[发明专利]一种基于负水头的基质栽培营养液供给控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种基于负水头的基质栽培营养液供给控制系统。

背景技术

目前，无土栽培已广泛用于种植各种果蔬和花卉。世界各国对商业性的无土栽培主要以基质栽培为主，基质栽培具有性能稳定、设备简单、节水、省肥、水肥利用效率高、高产优质、防止连作障碍、不易传染根系病害、减少环境污染等一系列优点，可以看出基质栽培具有良好的发展前景。

自发明基质营养液栽培技术开始，国内外温室内对供给营养液的基质栽培决策主要采用三种方式：一种方式是采用定时器按照固定的时间间隔向基质内供给既定量的营养液，但是这种决策供液方式既没有考虑到植物在一天中对营养液的不同需求量，也没有考虑到植物处于不同生育期时对营养液需求量的变化，因此既会导致对植物在早晚时间段供液量过多，午间营养液消耗高峰期供液量不足，又会导致植物在苗期供液量过多，座果期供液量较少；另一种方式是根据累积光照达到一定值时便向基质内供给营养液，这种决策供液方式的缺点是只考虑到光照对植物地上环境的影响，即在一天中植物对营养液的不同需求量，而没有顾及到植物根系随着其生长进程对基质中的水分和养分需求量的增加；还有一种决策供液方式是根据Penmann公式决策供给营养液，这种方式采用的公式中参数较多，测定方法繁琐、测定仪器数量多且价格昂贵。

为了克服以上各种决策方式存在的缺陷，则需要提出一种既能根据植物自身所处生育期，又能兼顾到外界环境条件对植物耗液量的影响进行决策控制供液量和供液时间的方式。如果基于发明专利申请号为200510123974.X的负水头灌溉系统进行决策供液就可达到及时、精确供液决策的目的。

在实现本发明的过程中，本申请发明人发现，在植物生长过程中，植物吸收基质中营养液的养分，并且有些元素在基质中缓慢氧化，致使这些营养液中某些化合物或离子数量及比例，浓度、酸碱度和溶解氧含量等随之改变；营养液中存有根系在代谢过程中的分泌物和脱落、死亡的根表皮细胞，这样会使微生物进行繁殖而改变了营养液的性质。而现有的负水头供水系统无法解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种基于负水头的基质栽培营养液供给控制系统，能够保证植物所吸收的营养液的品质。

本发明中提供了一种基于负水头的基质栽培营养液供给控制系统，包括：

负水头供水装置、储液桶、集气瓶、多个多孔陶瓷盘、第一滴灌管、控制装置，其中所述控制装置与所述负水头供水装置连接，用于控制负水头供水装置，所述储液桶分别通过第一管道和第二管道对应的与所述负水头供水装置和所述集气瓶连接，所述集气瓶还通过供液管道与所述多个多孔陶瓷盘连接，所述多个多孔陶瓷盘用于向第一栽培行供应营养液；

所述第一滴灌管与所述第一管道联通，用于对第一栽培航中的基质进行淋洗；

所述控制装置，与所述第一滴灌管上的电磁阀连接，用于控制所述电磁阀的开闭。

优选的，所述第一管道上还设置有流量计，用于记录负水头供水装置向所述第一管道中注入的营养液体积；

所述储液桶上设置有控水阀，且所述控水阀在检测到输液桶中的水位达到预设值时，自动关闭所述储液桶的进水口；

所述控制装置还与所述流量计相连，用于在所述控水阀关闭所述储液桶进水口时，计算注入所述储液桶的营养液体积W；

所述控制装置还用于根据所述体积W确定用于淋洗基质的营养液的体积α·W，并在所述控水阀关闭后，开启所述电磁阀，并控制负水头供水装置通过所述第一管道向所述第一滴灌管注入体积为α·W的营养液。

优选的，所述控水阀为液位控水阀。

优选的，所述α的取值使得对基质淋洗后排出的废液体积W_废液在（α·W+W）中的占比在25%±ε的范围内，所述ε不大于2%。

优选的，该系统还包括：液位传感器，所述液位传感器安装在所述储液桶中且与所述控制装置相连，用以检测所述储液桶的液位；

所述控制装置还用于，在判断所述液位传感器检测到的液位低于预设值时，控制负水头供水装置向所述储液桶注入营养液。

优选的，该系统还包括：第二供水装置、第三管道和至少一个第二滴灌管，每一个第二滴灌管用于向一个第二栽培行供应营养液，所述第二供水装置与所述第三管道相连，所述第三管道与所述第二滴灌管相连通，所述控制装置还用于在供水周期到达时，控制第二供水装置通过所述第三管道和各个第二滴灌管向对应的第二栽培行供应体积为W+α·W的营养液。

优选的，该系统还包括废液收集槽，用于收集对基质淋洗产生的废液。