)施例三

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在所述池體24上的冷熱交換管路25，所述的冷熱交換管路25與一恒溫冷熱水機(jī)27相連。

其中，冷熱交換管路25設(shè)置在池體24內(nèi)側(cè)面，使冷熱交換管路25中的水體溫度直接與池體24內(nèi)營養(yǎng)液直接進(jìn)行溫度交換，以提高其熱量交換效率，提高其加熱速度。為了避免營養(yǎng)液對冷熱交換管產(chǎn)生腐蝕，本實(shí)施例在冷熱交換管路25表面設(shè)有一防滲膜26，該防滲膜26可以隔斷營養(yǎng)液與冷熱交換管之間的接觸，但是不影響其熱量傳導(dǎo)。即保證了熱量交換效率的同時(shí)，有效保護(hù)了冷熱交換管不被腐蝕。

實(shí)施例四

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在所述池體24上的冷熱交換管路25，所述的冷熱交換管路25與一恒溫冷熱水機(jī)27相連。

其中，池體24由導(dǎo)熱材料所構(gòu)成，且冷熱交換管路25設(shè)置在池體24外側(cè)面。即利用恒溫冷熱水機(jī)27向冷熱交換管內(nèi)供入冷熱水，冷熱水的熱量經(jīng)冷水水管路傳遞至池體24上，利用池體24以實(shí)現(xiàn)其對營養(yǎng)液的加熱或降溫。

實(shí)施例五

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，營養(yǎng)液池20是由冷熱交換管路25所圍設(shè)而成，冷熱交換管路25與一恒溫冷熱水機(jī)27相連。使用時(shí)，冷熱交換管路25中水體的溫度直接經(jīng)冷熱交換管體傳遞至營養(yǎng)液池20中，以實(shí)現(xiàn)對營養(yǎng)液池20中營養(yǎng)液的加熱或降溫。其結(jié)構(gòu)簡單、加工成本更加低廉。

實(shí)施例六

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

其中，本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，冷熱交換管路25與恒溫冷熱水機(jī)27相連。

本實(shí)施例在營養(yǎng)液池20內(nèi)設(shè)有一溫度感應(yīng)器31，用于感應(yīng)營養(yǎng)液池20中營養(yǎng)液的溫度，以確保栽培槽10中營養(yǎng)液溫度的準(zhǔn)確性，以防止提供過高溫度或過低溫度的營養(yǎng)液，從而造成對植物根系的損傷，并在該營養(yǎng)液池20內(nèi)設(shè)置一液位計(jì)36以檢測營養(yǎng)液池20中營養(yǎng)液水位。配合在栽培槽10內(nèi)設(shè)有一用于感知栽培槽10內(nèi)溫度的溫度傳感器33

本實(shí)施例還在該栽培槽10內(nèi)還設(shè)有一用于控制營養(yǎng)液水位的液位控制器32，該液位控制器32一端通過回液管23與營養(yǎng)液相連通，并在供液管22上設(shè)置一流量控制閥28。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的智能化控制，本實(shí)施例還包括一控制器30，溫度傳感器33、溫度感應(yīng)器31、液位控制器32、流量控制閥28、水泵21和恒溫冷熱水機(jī)27分別與控制器30電性相連，控制器30由一電源34提供其工作電壓。

使用時(shí)，控制器30控制恒溫冷熱水機(jī)27產(chǎn)生一定溫度的水，并輸送至冷熱交換管內(nèi)，以改變營養(yǎng)液池20內(nèi)的營養(yǎng)液溫度，并利用溫度感應(yīng)器31檢測營養(yǎng)液池20內(nèi)營養(yǎng)液的溫度發(fā)送至控制器30，當(dāng)營養(yǎng)液達(dá)到所需溫度，控制驅(qū)動(dòng)水泵21工作，將營養(yǎng)液輸送到栽培槽10中，利用栽培槽10中的溫度傳感器33，獲取植物根系的溫度，當(dāng)根系溫度較低時(shí)，可通過控制恒溫冷熱水機(jī)27提高營養(yǎng)液溫度，反之亦然，以實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化智能控制栽培槽10內(nèi)根系溫度。從而，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)液池20及根系溫度的反饋調(diào)節(jié)控制，以準(zhǔn)確控制根系溫度。

