植物栽培系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 植物栽培過程中需要精細(xì)而復(fù)雜的管理，尤其是對(duì)水分的控制和保持，澆水不當(dāng) 導(dǎo)致植物被淹死或干死，長(zhǎng)期澆水也會(huì)對(duì)土壤進(jìn)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(fèi)。此外，澆水過多會(huì)導(dǎo)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(dòng)運(yùn)輸吸收養(yǎng)分的能力降低，而澆水過少則會(huì)導(dǎo)致植物枯干。
[0003] 此外，為了確保植物的順利生長(zhǎng)，必須最大限度地保證植物根部對(duì)水的接觸面積， 以促進(jìn)植物對(duì)水分的吸收。而另一方面，植物根部長(zhǎng)期浸潤(rùn)在水中則會(huì)抑制根部的呼吸作 用，導(dǎo)致根部細(xì)胞無法通過線粒體有氧呼吸獲得所需的能量，甚至長(zhǎng)期無氧呼吸產(chǎn)生有害 物質(zhì)，比如酒精的積累，對(duì)作物產(chǎn)生危害。中國(guó)專利申請(qǐng)200810147205. 7即針對(duì)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(xì)胞組成的，雖然酒精可以通 過自由擴(kuò)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(zhǎng)的時(shí)間才 能夠?qū)⒕凭耆珨U(kuò)散均勻，浸入水中的部分根部依然無法進(jìn)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】

[0004] 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(jìn)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(shí)提高植物根部的水分吸收能力與養(yǎng)分吸收能力。
[0005] 技術(shù)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(gè)栽 培容器上均設(shè)置有入水口和排水口，每一個(gè)栽培容器的排水口均連接至另一個(gè)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。
[0006] 進(jìn)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。
[0007] 進(jìn)一步地，排水口（5)設(shè)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(shè)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)。
[0008] 進(jìn)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)。
[0009] 進(jìn)一步地，還包括營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)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(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)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⑷。
[0010] 進(jìn)一步地，還包括溫度檢測(cè)器、光線探測(cè)器和光源，溫度檢測(cè)器、光線探測(cè)器和光 源分別連接至控制器（8)。
[0011] 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：
[0012] 1)讀取所述土壤濕度探測(cè)器中的數(shù)據(jù)Cl1與控制器中預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)濕度dj目比較；
[0013] 2)若d#Cltl，向水泵發(fā)出泵水指令，運(yùn)行步驟1);若Cl1H,向水泵發(fā)出停止泵水 指令，運(yùn)行步驟1)。
[0014] 另一優(yōu)選的控制方法為：所述控制器中存儲(chǔ)有適宜濕度峰值4和適宜濕度谷值db 包括以下步驟：
[0015] 1)讀取所述土壤濕度探測(cè)器中的數(shù)據(jù)Cl1與控制器中預(yù)存的適宜濕度峰值da相比 較；
[0016] 2)若(I1Ma，向水泵發(fā)出停止泵水指令，運(yùn)行步驟1);若d#db，向水泵發(fā)出泵水 指令，運(yùn)行步驟1);若da向水泵發(fā)出停止泵水指令或向水泵發(fā)出泵水指令，運(yùn)行步 驟1)。
[0017] 進(jìn)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(cè)器連續(xù)兩次測(cè)得Cl1等于da的時(shí)間 間隔為0. 25?2小時(shí)。
[0018] 進(jìn)一步地，所述的適宜濕度峰值da為重量含水量38 %，適宜濕度谷值db為重量 含水量22%。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：1、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；2、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(shí)提 高植物根部的水分吸收能力與養(yǎng)分吸收能力，從而提高產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明所述的植物栽培系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施 例。
[0022] 實(shí)施例：
[0023] 如圖1所示為本實(shí)施例中的植物栽培系統(tǒng)示意圖，包括三個(gè)依次層疊的栽培容器 1，每個(gè)栽培容器1的容器口作為入水口 4,且在每個(gè)栽培容器1的底部開有排水口 5,這樣 設(shè)置，層疊的栽培容器1出水口 5和位于下方的栽培容器1入水口 4依次相連，并且最底層 的排水口 5連接至營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存槽9,再通過管路2連接水泵3再通過管路2連接至最高層的 栽培容器1的入水口，從而實(shí)現(xiàn)水和培養(yǎng)液的循環(huán)利用，節(jié)約了水和養(yǎng)料。
[0024] 其中，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)存槽9可以根據(jù)槽中積存的溶液養(yǎng)分濃度情況，通過設(shè)置營(yíng)養(yǎng)液 儲(chǔ)存槽9并在其中適當(dāng)補(bǔ)充相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液或肥料，這樣設(shè)置的好處是可以避免直接在栽培 容器中補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液或肥料容易出現(xiàn)的施肥不均勻的現(xiàn)象，并且也能夠使得其中儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng) 液變得更適于循環(huán)使用。
[0025] 本實(shí)施例還包括控制器6和設(shè)置在栽培容器中的土壤濕度傳感器7,控制器6與土 壤濕度傳感器7相連接，并通過接收到的土壤濕度信息結(jié)合控制器相關(guān)算法發(fā)出控制信號(hào) 至水泵3,從而控制水泵3的工作狀態(tài)，使得栽培容