[發(fā)明專(zhuān)利]一種植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)裝置及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310476345.X
• 申請(qǐng)日: 2013-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103798116A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;郭文忠;崔忠輝;陳紅;王利春;李銀坤;陳娜;陳曉麗;閆華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): A01G31/02
• 分類(lèi)號(hào): A01G31/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 孟憲功

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物無(wú)土栽培技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)裝置及控制方法。

背景技術(shù)

植物營(yíng)養(yǎng)液栽培屬于無(wú)土栽培模式，是一種代替土壤向植物提供生長(zhǎng)必要的營(yíng)養(yǎng)元素的栽培模式，它擺脫了傳統(tǒng)土壤栽培所帶來(lái)的土壤泛鹽，土傳病蟲(chóng)害和連作障礙等一系列問(wèn)題，具有生長(zhǎng)快、質(zhì)量好、產(chǎn)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。合理使用營(yíng)養(yǎng)液栽培對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。

然而在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和應(yīng)用中，營(yíng)養(yǎng)液的使用幾乎都是一次性的，廢棄的營(yíng)養(yǎng)液富含營(yíng)養(yǎng)，不僅浪費(fèi)，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。因而，在植物無(wú)土栽培環(huán)節(jié)如何實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的高效循環(huán)再利用，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)裝置，其通過(guò)對(duì)植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液各組分含量進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)植物營(yíng)養(yǎng)需求進(jìn)行重要組分的有效補(bǔ)給調(diào)控，使得循環(huán)后的營(yíng)養(yǎng)液可以多次循環(huán)利用，并可滿足植物不同階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)的實(shí)際需求，確保植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的合理高效循環(huán)利用，同時(shí)避免了循環(huán)后的廢液給環(huán)境造成污染；此外，本發(fā)明還提供了一種利用上述循環(huán)裝置實(shí)現(xiàn)植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)的控制方法，為植物無(wú)土栽培開(kāi)辟了新的途徑。

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)裝置包括：用于供給和處理植物所需營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)液供給處理單元；與營(yíng)養(yǎng)液供給處理單元連接的用于進(jìn)行液體循環(huán)的營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)單元，其與營(yíng)養(yǎng)液供給處理單元和外部栽培床共同形成封閉式栽培系統(tǒng)；以及分別與營(yíng)養(yǎng)液供給處理單元和營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)單元連接的控制單元；其中所述封閉式栽培系統(tǒng)具有仿生物心臟供血供氧工作機(jī)制。其中，所述營(yíng)養(yǎng)液供給處理單元包括：殼體；設(shè)置在殼體內(nèi)部且彼此間相互獨(dú)立的混合池、母液池、過(guò)濾池和檢測(cè)池。

優(yōu)選地，所述母液池內(nèi)設(shè)有用于提供營(yíng)養(yǎng)液所需各種組分的營(yíng)養(yǎng)液供給罐組，其中所述營(yíng)養(yǎng)液供給罐組包括：酸罐、堿罐、清水罐和用于供給植物生長(zhǎng)所需元素的母液罐。

優(yōu)選地，所述混合池內(nèi)設(shè)有水泵和攪拌器；所述檢測(cè)池內(nèi)設(shè)有離子檢測(cè)電極；所述過(guò)濾池內(nèi)設(shè)有過(guò)濾裝置。

其中，所述營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)單元包括：分別與所述混合池和所述過(guò)濾池連接的外部循環(huán)管道；以及分別設(shè)置在所述過(guò)濾池與所述檢測(cè)池之間、所述檢測(cè)池與所述混合池之間、所述混合池與所述母液池之間以及所述過(guò)濾池和所述混合池與外部循環(huán)管道之間的閥門(mén)組件。

優(yōu)選地，所述閥門(mén)組件包括：設(shè)置在所述母液池和所述混合池之間且與所述母液罐的各閥門(mén)連接的組分調(diào)節(jié)閥門(mén)組；以及分別設(shè)置在所述過(guò)濾池與所述檢測(cè)池之間、所述檢測(cè)池與所述混合池之間以及所述混合池和所述過(guò)濾池與所述外部循環(huán)管道之間的止回閥。

其中，所述外部循環(huán)管道包括：供液管道和回流管道；其中所述供液管道的入液口和出液口分別與所述混合池的出液口和所述栽培床的入液口連接，所述回流管道的入液口和出液口分別與所述栽培床的出液口和所述過(guò)濾池的入液口連接。

其中，所述控制單元包括：調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和顯示模塊；其中所述調(diào)理電路與所述離子檢測(cè)電極連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述調(diào)理電路連接；所述控制模塊分別與所述調(diào)理電路、所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述顯示模塊以及所述營(yíng)養(yǎng)液供給罐組的各閥門(mén)連接。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)植物無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)的控制方法主要包括如下步驟：

1）開(kāi)啟控制單元，對(duì)檢測(cè)池中各離子檢測(cè)電極進(jìn)行檢測(cè)預(yù)處理，待達(dá)到預(yù)定時(shí)間T1后，開(kāi)始對(duì)回流液中營(yíng)養(yǎng)液的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采集、檢測(cè)和分析處理，之后根據(jù)處理結(jié)果對(duì)相關(guān)參數(shù)做出適應(yīng)性補(bǔ)給和調(diào)整，無(wú)誤后，將營(yíng)養(yǎng)液輸出至混合池；2）攪拌營(yíng)養(yǎng)液，至均勻后將其輸出，經(jīng)供液管道開(kāi)始為栽培床中的植物供液，待供液達(dá)到預(yù)定時(shí)間T2后，排出廢液；3）待廢液經(jīng)回流管道回流至過(guò)濾池后，對(duì)回流液進(jìn)行過(guò)濾處理，待處理時(shí)間達(dá)到預(yù)定值T3后，將液體輸出至檢測(cè)池，進(jìn)而完成一個(gè)循環(huán)控制過(guò)程。

其中，步驟1）中控制單元對(duì)回流液中營(yíng)養(yǎng)液的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析處理的方法為：將所測(cè)數(shù)值與植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)濃度的閾值比較，如需補(bǔ)給相關(guān)參數(shù)，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定或人為設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行補(bǔ)給、調(diào)整操作；或者將所測(cè)數(shù)值與植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)濃度的閾值比較，如果檢測(cè)池中各相關(guān)參數(shù)滿足植物所需數(shù)值動(dòng)態(tài)范圍，則無(wú)需任何操作。

（三）有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：