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1、(10)申请公布号 CN 103404424 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103404424 A *CN103404424A* (21)申请号 201310359601.7 (22)申请日 2013.08.16 A01G 31/02(2006.01) (71)申请人 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 12 号 申请人 北京大地圃园农业科技有限公司 (72)发明人 蒋卫杰 余宏军 禹宙 (74)专利代理机构 北京兆君联合知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11333 代理人 胡敬红 (54) 发明名称 一种无土栽培槽及其应用 。
2、(57) 摘要 本发明涉及 “一种无土栽培槽及其应用” ， 属 无土栽培设备。无土栽培槽， 包括一泡沫塑料槽 体， 其特征在于 ： 在槽体内壁衬有塑料膜， 槽体下 部装有河沙， 槽体上部为栽培基质， 河沙与栽培基 质之间有编织隔离布， 所述河沙底部埋设有通气 管， 通气管的外壁包覆着无纺布， 所述通气管的一 端伸出槽外， 另一端封闭， 通气管的管壁上开设通 气孔。通过无纺布加沙的简单方法实现了通气管 出气均匀问题， 成本低。 通过一套通气管实现了基 质加温、 基质通气、 基质排水和基质消毒 4 大基质 无土栽培种植过程中存在的问题， 一管多用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明。
3、书 5 页 附图 1 页 (19)中华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5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103404424 A CN 103404424 A *CN103404424A* 1/1 页 2 1. 无土栽培槽， 包括一泡沫塑料槽体， 其特征在于 ： 在槽体内壁衬有塑料膜， 槽体下部 装有河沙， 槽体上部为栽培基质， 河沙与栽培基质之间有编织隔离布， 所述河沙底部埋设有 通气管， 通气管的外壁包覆着无纺布， 所述通气管的一端伸出槽外， 另一端封闭， 通气管的 管壁上开设通气孔。 2.根据权利要求1所述的无土栽培槽， 所述通气管呈5倾斜度布。
4、管， 通气管封闭端较 另一端要高。 3. 根据权利要求 1 所述的无土栽培槽， 所述通气孔位于通气管朝上的侧壁上， 间距为 10cm， 通气孔大小为 0.5cm。 4. 无土栽培系统， 包括一排若干个权利要求 1-3 任一无土栽培槽， 若干个通气管的未 封闭端均与主管道相连通， 主管道一端封闭， 另一端与臭氧发生器、 热风炉或 / 和风机， 在 临近主管道封闭端的管壁上开设有排液阀。 5.根据权利要求4所述的无土栽培系统， 所述主管道呈5倾斜度布管， 主管道封闭端 较另一端要低。 6. 根据权利要求 5 所述的无土栽培系统， 所述排液阀连接有集液池， 所述集液池与供 液池连通。 7. 权利要求。
5、 4-6 任一无土栽培系统在种植蔬菜过程中的应用。 8. 根据权利要求 7 所述的所述应用， 为在主管道未封闭端连接热风炉和风机， 从而给 栽培基质加热和供氧。 9. 根据权利要求 7 所述的所述应用， 为在主管道未封闭端连接风机， 给栽培基质供氧。 10. 根据权利要求 7 所述的所述应用， 为在主管道未封闭端连接臭氧发生器和风机， 给 栽培基质消毒杀菌。 权 利 要 求 书 CN 103404424 A 2 1/5 页 3 一种无土栽培槽及其应用 技术领域 0001 本发明涉及植物栽培领域， 特别是涉及一种无土栽培槽及其应用， 是生态基质无 土栽培中基质的加温、 通气、 排水和消毒的一体化。
