專利名稱:營養(yǎng)液-空氣植物栽培方法及實現(xiàn)該方法的設(shè)備的制作方法
本發(fā)明與農(nóng)業(yè)有關(guān)，特別首先是與植物，花卉的溫室生長技術(shù)有關(guān)，并涉及實現(xiàn)這種技術(shù)的設(shè)備。
在近代，無土栽培技術(shù)正在世界各地以不斷增加的規(guī)模發(fā)展著。水培法似乎是木箱栽培農(nóng)藝中最有希望的分枝之一，它是以化學(xué)、生物學(xué)和電子學(xué)的近代成就為基礎(chǔ)的。它帶來作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的大幅度提高，無可比擬地改善了勞動條件。現(xiàn)有的溶液栽培法可以按照所用基質(zhì)的特性和供給營養(yǎng)液的方式來分類，溶液栽培方法的這后一組分類又被分成所謂的恒流水培法和間流水培法。在前一情形中，營養(yǎng)液不停地在植物根部循環(huán)，而在后一情形里，營養(yǎng)液的循環(huán)是取決于植物需要和氣候條件的間歇型循環(huán)。
目前廣泛采用的方法，是在合成材料管子中栽培植物，在管子里供給植物以維持生命的物質(zhì)。它是由英國園藝研究所研制出來的，并被稱為NFT(營養(yǎng)薄膜技術(shù))。
這個方法是以一個“薄膜”流對植物根部供應(yīng)營養(yǎng)液，這個薄膜流供給植物必需量的水、空氣和養(yǎng)分。在實踐當(dāng)中，應(yīng)用一個聚乙烯薄膜的傾斜槽，從一個池子里泵出的營養(yǎng)液流通過它循環(huán)，該液流的深度很小，不會超過1厘米，因此植物可以通過該溶液從空氣中吸收充足的氧氣而不需要一些專門的供氧裝置。這樣，可節(jié)省這種情況下所用的設(shè)備的開支。在多層旋轉(zhuǎn)式的支架上可以方便地安放密集而重量輕的槽子來培養(yǎng)植物。
這個公知的方法在實際損傷中帶來一些困難。所用的營養(yǎng)液由于量少，其性質(zhì)可能會迅速變化，因此必須仔細(xì)地監(jiān)測營養(yǎng)液的pH值、養(yǎng)分濃度及其它一些因素。由于是用聚乙烯薄膜作為槽子的材料，因此營養(yǎng)液的溫度會在一個很寬的范圍內(nèi)波動，并且冷卻或加熱該溶液會浪費掉許多能量。當(dāng)這些槽被安裝在地面上時，給它們一個正確的傾斜度看來也是個問題，傾斜度如不合適，營養(yǎng)液流則會以鋸齒形方式流動，造成滯流的區(qū)域并促進藻類生長，這將會使植物生長速率不均勻，并且由于以空氣摻入該溶液中的氧氣不足而使植物缺氧。
另一個在溫室中無土栽培植物的方法也是已知的，這個方法采用生長容器支持植物，并供給營養(yǎng)液來滋養(yǎng)這些植物(參見蘇聯(lián)發(fā)明人證書147，862和152，987;分類是AolG31/02，1962年出版)。植物在一種有人造基質(zhì)的臺架上生長，并以固定的時間間隔向該基質(zhì)供應(yīng)營養(yǎng)液。營養(yǎng)液滴落到臺架上時，充滿了該基質(zhì)的孔隙，而基質(zhì)粒子之間的空隙充滿了空氣，供給植物水和空氣的條件就這樣得到了滿足。
但是，由于營養(yǎng)分布在垂直方向上隨時間是不均勻的，則滋養(yǎng)植物的這些條件會遭到破壞從而使這個已知方法缺乏效率。植物的根部和基質(zhì)在臺架的上部可能缺乏水份而在下部則可能通氣不足。在基礎(chǔ)顆粒的表面上，可能會積累營養(yǎng)成分中的鹽類，還可能會積累致病細(xì)菌。在營養(yǎng)液作用下基質(zhì)粒子不停的移動會引起根部損傷。為了補充基質(zhì)、使活體植物的根再生和去掉死亡植物的根，并為了殺死藻類，還需要做許多努力。在作物的輪作中，去除植物根也是不可避免的。
此外，一個用于溶液栽培法的設(shè)備也是公知的，這種設(shè)備具有一個營養(yǎng)液貯存槽，經(jīng)過一條供應(yīng)管路連接到一些水平安置的、其上部有孔眼并有與這些孔眼同心安裝的植物支持器的聚合物管子上，還具有一個經(jīng)過一個排放管路和泵與貯存槽相通的接收器(參見蘇聯(lián)發(fā)明人證書988，240;分類號AolG 31/00，1983年出版)。這種公知的設(shè)備包括有一個聚合材料的管子系統(tǒng)，這些管子以層迭方式被懸掛著并喂以一種營養(yǎng)溶液，在所有各層里，營養(yǎng)液被自動地維持在一個恒定水平上。在管道的孔里裝有支持使植物沿一定方向生長的網(wǎng)的托架，以便根據(jù)植物生長的速率來調(diào)整網(wǎng)的高度。