實(shí)施例七

請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其包括栽培槽10和營養(yǎng)液池20，其中，栽培槽10內(nèi)用于栽培植物，營養(yǎng)液池20用于存儲(chǔ)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液池20內(nèi)置一水泵21，并將水泵21輸出端與栽培槽10相連通為栽培槽10提供植物所需營養(yǎng)液。栽培槽10底部設(shè)置一回液管23與營養(yǎng)液池20相連通，以達(dá)到回收營養(yǎng)液的目的。

其中，本實(shí)施例中的營養(yǎng)液池20包括池體24和設(shè)置在該池體24上的冷熱交換管路25，冷熱交換管路25與恒溫冷熱水機(jī)27相連。

為了實(shí)現(xiàn)其對營養(yǎng)液池20內(nèi)營養(yǎng)液以及栽培內(nèi)植物根系溫度達(dá)到不同溫度連續(xù)自動(dòng)控制，本實(shí)施例中的恒溫冷熱水機(jī)27由兩個(gè)以上的恒溫冷熱子機(jī)并聯(lián)而成，并將每一個(gè)恒溫冷熱子機(jī)連接在一個(gè)接觸開關(guān)35上，控制器30與接觸開關(guān)35相連。使用時(shí)，可通過設(shè)定每個(gè)循環(huán)式恒溫冷熱水機(jī)27的水溫，使?fàn)I養(yǎng)液池20以及栽培內(nèi)根系溫度達(dá)到不同溫度連續(xù)自動(dòng)控制，以達(dá)到設(shè)置作物根系溫度變換曲線升溫的目的。具體結(jié)構(gòu)見圖5所示。

本發(fā)明還提供了一種精確控制植物根系溫度的方法，其特征在于：其包括以下步驟，

a1.根據(jù)目標(biāo)栽培植物所需的根系溫度，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池20內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至目標(biāo)溫度，獲取一定溫度的營養(yǎng)液。

a2.將獲取的營養(yǎng)液輸送至栽培槽10內(nèi)，以改變栽培槽10內(nèi)目標(biāo)栽培植物根系溫度。

為了進(jìn)一步縮短溫度控制時(shí)間，提高溫控效果。當(dāng)需要目標(biāo)栽培植物的根系溫度低于室溫時(shí)，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池20內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至低于目標(biāo)栽培植物所需根系溫度的3-5度；當(dāng)需要目標(biāo)栽培植物的根系溫度高于室溫時(shí)，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液池20內(nèi)營養(yǎng)液的溫度至高于目標(biāo)栽培植物所需根系溫度的3-5度。

為了證實(shí)本發(fā)明的技術(shù)效果，在寧夏園藝產(chǎn)業(yè)園科研溫室內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)，將本發(fā)明的用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，用來栽培番茄進(jìn)行試驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)組，采用泡沫材質(zhì)的栽培槽10以增加栽培槽10其保溫性，在實(shí)驗(yàn)組中在栽培槽10上放置有基質(zhì)的定植盆11，不僅可實(shí)現(xiàn)了對栽培槽內(nèi)植物根系溫度的保溫作用，而且還避免了傳統(tǒng)需采用固定的工序，縮減了栽培流程，提高了栽培效率，具體結(jié)構(gòu)見如圖2所示。營養(yǎng)液池20的池體24周圍采用鈦管制作而成冷熱交換管路25進(jìn)行換熱加溫，以確保根系溫度處于目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。在栽培槽10內(nèi)分別種植京丹紅1號(hào)、f-189和紅太子1801三種不同品種的番茄，并分別統(tǒng)計(jì)三種不同番茄在進(jìn)行根系溫度控制后的產(chǎn)品。

