一種高種植空間和光能利用率的植物生長架及其使用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高種植空間和光能利用率的植物生長架及其使用方法，包括層架，每層層架上沿橫向分別間隔設(shè)置有第一、第二、第三及第四生長區(qū)，各個(gè)生長區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，所述培養(yǎng)機(jī)構(gòu)上分別間隔設(shè)置有若干個(gè)可拆裝的定植條或定植塊，定植條或定植塊間的距離隨植物的生長而逐漸增大，以確保植物生長期間的空間利用率最大化。位于培養(yǎng)機(jī)構(gòu)的上方對(duì)應(yīng)設(shè)置有光照范圍與植物展葉范圍一致且光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間和燈珠到植株冠層的高度分別可調(diào)的LED光源。該植物生長架不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且有利于提高種植空間和光能利用率。

Plant growth stand with high planting space and light energy utilization rate and using method thereof

The invention relates to a high planting space and light utilization rate of the plant growth frame and using method thereof, comprising a layer frame, each layer frame along the horizontal interval respectively provided with first, second, third and four growth areas, each growth zone are respectively arranged in the training organization, the training institutions are respectively arranged with intervals a plurality of removable planting or colonization, colonization or colonization of the distance between the block with the growth of plants and increase gradually, to ensure that the plant during the growth period of space utilization maximization. Located in LED light source light and set the corresponding range of plant leaf area and light intensity, light quality, light time and light to the plant canopy height adjustable respectively the training institutions above. The growth stand of the plant not only has simple structure, but also is favorable for improving the planting space and the utilization rate of light energy.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高種植空間和光能利用率的植物生長架及其使用方法
本專利技術(shù)屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種高種植空間和光能利用率的植物生長架及其使用方法。
技術(shù)介紹
基于人工光的植物工廠技術(shù)在我國發(fā)展迅速，取得顯著成果，并已逐步從實(shí)驗(yàn)室走向市場化生產(chǎn)。一方面，植物工廠可以緩解農(nóng)業(yè)用地的緊張，同時(shí)也可以減少化肥的投入，避免農(nóng)藥與植物激素的濫用，增加食品的安全；另一方面，依托先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念和對(duì)植物生長規(guī)律的認(rèn)知，在提高植物生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能保證農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)。光照培養(yǎng)系統(tǒng)是植物工廠生產(chǎn)的主要設(shè)施，并在系統(tǒng)內(nèi)部集成了可調(diào)控的光源，可為植物生長發(fā)育提供最適合的光照強(qiáng)度和光照周期，將不可控的自然光環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽氐氖覂?nèi)光環(huán)境，通過調(diào)控與植物生長規(guī)律相協(xié)調(diào)的光環(huán)境，以達(dá)到增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)、縮短生產(chǎn)周期的目的。但是，近年來隨著植物工廠的迅速發(fā)展，一些問題也逐漸顯現(xiàn)。現(xiàn)有的植物光照培養(yǎng)系統(tǒng)在光能利用率和定植空間利用上仍有許多不足，其缺點(diǎn)主要有以下三個(gè)方面：第一，種植空間浪費(fèi)嚴(yán)重。現(xiàn)有植物生長架內(nèi)植株之間的間隔從秧苗期到成熟期都是一成不變的，此間隔往往為植物成熟時(shí)兩植株間所需要的間隔，但這個(gè)間隔對(duì)于苗期植物而言是過大的，過大的間隔造成了種植空間的浪費(fèi)，并且由于現(xiàn)有燈板大多為光源分布均勻的均光燈板或均勻布置的燈條，浪費(fèi)種植空間的同時(shí)也極大的浪費(fèi)了光能。第二，光能浪費(fèi)嚴(yán)重。現(xiàn)有植物光照培養(yǎng)系統(tǒng)的光源布置單一化嚴(yán)重，僅通過調(diào)節(jié)LED光源的功率來增減光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)植物栽培對(duì)光的需求，光能管理相對(duì)粗放，浪費(fèi)嚴(yán)重。現(xiàn)有燈板大多為條狀燈管或分布均勻的燈板，在燈板上布滿間距相同的LED光源。就單個(gè)LED燈源而言，光源發(fā)射的光強(qiáng)與距離的平方成反比，距離每增加一倍，光強(qiáng)減為原來的四分之一。