6、技术。 背景技术 0002 近 20 年来， 我国设施园艺产业得到快速发展， 但设施土壤连作障碍日益严重， 已 成为设施产业可持续发展的瓶颈问题。 生态基质无土栽培技术很好的解决了我国耕地资源 和水资源严重不足、 设施蔬菜生产效益不高、 设施土壤连作障碍日益严重等问题， 目前生态 基质无土栽培已在全国 31 个省 （区、 市） 推广， 占全国无土栽培总面积的 85% 以上。 0003 目前我国设施栽培中设施加温基本上都是采用空气加温的方法， 基质加温主要是 采取电加温的方法， 一次性投入和运转成本都较高， 且作用单一。 基质的消毒也是采用把基 质从栽培槽中取出后进行堆沤、 在栽培槽内进行太阳能。
7、消毒或在栽培槽内使用药剂消毒， 费工费力， 消毒效果不彻底。 发明内容 0004 针对上述领域中的缺陷， 本发明专利设计了一种无土栽培槽， 其栽培槽下部有一 根可以通气的管子， 可根据不同季节和需求使用通气管， 达到给基质加温、 通气、 排水和消 毒的作用。 0005 无土栽培槽， 包括一泡沫塑料槽体， 其特征在于 ： 在槽体内壁衬有塑料膜， 槽体下 部装有河沙， 槽体上部为栽培基质， 河沙与栽培基质之间有编织隔离布， 所述河沙底部埋设 有通气管， 通气管的外壁包覆着无纺布， 所述通气管的一端伸出槽外， 另一端封闭， 通气管 的管壁上开设通气孔。 0006 所述通气管呈 5倾斜度布管， 通气管。
8、封闭端较另一端要高。 0007 所述通气孔位于通气管朝上的侧壁上， 间距为 10cm， 通气孔大小为 0.5cm。 0008 无土栽培系统， 包括一排若干个上述无土栽培槽， 若干个通气管的未封闭端均与 主管道相连通， 主管道一端封闭， 另一端与臭氧发生器、 热风炉或 / 和风机， 在临近主管道 封闭端的管壁上开设有排液阀。 0009 所述主管道呈 5倾斜度布管， 主管道封闭端较另一端要低。 0010 所述排液阀连接有集液池， 所述集液池与供液池连通。 0011 上述无土栽培系统在种植蔬菜过程中的应用。 0012 所述应用， 为在主管道未封闭端连接热风炉和风机， 从而给栽培基质加热和供氧。 00。
9、13 所述应用， 为在主管道未封闭端连接风机， 给栽培基质供氧。 0014 所述应用， 为在主管道未封闭端连接臭氧发生器和风机， 给栽培基质消毒杀菌。 0015 本发明的无土栽培槽将槽体分成两部分， 上部分跟原先的无土栽培槽相同， 但在 槽的下部分装有河沙， 河沙内埋设有一个带有通气孔的通气管， 通气管上包覆有无纺布后， 通气管的设计， 可以向管内通入空气， 臭氧或热气， 可对上部栽培基质进行通氧， 消毒杀菌 说 明 书 CN 103404424 A 3 2/5 页 4 或加热的处理。 因为在无土栽培中， 均采用上部滴灌的方式， 下部采用的是河沙， 渗透性好， 对于滴灌多余的水分， 可以通过通。
10、气孔进入通气管内， 再排出槽外， 以免根部积水造成植物 烂根或引发疾病， 同时为防止河沙进入通气孔， 将无纺布包覆通气孔， 使通气孔又通风又透 气， 且不漏沙。 0016 通气管呈 5倾斜度布管， 槽外端低， 堵头端高， 有种于收集的多余的水分或养分 往外导出。 0017 无土栽培槽可以多个并排设置， 在通气管的伸出槽外一端连接一主管道， 通过主 管道通入空气， 热气或臭氧再经通气管进入槽内。 0018 通气管收集的水分或养分可以通过主管道的排液阀排出槽外。 0019 优选在排液阀下方可以设置集液池， 收集到的水分或养分可以再次利用。 0020 更优选 ： 将集液池与供液池连通， 通过泵或其它。
11、设备将集液池中的水分或养分提 升至供液池中。 0021 本发明是满足作物无土栽培种植的无土栽培槽及系统， 其一根通气管在不同季节 和时段实现基质加温、 通气、 排水和消毒的多种作用。 基质加温使作物在低温季节的根系活 力极显著提高， 从而产量大幅提升 ； 高温季节的通风使基质温度下降， 同时为植株根系提供 了充足的氧气， 使植株的根系活力得以提高， 吸收能力加强， 从而使作物生物产量极显著提 高 ； 茬口之间的基质消毒， 可以大幅杀灭基质中的有害微生物， 同时方便、 安全。 附图说明 0022 图 1 无土栽培系统 0023 图 2 图 1 中的无土栽培槽的剖视图， 0024 图 3 无土栽培。