這個公知的設(shè)備很龐大，是復(fù)雜和靠不住的設(shè)計，以原則上講它在作物生長上不會帶來有希望的改進。
本發(fā)明的主要目標(biāo)是要提供一個對根部系統(tǒng)計量喂送有助于作物改進的營養(yǎng)液體的溶液一空氣栽培方法，同時還提供實現(xiàn)上述方法的一個簡單可靠的設(shè)備。
這一目標(biāo)是通過這樣的一個溶液-空氣植物栽培方法實現(xiàn)的，該方法包括將植物放置并固定于生長容器中，讓一種營養(yǎng)液進入到這些容器中，按照本發(fā)明，這種生長容器是一些具有穿孔壁的管子，這些穿孔壁對植物提供支持作用，這些管子被水平安放，而營養(yǎng)液被間斷地送入管道中，首先，在長約3～4分鐘的時間段t1中對管道提供營養(yǎng)液，接下來是從管子里排放這種溶液的時間段t2、不對植物提供新鮮溶液的時間段t3，后面兩個時間段的長度是由關(guān)系式t1∶t2∶t3＝1∶(1.0～1.5)∶(5.0～8.75)所限定;然后重復(fù)上面的這種循環(huán)。
構(gòu)成本公開方法的這種操作程序，為根結(jié)構(gòu)的灌溉、通氣及營養(yǎng)供應(yīng)提供了最佳條件，因此提高了栽培方法的總效率。
本發(fā)明的目標(biāo)進一步通過這樣一個溶液-空氣植物栽培法的設(shè)備來實現(xiàn)，這個設(shè)備具有一個盛放營養(yǎng)液的供應(yīng)槽，它經(jīng)過一條供應(yīng)管路與一些水平放置的、在其上部有多個孔眼的聚合材料管子相連，這些孔眼緊挨著與其同心安裝的植物支持器，該設(shè)備還具有一個經(jīng)過排放管路和泵與供應(yīng)槽相通的接收器，按照本發(fā)明，這些聚合材料管子都位于同一水平面里，以便形成一個管子組件并在一端具有一個直接與接收器相連的集管，供應(yīng)管路裝置有一個泵并且是一個與接收器相通的倒U形管，接收器又通過一個具有截止閥的應(yīng)急備用管路與供應(yīng)槽相連。
以上裝置以最簡潔的方式為植物根部提供植物營養(yǎng)物質(zhì)，保證設(shè)備各部分可靠地工作，并保證作物產(chǎn)量的提高。
在倒U形管的水平延伸段裝一個向營養(yǎng)液通氣的裝置是很適宜的，這種設(shè)計特征將在營養(yǎng)液中建立起可控的最佳氧含量以滿足植物生長的需要。
將聚合材料管子朝集管方向向下傾斜也是很適宜的，這樣有助于從管子里排放營養(yǎng)液，并有助于大量空氣沿垂直與水平方向進入根部結(jié)構(gòu)，防止它們的腐爛。
將帶有蓋子的短管裝入聚合材料管子的孔眼里以附加上植物生長支持器也是很適宜的。
最好這些蓋子具有與聚合材料管子孔眼同心的孔，它們將加快和輕松地進行植物生長的控制，有助于適當(dāng)?shù)闹参锒ㄎ患霸谥参锷L后根結(jié)構(gòu)的排列。
在供應(yīng)槽里最好有一個加熱器來加熱營養(yǎng)液，以為植物生長提供最佳溫度條件。
圖1是用于溶液-空氣植物栽培法的設(shè)備原理示意圖;
圖2是表示帶有植物支持器的短管結(jié)構(gòu)。
參照圖1，溶液-空氣植物栽培法的設(shè)備是一個由管子1組成的組件，這些管子或者是水平延伸的，或者朝集管2傾斜朝下的，集管2通過接收器4，帶有泵6的倒U形供應(yīng)管5與裝有營養(yǎng)液的供應(yīng)槽3相連。接收器4還經(jīng)過一個帶泵8的排放管路7與供應(yīng)槽3相連，通過這條管路，營養(yǎng)液回到供應(yīng)槽3。接收器4另外還經(jīng)由一個在應(yīng)急狀態(tài)下應(yīng)用的、帶有截止閥10的應(yīng)急管路9與供應(yīng)槽3連接。一個向營養(yǎng)液通氣的裝置11被安裝在倒U形管路5的水平延伸段上。
參照圖2，組件的每一條管子1在其上部有多個穿孔并在每個孔里裝入一個帶蓋子13的短管12，每個蓋子13有一個孔，它與管子1上相應(yīng)的孔眼是同心安裝的并帶有植物支持器14。
這個公開的設(shè)備以下列方式工作。
待培養(yǎng)的植物借助于支持器14被放到蓋13的孔里。啟動泵工作后，裝在供應(yīng)槽3中的營養(yǎng)液經(jīng)過倒U形管路5送入密封的接收器4中，營養(yǎng)液由安裝在供應(yīng)槽3內(nèi)部的任何已知的加熱器(圖上沒有畫出)加熱。營養(yǎng)液從接收器4經(jīng)過集管2送進管子1中，到達生長于該處的植物。借助于通氣裝置11而通氣的營養(yǎng)液流持續(xù)4或5分鐘，然后，啟動泵8工作5或6分鐘，將營養(yǎng)液從管子組件里排放到接收器4中，再經(jīng)過管路7從接收容器里回到供應(yīng)槽3。此后，停滯25-30分鐘，在此停滯期間，不向管子提供新鮮營養(yǎng)液，然后重復(fù)上述的循環(huán)。
