一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括一個背面墻體和連接該背面的兩個側面墻體，該兩個側面墻體具有坡形表面，在兩個側面墻體的坡形表面上架設透光材料層；背面墻體、兩個側面墻體和透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。本實用新型能夠同時利用太陽光和LED光源人工光進行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜生產(chǎn)，可大幅提高單位土地資源利用率，能夠實現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
【專利說明】
一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于設施農(nóng)業(yè)工程技術領域，具體涉及一種太陽光-LED復合光源植物工廠或植物生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠利用太陽光與LED人工光、兩層以上生產(chǎn)空間和智能控制系統(tǒng)進行高效植物工廠化生產(chǎn)。
【背景技術】
[0002]設施植物(蔬菜、花卉等)生產(chǎn)是在日光溫室、塑料大棚、連棟溫室、植物工廠等設施內進行冬春季反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)的方式，是滿足我國城鄉(xiāng)居民“菜籃子”安全和反季節(jié)植物產(chǎn)品有效供給不可或缺的技術手段。以設施蔬菜為例，我國設施蔬菜栽培面積已近400萬公頃，其中多采用土壤栽培為主要方式，在日光溫室、塑料大棚中進行，而連棟溫室、植物工廠采用無土栽培方式，但僅占極少比例。當前，溫室設施與植物工廠設施均為單層栽培空間，土地資源利用率低，光照與溫熱資源利用率低，生產(chǎn)效率低，隨著耕地資源的減少，提高土地和耕地資源利用效率勢在必行。創(chuàng)新設施類型及其結構，提升單位土地面積上的栽培空間層數(shù)，是體質增效的重要舉措。
[0003]采納多層立體無土栽培技術是提高設施園藝生產(chǎn)工廠化水平，增加產(chǎn)量和周年生產(chǎn)能力的有效途徑。當前，設施土壤處于相對封閉的空間內，受高溫濕度和蒸發(fā)量、高肥水投入、高復種指數(shù)等環(huán)境條件和農(nóng)藝活動的影響，設施土壤的物理、化學和生物學性質演變劇烈，途徑復雜多樣，常導致土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分失調、有害元素積累、微生物群落區(qū)系惡化等土壤質量問題。當前，因土壤質量惡化導致的設施園藝生產(chǎn)問題十分嚴重，連作障礙、病蟲害頻發(fā)、水肥資源利用率低、生態(tài)環(huán)境惡化、農(nóng)產(chǎn)品品質差等問題已經(jīng)成了制約設施園藝產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的“瓶頸”。更為嚴重的是，因土壤環(huán)境不可調控，設施蔬菜土壤栽培產(chǎn)量低、品質差，日益不能滿足人們對高品質農(nóng)產(chǎn)品的要求。
[0004]傳統(tǒng)的設施(如塑料大棚、日光溫室、連棟溫室)無法擴展單位面積上的生產(chǎn)空間。植物工廠雖能采納多層立體無土栽培技術，但也僅有一層生產(chǎn)空間，難以擴展單位面積上的生產(chǎn)空間的數(shù)量，單層生產(chǎn)空間內過高栽培層架(2米以上)將影響環(huán)境控制精度，以及定植和采收難度。生產(chǎn)設施的局限從根本上阻礙了我國設施園藝工廠化水平的發(fā)展，限制了設施園藝產(chǎn)品的有效供給和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研發(fā)單位面積上具有多個立體生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，提高單位面積生產(chǎn)效率，具有重要意義。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對園藝設施單位面積上生產(chǎn)空間僅一層的現(xiàn)實問題，提供了一種具有垂直多層生產(chǎn)空間(至少兩層)的設施園藝系統(tǒng)，能夠同時利用太陽光和LED光源人工光進行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜周年生產(chǎn)，該具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)可大幅提高單位土地資源利用率，通過設施內環(huán)境要素的耦合調節(jié)，能夠實現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
[0006]本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]—種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝系統(tǒng)，包括一個背面墻體和連接該背面的兩個側面墻體;該兩個側面墻體具有坡形上表面，其上架設有透光材料層;該背面墻體、該兩個側面墻體和該透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。
[0008]進一步地，所述坡形表面是平面或曲面，或者由多個平面和/或曲面連接而成。
[0009]進一步地，所述生產(chǎn)空間中，頂層為太陽光生產(chǎn)空間，其下為太陽光和LED人工光混合生產(chǎn)空間。
[0010]進一步地，所述背面墻體和兩個側面墻體為具有蓄熱保溫性能的墻體。
[0011]進一步地，所述透光材料層外設有柔性保溫層，所述柔性保溫層能夠卷疊或伸展。
[0012]進一步地，所述背面墻體位于北面，所述透光材料層位于南面，所述兩個側面墻體分別位于東西兩面。
[0013]進一步地，所述透光材料層為玻璃或塑料。
[0014]進一步地，所述生產(chǎn)空間的各層通過墻體隔離。
[0015]進一步地，在每一層生產(chǎn)空間內設有多層立體植物栽培架。
[0016]進一步地，上述設施園藝系統(tǒng)還設有氣流調節(jié)裝置、施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果如下:
[0018]I)拓展了單位土地資源上的植物生產(chǎn)空間，使土地利用率提高2倍以上；
[0019]2)增加了太陽光的利用效率，陽光利用率提高2倍以上；
[0020]3)增加了工廠化水平，是一種具有很好效果的植物工廠形式；