植物在秧苗時(shí)期，植株高度較低，體積較小，所需要的光照強(qiáng)度較低，光照面積較小，按照現(xiàn)有燈板的布置，將使得植物實(shí)際受光面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光源覆蓋的面積，從而造成很大的光能浪費(fèi)。第三，現(xiàn)有植物光源布置同質(zhì)化嚴(yán)重，不能根據(jù)植物生長的不同階段對(duì)光質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。植物栽培的不同生長時(shí)期對(duì)光質(zhì)的需求不同，而同質(zhì)化的光源布置，不能充分發(fā)揮光照的最佳效果，造成了不必要的光能浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本。綜上所述，植物栽培的不同生育時(shí)期需要不同的種植間隔和光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照范圍和光照時(shí)長。針對(duì)植物的實(shí)際生理需求，在實(shí)際生產(chǎn)中，如何保證植物的正常生長，同時(shí)又能有效節(jié)約空間、提高能源利用率是植物工廠領(lǐng)域的重要問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種高種植空間和光能利用率的植物生長架及其使用方法，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且有利于提高種植空間和光能利用率。本專利技術(shù)的技術(shù)方案在于：一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，包括層架，每層層架上沿橫向分別間隔設(shè)置有第一、第二、第三及第四生長區(qū)，各個(gè)生長區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，所述培養(yǎng)機(jī)構(gòu)上分別間隔設(shè)置有若干個(gè)可拆裝的定植條或定植塊，位于培養(yǎng)機(jī)構(gòu)的上方對(duì)應(yīng)設(shè)置有光照范圍與植物展葉范圍一致且光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間和燈珠到植株冠層的高度分別可調(diào)的LED光源。進(jìn)一步地，所述定植條或定植塊上設(shè)置有定植孔，所述定植孔內(nèi)安裝有定植籃，所述定植條的寬度與植株在第一生長區(qū)內(nèi)生長的最終展寬范圍一致，所述定植孔間的距離與植株在第四生長區(qū)內(nèi)生長的最終展寬范圍一致，所述定植孔上定植籃的內(nèi)徑略大于植株在第四生長區(qū)內(nèi)生長的最終莖粗。進(jìn)一步地，所述第一、第二、第三及第四生長區(qū)之間的定植條或定植塊的間隔不同，所述第一、第二、第三及第四生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊的數(shù)目相同。進(jìn)一步地，所述第一生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊緊密排列，所述第二生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為W，所述第三生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為2W，所述第四生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為3W。進(jìn)一步地，所述第二、第三及第四生長區(qū)上相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙上分別設(shè)置有可拆裝的不透光擋板。進(jìn)一步地，所述LED燈源包括LED燈安裝板，所述LED燈安裝板的上部分別設(shè)置有與相應(yīng)的每層層架的頂部相連接的可調(diào)節(jié)升降桿。進(jìn)一步地，位于第一、第二及第三生長區(qū)內(nèi)的LED燈安裝板上分別間隔設(shè)置有若干條狀LED燈管，所述條狀LED燈管的方向與定植條的方向垂直，所述第四生長區(qū)內(nèi)的LED燈安裝板上設(shè)置有光均勻分布的LED燈板；或所述位于第一、第二、第三及第四生長區(qū)內(nèi)的LED燈安裝板上分別設(shè)有不同的且光均勻分布的LED燈板。上述一種高種植空間和光能利用率的植物生長架的使用方法，包括以下步驟：1）首先在定植籃內(nèi)種植植物，并按植物不同生育期的植株體積來調(diào)整各個(gè)生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊之間的距離，從而確定各個(gè)生長區(qū)內(nèi)植株之間的間隔；2）調(diào)整各個(gè)生長區(qū)內(nèi)LED光源的強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間和LED光源到植株冠層的高度；3）當(dāng)植株生長到所在的生長區(qū)內(nèi)設(shè)定的植株展寬時(shí)，將定植條或定植塊連同植株一起移到下一生長區(qū)內(nèi)，并調(diào)整定植條或定植塊之間的間隙，所述定植條或定植塊移動(dòng)的方向?yàn)榈谝簧L區(qū)→第二生長區(qū)→第三生長區(qū)→第四生長區(qū)；4）當(dāng)?shù)谒纳L區(qū)內(nèi)的植株成熟后即可采摘。進(jìn)一步地，在第一生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊緊密排列，相鄰兩定植條或定植塊之間沒有間隙，在第二生產(chǎn)區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為W，第三生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為2W，第四生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為3W；在第二、第三及第四生長區(qū)上相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙上分別設(shè)置有可拆裝的不透光擋板。進(jìn)一步地，第一、第二、第三及第四生長區(qū)內(nèi)的LED光源的光強(qiáng)逐漸增強(qiáng)，且LED光源到植株的距離逐漸增大。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，按照植物體積來設(shè)置植物之間的間隔，在植物體積較小時(shí)密集排列植物，這樣既節(jié)省了種植空間又縮小了光照范圍，從而提高了種植空間和光能的利用率。