對照實(shí)驗(yàn)組，采用泡沫材質(zhì)的栽培槽10以增加栽培槽10其透氣性，并在栽培槽10內(nèi)設(shè)置有裝有基質(zhì)12的基質(zhì)袋以期固定根系，并利用營養(yǎng)液池20為栽培槽10提供營養(yǎng)液，唯一與實(shí)驗(yàn)組不同的是，對照實(shí)驗(yàn)組的營養(yǎng)液池20內(nèi)的營養(yǎng)液溫度不發(fā)生變化。在栽培槽10內(nèi)分別種植京丹紅1號(hào)、f-189和紅太子1801三種不同品種的番茄，并分別統(tǒng)計(jì)三種不同番茄在進(jìn)行根系溫度控制后的產(chǎn)品。

將對照實(shí)驗(yàn)組和實(shí)驗(yàn)組中的所收獲的三種不同品種番茄的產(chǎn)量進(jìn)行比較，如圖6所示，可以看出，進(jìn)行根系溫度控制番茄的產(chǎn)量要明顯高于無根系溫度控制的番茄產(chǎn)量。因此，通過營養(yǎng)液池20加溫能顯著提高冬茬番茄產(chǎn)量，具有很好的推廣價(jià)值。

為了進(jìn)一步確定根系溫度與營養(yǎng)液池20中營養(yǎng)液之間的溫度關(guān)系，本發(fā)明對冬茬番茄晴天、夏茬番茄晴天及冬茬加溫番茄晴天時(shí)，營養(yǎng)液溫度、內(nèi)設(shè)基質(zhì)12的基質(zhì)袋溫度進(jìn)行測量研究，研究結(jié)果圖7、圖8、圖9所示。

由圖7、圖8、圖9可以看出夏季晴天營養(yǎng)液灌溉溫度與基質(zhì)袋內(nèi)溫度無差異，而在冬茬番茄室內(nèi)溫度高于營養(yǎng)液溫度時(shí)，營養(yǎng)液溫度要略低于基質(zhì)袋溫度1℃左右；而在冬茬番茄營養(yǎng)液加溫后，室溫要低于營養(yǎng)液溫度時(shí)，營養(yǎng)液溫度要略高于基質(zhì)袋溫度1℃左右。因此，在冬季使用本發(fā)明的裝置時(shí)，需要將營養(yǎng)液池20中營養(yǎng)液溫度升溫至高于根系目標(biāo)溫度的1℃，以達(dá)到準(zhǔn)確控制根系溫度的目的。

由于栽培槽10內(nèi)根系固定方式、液位高度、栽培槽10長度以及保溫性能都會(huì)對根區(qū)溫度精確控制穩(wěn)定時(shí)間帶來一定影響，因此，本發(fā)明通過采用根系固定網(wǎng)13的方式，以及溫度傳感器33的方式，通過控制營養(yǎng)液循環(huán)時(shí)間來達(dá)到精確控制根系溫度的目的。其中，根系固定網(wǎng)13的結(jié)構(gòu)見圖4所示。如圖2和圖3所示，本發(fā)明的根系固定網(wǎng)13可以通過裝設(shè)在栽培槽10中的支撐架14予以固定。

本申請?zhí)岢鲆环N用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，將可進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的營養(yǎng)液池20與用于栽培植物的栽培槽10相連通，利用加熱或降溫的方式改變營養(yǎng)液池20內(nèi)的營養(yǎng)液溫度，然后，將營養(yǎng)液導(dǎo)入栽培槽10中，利用營養(yǎng)液與植物根系直接接觸，以達(dá)到調(diào)節(jié)植物根系溫度的目的，以提供一種快速改變根系溫度的方法。

本發(fā)明的一種用于植物根系溫度精確控制的栽培裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、布置方便且控制精準(zhǔn)，方便植物栽培與管理。與傳統(tǒng)采用埋設(shè)地?zé)峋€和電棒加熱方式相比較，由于營養(yǎng)液直接與根系接觸進(jìn)行熱量交換，熱量交換效率搞，因此，可大幅度降低植物生產(chǎn)中空氣加降溫的能耗，同時(shí)又保證了植物養(yǎng)分的均勻與穩(wěn)定供應(yīng)。且本發(fā)明采用密閉式的栽培環(huán)境，避免了土壤根系加溫中土傳病蟲害高發(fā)的影響，根系溫度以及營養(yǎng)液濃度可控性強(qiáng)，生產(chǎn)操作方便，有利于植物提產(chǎn)節(jié)能生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

最后，本申請的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。