[發明專利]一種基于標準環境下的植物種植系統及其種植方法

有效

• 申請號: 201310037200.X
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103098665A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 萬賢能
• 申請（專利權）人: 萬賢能
• 主分類號: A01G9/00
• 分類號: A01G9/00;A01G9/18;A01G9/20;A01G9/24;A01G1/00
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 馬麗麗

技術領域

本發明涉及一種植物種植系統，特別是涉及一種基于標準環境下的植物種植系統。本發明還涉及一種基于標準環境下的植物種植方法，屬于種植技術領域。

背景技術

植物生長需要光合作用，常規種植的植物其光合作用的光源主要來自于太陽光。植物生長隨著日出日落晝夜交替呈現出周期性有規律的變化，這些變化影響到植物的生長速率。影響植物光合作用效率的外部因素主要有以下幾種：（1）光照；（2）二氧化碳；（3）溫度；（4）水分；（5）礦質營養；（6）光合作用的日變化。為提高植物的生長效率，可通過科學綜合調節上述6種外部因素來實現。目前常用的方式是地膜履蓋、大棚種植、定時澆水施肥等，這些常規的手段只能單一的解決溫度、光照、水分、營養等問題，無法從根本上為植物設計出標準穩定的外部生長環境。因此提高植物生長效率的質量依然不可控。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種基于標準環境下的植物種植系統。

本發明的第二個目的在于提供一種基于標準環境下的植物種植方法。

本發明的第一個目的通過以下技術方案予以實現：

一種基于標準環境下的植物種植系統，它包括至少一個圍蔽式獨立于外界的利用人造光源為唯一或主要光源的種植區域；中央控制系統；每個種植區域都安裝有與中央控制系統網絡聯接的至少一套子控制系統。

所述的中央控制系統是一計算機控制系統，在該系統中預設各子控制系統的調度時間和工作參數（包括設定人造光源系統啟閉時間及強度變化參數，設定二氧化碳供應系統的啟閉時間及供氣量，設定溫度系統各時點的溫度變化，設定噴淋系統的開啟時間及水量、設定營養灌溉系統的啟閉時間及水量等。）；中央控制系統在時間調度表上的各個時點，控制各子控制系統啟閉并按工作參數進行工作。

所述的子控制系統包括人造光源控制系統、二氧化碳供應系統、氧氣供應系統、溫度控制系統、營養灌溉系統、濕度控制系統、節奏韻律播放系統。研究表明節奏韻律適宜的音樂能促進植物生長是由于聲波的刺激作用。我們知道，植物的葉片表面分布著許許多多的氣孔。氣孔是植物與外界環境進行氣體交換和蒸發水分的“窗口”。當音樂播放后，音樂的旋律經空氣傳播會產生有節奏的聲波，這聲波振動刺激植物葉片表面的氣孔，可增大氣孔開放度。氣孔增大后，植物增加吸收了光合作用的原料——二氧化碳，使光合作用更加活躍，合成的有機物質不斷增加；同時，植物的呼吸作用也得到增強，為植物的生長提供了更多的能量。

植物完成一個晝夜生命活動的周期過程是：當日出后陽光照射到植物葉片表面，葉片下表面氣孔張開，產生對二氧化碳吸力，在這種吸力的作用下，不同位置的二氧化碳進入葉片內；另一個途徑是根系吸收的水分和微量元素通過主莖——側枝和葉柄進入葉片內，兩路原料匯集葉片內通過光合作用合成有機物，白天在陽光的照射下連續合成有機物暫儲于葉片中，待日落后，植物將一天制造的有機物運儲到根、莖、花、果、幼葉和生長點里。這樣一個過程，可使植株變高，莖桿變粗，花朵開放，果實膨大，根系變多，單株產量增加。這就是多數植物晝夜生命活動的規律，也是植物白天不長夜間長的本質所在。這一規律揭示了植物是有生物鐘的，而生物鐘的重要特點是可以調撥，調撥生物鐘的因子主要是光照。

為提高產量，縮短植物的生長周期，需要重新調整植物的生物鐘，因此所述人造光源系統的啟閉設定為每6-23小時為一周期——即設定6-23小時為一個人工日夜光周期，每周期的光照強度分為光照前弱檔、光照強檔、光照后弱檔、光照暗檔，其中光照前弱檔時間占周期時間的1%-10%，光照強檔時間占周期時間的35%-78%，光照后弱檔占周期時間的1%-10%，光照暗檔（即關閉）占周期時間的20%-45%。

二氧化碳是植物合成產量的主要原料，也就是植物的“主食”。目前大氣中可供植物進行光合作用的二氧化碳濃度僅有330umol/L左右，要滿足多數植物種類對二氧化碳的需求還有幾十倍以至上百被的差距，植物對二氧化碳日需求量又受光照強弱，溫度高低，作物品種，水分等諸多因素的影響。在一定范圍內，同一品種植物對二氧化碳需求量，隨光照強度、溫度的增加而增大，反之，隨光和溫度的下降而減少。二氧化碳的日需求量是一個動態變化值。