一种条带式无土基质栽培装置

技术领域

本发明涉及农业生产领域，具体涉及一种条带式无土基质栽培装置。

背景技术

设施农业生产是丰富百姓物质生活的重要措施。目前，设施栽培中应用无土基质栽培尤其条带式无土基质栽培为常见技术手段，蔬菜生产效率高。根系是作物地上部分物理结构与生化功能的根本支撑，作物根系发达，光合作用强，长势旺盛，产量与品质能显著提升。

根系生长空间的大小影响根系发育。目前生产上条带式基质的栽培袋口径多在0.3×0.3米以内，根系发育空间有限，难以舒展，并且塑料制栽培袋不透气，根系呼吸耗氧受限。口径限定在0.3×0.3米以内，不增加栽培基质体量的原因：一是透水透气性难以保证，容易根系缺氧积水；二是常温及高温季节栽培基质发酵发热问题，加速根系衰老；三是出现洗盐不彻底或消耗水肥量大，水肥灌入基质中，随着时间推移出现积盐问题，需要洗去多余盐分。生产上常用滴灌带周期性灌入过量水肥将高盐洗出，但以滴箭或滴孔的形式由点及面逐步湿润栽培基质，洗盐效果差，盐分积累导致基质EC值升高，进而影响作物生长、减产甚至死亡；四是考虑成本问题。

因此，探索研究一种新的方式，解决栽培基质透水、透气、散热、积盐等问题，进而扩大栽培基质体量，增加根系生长空间，释放更大的根系活力，提高根系生物量，将有利于提高作物生长活力，进而提高产量。

此外，根区温度是影响根系活力的重要因素。设施栽培中，冬季反季节蔬菜更具经济效益。但冬季气温低，根区温度维持在较低水平，温室效应所积热量难以满足根区热量需求，进而抑制根区生理活动，影响植物生长发育。探索低成本、易布置的根区加热装置很有必要性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种条带式无土基质栽培装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种条带式无土基质栽培装置，包括栽培箱和基质温控设备，所述栽培箱内铺设栽培基质，栽培箱内沿着长度方向间隔地种植有一行作物，相邻的两株作物之间设有盲管且盲管垂直于栽培箱底部设置，盲管为中空结构且表面开孔，栽培箱内沿着长度方向设有两条滴灌带且两条滴灌带设在作物两侧的栽培基质上表面，栽培箱的侧面中下部和底部均间隔设有若干个排水透气孔，所述基质温控设备包括中央处理器以及与中央处理器连接的碳纤维加热线、基质温度传感器，所述碳纤维加热线沿着栽培箱长度方向设置并埋设在栽培基质中，基质温度传感器埋入栽培基质并探测栽培基质的温度。

进一步地，所述栽培箱是由1个左侧板、1个右侧板、N个前侧板、N个后侧板和N个底板拼接而成的条带式栽培箱，其中N为大于或等于1的整数。

进一步地，左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和底板均由PVC材质成型。

进一步地，所述栽培箱的底部铺设有废液收集盘。

进一步地，所述盲管为三维立体多孔结构，盲管表面的平均开孔率为90-95%，盲管的内径为3-4cm，长为40cm。

进一步地，所述基质温度传感器设在培养箱内栽培基质25-30cm深度位置，所述碳纤维加热线设在栽培箱内栽培基质20cm深度位置。

进一步地，所述滴灌带的滴头为花洒式滴头，滴头的喷洒半径为5-8cm。

进一步地，所述碳纤维加热线为两条以上，两条以上的碳纤维加热线平行布线。

本发明开应用透气盲管，改善根区透气、透水、散热等效果，并且配套可调式水肥滴头及根区温控装置，解决洗盐与冬季栽培根区加热问题，进而实现增加栽培基质体量，扩大根系生长空间的栽培方式，改善了作物根系生长发育的支撑环境，能够提高根系活力与根冠比，进而促进根系发达、枝繁叶茂、丰产优产。同时，本发明装置拆装简易方便，可重复使用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1是本发明的条带式无土基质栽培装置侧面示意图；

