[发明专利]一种植物无土栽培营养液循环装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物无土栽培技术领域，具体涉及一种植物无土栽培营养液循环装置及控制方法。

背景技术

植物营养液栽培属于无土栽培模式，是一种代替土壤向植物提供生长必要的营养元素的栽培模式，它摆脱了传统土壤栽培所带来的土壤泛盐，土传病虫害和连作障碍等一系列问题，具有生长快、质量好、产量稳定等优点。合理使用营养液栽培对现代农业的发展具有重要的推动作用。

然而在现实的生产和应用中，营养液的使用几乎都是一次性的，废弃的营养液富含营养，不仅浪费，而且会对环境造成一定程度的污染。因而，在植物无土栽培环节如何实现营养液的高效循环再利用，有着重要的现实意义。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种植物无土栽培营养液循环装置，其通过对植物无土栽培营养液各组分含量进行检测并根据植物营养需求进行重要组分的有效补给调控，使得循环后的营养液可以多次循环利用，并可满足植物不同阶段对营养的实际需求，确保植物无土栽培营养液的合理高效循环利用，同时避免了循环后的废液给环境造成污染；此外，本发明还提供了一种利用上述循环装置实现植物无土栽培营养液循环的控制方法，为植物无土栽培开辟了新的途径。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明植物无土栽培营养液循环装置包括：用于供给和处理植物所需营养液的营养液供给处理单元；与营养液供给处理单元连接的用于进行液体循环的营养液循环单元，其与营养液供给处理单元和外部栽培床共同形成封闭式栽培系统；以及分别与营养液供给处理单元和营养液循环单元连接的控制单元；其中所述封闭式栽培系统具有仿生物心脏供血供氧工作机制。其中，所述营养液供给处理单元包括：壳体；设置在壳体内部且彼此间相互独立的混合池、母液池、过滤池和检测池。

优选地，所述母液池内设有用于提供营养液所需各种组分的营养液供给罐组，其中所述营养液供给罐组包括：酸罐、碱罐、清水罐和用于供给植物生长所需元素的母液罐。

优选地，所述混合池内设有水泵和搅拌器；所述检测池内设有离子检测电极；所述过滤池内设有过滤装置。

其中，所述营养液循环单元包括：分别与所述混合池和所述过滤池连接的外部循环管道；以及分别设置在所述过滤池与所述检测池之间、所述检测池与所述混合池之间、所述混合池与所述母液池之间以及所述过滤池和所述混合池与外部循环管道之间的阀门组件。

优选地，所述阀门组件包括：设置在所述母液池和所述混合池之间且与所述母液罐的各阀门连接的组分调节阀门组；以及分别设置在所述过滤池与所述检测池之间、所述检测池与所述混合池之间以及所述混合池和所述过滤池与所述外部循环管道之间的止回阀。

其中，所述外部循环管道包括：供液管道和回流管道；其中所述供液管道的入液口和出液口分别与所述混合池的出液口和所述栽培床的入液口连接，所述回流管道的入液口和出液口分别与所述栽培床的出液口和所述过滤池的入液口连接。

其中，所述控制单元包括：调理电路、数据采集模块、控制模块和显示模块；其中所述调理电路与所述离子检测电极连接；所述数据采集模块与所述调理电路连接；所述控制模块分别与所述调理电路、所述数据采集模块、所述显示模块以及所述营养液供给罐组的各阀门连接。

本发明实现植物无土栽培营养液循环的控制方法主要包括如下步骤：

1）开启控制单元，对检测池中各离子检测电极进行检测预处理，待达到预定时间T1后，开始对回流液中营养液的相关参数进行采集、检测和分析处理，之后根据处理结果对相关参数做出适应性补给和调整，无误后，将营养液输出至混合池；2）搅拌营养液，至均匀后将其输出，经供液管道开始为栽培床中的植物供液，待供液达到预定时间T2后，排出废液；3）待废液经回流管道回流至过滤池后，对回流液进行过滤处理，待处理时间达到预定值T3后，将液体输出至检测池，进而完成一个循环控制过程。

其中，步骤1）中控制单元对回流液中营养液的相关参数进行分析处理的方法为：将所测数值与植物生长所需营养浓度的阈值比较，如需补给相关参数，则根据预先设定或人为设置标准执行补给、调整操作；或者将所测数值与植物生长所需营养浓度的阈值比较，如果检测池中各相关参数满足植物所需数值动态范围，则无需任何操作。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：