一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括一個(gè)背面墻體和連接該背面的兩個(gè)側(cè)面墻體，該兩個(gè)側(cè)面墻體具有坡形表面，在兩個(gè)側(cè)面墻體的坡形表面上架設(shè)透光材料層；背面墻體、兩個(gè)側(cè)面墻體和透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。本實(shí)用新型能夠同時(shí)利用太陽光和LED光源人工光進(jìn)行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜生產(chǎn)，可大幅提高單位土地資源利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
【專利說明】
一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽光-LED復(fù)合光源植物工廠或植物生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠利用太陽光與LED人工光、兩層以上生產(chǎn)空間和智能控制系統(tǒng)進(jìn)行高效植物工廠化生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)施植物(蔬菜、花卉等)生產(chǎn)是在日光溫室、塑料大棚、連棟溫室、植物工廠等設(shè)施內(nèi)進(jìn)行冬春季反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)的方式，是滿足我國城鄉(xiāng)居民“菜籃子”安全和反季節(jié)植物產(chǎn)品有效供給不可或缺的技術(shù)手段。以設(shè)施蔬菜為例，我國設(shè)施蔬菜栽培面積已近400萬公頃，其中多采用土壤栽培為主要方式，在日光溫室、塑料大棚中進(jìn)行，而連棟溫室、植物工廠采用無土栽培方式，但僅占極少比例。當(dāng)前，溫室設(shè)施與植物工廠設(shè)施均為單層栽培空間，土地資源利用率低，光照與溫?zé)豳Y源利用率低，生產(chǎn)效率低，隨著耕地資源的減少，提高土地和耕地資源利用效率勢(shì)在必行。創(chuàng)新設(shè)施類型及其結(jié)構(gòu)，提升單位土地面積上的栽培空間層數(shù)，是體質(zhì)增效的重要舉措。
[0003]采納多層立體無土栽培技術(shù)是提高設(shè)施園藝生產(chǎn)工廠化水平，增加產(chǎn)量和周年生產(chǎn)能力的有效途徑。當(dāng)前，設(shè)施土壤處于相對(duì)封閉的空間內(nèi)，受高溫濕度和蒸發(fā)量、高肥水投入、高復(fù)種指數(shù)等環(huán)境條件和農(nóng)藝活動(dòng)的影響，設(shè)施土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)演變劇烈，途徑復(fù)雜多樣，常導(dǎo)致土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分失調(diào)、有害元素積累、微生物群落區(qū)系惡化等土壤質(zhì)量問題。當(dāng)前，因土壤質(zhì)量惡化導(dǎo)致的設(shè)施園藝生產(chǎn)問題十分嚴(yán)重，連作障礙、病蟲害頻發(fā)、水肥資源利用率低、生態(tài)環(huán)境惡化、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)差等問題已經(jīng)成了制約設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的“瓶頸”。更為嚴(yán)重的是，因土壤環(huán)境不可調(diào)控，設(shè)施蔬菜土壤栽培產(chǎn)量低、品質(zhì)差，日益不能滿足人們對(duì)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的要求。
[0004]傳統(tǒng)的設(shè)施(如塑料大棚、日光溫室、連棟溫室)無法擴(kuò)展單位面積上的生產(chǎn)空間。植物工廠雖能采納多層立體無土栽培技術(shù)，但也僅有一層生產(chǎn)空間，難以擴(kuò)展單位面積上的生產(chǎn)空間的數(shù)量，單層生產(chǎn)空間內(nèi)過高栽培層架(2米以上)將影響環(huán)境控制精度，以及定植和采收難度。生產(chǎn)設(shè)施的局限從根本上阻礙了我國設(shè)施園藝工廠化水平的發(fā)展，限制了設(shè)施園藝產(chǎn)品的有效供給和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研發(fā)單位面積上具有多個(gè)立體生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，提高單位面積生產(chǎn)效率，具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)園藝設(shè)施單位面積上生產(chǎn)空間僅一層的現(xiàn)實(shí)問題，提供了一種具有垂直多層生產(chǎn)空間(至少兩層)的設(shè)施園藝系統(tǒng)，能夠同時(shí)利用太陽光和LED光源人工光進(jìn)行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜周年生產(chǎn)，該具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)可大幅提高單位土地資源利用率，通過設(shè)施內(nèi)環(huán)境要素的耦合調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝系統(tǒng)，包括一個(gè)背面墻體和連接該背面的兩個(gè)側(cè)面墻體;該兩個(gè)側(cè)面墻體具有坡形上表面，其上架設(shè)有透光材料層;該背面墻體、該兩個(gè)側(cè)面墻體和該透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。
[0008]進(jìn)一步地，所述坡形表面是平面或曲面，或者由多個(gè)平面和/或曲面連接而成。
[0009]進(jìn)一步地，所述生產(chǎn)空間中，頂層為太陽光生產(chǎn)空間，其下為太陽光和LED人工光混合生產(chǎn)空間。
[0010]進(jìn)一步地，所述背面墻體和兩個(gè)側(cè)面墻體為具有蓄熱保溫性能的墻體。
[0011]進(jìn)一步地，所述透光材料層外設(shè)有柔性保溫層，所述柔性保溫層能夠卷疊或伸展。
[0012]進(jìn)一步地，所述背面墻體位于北面，所述透光材料層位于南面，所述兩個(gè)側(cè)面墻體分別位于東西兩面。
[0013]進(jìn)一步地，所述透光材料層為玻璃或塑料。
[0014]進(jìn)一步地，所述生產(chǎn)空間的各層通過墻體隔離。
[0015]進(jìn)一步地，在每一層生產(chǎn)空間內(nèi)設(shè)有多層立體植物栽培架。
[0016]進(jìn)一步地，上述設(shè)施園藝系統(tǒng)還設(shè)有氣流調(diào)節(jié)裝置、施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0018]I)拓展了單位土地資源上的植物生產(chǎn)空間，使土地利用率提高2倍以上；
