[發明專利]一種基于太陽能LED燈和智能噴灌系統的植物栽培方法

有效

• 申請號: 201811334920.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN109302976B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杭州耘阡科技有限公司
• 主分類號: A01G31/00
• 分類號: A01G31/00;A01G31/02;A01G31/06;A01G7/04;A01H4/00;H02S20/32;F24S30/425;F24S50/20;F21S9/03;F21V23/00;F21V33/00;F21Y115/10
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.一種基于太陽能LED燈和智能噴灌系統的植物栽培方法，其特征在于：將組織培養獲得的組培苗在節能溫室或者節能種植大棚中進行栽培，其中，組織培養過程包括外植體的采集、清洗、消毒、外植體接種、繼代培養、生根培養和移栽，所述節能溫室或者節能種植大棚包括太陽能發電系統、噴灌系統和照明系統；

所述外植體的清洗和消毒過程采用外植體清洗消毒裝置，包括依次相連的儲液箱(1)、清洗柜(2)和殘液回收箱(3)，所述清洗柜(2)包括柜體(201)和蓋合在其上部的第一上蓋(202)，在所述柜體(201)的中部設置有第一固定架(4)，所述第一固定架(4)的底部通過固定桿(5)連接第一底座(6)，所述第一底座(6)設置在所述柜體(201)的底部，所述第一底座(6)與第三驅動裝置相連；

所述第一固定架(4)由第一圓環(401)和設置于其下部的第二圓環(402)構成，所述第一圓環(401)和所述第二圓環(402)之間通過連接桿(403)連接，在所述第一固定架(4)上固定有清洗袋(7)，所述清洗袋(7)為網狀結構，由柔性材料制成，所述清洗袋(7)包括袋體(701)和第一蓋體(702)，所述袋體(701)和所述第一蓋體(702)之間通過拉鏈(703)連接固定；在所述柜體(201)內部的上部以及側壁上設置有多個第一噴頭(8)；

所述清洗袋(7)可拆卸地固定在所述第一固定架(4)上，在所述清洗袋(7)的上端相對設置有兩個第一綁帶(704)，在所述清洗袋(7)的下端相對設置有兩個第二綁帶(705)，兩個所述第一綁帶(704)之間的連線垂直于兩個所述第二綁帶(705)之間的連線；

所述第一綁帶(704)和所述第二綁帶(705)均由兩個長條形的帶體構成；

在所述第一圓環(401)上相對設置有兩個向外的第一凸起(404)，在所述第二圓環(402)上相對設置有兩個向外的第二凸起(405)，兩個所述第一凸起(404)之間的連線垂直于兩個所述第二凸起(405)之間的連線；所述第一綁帶(704)捆綁固定在所述第一凸起(404)上，所述第二綁帶(705)捆綁固定在所述第二凸起(405)上；

所述太陽能發電系統包括依次相連的第二發電單元(31)、第二控制單元(32)和第二蓄電池(33)，所述太陽能發電系統還包括第二逆變器(34)，分別與所述第二控制單元(32)和所述第二蓄電池(33)相連；

所述第二發電單元(31)包括兩個第二豎直支架(35)，在兩個所述第二豎直支架(35)的頂端之間固定有一個水平支架(36)，在所述水平支架(36)上設置有轉筒(37)，所述轉筒(37)貫穿所述水平支架(36)并能夠繞所述水平支架(36)旋轉，在所述轉筒(37)上固定有第二支撐板(38)，在所述第二支撐板(38)上設置有4個第二旋轉裝置(39)，所述第二旋轉裝置(39)與所述第二支撐板(38)之間為可轉動連接，在所述第二旋轉裝置(39)上固定有第二光伏層(40)，其從下至上依次包括第一板體、第二柔性薄膜電池組件、第二膜層和第二涂料層，四層固結成一體結構，其中，所述第一板體為微晶泡沫陶瓷保溫板；

所述太陽能發電系統還包括與所述第二控制單元(32)相連的第四驅動裝置(42)和第五驅動裝置(43)，所述第四驅動裝置(42)分別與4個所述第二旋轉裝置(39)相連，所述第五驅動裝置(43)與所述轉筒(37)相連；

在所述第二豎直支架(35)上設置有與所述第二控制單元(32)相連的第二濕度傳感器(44)和第二光傳感器(45)；

所述第二光伏層(40)為矩形結構，4個所述第二光伏層(40)平行布置，分別與所述第二控制單元(32)相連，4個所述第二光伏層(40)的總面積為整個第二支撐板(38)面積的75％；

所述第二柔性薄膜電池組件為非晶硅柔性太陽能薄膜電池或有機薄膜電池，所述第二膜層為含氟TPT聚酯膜，所述第二涂料層為納米級的光觸媒涂料；

所述照明系統為固定在溫室或種植大棚或栽培架上的節能LED燈，所述節能LED燈與所述太陽能發電系統相連，所述節能LED燈為LED聚光燈(200)，包括透鏡層(203)、第三底座(204)、鋁反射罩(205)、LED燈光層(206)、第六驅動裝置(207)、第七驅動裝置(208)以及第五控制單元(209)；

