储液储气式无土栽培装置

摘要

一种储液储气式无土栽培装置，由外桶和倒扣于外桶底部的锅状筛孔网芯组成，网芯内储放营养液并留有空气层，网芯外填放栽培基质，网芯的表面覆盖一层用于托基质的密网状或丝布状物质，底部、侧面及上部单独或组合设置不渗水的通气管与网芯内的空气层相通，外桶底部支撑环上接有承插式连通管。本发明的装置分成基质部分、空气部分及液体部分，能充分满足所栽培的作物根系对根际营养、水分和氧气的需求，结构简单，可单独用于家庭，或通过连通管将多个装置互相连接，实现大规模无土栽培商业化生产，能用于蔬菜、西甜瓜、矮化果树、盆花切花等的栽培。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种储液储气式无土栽培装置，用于栽培蔬菜、矮化果树、花卉等，可单独用于家庭小面积种植或组合后用于大规模生产。

背景技术：

无土栽培是以人工创造的作物根系环境取代土壤环境，除了满足作物对矿物质营养、水分、空气的需要外，还可以人工对这些环境加以控制和调整，从而使其生产的产品无论从数量上还是从品质上都优于土壤栽培。无土栽培在克服因土壤中病虫基数的积累、土壤次生盐渍化，土壤理化性劣变，根系自毒性分泌等相继出现的连作障碍方面有突出的效果，具有其它许多土壤栽培不可比拟的优势，已被越来越多的种植者所认可。

无土栽培的形式很多，有有机生态型无土栽培、营养液膜(NFT)系统、深液流(DFT)系统、浮板毛管(FCH)系统以及其它基质栽培系统。但在我国，这些系统的应用规模还比较小。

我国无土栽培从70年代中期开始引进、研究和消化吸收，到目前进入初级实用化阶段，已经过了近三十年的时间。但仍然还没有适合我国国情的、适于规模化生产的无土栽培系统，使得我国无土栽培面积仅有300多公顷，无法与欧洲发达国家相比。在我国城市或农业示范区发展的无土栽培系统以引进国外系统为主，主要是岩棉培、水培，这些无土栽培系统投入大，总体产值低，多靠观光旅游收入来弥补生产亏损。而在农村发展的有机生态型无土栽培目前还不能达到标准化，尤其是基质发酵这一难以掌握的关键技术，以及单位面积基质用量大，后茬基质处理、残液的排放污染地下水资源等问题，都未能很好地得到解决。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供一种储液储气式无土栽培装置，具有结构简单、组合容易，投资低、易于操作的特点，便于大规模生产。

为实现这样的目的，本发明设计的储液储气式无土栽培装置主要由外桶和锅状筛孔网芯组成，网芯可以活动地倒扣于外桶的底部，将外桶分隔成两部分，网芯内储放营养液并在营养液上面保留一定的空间，网芯周围及上部填放栽培基质。锅状筛孔网芯的表面覆盖一层用于托基质的密网状或丝布状物质，可以是窗纱网、纱布、聚丙烯编织布、无纺布或报纸等，根系能够穿过。装置内单独或组合设置不渗水的通气管与网芯内的空气层相通，并兼有溢水作用。外桶底部设有承插式连通管，通过连通管可以补充营养液，还可以将多个装置互相连接，使各装置的营养液层保持均衡、实现营养液的循环利用和大规模无土栽培商业化生产。

本发明的外桶和倒扣于外桶底部的锅状筛孔网芯将装置分成基质部分、空气部分及液体部分，能充分满足所栽培的作物根系对根际营养、水分和氧气的需求。装置底部的储水部分一次储存的营养液可供两株成株番茄或黄瓜或甜瓜等在晴好天气时的全天需水量，装置中部的空气层可经通气管与外界相通进行空气交换，使装置中有充足的氧气供根系利用，装置上部及网芯周围所填加的无机或有机基质除固定根系外，还可储存部分营养液及空气供根系吸收利用。