[0019]2)增加了太陽光的利用效率，陽光利用率提高2倍以上；
[0020]3)增加了工廠化水平，是一種具有很好效果的植物工廠形式；
[0021]4)減少了生產(chǎn)系統(tǒng)熱負(fù)荷，降低了環(huán)控成本，可以實(shí)現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
【附圖說明】

[0022]圖1是實(shí)施例中具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2?圖4是側(cè)面墻體的三種不同形式的的坡形表面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0025]本實(shí)施例的垂直多生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)如圖1所示，其為坐北朝南建設(shè)，北側(cè)為具有蓄熱保溫性能的背面墻體1、東西兩面為具有蓄熱保溫性能的兩個(gè)側(cè)面墻體2，側(cè)面墻體具有坡形上表面，本實(shí)施例為由三段弧形連接而成的表面。在該植物生產(chǎn)系統(tǒng)的正面，即在兩個(gè)側(cè)面墻體的弧形表面上，架設(shè)有透光材料層3，由于其呈坡面(弧面)，故可以保證光照射入。背面墻體1、兩個(gè)側(cè)面墻體2和透光材料層3圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為上下排列的至少兩層(圖1所示實(shí)施例為三層)。不同層的生產(chǎn)空間可通過墻體或隔板4隔離，用于隔離不同層的墻體或隔板之間可設(shè)置支撐柱或支撐墻5，如圖2所示。
[0026]側(cè)面墻體2的坡形上表面可以為圖1所示的由三段弧形連接而成的表面，即其截面如圖2所示，也可以是其它形狀。比如圖3所示的形狀，其靠近背面墻體I處有一段水平面;或者是圖4所示的簡(jiǎn)單平面，或者是其它的由多個(gè)平面和/或曲面連接形成的坡形等。
[0027]透光材料層3可以為透光性膜或玻璃或塑料板材;其外面還可進(jìn)一步設(shè)置柔性保溫層，可卷疊或伸展，在晚間起到保溫隔熱作用。
[0028]在上述具有垂直多生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，生產(chǎn)空間可以分為自然光生產(chǎn)區(qū)和人工光生產(chǎn)區(qū)，如頂層為太陽光生產(chǎn)空間，為自然光生產(chǎn)區(qū)，其下多層靠北面部分可以安裝LED光源，作為L(zhǎng)ED人工光生產(chǎn)空間，南半部空間可作為太陽光生產(chǎn)空間。
[0029]在上述具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，可以進(jìn)一步安裝氣流調(diào)節(jié)裝置、CO2施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)等裝置(可以采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn))，通過綜合利用這些裝置，可以實(shí)現(xiàn)水肥一體化的無土栽培生產(chǎn)。
[0030]在上述具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，在每一層生產(chǎn)空間內(nèi)還可設(shè)置多層立體植物栽培架(可以采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn))，這樣可以進(jìn)一步提高單位土地資源利用率和生產(chǎn)空間利用率。
[0031]本實(shí)用新型的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝系統(tǒng)，能夠同時(shí)利用太陽光和LED光源人工光進(jìn)行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜周年生產(chǎn)，能夠大幅提高單位土地資源利用率，通過設(shè)施內(nèi)環(huán)境要素的耦合調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
[0032]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)背面墻體和連接該背面的兩個(gè)側(cè)面墻體;該兩個(gè)側(cè)面墻體具有坡形上表面，其上架設(shè)有透光材料層；該背面墻體、該兩個(gè)側(cè)面墻體和該透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。2.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述坡形表面是平面或曲面，或者由多個(gè)平面和/或曲面連接而成。3.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述生產(chǎn)空間中，頂層為太陽光生產(chǎn)空間，其下為太陽光和LED人工光混合生產(chǎn)空間。4.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述背面墻體和兩個(gè)側(cè)面墻體為具有蓄熱保溫性能的墻體。5.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述透光材料層外設(shè)有柔性保溫層，所述柔性保溫層能夠卷疊或伸展。6.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述背面墻體位于北面，所述透光材料層位于南面，所述兩個(gè)側(cè)面墻體分別位于東西兩面。7.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述透光材料層為玻璃或塑料。8.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述生產(chǎn)空間的各層通過墻體隔離。9.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在每一層生產(chǎn)空間內(nèi)設(shè)有多層立體植物栽培架。10.如權(quán)利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設(shè)施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:還包括氣流調(diào)節(jié)裝置、施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】A01G31/02GK205694812SQ201620478255
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉文科, 楊其長(zhǎng)
【申請(qǐng)人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所