所述鋁反射罩(205)呈喇叭狀且其較大端部與所述透鏡層(203)相匹配連接、較小端部則與所述第三底座(204)相匹配連接，所述透鏡層(203)、所述第三底座(204)以及所述鋁反射罩(205)整體構成了所述LED聚光燈(200)的外殼；

所述透鏡層(203)設置有一個第二聚光透鏡(11f)和多個第三聚光透鏡(11g)，且所述第二聚光透鏡(11f)位于所述透鏡層(203)的中心處；

所述LED燈光層(206)設置有一個第二白光LED燈(11e)、多個第二藍光LED燈(11c)、多個第二紅光LED燈(11d)，多個所述第二藍光LED燈(11c)和多個所述第二紅光LED燈(11d)間隔排列，且所述第二白光LED燈(11e)位于所述第二聚光透鏡(11f)的中心線上、所述多個所述第二藍光LED燈(11c)和多個所述第二紅光LED燈(11d)分別位于多個所述第三聚光透鏡(11g)的中心線上，所述LED燈光層(206)通過四根第一伸縮桿(210)等間距垂直連接在所述第三底座(204)上；

在所述第三底座(204)的表面設有由遠紅外涂料制成的散熱層，在所述LED燈光層(206)上設置有硅膠層，在所述鋁反射罩(205)上設置有散熱裝置；

所述第六驅動裝置(207)通過第二伸縮桿(211)控制所述LED燈光層(206)旋轉、所述第七驅動裝置(208)通過第三伸縮桿(212)控制所述LED燈光層(206)沿其中心線移動；所述第五控制單元(209)位于所述第三底座(204)內部，用于控制所述LED燈光層(206)、所述第六驅動裝置(207)和所述第七驅動裝置(208)；

所述第二藍光LED燈(11c)的波長為450～460nm或460～470nm，所述第二紅光LED燈(11d)的波長為620-630nm或640-660nm；所述第三聚光透鏡(11g)、所述第二藍光LED燈(11c)和所述第二紅光LED燈(11d)的數量均為四個；

所述外植體接種、所述繼代培養和所述生根培養中采用的培養基采用培養基灌裝裝置進行灌裝；

所述培養基灌裝裝置包括培養基混合罐(300)、灌裝臺(301)、培養基回收罐(302)和升降裝置(303)；

所述培養基混合罐(300)包括從下至上依次連接的第四底座(304)、罐體(305)和第二上蓋(306)，所述罐體(305)內部設置有第一加熱裝置(307)、第一攪拌葉片(308)和第二攪拌葉片(309)，所述第四底座(304)內設置有第八驅動裝置(310)、第九驅動裝置(311)，所述第一攪拌葉片(308)和所述第八驅動裝置(310)相連，所述第二攪拌葉片(309)與所述第九驅動裝置(311)相連，在所述罐體(305)的下部設置有出液口(312)；所述出液口(312)連接出液總管(313)，所述出液總管(313)通過轉換頭(314)連接多個分裝管(315)的一端，多個所述分裝管(315)的另一端固定在第二固定架(316)上，在所述第二固定架(316)上固定有多個灌裝頭(317)，每個所述灌裝頭(317)分別連接一個所述分裝管(315)；

所述升降裝置(303)設置在所述培養基混合罐(300)的下部；所述灌裝臺(301)設置在靠近所述出液口(312)的位置，包括臺面(318)和設置在所述臺面(318)上的集液槽(319)，所述集液槽(319)設置在所述灌裝頭(317)的下部，所述集液槽(319)的底板沿長度方向傾斜設置，傾斜角度為3度，所述培養基回收罐(302)與所述集液槽(319)相連；

所述第一加熱裝置(307)設置在所述罐體(305)的中部，所述第一攪拌葉片(308)設置在所述罐體(305)的下部，所述第二攪拌葉片(309)設置在所述罐體(305)的中上部；

在所述罐體(305)內設置有第一溫度傳感器，在所述第四底座(304)上設置有顯示屏(320)和多個操作按鈕(321)，在所述第四底座(304)內設置有控制模塊，所述控制模塊分別與所述顯示屏(320)、所述操作按鈕(321)、所述第一加熱裝置(307)、所述第一溫度傳感器、所述第八驅動裝置(310)和所述第九驅動裝置(311)相連；

在所述培養基回收罐(302)的內部設置有第二加熱裝置(322)；在所述出液總管(313)和多個所述分裝管(315)上分別設置有第二閥門；所述出液總管(313)為軟管，所述罐體(305)采用透明材料制成；