图2是本发明的条带式无土基质栽培装置截面示意图；

图3是本发明的基质温控设备的连接示意图。

具体实施方式

如图1-3之一所示，一种条带式无土基质栽培装置，包括栽培箱1和基质温控设备，所述栽培箱1内铺设栽培基质，栽培箱1内沿着长度方向间隔地种植有一行作物2，相邻的两株作物2之间设有盲管3且盲管3垂直于栽培箱1底部设置，盲管3为中空结构且表面开孔，栽培箱1内沿着长度方向设有两条滴灌带4且两条滴灌带4设在作物2两侧的栽培基质上表面，栽培箱1的侧面中下部和底部均间隔设有若干个排水透气孔5，所述基质温控设备包括中央处理器以及与中央处理器连接的碳纤维加热线6、基质温度传感器7，所述碳纤维加热线6沿着栽培箱1长度方向设置并埋设在栽培基质中，基质温度传感器7埋入栽培基质并探测栽培基质的温度。

进一步地，所述栽培箱1是由1个左侧板、1个右侧板、N个前侧板、N个后侧板和N个底板拼接而成的条带式栽培箱，其中N为大于或等于1的整数。左侧板、右侧板、前侧板、后侧板和底板均由PVC材质成型。每个侧板的大小为0.4米×0.4米，条带式栽培箱的长度可无限拼接。

进一步地，所述栽培箱1的底部铺设有废液收集盘8，废液收集盘用于废液回收再利用，并能保持栽培环境干燥整洁，减少栽培环境杂菌滋生。

盲管主要通过集排土中、绿化渗水，减小地下水压力，保护栽培基质不会因渗透变形而破坏。盲管为多层无规则三维立体多孔结构，盲管表面的平均开孔率为90-95%，本发明采用盲管的内径为3-4cm，长为40cm，在每2株作物中间位置中空垂直插入。

进一步地，所述基质温度传感器7设在培养箱1内栽培基质25-30cm深度位置，所述碳纤维加热线6设在栽培箱1内栽培基质20cm深度位置。

进一步地，所述滴灌带4的滴头为可调花洒式滴头，水肥以花洒式从滴头喷出，每个滴头喷洒半径5-8cm。水肥以喷淋的形式滴入基质中，更有利于自上而下、整体、快速的将栽培基质中高盐分溶液洗出，洗盐效率优于滴箭或滴孔式灌溉方式，灌溉量可控制在超出饱和量的10%以内，节约了水肥的用量。

进一步地，所述碳纤维加热线6为两条以上，两条以上的碳纤维加热线6平行布线。碳纤维加热线的常规选用型号为36K（根据栽培箱的设计长度可调整型号），电阻值为11Ω/米。

本发明采用以上装置，其优势在于：（1）设计一种条带式栽培箱，每个单位长度的栽培箱的横截面设计为0.4米×0.4米，每个单位长度的体积为传统栽培袋（0.3×0.3米）的1.78倍，大大增加了根系生长发育空间。同时，栽培基质增量更有利于保水保肥，减少了水肥供应频次与管理成本。与传统栽培袋相比，侧边中下部与底部增加排水透气孔，更有利于根系有氧呼吸。栽培箱设计为可拆卸拼接结构，可灵活调节使用长度，并能反复利用。（2）本发明应用透气盲管，其三维立体多孔结构更有利于栽培基质内部空气交换，水分交换，有利于保持栽培基质合理的透气性与含水量。同时，透气盲管可用于热量交换，避免栽培基质发酵不彻底造成的积热问题。本发明将建筑工程领域的盲管创新性应用于农业基质栽培过程，解决了大体量栽培基质产生的不利根系生长因素。（3）碳纤维加热线是碳纤维制成的增强塑料复合材料。碳纤维是一种纤维状碳材料，强度大、密度小、耐腐蚀、耐高温、导电性能好，并且成本低（与热水循环温控技术成本相比大幅降低）。碳纤维加热线作为栽培基质加热材料，安全可靠。在更换基质时，由于碳纤维加热线强度大，可以直接从基质中抽出，适宜重复使用。（4）本发明的基质温控设备，应用物联网技术，通过实时在线监测栽培基质温度，实现远程预警、智能基质温度调控及远程人工调控功能。数据可在线下载用于科学分析。基质温度传感器为密封性、传导性良好的不锈钢封装的NTC热敏电阻传感器，可长期埋入栽培基质中。