[發明專利]一種營養液補充和調整的設備與方法

無效

• 申請號: 200910080209.2
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101491206A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 宋衛堂;王成;徐志豪;李玉峰;曲英華;喬曉軍;王宇欣
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01G31/06
• 分類號: A01G31/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

本發明涉及無土栽培領域中一種營養液補充和調整的設備與方法，特別涉及一種基于營養液電導率EC和酸堿度pH在線監測、能對營養液進行實時補充和調整的設備與方法。

背景技術

在現代設施農業飛速發展的進程中，無土栽培的種植方式越來越得到廣泛地應用。目前，美國、日本等國家的設施栽培基本普及營養液無土栽培技術；歐盟也明確規定，進入21世紀，所有歐盟國家的園藝作物要全部實現無土栽培。

無論是蔬菜還是花卉的無土栽培，營養液的調整和補充是營養液管理的關鍵技術，營養液的供給直接影響到作物的生長狀況和健康狀況，從而影響到產量和產品品質。

另外，無土栽培中的水培相對于基質栽培，對營養液管理的要求又要高，因為水培植物是直接生長在營養液中的，少了基質這一“緩沖層”。因此，在水栽培過程中實時地對營養液進行監控和調節尤為重要。

目前，有關營養液補充和調整存在兩種極端現象：人工和全自動。以荷蘭PRIVA公司和以色列ELDAR公司為代表的營養液全自動調控技術和設備，完全實現了營養液的在線檢測和實時控制，保證營養液的性質穩定和系統運行可靠，但技術復雜、設備昂貴。而目前我國實際生產中廣泛采用的是人工調整和補充營養液的方式：定期或不定期地用EC和pH計來檢測營養液，然后人工補充肥料或調節酸堿度；當發現營養液池中的營養液不夠時才去補充。這樣的結果是：很難保證營養液的性質穩定和系統的可靠運行。

因此，實際生產迫切需要一種技術和設備簡單、價格低廉、運行穩定可靠的營養液調整和補充方法與設備。

發明內容

本發明的目的是針對水培過程中由于植物對營養液中養分的不斷吸收和利用而引起的營養液EC和pH的變化，以及營養液總量的不斷減少，提供一種適用于基質栽培過程中營養液調整和補充的設備與方法。

所述營養液補充和調整的設備，供水電磁閥2和電子水表3通過供水管路4安裝在水源1和營養液池9之間；混液泵5、EC傳感器6、pH傳感器7和液位傳感器8安裝在營養液池9內；母液罐12安裝在營養液池9旁邊，計量泵10、供肥電磁閥11通過供肥管路安裝在母液罐12和營養液池9之間；控制設備13用來對供水電磁閥2、電子水表3、混液泵5、EC傳感器6、pH傳感器7、液位傳感器8、計量泵10、供肥電磁閥11進行數據監測、計算和開閉。

所述營養液補充和調整的方法，根據水源水質和實際采用的營養液配方、肥料，通過對營養液的儲量、EC值和pH值變化的實時監控，采取相應的補肥、補酸、補水措施，來實現無土栽培過程中營養液的補充和調整，以保證營養液的正常供給。

所述方法的補充方案包括如下步驟：

1)先根據無土栽培對水質的要求和選用植物的營養需求選擇水源水質、確定營養液配方，并根據配方來選用肥料種類；再用100倍母液對選擇的實際水源進行滴定試驗，并用硝酸或磷酸調整pH值，以得到營養液的EC和pH值隨加入100倍母液量、酸液量的變化曲線；

2)將步驟1)選用的肥料按配方配制成營養液后，加入營養液池9進行栽培，隨著栽培的進行，營養液被植物不斷地吸收，營養液池9中的液位不斷下降，當液位下降到高度為0.4～0.6m時，液位傳感器8發出補水補肥指令；

3)控制設備13首先計算出營養液池9所需補充的營養液總量，營養液池9的長度和寬度已知，需補充液位高度即可計算得到，然后再根據步驟1)繪制的關系曲線，計算得到所需添加的母液量、酸液量；

4)控制系統將供水管上的供水電磁閥2打開給營養液池供水，電子水表3記錄供水量，同時，供肥電磁閥11和計量泵10開始工作，將母液和酸液注入到營養液池9中，此時，營養液池9中的混液泵5也開始工作，將母液和酸液與水混合均勻；

5)當計量泵10將所需母液和酸液全部注入營養液池9后，計量泵10和供肥電磁閥11關閉；

6)當電子水表計量到的供水量達到所需補水量時，供水電磁閥2關閉，停止補水；

7)混液泵5在所有電磁閥關閉后，再運行30～50min后停止工作，至此，營養液的補充結束。

其中調整方案為在步驟7)中，營養液補充結束后，營養液池9中的EC傳感器6和pH傳感器7對營養液的EC和pH開始進行實時檢測，當EC偏離2～3.5mS/cm或pH偏離5.8～6.2的值時，傳感器會發出補肥、補酸指令，而后控制設備13計算營養液池9中的剩余營養液總量，并得到所需添加的母液量、酸液量，并通過對供水電磁閥2、電子水表3、混液泵5、計量泵10、供肥電磁閥11實施監測、調控以完成營養液EC和pH值的調整。