將生根培養獲得的組培苗根部瓊脂清洗干凈后先置于育苗架上培養1～2個月，再移栽到栽培床上；

所述育苗架包括第二架體(505)，所述第二架體(505)包括頂板、底板、左側板、右側板和后側板，在所述第二架體(505)上還設置有多個育苗盤(500)，所述育苗盤(500)為上部開口的長方體結構，在所述育苗盤(500)上設置有置物架(506)，在所述置物架(506)上均勻設置有多個育苗盒孔(507)，在所述育苗盒孔(507)上放置有育苗盒(508)；

所述育苗盒(508)包括盒體(509)和置于其上部的第二蓋體(510)，在所述盒體(509)的底部均勻設置有多個漏水孔，在所述盒體(509)內部包括育苗基質(511)，在所述育苗基質(511)的底部設置有防漏網(512)，在所述盒體(509)上端的邊緣設置有向外延伸的支撐部(513)，所述支撐部(513)支撐固定在所述置物架(506)上；

在所述育苗盤(500)的后側設置有進水孔(514)和出水孔(515)，所述進水孔(514)通過管路與第一水箱相連，所述出水孔(515)通過管路與回收箱相連；

在所述后側板上均勻設置有多個LED燈；

在所述第二架體(505)的兩側固定有第二滑槽(519)，在所述育苗盤(500)的兩側固定有與所述第二滑槽(519)相配合的第二滑塊(518)；

所述置物架(506)上的育苗盒孔(507)和每個所述育苗盤(500)上的所述育苗盒(508)的數量相等，均為12個，所述育苗盤(500)的數量為4個，從上至下依次為第一育苗盤(501)、第二育苗盤(502)、第三育苗盤(503)和第四育苗盤(504)；

固定在所述第二育苗盤(502)、所述第三育苗盤(503)和所述第四育苗盤(504)上的所述第二滑塊(518)為伸縮桿結構，固定在所述第二育苗盤(502)上的所述第二滑塊(518)的伸縮范圍為所述育苗盤(500)寬度的1～2倍，固定在所述第三育苗盤(503)上的所述第二滑塊(518)的伸縮范圍為所述育苗盤(500)寬度的1～3倍，固定在所述第四育苗盤(504)上的所述第二滑塊(518)的伸縮范圍為所述育苗盤(500)寬度的1～4倍；

所述噴灌系統設置在栽培架上，包括托盤(801)和第二進水總管(803)，在所述托盤(801)上設置有多排花盆(802)，在第二進水總管(803)上設置有第二水泵(804)，所述第二進水總管(803)的一端連接有多個進水支管(805)，所述進水支管(805)的數量與所述花盆(802)的排數一致；所述第二進水總管(803)的另一端分別通過第一支管(806)和第二支管(807)與第三水箱(808)和肥料箱(809)相連，所述第三水箱(808)和所述肥料箱(809)之間通過第三支管(810)相連；

在每個所述進水支管(805)上設置有流量計(811)、第二過濾裝置(812)和多個噴水裝置，每個所述噴水裝置對應一個所述花盆(802)并設置在所述花盆(802)的上部，所述噴水裝置包括從上至下依次相連的導流管(813)、降速減流裝置(814)和噴水盤(815)，所述導流管(813)為中空伸縮桿結構，其上端與所述進水支管(805)相連；所述降速減流裝置(814)為實心圓柱體，在其中設置有螺旋狀水流通道，所述噴水盤(815)由多個第二噴水管(816)構成，多個所述第二噴水管(816)的一端與所述降速減流裝置(814)的下端相連，多個所述第二噴水管(816)的另一端為自由端，在一個圓形平面內均勻分布，在所述第二噴水管(816)上均勻設置有多個第四噴頭(817)；

在所述第一支管(806)上設置有第六閥門(818)，在所述第二支管(807)上設置有第七閥門(819)，在所述第三支管(810)上設置有第八閥門(820)；

在所述花盆(802)內設置有第六濕度傳感器(821)，在所述導流管(813)上設置有第九閥門(822)；

在所述肥料箱(809)內設置有肥料盒(823)、第三過濾裝置(824)和攪拌裝置(825)，所述第三過濾裝置(824)設置在所述肥料箱(809)的出水口處，所述攪拌裝置(825)為兩個，分別設置在所述肥料箱(809)的上部和下部；在所述托盤(801)上設置有多個與所述花盆(802)底部相適應的托盤凹槽(826)，所述托盤凹槽(826)的數量與所述花盆(802)的數量相等；在所述托盤(801)上設置有溫度計(827)；

所述噴灌系統還包括控制柜，分別與所述攪拌裝置(825)、所述第六閥門(818)、所述第七閥門(819)、所述第八閥門(820)、所述第九閥門(822)、所述第二水泵(804)和所述第六濕度傳感器(821)相連。