第二，通過在植物正上方設(shè)置高度不同的條狀光源既減少了因距離增加而浪費(fèi)的光能又節(jié)省了因無效光照面積而浪費(fèi)的光能。第三，可以根據(jù)植物在各個(gè)生長階段的不同需求為植物的生長提供最佳的光強(qiáng)、光質(zhì)和光照時(shí)間，既減少了光能的浪費(fèi)又可達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)的效果。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖2為本專利技術(shù)的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖二；圖3為本專利技術(shù)的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖4為本專利技術(shù)的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖二；圖5為本專利技術(shù)的實(shí)施例二中植物生長架的擺放方式示意圖；圖6為本專利技術(shù)的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖7為本專利技術(shù)的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖二；圖中：A-第一生長區(qū)B-第二生長區(qū)C-第三生長區(qū)D-第四生長區(qū)10-層架20-培養(yǎng)機(jī)構(gòu)21-定植條22-定植塊23-不透光擋板30-LED光源31-LED燈安裝板32-可調(diào)節(jié)升降桿33-條狀LED燈管34-LED燈板。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下，但本專利技術(shù)的實(shí)施并不限于此。參考圖1至圖7一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，包括層架10，每層層架上沿橫向分別間隔設(shè)置有第一生長區(qū)A、第二生長區(qū)B、第三生長區(qū)C及第四生長區(qū)D，各個(gè)生長區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有培養(yǎng)機(jī)構(gòu)20，所述培養(yǎng)機(jī)構(gòu)上分別間隔設(shè)置有若干個(gè)可拆裝的定植條21或定植塊22，位于培養(yǎng)機(jī)構(gòu)的上方對(duì)應(yīng)設(shè)置有光照范圍與植物展葉范圍一致且光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間和燈珠本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，包括層架，其特征在于，每層層架上沿橫向分別間隔設(shè)置有第一、第二、第三及第四生長區(qū)，各個(gè)生長區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，所述培養(yǎng)機(jī)構(gòu)上分別間隔設(shè)置有若干個(gè)可拆裝的定植條或定植塊，位于培養(yǎng)機(jī)構(gòu)的上方對(duì)應(yīng)設(shè)置有光照范圍與植物展葉范圍一致且光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間和燈珠到植株冠層的高度分別可調(diào)的LED光源。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，包括層架，其特征在于，每層層架上沿橫向分別間隔設(shè)置有第一、第二、第三及第四生長區(qū)，各個(gè)生長區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有培養(yǎng)機(jī)構(gòu)，所述培養(yǎng)機(jī)構(gòu)上分別間隔設(shè)置有若干個(gè)可拆裝的定植條或定植塊，位于培養(yǎng)機(jī)構(gòu)的上方對(duì)應(yīng)設(shè)置有光照范圍與植物展葉范圍一致且光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間和燈珠到植株冠層的高度分別可調(diào)的LED光源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，其特征在于，所述定植條或定植塊上設(shè)置有定植孔，所述定植孔內(nèi)安裝有定植籃，所述定植條的寬度與植株在第一生長區(qū)內(nèi)生長的最終展寬范圍一致，所述定植孔間的距離與植株在第四生長區(qū)內(nèi)生長的最終展寬范圍一致，所述定植孔上定植籃的內(nèi)徑略大于植株在第四生長區(qū)內(nèi)生長的最終莖粗。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，其特征在于，所述第一、第二、第三及第四生長區(qū)之間的定植條或定植塊的間隔不同，所述第一、第二、第三及第四生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊的數(shù)目相同。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，其特征在于，所述第一生長區(qū)內(nèi)定植條或定植塊緊密排列，所述第二生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為W，所述第三生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為2W，所述第四生長區(qū)內(nèi)相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙寬度為3W。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，其特征在于，所述第二、第三及第四生長區(qū)上相鄰兩定植條或定植塊之間的間隙上分別設(shè)置有可拆裝的不透光擋板。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的一種高種植空間和光能利用率的植物生長架，其特征在于，所述LED燈源包括LED燈安裝板，所述LED燈安裝板的上部分別設(shè)置有與相應(yīng)的每層層架的頂部相連接的可調(diào)節(jié)升降桿。7...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐永，張曦文，劉鐵東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福建農(nóng)林大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35