12、系统的管路图， 0025 其中各标号列示如下 ： 0026 1滴灌带， 2塑料膜， 3泡沫塑料槽， 4栽培基质， 5编织隔离布， 6无纺 布， 7通气管， 8河沙， 9通气孔， 10主管道， 11排液阀， 12集液池或供液池， 13 臭氧发生器， 14轴流风机， 15热风炉。 具体实施方式 0027 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。 0028 如图所示， 无土栽培系统， 包括泡沫塑料槽 3、 通气管 7、 集液池或供液池 12、 热风 炉15、 轴流风机14和臭氧发生器13等构成。 所述泡沫塑料槽3上部内径宽30cm， 下部内径 宽25cm， 内径高25cm， 泡沫槽体厚3cm， 单个。
13、长度1m， 可以根据温室结构任意延长， 栽培槽长 度确定后， 用 0.1mm 厚塑料膜 2 衬于泡沫塑料槽 3 周边， 各栽培槽之间间距 40-80cm。衬于 泡沫槽周边 0.1mm 厚的塑料膜 2 可以起到保肥保水的作用， 防止从滴灌带 1 中喷施的水肥 从单个泡沫塑料槽的接口处流失， 栽培槽间距根据种植不同作物进行调速， 如果种植番茄、 黄瓜、 茄子、 辣椒等瓜果菜类时， 槽间距设为 80cm ； 如果种植草莓等低矮作物时槽间距设为 40cm。 0029 无土栽培槽的下部装有河沙 8， 槽体上部为栽培基质 4， 河沙 8 与栽培基质 4 之间 有编织隔离布 5， 所述河沙 8 底部埋设有通。
14、气管 7， 通气管 7 的外壁包覆着无纺布 6， 通气管 说 明 书 CN 103404424 A 4 3/5 页 5 7 的管壁上开设通气孔 9， 栽培槽内的通气管 7 一端封闭， 另一端均与主管道 10 连通。通气 管 7 为 DN25mmPVC 管， 每间隔 10cm 有向上的通气孔 9， 孔的直径大小为 0.5cm， 在 PVC 管上 可缠透气透水无纺布 2-3 层， 无纺布 6 周围用河沙 8 填充， 厚度 5cm， 栽培槽内通气管 7 呈 5倾斜度布管， 伸出槽外端低， 堵头端高 ； 透气透水无纺布 6 可以使空气和水自由通过， 但 可以防止沙子进入通气管 7 ； 沙子的作用是对 。
15、PVC 管上 0.5cm 的开口形成压力， 减小近远 端出气口的出气量差异。栽培槽内通气管 7 采用 5的倾斜是为了使栽培槽内多余的水分 能及时通过通气管排出， 以免发生通气管 7 被水占据而影响通气效果。外部主管道 10 为 DN50mmPVC 管， 两部分管子在栽培槽头连接， 栽培槽外主管道 10 亦呈 5倾斜度布管， 堵头 端低， 进风口端高。 0030 热风炉15选择每小时可输出0-10万大卡热量的燃煤、 燃油或用电热风炉， 输出温 度低于 80， 热风炉 15 的作用是能根据需要往通气管 7 内通入热空气。轴流风机 14 要求 通风量为 100-500m3/h， 如果热风炉 15 已。
16、含风机， 可不设轴流风机 14。轴流风机 14 的作用 是使通气管内的空气按特定方向流动。臭氧发生器 13 要求臭氧发生量为 5-15g/h。臭氧发 生器 13 的产气口位于轴流风机前部， 臭氧发生器 13 的作用是能根据需要往通气管内通入 臭氧， 杀灭基质中的有害微生物。 0031 主管道 10 为 DN50mmPVC 管， 其将各栽培槽内通气管 7 连接起来， 主管道 10 呈 5 倾斜度布管， 堵头端低， 进风口端高。堵头端设一个放空排液阀 11， 可以将通气管 7 内多余 的水排出。 0032 集液池或供液池 12 可以回收栽培槽内多余水分， 回收水可以重复利用， 因此集液 池也可以与。
17、滴灌系统的供液池共用。 0033 应用实例及效果 ： 0034 1、 如图 1、 2、 3 所示， 将无土栽培系统连接好， 根据温室大小和格局按示意图和设 计要求建造好 ； 0035 2、 栽培槽内多余水分排出 ： 在种植过程中基质上面铺设的滴灌带将为作物需水提 供来源， 但在浇水过程中， 难免有多余的水分会汇集到栽培槽下部， 如不及时排出， 将影响 通气管的使用和作物的生长。由于本通气管独特的设计， 栽培槽内多余的水分可以随时通 过通气管顺利排出到集液池或供液池， 从而保证通气管的正常使用。 0036 3、 冬季夜间基质加温 ： 通过热风炉的热空气给栽培基质加温， 使冬季基质温度保 持在16。