[0021]4)減少了生產(chǎn)系統(tǒng)熱負荷，降低了環(huán)控成本，可以實現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
【附圖說明】

[0022]圖1是實施例中具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝系統(tǒng)結構示意圖。
[0023]圖2?圖4是側面墻體的三種不同形式的的坡形表面的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面通過具體實施例和附圖，對本實用新型做進一步說明。
[0025]本實施例的垂直多生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)如圖1所示，其為坐北朝南建設，北側為具有蓄熱保溫性能的背面墻體1、東西兩面為具有蓄熱保溫性能的兩個側面墻體2，側面墻體具有坡形上表面，本實施例為由三段弧形連接而成的表面。在該植物生產(chǎn)系統(tǒng)的正面，即在兩個側面墻體的弧形表面上，架設有透光材料層3，由于其呈坡面(弧面)，故可以保證光照射入。背面墻體1、兩個側面墻體2和透光材料層3圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為上下排列的至少兩層(圖1所示實施例為三層)。不同層的生產(chǎn)空間可通過墻體或隔板4隔離，用于隔離不同層的墻體或隔板之間可設置支撐柱或支撐墻5，如圖2所示。
[0026]側面墻體2的坡形上表面可以為圖1所示的由三段弧形連接而成的表面，即其截面如圖2所示，也可以是其它形狀。比如圖3所示的形狀，其靠近背面墻體I處有一段水平面;或者是圖4所示的簡單平面，或者是其它的由多個平面和/或曲面連接形成的坡形等。
[0027]透光材料層3可以為透光性膜或玻璃或塑料板材;其外面還可進一步設置柔性保溫層，可卷疊或伸展，在晚間起到保溫隔熱作用。
[0028]在上述具有垂直多生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，生產(chǎn)空間可以分為自然光生產(chǎn)區(qū)和人工光生產(chǎn)區(qū)，如頂層為太陽光生產(chǎn)空間，為自然光生產(chǎn)區(qū)，其下多層靠北面部分可以安裝LED光源，作為LED人工光生產(chǎn)空間，南半部空間可作為太陽光生產(chǎn)空間。
[0029]在上述具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，可以進一步安裝氣流調節(jié)裝置、CO2施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)等裝置(可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn))，通過綜合利用這些裝置，可以實現(xiàn)水肥一體化的無土栽培生產(chǎn)。
[0030]在上述具有垂直多層生產(chǎn)空間的植物生產(chǎn)系統(tǒng)中，在每一層生產(chǎn)空間內還可設置多層立體植物栽培架(可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn))，這樣可以進一步提高單位土地資源利用率和生產(chǎn)空間利用率。
[0031]本實用新型的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝系統(tǒng)，能夠同時利用太陽光和LED光源人工光進行多垂直生產(chǎn)空間、立體多層無土栽培的蔬菜周年生產(chǎn)，能夠大幅提高單位土地資源利用率，通過設施內環(huán)境要素的耦合調節(jié)，能夠實現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)。
[0032]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其進行限制，本領域的普通技術人員可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型的精神和范圍，本實用新型的保護范圍應以權利要求書所述為準。
【主權項】
1.一種具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括一個背面墻體和連接該背面的兩個側面墻體;該兩個側面墻體具有坡形上表面，其上架設有透光材料層；該背面墻體、該兩個側面墻體和該透光材料層圍成生產(chǎn)空間，該生產(chǎn)空間分為至少兩層。2.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述坡形表面是平面或曲面，或者由多個平面和/或曲面連接而成。3.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述生產(chǎn)空間中，頂層為太陽光生產(chǎn)空間，其下為太陽光和LED人工光混合生產(chǎn)空間。4.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述背面墻體和兩個側面墻體為具有蓄熱保溫性能的墻體。5.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述透光材料層外設有柔性保溫層，所述柔性保溫層能夠卷疊或伸展。6.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述背面墻體位于北面，所述透光材料層位于南面，所述兩個側面墻體分別位于東西兩面。7.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述透光材料層為玻璃或塑料。8.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述生產(chǎn)空間的各層通過墻體隔離。9.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在每一層生產(chǎn)空間內設有多層立體植物栽培架。10.如權利要求1所述的具有垂直多層生產(chǎn)空間的設施園藝生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:還包括氣流調節(jié)裝置、施肥系統(tǒng)、增降溫系統(tǒng)。
【文檔編號】A01G31/02GK205694812SQ201620478255
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉文科, 楊其長
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所