[发明专利]植物栽培系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物栽培系统和该植物栽培系统的控制方法，属于农业生产器械和方法的技术领域。

背景技术

植物栽培过程中需要精细而复杂的管理，尤其是对水分的控制和保持，浇水不当导致植物被淹死或干死，长期浇水也会对土壤进行冲刷，使得土壤中的养分流失，造成水分和养分的双重浪费。此外，浇水过多会导致植物根部的呼吸作用被抑制，从而使得植物根部能量不足，主动运输吸收养分的能力降低，而浇水过少则会导致植物枯干。

此外，为了确保植物的顺利生长，必须最大限度地保证植物根部对水的接触面积，以促进植物对水分的吸收。而另一方面，植物根部长期浸润在水中则会抑制根部的呼吸作用，导致根部细胞无法通过线粒体有氧呼吸获得所需的能量，甚至长期无氧呼吸产生有害物质，比如酒精的积累，对作物产生危害。中国专利申请200810147205.7即针对以上问题提出了一种植物栽培容器。然而该种植物栽培容器仅仅是将一部分根部浸入水中，另一部分根部露出睡眠以维持呼吸作用。然而，根部是由很多极小的细胞组成的，虽然酒精可以通过自由扩散作用逸出至未浸入部分的根部以缓解酒精的积累，但是依然需要很长的时间才能够将酒精完全扩散均匀，浸入水中的部分根部依然无法进行有氧呼吸获得更多的能量以吸收养分，养分吸收受到抑制。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种节约水分和土壤养料的植物栽培系统和植物栽培系统的控制方法，进一步地，本发明提供了一种调和植物根部养分吸收和水分吸收矛盾的方法，以同时提高植物根部的水分吸收能力与养分吸收能力。

技术方案：本发明所述的植物栽培系统，包括若干栽培容器、管路和水泵，每个栽培容器上均设置有入水口和排水口，每一个栽培容器的排水口均连接至另一个栽培容器的入水口，且位置最低的栽培容器的排水口通过管路和水泵连接至位置最高的栽培容器的入水口。

进一步地，若干栽培容器间按照位置的高低依次连接，其中连接次序相邻的栽培容器中位置较高的栽培容器排水口连接至位置较低的栽培容器的入水口。

进一步地，排水口(5)设置于栽培容器(1)的底部，所述的入水口(4)为栽培容器(1)的容器口，若干栽培容器(1)依次层叠设置，最底层栽培容器(1)的排水口(5)通过管路(2)和水泵(3)连接至最高层栽培容器(1)的入水口(4)。

进一步地，还包括土壤湿度传感器(7)和控制器(8)，所述土壤湿度传感器(7)和水泵(3)分别连接至控制器(8)。

进一步地，还包括营养液储存槽(9)，所述位置最低的栽培容器(1)的排水口(5)先连接至营养液储存槽(9)，再通过管路(2)和水泵(3)连接至位置最高的栽培容器(1)的入水口(4)。

进一步地，还包括温度检测器、光线探测器和光源，温度检测器、光线探测器和光源分别连接至控制器(8)。

本发明还包括上述的植物栽培系统控制器的控制方法，包括以下步骤：

1)读取所述土壤湿度探测器中的数据d₁与控制器中预存的标准湿度d₀相比较；

2)若d₁≤d₀，向水泵发出泵水指令，运行步骤1)；若d₁>d₀，向水泵发出停止泵水指令，运行步骤1)。

另一优选的控制方法为：所述控制器中存储有适宜湿度峰值d_a和适宜湿度谷值d_b包括以下步骤：

1)读取所述土壤湿度探测器中的数据d₁与控制器中预存的适宜湿度峰值d_a相比较；

2)若d₁>d_a，向水泵发出停止泵水指令，运行步骤1)；若d₁≤d_b，向水泵发出泵水指令，运行步骤1)；若d_b<d₁≤d_a向水泵发出停止泵水指令或向水泵发出泵水指令，运行步骤1)。

进一步地，上述使用该控制方法的植物栽培系统的栽培容器排水口排水速率、水泵抽水速率和栽培容器容积相互配合，使得土壤湿度探测器连续两次测得d₁等于d_a的时间间隔为0.25～2小时。

进一步地，所述的适宜湿度峰值d_a为重量含水量38％，适宜湿度谷值d_b为重 量含水量22％。