18、-18。 据朱为民等报道，（不同加温方式对番茄穴盘育苗的效应， 朱为民、 朱龙英、 徐 悌惟。长江蔬菜， 2001 年 9 期） 空气加温、 基质电热线加温、 基质空气加温三种方式对番茄 穴盘育苗的效果研究表明， 以基质空气加温方式穴盘育苗效果最好。本发明无土栽培系统 种植油菜的结果也表明， 基质加温可以显著或极显著增加油菜叶片数、 叶面积、 根系活力和 产量 （见下表 1） 。 0037 表 1 低温季节基质加温对油菜的影响 0038 说 明 书 CN 103404424 A 5 4/5 页 6 0039 4、 夏季基质通气 ： 当最低气温稳定在 20以上时， 通过轴流风机对基质进行通 气，。
19、 轴流风机的工作方式为白天间隔半小时工作 10 分钟， 夜晚间隔 1 小时工作 10 分钟。据 赵旭等 （番茄基质通气栽培模式的效果， 赵旭、 李天来、 孙周平。 应用生态学报， 2010年1月， 第 21 卷， 第 1 期） 对番茄基质通气栽培模式的效果研究表明， 通气栽培模式可显著改善番茄 根际通气环境， 其中根际 CO2浓度仅为 CK 的 1/5， O2浓度则为 CK 的 1.17 倍 ； 能显著增加番 茄的株高和茎粗， 植株净光合速率显著高于 CK， 显著提高了植株根系活力和吸收能力， 番茄 产量为 CK 的 1.16 倍。本发明无土栽培系统种植黄瓜的结果也表明， 基质在高温季节通气 。
20、可以显著或极显著增加黄瓜株高、 茎粗、 叶片数、 叶面积、 根系活力和全株干重 （见下表 2） 。 0040 表 2 高温季节基质通气对黄瓜的影响 0041 0042 处理平均温度株高茎粗叶片数叶面积根系活力全株干重 （）（cm）（mm）（片）（cm 2） （gg -1h-1） （g） 对照28.5101.288.1210.41460.48281.868.78 通风25.1111.51 * 9.09 * 12.11 * 531.19 * 388.52 * 12.38 * 0043 5、 基质消毒 ： 当基质换茬间歇， 首先对栽培槽和基质内植株残体进行清理， 然后适 当翻拌， 用清水把基质打湿，。
21、 用 0.01mm 塑料薄膜对栽培槽进行覆盖。臭氧发生器和轴流风 机同时工作， 工作方式为间隔半小时工作 3 小时， 连续工作 3 天。臭氧是一种广谱杀菌剂， 可杀灭细菌繁殖体和芽孢、 病毒、 真菌等， 并可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在水中杀菌速度较 液氯快 3000 倍以上。臭氧杀菌速度是急速的， 当浓度超过一定阈值后， 消毒杀菌甚至可以 瞬间完成。臭氧水消毒由于有 OH-参与， 消毒杀菌更快速有效。而且臭氧利用其强氧化性 能消毒， 不产生有害生成物， 剩余臭氧会自行分解为氧气， 因而不产生残余污染。据徐燕对 臭氧无土栽培营养液的消毒作用研究表明， 随着臭氧浓度 （时间） 的增加， 对微生物杀灭。
22、率 明显上升 ； 连续处理 20min， 可杀灭 90% 以上的细菌、 真菌和藻类。本发明无土栽培系统对 栽培基质的杀菌结果也表明， 经过杀菌处理后基质中微生物数量明显降低 （见下表 3） 。 0044 表 3 不同杀菌时间对基质微生物的影响 0045 0046 本发明是满足作物无土栽培种植的无土栽培槽及系统， 其一根通气管在不同季节 说 明 书 CN 103404424 A 6 5/5 页 7 和时段实现基质加温、 通气、 排水和消毒的多种作用。 基质加温使作物在低温季节的根系活 力极显著提高， 从而产量大幅提高 ； 高温季节的通风使基质温度下降， 同时为植株根系提供 了充足的氧气， 使植株的根系活力得以提高， 吸收能力加强， 从而使作物生物产量极显著提 高 ； 茬口之间的基质消毒， 可以大幅杀灭基质中的有害微生物， 同时方便、 安全。 说 明 书 CN 103404424 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103404424 A 8 。