[發(fā)明專利]植物栽培系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410526212.3
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104584923A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 張波
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: A01G9/02
• 分類號: A01G9/02;A01G27/00;A01C21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李昊

技術領域

本發(fā)明涉及一種植物栽培系統(tǒng)和該植物栽培系統(tǒng)的控制方法，屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)器械和方法的技術領域。

背景技術

植物栽培過程中需要精細而復雜的管理，尤其是對水分的控制和保持，澆水不當導致植物被淹死或干死，長期澆水也會對土壤進行沖刷，使得土壤中的養(yǎng)分流失，造成水分和養(yǎng)分的雙重浪費。此外，澆水過多會導致植物根部的呼吸作用被抑制，從而使得植物根部能量不足，主動運輸吸收養(yǎng)分的能力降低，而澆水過少則會導致植物枯干。

此外，為了確保植物的順利生長，必須最大限度地保證植物根部對水的接觸面積，以促進植物對水分的吸收。而另一方面，植物根部長期浸潤在水中則會抑制根部的呼吸作用，導致根部細胞無法通過線粒體有氧呼吸獲得所需的能量，甚至長期無氧呼吸產(chǎn)生有害物質，比如酒精的積累，對作物產(chǎn)生危害。中國專利申請200810147205.7即針對以上問題提出了一種植物栽培容器。然而該種植物栽培容器僅僅是將一部分根部浸入水中，另一部分根部露出睡眠以維持呼吸作用。然而，根部是由很多極小的細胞組成的，雖然酒精可以通過自由擴散作用逸出至未浸入部分的根部以緩解酒精的積累，但是依然需要很長的時間才能夠將酒精完全擴散均勻，浸入水中的部分根部依然無法進行有氧呼吸獲得更多的能量以吸收養(yǎng)分，養(yǎng)分吸收受到抑制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)約水分和土壤養(yǎng)料的植物栽培系統(tǒng)和植物栽培系統(tǒng)的控制方法，進一步地，本發(fā)明提供了一種調(diào)和植物根部養(yǎng)分吸收和水分吸收矛盾的方法，以同時提高植物根部的水分吸收能力與養(yǎng)分吸收能力。

技術方案：本發(fā)明所述的植物栽培系統(tǒng)，包括若干栽培容器、管路和水泵，每個栽培容器上均設置有入水口和排水口，每一個栽培容器的排水口均連接至另一個栽培容器的入水口，且位置最低的栽培容器的排水口通過管路和水泵連接至位置最高的栽培容器的入水口。

進一步地，若干栽培容器間按照位置的高低依次連接，其中連接次序相鄰的栽培容器中位置較高的栽培容器排水口連接至位置較低的栽培容器的入水口。

進一步地，排水口(5)設置于栽培容器(1)的底部，所述的入水口(4)為栽培容器(1)的容器口，若干栽培容器(1)依次層疊設置，最底層栽培容器(1)的排水口(5)通過管路(2)和水泵(3)連接至最高層栽培容器(1)的入水口(4)。

進一步地，還包括土壤濕度傳感器(7)和控制器(8)，所述土壤濕度傳感器(7)和水泵(3)分別連接至控制器(8)。

進一步地，還包括營養(yǎng)液儲存槽(9)，所述位置最低的栽培容器(1)的排水口(5)先連接至營養(yǎng)液儲存槽(9)，再通過管路(2)和水泵(3)連接至位置最高的栽培容器(1)的入水口(4)。

進一步地，還包括溫度檢測器、光線探測器和光源，溫度檢測器、光線探測器和光源分別連接至控制器(8)。

本發(fā)明還包括上述的植物栽培系統(tǒng)控制器的控制方法，包括以下步驟：

1)讀取所述土壤濕度探測器中的數(shù)據(jù)d₁與控制器中預存的標準濕度d₀相比較；

2)若d₁≤d₀，向水泵發(fā)出泵水指令，運行步驟1)；若d₁>d₀，向水泵發(fā)出停止泵水指令，運行步驟1)。

另一優(yōu)選的控制方法為：所述控制器中存儲有適宜濕度峰值d_a和適宜濕度谷值d_b包括以下步驟：

1)讀取所述土壤濕度探測器中的數(shù)據(jù)d₁與控制器中預存的適宜濕度峰值d_a相比較；

2)若d₁>d_a，向水泵發(fā)出停止泵水指令，運行步驟1)；若d₁≤d_b，向水泵發(fā)出泵水指令，運行步驟1)；若d_b<d₁≤d_a向水泵發(fā)出停止泵水指令或向水泵發(fā)出泵水指令，運行步驟1)。

進一步地，上述使用該控制方法的植物栽培系統(tǒng)的栽培容器排水口排水速率、水泵抽水速率和栽培容器容積相互配合，使得土壤濕度探測器連續(xù)兩次測得d₁等于d_a的時間間隔為0.25～2小時。

進一步地，所述的適宜濕度峰值d_a為重量含水量38％，適宜濕度谷值d_b為重?量含水量22％。