[发明专利]一种封闭循环式岩棉栽培系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业无土栽培技术领域，具体涉及一种封闭循环式岩棉栽培系统及控制方法。

背景技术

无土栽培通过使用营养液供给植物养分进行栽培，包括水培、基质栽培等。岩棉在1970年左右被丹麦人首次作为一种基质应用，由于其具有独特的优点，成为继土壤之后研究及栽培植物的一种最为广泛的基质。

岩棉栽培成功的关键在于管理好所用的营养液与灌溉时间，使之符合最优营养状态的需要。岩棉种植中的核心技术是水分管理(Water Management)和养分管理(Nutrition Management)，这是一套精确的管理技术，通过它可以有效地控制根系的生长，实现植株营养生长和生殖生长平衡，达到控制收获时间和产量的目的。

但现有的岩棉栽培控制方法及系统并不适用国内地域环境与农产品。一方面，现有的岩棉栽培系统中，营养液的回流方式为敞开式，营养液容易受到污染，不利于植株吸收，影响植株的生长发育；另一方面，现有岩棉栽培系统中营养液的供液量不易调节，易造成供液量过大、供液不及时或多余营养液不能及时回收消毒等问题，不仅不利于植物生长、在资源上较易造成浪费，成本高，经济效益也较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种封闭循环式岩棉栽培系统及控制方法，以解决现有岩棉栽培技术中营养液易受到污染和营养液的供液量不易实时调节的问题，提高控制精度和经济效益。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种封闭循环式岩棉栽培系统，包括栽培子系统、灌溉子系统、营养液回收消毒子系统、监测单元与控制单元，所述栽培子系统包括栽培槽，所述栽培槽内设有岩棉基质，用于栽培植株，所述灌溉子系统包括营养液池和与所述营养液池连接的滴灌组件，所述滴灌组件用于向所述植株输送营养液，所述营养液回收消毒子系统与所述栽培槽和营养液池连接，用于将所述栽培槽内的营养液消毒后回收至所述营养液池，所述监测单元用于监测环境参数、营养液灌溉量与营养液回收量，所述滴灌组件与监测单元分别与所述控制单元连接，所述控制单元根据所述监测单元的监测信息控制所述滴灌组件的开闭。

其中，所述灌溉子系统还包括灌溉设备和与所述灌溉设备连接的多个母液罐，所述灌溉设备与所述营养液池连接，所述母液罐中装有所述植株生长所需的浓缩营养液，所述监测单元还用于监测所述植株的发育期与生长发育信息，所述灌溉设备和母液罐分别与控制单元连接，所述控制单元根据所述植株的发育期与生长发育信息控制所述母液罐阀门的开闭与灌溉设备的运行，实现所述营养液的组分与浓度的调配。

其中，所述营养液回收消毒子系统包括过滤装置与消毒装置，所述栽培槽、过滤装置、消毒装置与营养液池通过管路依次连接。

其中，所述栽培子系统还包括支架，所述支架的底端设有横梁，所述栽培槽设于所述横梁上，位于所述栽培槽上方的支架上设有吊蔓装置，所述吊蔓装置用于悬吊固定所述植株的茎秆。

一种岩棉栽培控制方法，包括以下步骤：

S1、输入植株定植时的初始叶片数，根据初始叶片数判断植株的初始生理发育时间；

S2、获取每日的温度值，根据温度值计算植株每日的生理发育时间，并进行累加，得到植株定植后的生理发育时间；

S3、根据植株的初始生理发育时间与定植后的生理发育时间，计算总生理发育时间并判定植株的生育期；

S4、根据植株的生育期，调整营养液的组分及浓度；

S5、获取植株的实时光照积累量，根据植株的实时光照积累量是否大于设定光照积累量，判断是否对所述植株进行灌溉。

其中，步骤S2具体为将每日的温度值与所栽培植株的温度三基点进行对比计算，获得植株每日的生理发育时间，并进行累加，得到植株定植后的生理发育时间。

其中，步骤S2还包括获取每日的太阳辐射值，根据每日的温度值与太阳辐射值计算辐热积，并进行累加；步骤S3还包括建立生长发育模型，根据累加后的辐热积，通过所述生长发育模型获得植株的生长发育信息；步骤S4还包括根据植株的生长发育信息，调整营养液的组分及浓度。

其中，步骤S5还包括若对植株进行灌溉，则植株的实时光照积累量清零并重新计算。

其中，步骤S5还包括若对所述植株进行灌溉，则监测所述营养液的灌溉量与回收量，根据所述营养液的回收量与灌溉量是否达到设定比例判断是否停止灌溉。

其中，步骤S5还包括监测所述营养液的回流速度，若所述回流速度小于设定回流速度，则暂停灌溉并对回液管路和/或过滤装置进行清洗。