[实用新型]一种基于标准环境下的植物种植系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种植物种植系统，特别是涉及一种基于标准环境下的植物种植系统，属于种植技术领域。 

背景技术

植物生长需要光合作用，常规种植的植物其光合作用的光源主要来自于太阳光。植物生长随着日出日落昼夜交替呈现出周期性有规律的变化，这些变化影响到植物的生长速率。影响植物光合作用效率的外部因素主要有以下几种：（1）光照；（2）二氧化碳；（3）温度；（4）水分；（5）矿质营养；（6）光合作用的日变化。为提高植物的生长效率，可通过科学综合调节上述6种外部因素来实现。目前常用的方式是地膜覆盖、大棚种植、定时浇水施肥等，这些常规的手段只能单一的解决温度、光照、水分、营养等问题，无法从根本上为植物设计出标准稳定的外部生长环境。因此提高植物生长效率的质量依然不可控。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于标准环境下的植物种植系统。 

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现： 

一种基于标准环境下的植物种植系统，它包括至少一个围蔽式独立于外界的利用人造光源为唯一或主要光源的种植区域；中央控制系统；每个种植区域都安装有与中央控制系统网络联接的至少一套子控制系统。 

所述的中央控制系统是一计算机控制系统，在该系统中预设各子控制系统的调度时间和工作参数（包括设定人造光源系统启闭时间及强度变化参数，设定二氧化碳供应系统的启闭时间及供气量，设定温度系统各时点的温度变化，设定喷淋系统的开启时间及水量、设定营养灌溉系统的启闭时间及水量等。）；中央控制系统在时间调度表上的各个时点，控制各子控制系统启闭并按工作参数进行工作。 

所述的子控制系统包括人造光源控制系统、二氧化碳供应系统、氧气供应系统、温度控制系统、营养灌溉系统、湿度控制系统、节奏韵律播放系统。研究表明节奏韵律适宜的音乐能促进植物生长是由于声波的刺激作用。我们知道，植物的叶片表面分布着许许多多的气孔。气孔是植物与外界环境进行气体交换和蒸发水分的“窗口”。当音乐播放后，音乐的旋律经空气传播会产生有节奏的声波，这声波振动刺激植物叶片表面的气孔，可增大气孔开放度。气孔增大后，植物增加吸收了光合作用的原料——二氧化碳，使光合作用更加活跃，合成的有机物质不断增加；同时，植物的呼吸作用也得到增强，为植物的生长提供了更多的能量。 

植物完成一个昼夜生命活动的周期过程是：当日出后阳光照射到植物叶片表面，叶片下表面气孔张开，产生对二氧化碳吸力，在这种吸力的作用下，不同位置的二氧化碳进入叶片内；另一个途径是根系吸收的水分和微量元素通过主茎——侧枝和叶柄进入叶片内，两路原料汇集叶片内通过光合作用合成有机物，白天在阳光的照射下连续合成有机物暂储于叶片中，待日落后，植物将一天制造的有机物运储到根、茎、花、果、幼叶和生长点里。这样一个过程，可使植株变高，茎杆变粗，花朵开放，果实膨大，根系变多，单株产量增加。这就是多数植物昼夜生命活动的规律，也是植物白天不长夜间长的本质所在。这一规律揭示了植物是有生物钟的，而生物钟的重要特点是可以调拨，调拨生物钟的因子主要是光照。 

为提高产量，缩短植物的生长周期，需要重新调整植物的生物钟，因此所述人造光源系统的启闭设定为每6-23小时为一周期——即设定6-23小时为一个人工日夜光周期，每周期的光照强度分为光照前弱挡、光照强挡、光照后弱挡、光照暗挡，其中光照前弱挡时间占周期时间的1%-10%，光照强挡时间占周期时间的35%-78%，光照后弱挡占周期时间的1%-10%，光照暗挡（即关闭）占周期时间的20%-45%。 

二氧化碳是植物合成产量的主要原料，也就是植物的“主食”。目前大气中可供植物进行光合作用的二氧化碳浓度仅有330umol/L左右，要满足多数植物种类对二氧化碳的需求还有几十倍以至上百被的差距，植物对二氧化碳日需求量又受光照强弱，温度高低，作物品种，水分等诸多因素的影响。在一定范围内，同一品种植物对二氧化碳需求量，随光照强度、温度的增加而增大，反之，随光和温度的下降而减少。二氧化碳的日需求量是一个动态变化值。 

为确保植物能够吃饱，所述二氧化碳供应系统的启闭以6-23小时为一周期，光照强度为光照前弱挡和光照后弱挡时，二氧化碳供应系统开启，并使种植系统内的二氧化碳浓度保持在10000umol/L-30000umol/L之间；光照强度为光照强挡时，种植系统内的二氧化碳浓度保持在30000umol/L-140000umol/L之间；光照强度为光照暗挡时，二氧化碳供应系统关闭。