技术领域
[0001] 本
发明涉及一种无土栽培系统，具体的说是涉及一种综合利用潮汐式
灌溉和封闭式栽培系统的特点，采用槽式+盆式或槽式+袋式的基质栽培系统。
背景技术
[0002] 在现代设施农业飞速发展的
进程中，无土栽培的种植方式越来越得到广泛地应用。目前，美国、日本等国家的设施栽培基本普及无土栽培技术；欧盟也明确规定，进入21世纪，所有欧盟国家的
园艺作物要全部实现无土栽培。
[0003] 封闭式无土栽培是将浇灌后从
植物根部渗出的多余
水分和
肥料，收集、
净化、灭-菌、检测、调整后再重新用于灌溉作物；它既能提高水、肥的利用率，又避免了高NO3
营养液渗入地表污染水、
土壤环境。
[0004] 潮汐灌溉是
温室无土栽培中高效利用营养液的一种灌溉方式：营养液重复循环使用；根部灌溉，更有利于植物吸收水分和养分；潮汐式的方法，解决了植物根部水与空气的矛盾。
[0005] 虽然无土栽培中的营养液栽培可以使植物生长更快，但由于管理的难度大、水与空气的矛盾不易解决、缓冲能
力差，营养液栽培并未在生产中得到大面积推广应用。基质栽培仍然是目前无土栽培的主流，其中槽式、袋式、盆式为主要栽培方式，
滴灌、表层漫灌又是主要的灌溉方法；但基质栽培存在着营养液难以
回收利用(非封闭式栽培)、不能实现根部灌溉、水肥利用率低、环境污染严重(次生盐渍化)等诸多缺点，目前还没有能够同时克服上述缺点的基质栽培系统。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种新型的无土栽培系统，本系统是一种封闭式、根部潮汐灌溉、槽式+盆式或槽式+袋式的基质栽培系统，它可以实现营养液的潮汐式灌溉和封闭式循环使用，适用于蔬菜、花卉等作物的无土栽培，并且具有技术和设备简单、价格低廉、运行稳定可靠等优点。
[0007] 一种无土栽培系统，主要由营养液池1、水
泵3、至少一个承液槽6、消毒装置11以及管路组成，营养液池1出口经水泵3与承液槽6入液口相连，承液槽6出液口端通过回液主管9与营养液池1入口相连，两个或两个以上承液槽6之间采用并联的方式，所述承液槽6中放有栽培盆或栽培袋，消毒装置11和营养液池1单独构成一个营养液消毒的回路；所述承液槽6出液口端的结构满足潮汐式灌溉的要求。
[0008] 所述承液槽6出液口端的结构为如下两种中的一种：
[0009] A、承液槽6出液口处设置有第一回液管12和第二回液管15，第一回液管12的上端与承液槽6底部相平，第二回液管15的上端露出承液槽6底部2～4cm，第二回液管15的下端和第一回液管12的下端通过三通
阀与回液主管9的入口端相连接，第一回液管12安装有
电磁阀13；
[0010] B、在承液槽6出口处设置有第三回液管17，第三回液管17的上端高出承液槽6底部2～4cm，下端与回液主管9相连，所述第三回液管17在高出承液槽6底部1～2cm
位置处的管壁上有3～5个直径为0.5～1cm圆孔。
[0011] 所述承液槽6内壁
覆盖有塑料
薄膜，防治承液槽漏液。
[0012] 所述无土栽培系统中各部件的工作状态由控制系统10来调控。
[0013] 当承液槽6出液口端的结构为A所述时，该无土栽培系统的操作方法如下：
[0014] 参见图1和2，通过控制系统10，使电磁阀(常开式)13与水泵3一起通电，通电后电磁阀处于关闭状态，水泵3开启，营养液池1中的营养液2被抽入到供液管路4中，进而从承液槽入液口5流入承液槽6中；随着营养液的不断流入，承液槽6中的液位不断升高，当液位升高到第二回液管15的上端平面时，承液槽6中的营养液将依次经过第二回液管15和回液主管9回流到营养液池1，从而使承液槽6中的液位保持在2～4cm不变；10～15分钟后，电磁阀13与水泵3一起断电，电磁阀将变为打开状态，承液槽6中的营养液将依次经过第一回液管12和回液主管9全部回流到营养液池1。本发明的系统实现了对承液槽6中栽培盆或栽培袋14中作物的潮汐式灌溉：供液(液位升高即涨潮)、维持一定液位(基质吸收营养液中的水分和养分)、回液(液位降低即落潮)。
[0015] 当承液槽6出口端的结构为B所述时，该无土栽培系统的操作方法如下：
[0016] 参见图1和3，水泵3开启，营养液池1中的营养液2不断流入承液槽6中，承液槽6中的液位不断升高(因为从3～5个直径为0.5～1cm圆孔中回流至回液主管9中的营养液，要远远少于从供液管路4中进入承液槽6中的营养液)；当液位升高到第三回液管17的上端平面时，承液槽6中的营养液将依次通过第三回液管17和回液主管9回流到营养液池1，使得承液槽6中的液位保持在2～4cm不变；5～7分钟后，关闭水泵3，承液槽
6中的营养液将不断从第三回液管17管壁上的圆孔回流至回液主管9，从而到达营养液池
1中，最终承液槽6中没有了营养液。本系统实现了对承液槽中栽培盆/栽培袋14中的作物进行潮汐式灌溉：供液(液位升高即涨潮)、维持一定液位(基质吸收营养液中的水分和养分)、回液(液位降低即落潮)。