在應(yīng)急情況下，營養(yǎng)液會由于重力從供應(yīng)槽3經(jīng)過閥10和管路9及接收器4流進集管2和管子1。
這種公開的方法被用于在最佳條件下培養(yǎng)玫瑰，石竹和菊花。
這些花的插枝被放進塑料管形成的水平組件里，并將溫度為20℃的營養(yǎng)液流入管中持續(xù)4.5分鐘，接著是將該液體從管子里排放5.5分鐘及供應(yīng)新鮮的植物營養(yǎng)物質(zhì)進入管中的30分鐘間隔。這種循環(huán)在整個生長、開花期不斷地重復(fù)，直至得到可以上市的鮮花為止。
從下表列出的數(shù)據(jù)中可以看出，所公開的方法與已知方法可以進行有利的比較，它建立了給植物供給空氣和水的最佳條件，從而增加了產(chǎn)量并提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而以前的方法僅只是有助于縮短生長周期。
不言而喻，所公開的設(shè)備提供了控制所公開方法的手段。
所公開的發(fā)明可以有利地用于溫室作業(yè)來大規(guī)模地栽培蔬菜、葫蘆屬植物、花卉和水果。樹木苗圃和植物育種站也可以利用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種溶液--空氣植物栽培方法，它由將植物安放并固定在生長容器里并使一種營養(yǎng)液流入這些容器組成，其特征在于該生長容器是一些具有能夠支撐植物的穿孔壁的管子(1)，這些管子(1)是水平安置的，該營養(yǎng)液間斷地在持續(xù)4～5分鐘的時間段t1里被送進這些管子中，接著在時間段t2里從管子(1)里排放該溶液，以及在時間段t3里不給植物提供任何新鮮溶液，后面兩個時間段的長度由關(guān)系式t1∶t2∶t3=1∶(1.0～1.5)∶(5.0～8.75)所限定；然后重復(fù)上述的循環(huán)。
2.一個實現(xiàn)按權(quán)利要求
1所述方法的設(shè)備，它具有一個盛放營養(yǎng)液的供應(yīng)槽，它經(jīng)過供應(yīng)管路(5)與一些在其上部具有多個穿孔的、水平安置的聚合材料管子相連，這些上部穿孔緊挨著與這些孔同心安裝的植物支持器(14)，還具有一個經(jīng)過排放管路(7)和泵(8)與供應(yīng)槽(3)相通的接收器(4)，該設(shè)備的特征在于所說的聚合材料管(1)都被安放在同一水平里，以便形成一個管子組件并在一端裝有一個集管(2)，集管直接與接收器(4)連接，供應(yīng)管路(5)有一個泵(6)并且是一個倒U形的與接收器(4)相通的管子，接收器(4)又經(jīng)由帶截止閥(10)的應(yīng)急備用管路(9)與供應(yīng)槽(3)相連。
3.一個如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于倒U形管的水平延伸段上有一個向營養(yǎng)液通氣的裝置(11)。
4.一個如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于聚合材料管子(1)是朝集管(2)方向向下傾斜的。
5.一個如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于一些帶蓋子(13)的短管子(12)被裝入聚合材料管子的孔眼里以附加上植物支持器(14)。
6.一個如權(quán)利要求
5所述的設(shè)備，其特征在于管子(12)的蓋子(13)上有一些孔，它們與管子(1)上的孔眼是同心安置的。
7.一個如權(quán)利要求
2所述的設(shè)備，其特征在于在該供應(yīng)槽(3)中裝有加熱營養(yǎng)液的一個加熱器。
專利摘要
本發(fā)明與農(nóng)業(yè)有關(guān)。植物在一些水平放置的穿孔的合成材料管中用溶液一空氣法培養(yǎng)，營養(yǎng)液間斷地在持續(xù)4-5分鐘的時間段t
文檔編號A01G31/02GK86100276SQ86100276
公開日1987年2月11日 申請日期1986年1月18日
發(fā)明者尼科拉·彼特羅維奇·薩格魯科, 彼特·埃弗莫維奇·克拉西萊夫 申請人:林業(yè)局專業(yè)設(shè)計所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan