营养液液面栽培板植物冠层间通风降温的方法及装置.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410676695.5 (22)申请日 2014.11.21 A01G 31/00(2006.01) A01G 31/02(2006.01) (71)申请人 中国农业科学院农业环境与可持续 发展研究所 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 12 号 (72)发明人 李琨 程瑞锋 杨其长 魏强 巫国栋 刘文科 仝宇欣 张义 方慧 肖平 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王文君 (54) 发明名称 营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温 的方法及装置 (57) 摘要 本发明提供一种。

2、营养液液面 - 栽培板 - 植 物冠层间通风降温的方法， 包括如下步骤 ： 在栽 培板的定植孔之间开通气孔， 在营养液供应管路 上设置气泵， 在不需添加营养液的时间将新鲜空 气泵入营养液液面与栽培板之间的空隙， 驱赶富 含 CO2的热空气从栽培板上的通气孔排到植物冠 层并进一步排出植物冠层， 使营养液液面 - 栽培 板 - 植物冠层中充满新鲜空气。本发明还提供用 于所述精准照明节能方法的装置。本发明的方法 能够显著提高营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间 的空气流动性， 消除热积累， 且所用装置利用现有 水培设备， 投资低， 工程量小， 不改变原有结构。 (51)Int.Cl. (19)中华。

3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104488671 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104488671 A 1/1 页 2 1.一种营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 其特征在于， 包括如下步 骤 ： 在栽培板的定植孔之间开通气孔， 在营养液供应管路上设置气泵， 在不需添加营养液 的时间将新鲜空气泵入营养液液面与栽培板之间的空隙， 驱赶富含 CO2的热空气从栽培板 上的通气孔排到植物冠层并进一步排出植物冠层， 使营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层中充 满新鲜空气。 2.如权。

4、利要求 1 所述的营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 其特征在 于， 所述新鲜空气来自大气和 / 或空调系统。 3.如权利要求 1 所述的营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 其特征在 于， 所述新鲜空气的温度范围为 13-17。 4.如权利要求 3 所述的营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 其特征在 于， 所述新鲜空气经过过滤。 5.如权利要求 1 所述的营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 其特征在 于， 所述通气孔的大小与密度根据所栽培植物极其密度进行调整。 6.用于权利要求1-5任一项所述营养液液面-栽培板-植。

5、物冠层间通风降温的方法的 装置， 其特征在于， 由水培设备和安装在水培设备营养液供应管路上的气泵构成 ； 所述水培 设备， 其栽培板的定植孔之间开若干通气孔。 7.如权利要求 6 所述的装置， 其特征在于， 所述气泵连接大气和 / 或空调系统。 8.使用权利要求 6-7 任一项所述装置的方法， 其特征在于， 具体步骤如下 ： 在营养液液面 - 栽培板充满富含 CO2的热空气， 栽培板 - 植物冠层间积累大量热时， 趁 不需添加营养液的时候， 开启气泵将新鲜空气沿营养液供应管路泵入营养液液面与栽培板 之间的空隙， 驱赶富含 CO2的热空气从栽培板上的通气孔排到植物冠层并进一步排出植物 冠层， 使。

6、营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层中充满新鲜空气。 9.权利要求1-5任一项所述营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法在植物 栽培中的应用。 10.权利要求 6-7 任一项所述用于营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法 的装置在植物栽培中的应用。 权 利 要 求 书 CN 104488671 A 2 1/4 页 3 营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及设施栽培领域， 具体涉及一种营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风 降温的方法及装置。 背景技术 0002 作为无土栽培的主要方式之一， 水培因其具有避免连作障碍， 。

7、可精确控制营养液 成分， 便于茬口安排以及节约水资源与人力资源等突出优势， 被广泛应用与蔬菜、 花卉生产 领域， 在多层立体栽培的植物工厂内更是成为重要的栽培方式。 0003 在以人工光源为主的人工光植物工厂内， 植物幼苗通常被以一定间隔定植在营养 液槽上方的栽培板上， 并使用人工光源 (LED 或荧光灯 ) 对植株进行照射， 满足植物光合作 用的需要。环境调控系统会使植物工厂内的空气以一定形式循环流动起来， 将光源及其下 方植株植物冠层因辐射而产生的热量带走， 并控制环境的温、 湿度。 0004 在人工光植物工厂内， 为了保证较高的空间利用率， 各植株间隙往往较小， 栽培密 度较高。当植株较。

8、小时， 上述通风降温的方式能够得到较好的效果。随着植株的生长， 叶冠 部分所占空间不断加大， 同时冠层更加靠近光源， 这就导致植物冠层部分通风受阻， 热量及 湿度积累， 严重时会导致植物生长异常甚至发生病害， 尤其以栽培于栽培板内侧的植株更 为明显。 0005 此外， 植物根系的呼吸作用下会释放 CO2， 并积累于营养液面与栽培板空隙中， 会 在光源直接或间接产生的长波辐射下形成温室效应， 使根际温度升高， 不利于根系呼吸作 用， 严重时会导致根系缺氧， 影响植株生长。当所用栽培板绝热效果较差时尤其明显。虽然 可以通过增加营养液循环次数， 降低营养液温度， 增加溶解氧等方法保持根际适当的环境，。

9、 但均需要耗费较多能源， 增加运行成本。 发明内容 0006 针对水培植物液面以上根部及密集植物冠层不通风、 温度高、 CO2累积的问题， 本 发明旨在提供一种营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法及装置。 0007 本发明的营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法， 包括如下步骤 ： 0008 在栽培板的定植孔之间开通气孔， 在营养液供应管路上设置气泵， 在不需添加营 养液的时间将新鲜空气泵入营养液液面与栽培板之间的空隙， 驱赶富含 CO2的热空气从栽 培板上的通气孔排到植物冠层并进一步排出植物冠层， 使营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层 中充满新鲜空气。 000。

10、9 其中， 所述新鲜空气来自大气和 / 或空调系统。 0010 其中， 所述新鲜空气的温度范围为 13-17。 0011 其中， 所述新鲜空气优选经过过滤。 0012 其中， 所述通气孔的大小与密度根据所栽培植物极其密度进行调整。 0013 本发明同时提供用于所述营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法的装 说 明 书 CN 104488671 A 3 2/4 页 4 置， 由水培设备和安装在水培设备营养液供应管路上的气泵构成 ； 所述水培设备， 其栽培板 的定植孔之间开有若干通气孔。 0014 其中， 所述水培设备为常规水培设备。 0015 其中， 所述气泵连接大气和 / 或空调系统。 。

11、0016 其中， 所述通气孔的大小与密度根据所栽培植物进行调整。 0017 本发明还提供所述装置的使用方法， 具体步骤如下 ： 0018 在营养液液面 - 栽培板充满富含 CO2的热空气， 栽培板 - 植物冠层间积累大量热 时， 趁不需添加营养液的时候， 开启气泵将新鲜空气沿营养液供应管路泵入营养液液面与 栽培板之间的空隙， 驱赶富含 CO2的热空气从栽培板上的通气孔排到植物冠层并进一步排 出植物冠层， 使营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层中充满新鲜空气。 0019 其中， 所述新鲜空气来自大气和 / 或空调系统。 0020 其中， 所述新鲜空气优选经过过滤。 0021 其中， 所述新鲜空气。

12、的温度范围为 13-17。 0022 本发明还提供所述营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法在植物栽培 中的应用。 0023 本发明还提供所述用于营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法的装置 在植物栽培中的应用。 0024 本发明营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法的优点如下 ： 0025 1、 能够显著提高营养液液面-栽培板-植物冠层间的空气流动性， 消除热积累， 改 善环境。 0026 2、 新鲜空气交换排出的 CO2能够被植物叶片光合作用利用， 提高产量和品质， 缩短 生长期。 0027 3、 所用装置利用现有水培设备， 投资低， 工程量小， 不改变原有结构。。

13、 附图说明 0028 图 1 为对比例中常规人工光源水培植物的结构示意图。 0029 图 2 为对比例中常规人工光源水培植物时单块栽培板上的通风困难区域的示意 图。 0030 图 3 为对比例中常规人工光源水培植物时多块栽培板并列使用时其上的通风困 难区域的示意图。 0031 图 4 为本发明实施例 1 用于营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法的 装置的整体结构示意图。 0032 图 5 为本发明实施例 1 用于营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法的 装置的局部结构示意图。 0033 其中， 1 为栽培板， 2 为定植孔， 3 为通风困难区域， 4 为栽培槽， 。

14、5 为营养液， 6 为营 养液液面与栽培板之间的空隙， 7 为植物， 8 为根， 9 为光源， 10 为营养液池， 11 为大气， 12 为 空调系统， 13 为营养液供应管路， 14 为气泵， 15 为营养液注入口， 16 为营养液排出口， 17 为 通气孔。 说 明 书 CN 104488671 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 0034 以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0035 对比例 0036 本对比例展示常规水培设备的结构示意图参见图 1， 常规水培设备的栽培板结构 示意图见图 2、 图 3。在常规的水培设备上， 植物 7 被以一定间隔定植在栽培槽 4 上。

15、方栽培 板 1 上的定植孔 2 中， 根 8 大部分没入栽培槽 4 内灌有的营养液 5 中， 小部分暴露在营养液 液面与栽培板之间的空隙6中 ； 使用光源9(尤其是人工光源， 常用LED或荧光灯)对植物7 进行照射。 为了保证较高的空间利用率， 各植物间隙较小， 栽培密度较高， 随着植株的生长， 叶冠部分所占空间不断加大， 同时冠层更加靠近光源， 这就导致植物冠层部分通风受阻， 热 量及湿度积累， 形成通风困难区域 3， 此区域的温度能比环境温度高出 2-3， 湿度高 20， 严重时会导致植物生长异常甚至发生病害。 0037 此外， 植物根系的呼吸作用下会释放 CO2， 并积累于营养液液面与栽。

16、培板之间的空 隙 6 中， 会在光源直接或间接产生的长波辐射下形成温室效应， 使根际温度升高， 不利于根 系呼吸作用， 严重时会导致根系缺氧， 影响植物7。 当所用栽培板绝热效果较差时尤其明显。 虽然可以通过增加营养液循环次数， 降低营养液温度， 增加溶解氧等方法保持根际适当的 环境， 但均需要耗费一定能源， 增加运行成本。 0038 实施例 1 本发明用于营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法的装置 0039 本实施例的用于营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法的装置的整体 结构示意图见图 4， 其栽培槽部分的局部结构示意图见图 5。本实施例的用于所述营养液液 面 - 栽。

17、培板 - 植物冠层间通风降温的方法的装置， 由水培设备和安装在水培设备营养液供 应管路 13 上的气泵 14 构成 ； 所述水培设备， 其栽培板的定植孔之间开有若干通气孔 17。 0040 其中， 所述水培设备为常规水培设备， 参见实施例 1 的常规水培设备， 其具有连接 营养液池10和栽培槽4的营养液供应管路13， 营养液供应管路13将营养液池10内的营养 液输送过来通过营养液注入口 15 注入栽培槽 4， 栽培槽 4 还设有营养液排出口 16。 0041 其中， 所述气泵 14 连接大气 11 和 / 或空调系统 12。 0042 其中， 所述通气孔 17 的大小与密度根据所栽培植物进行调。

18、整。 0043 实施例 2 使用用于营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间通风降温的方法的装置 0044 本实施例所用的用于营养液液面-栽培板-植物冠层间通风降温的方法的装置参 见实施例 1。 0045 本实施例的所述装置的使用方法， 具体步骤如下 ： 0046 在营养液液面 - 栽培板充满富含 CO2的热空气， 栽培板 - 植物冠层间积累大量热 时， 趁不需添加营养液的时候， 开启气泵14将新鲜空气沿营养液供应管路13泵入营养液液 面与栽培板之间的空隙 6， 驱赶富含 CO2的热空气从栽培板上的通气孔 17 排到植物冠层并 进一步排出植物冠层， 使营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层中充满新。

19、鲜空气。 0047 其中， 所述新鲜空气来自大气 11 和 / 或空调系统 12。 0048 其中， 所述新鲜空气经过过滤。 0049 本实施例使得常规水培设备的通风困难区域 3 中的温度基本和环境温度相当， 且 不会出现水汽和 CO2的富集， 能够显著提高营养液液面 - 栽培板 - 植物冠层间的空气流动 性， 消除热积累， 改善环境。新鲜空气交换排出的 CO2能够被植物叶片光合作用利用， 提高 说 明 书 CN 104488671 A 5 4/4 页 6 产量和品质， 缩短生长期。 且本实施例所用装置利用现有水培设备， 投资低， 工程量小， 不改 变原有结构。 0050 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 也应视为本发明的保护范 围。 说 明 书 CN 104488671 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104488671 A 7 2/2 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 104488671 A 8 。