为了使网芯内保持通气或溢水，在网芯的底部、侧面及上部镶有通气管，可以是固定的或活动的，但通气管插入的周围不能渗水。其中底通气管由外桶底部插入，穿过装置底部的营养液与网芯内的空气层相通，侧通气管则由外桶侧面插入装置，穿过网芯周围的基质与网芯内的空气层相通，上通气管从外桶上方的基质插入，穿过基质，与网芯内的空气层相通。底通气管和侧通气管兼有通气和溢水的作用，三个通气管在使用时可兼用也可任意选择一个或两个。

外桶底部的支撑环相对两边接有承插式连通管，连通管通过支撑环与网芯内的营养液层相通。通过连通管的插接可以将多个装置互相连接，进行大规模无土栽培商业化生产。

装置内营养液或清水的添加可以通过基质表面加入或由连通管加入。长期使用后基质中可能积累的盐分可通过反复从基质上部浇营养液或不定期在基质上浇清水淋洗或在装置中加满营养液(或清水)浸泡数小时，然后放掉等方法解决。

本发明的显著特点在于能完全满足根系对水、肥、气、温、光的需求并将各要素很好地协调起来。本发明结构简单，使用十分方便，栽培基质用量少，营养液可以循环利用，节约肥水和不污染土壤及地下水，适宜所有的果类蔬菜、西甜瓜、矮化果树、盆花的栽培。可单独用于家庭，或组合起来用在现代化温室、日光温室、塑料大棚、戈壁沙漠露地等非耕土地的大规模栽培。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图1中，1为上通气管，2为基质，3为外桶，4为侧通气管，5为营养液，6为网芯，7为连通管，8为支撑环，9为底通气管，10为空气层。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明的结构如图1所示，本发明主要由外桶3和锅状筛孔网芯6组成，网芯6可以活动地倒扣于外桶3的底部，将外桶3分隔成两部分，网芯内部分储放营养液5并在营养液5上面留有一定的空间即空气层10，网芯外部分填放栽培基质2。

锅状筛孔网芯6的表面覆盖有一层用于托基质的密网状或丝布状物质，在外桶底部有一根底通气管9，穿过底部营养液层与网芯内的空气层10相通，外桶3侧面镶有的侧通气管4穿过外桶侧壁及网芯周围基质与网芯内的空气层10相通，上通气管1穿过基质2与网芯内的空气层10相通。侧通气管4和底通气管9兼有溢水作用。实际使用时，三个通气管可单独设置或组合设置，三个兼用或只使用任一个或两个。外桶底部支撑环8相对的两边位置上接有两根承插式连通管7。营养液可以通过连通管7从底部支撑环8进入装置，通过连通管7的插接，可以将多个装置互相连接，实现大规模商业化无土栽培生产。

使用时，可以将瓜菜或花卉等种子播种在装置的基质中，也可以将菜苗、花苗或树苗等直接移栽在基质中。当装置内栽的植株处于苗期时，由于苗小对水肥气的需求也小，小苗从基质中可吸收到充足的水分和营养。而随着植株的生长需水量也增大，基质内的水分会逐渐减少，负压增大，水分在基质内从上到下形成梯度。这时，底部营养液可通过网芯周围基质通过毛细管作用向上运动，不断向上部基质中补充并被根系吸收，直至底部营养液全部被耗尽。在底部营养液被消耗完或即将被消耗完前，可以通过基质表面或从底部连通管7补充新的营养液，多余的营养液可以通过兼作溢水孔的底通气管9或侧通气管4溢出。

如果采用有机基质或基质中加有缓释肥，肥效能满足栽培植物的需要，也可以只加清水。

当植物长到足够大时，根系穿透基质经网芯的网眼进入网芯内的空气层和营养液层时，根系可直接吸收空间的氧气和营养液层中的水分和营养。

本发明经在上海孙桥国家现代农业开发区栽培蔬菜、网纹甜瓜等表明，作物根系发达，在盆内空间形成很厚的白色根垫，作物长势健壮，产量和商品性都已达到或超过引进国外的现代化栽培系统。