[0017] 当营养液全部回流至营养液池1后，开启营养液消毒装置11对回流的营养液进行过滤(除去其中的颗粒状杂物)和消毒(杀灭营养液的根传病原菌)；然后进行成分检测以及营养成分的补充和调整，以用于下一次灌溉。
[0018] 营养液的灌溉决策，主要由栽培基质种类、基
质量、栽培作物、作物生长阶段、外界
气候条件等决定。一般地，可以有两种方案：经验方法和基质水分测定方法。经验方法就是根据栽培者的经验来决定进行灌溉与否、灌溉时间长短，主要是看栽培盆/栽培袋中基质的湿润状况。通常情况下，每天可以进行1～2次、每次10～20分钟的灌溉。基质水分测定方法就是生产者根据基质水分测定仪16测定基质的含水率来决定进行灌溉与否、灌溉时间长短。通常情况下，基质含水率在60～70％是比较适宜的，低于50％就需要进行灌溉。
[0019] 本栽培系统不但实现了对栽培盆/栽培袋的潮汐式灌溉，同时也实现了营养液从营养液池-水泵-供液管-承液槽-栽培盆/栽培袋-回液管-营养液池的封闭式循环过程。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 1、本发明的系统采用了完全封闭的灌溉
水循环系统，同时也实现了潮汐式灌溉，水肥利用率高，可以达到90％，避免了肥水的流失，入渗地下，污染水资源。本发明的系统对栽培袋/栽培盆中基质的潮汐式、根区底部灌溉，避免了滴灌或漫灌的根茎区顶部灌溉的缺点，从而使
叶片能接受更多的光照进行光合作用，促使蒸腾拉力从根部吸收更多的
营养元素，稳定了根部介质水气含量，避免毛细根因靠近容器边部及底部干旱而死，
相对湿度容易控制，保持叶面干燥，减少化学药物的使用量。
[0022] 2、利用本发明系统进行植物栽培，植物生长速度快、产量高，设施利用率高。该系统还具有技术和设备简单、价格低廉、运行稳定可靠等优点，在生产中可大范围、大面积推广应用。
附图说明
[0023] 图1是无土栽培系统的结构示意图；
[0024] 图2是承液槽出口端结构一示意图；
[0025] 图3是承液槽出口端结构二示意图。
[0026] 其中，1-营养液池，2-营养液，3-水泵，4-供液管路，5-承液槽入液口，6-承液槽，7-塑料薄膜，8-手动阀
门，9-回液主管，10-控制系统，11-消毒装置，12-第一回液管，13-电磁阀，14-栽培盆或栽培袋，15-第二回液管，16-基质水分测定仪，17-第三回液管具体实施方式
[0027] 下面就一次具体的无土栽培过程，进一步描述本发明的无土栽培系统。
[0028] 以北京市昌平区小汤山特菜基地进行樱桃番茄栽培为例。
[0029] 下面结合图1和图2具体说明本发明的无土栽培系统。该系统主要由营养液池1、水泵3、10个承液槽6、消毒装置11以及管路组成，营养液池1出口与水泵3入口相连，水泵3出口通过供液管路4与承液槽入液口5相连，承液槽6出液口端通过回液主管9与营养液池1入口相连，承液槽6之间采用并联的方式，所述承液槽6中放满栽培盆14，承液槽6内壁覆盖有塑料薄膜7，消毒装置11和营养液池1单独构成一个营养液消毒回路；所述承液槽6出液口端的结构为承液槽6出液口处设置有第一回液管12和第二回液15，第一回液管12的上端与承液槽6底部相平，第二回液15的上端露出承液槽6底部3cm，第二回液管
15的下端和第一回液管12的下端通过弯管、三通阀与回液主管9的入口端相连接，第一回液管12安装有电磁阀13，水泵3、电磁阀13和消毒装置11均由控制系统10来控制，所述电磁阀13为
常开电磁阀。
[0030] 利用上述系统进行生产栽培过程如下：
[0031] 1)按照预定的樱桃番茄营养液配方，配制好栽培用营养液，并检测、调整使其EC、pH值达到预定要求。
[0032] 2)通过控制系统中
定时器的控制，每天早上8:30自动开启水泵3，营养液池1中的营养液被抽入到供液管路4中，进而流入承液槽6中。
[0033] 3)电磁阀(常开式)13与水泵3一起通电，通电后电磁阀13处于关闭状态，随着营养液不断流入承液槽6中，承液槽6中的液位不断升高，当液位升高到第二回液管15的上端平面时，承液槽6中的营养液便不断从第二回液管15和回液主管9中回流到营养液池1，从而保持承液槽6中的液位在3cm不变。10-15分钟后，电磁阀13与水泵3一起断电，电磁阀13变为打开状态，承液槽6中的营养液将依次经过第一回液管12和回液主管9全部流回营养液池1。
[0034] 4)回流至营养液池1中的营养液，经过200目筛网式
过滤器过滤、紫外线杀菌装置消毒、营养成分检测、补充、调整后，再进行下一次灌溉过程。
[0035] 5)根据经验方法来决定灌溉与否、灌溉时间长短。樱桃番茄苗期，每天进行1次、每次10分钟的灌溉；开花结果期，如果是光照充足、气温比较高的天气，就每天进行2次(上、下午各1次)、每次15分钟的灌溉；如果是阴天或下雨天、气温不高的天气，就每天进行1次、每次15分钟的灌溉。
[0036] 6)按照上述无土栽培系统进行的番茄生产试验结果表明，结果期比采用栽培盆+滴灌式灌溉的常规栽培方式提前了5～8天，产量提高了9～17％。
