CN109068600B - 水耕或无土培育的底层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新颖可用于无土培育的底层(6)，其是由一种三维的网状结构组成，其是弹性可压缩的，且是布满了由化学上是为惰性，且是由聚合物或是其它为离水性或是弱亲水性材质制成的线所形成的槽穴。例如，所述的底层是由聚乙烯(6)压缩成一容器(4)制成的网状物，配备有一灌溉系统(3)以及一支撑体(2)，以供植物插入其内(5)。所述的系统是一封闭的系统，其中所储存的溶液是可再循环的。

Description

水耕或无土培育的底层

技术领域

本发明主要是有关于一种水耕培育的底层。水耕法或是无土培育法是为一种极含技术的方法，其在于不使用土壤的情形下使得植物的生长以及发育成为可能；主要是使用一或多或少是为一种惰性，且灌溉以及施肥均为自动化的底层来作为媒介。这种底层使用现在已存的技术包括了：诸如是泥炭、树皮、海草、稻草、疏菜纤维、榨渣、压缩的植物纤维等的自然物；而无机方面则包括了诸如是：沙、火山砾石、浮石、砾石、矿绵、膨胀黏土、蛭石等，以及最后包括了：聚氨酯、聚苯乙烯泡沫、尿素泡沬、尿素共聚物等的合成物。

背景技术

现今所有关于已建好的底层之使用都有着其问题以及缺点，也因为着这些的问题以及缺点阻碍着，并减缓了前述技术在日常生活中的应用。根据其型态，有关于自然型态底层的缺点以及问题包括了高度的盐份、非中性酸碱值、药害的危害，或是受到降解的影响、有限的资源、过度的含水量以致于造成极度缺氧、吸取盐分，以及最后对许多这类的底层而言，这些底层多半都不可能予以回收再利用。依据其型态来说，这些无机底层的缺点以及问题就是没办法有中性的酸碱值、低度的保水能力、有限的再回收利用、受到吸收盐分的影响、难以丢弃处理，或是在岩绵的状况下而言，则可能对其内含物产生伤害。依据其型态而言，对于合成底层的缺点以及问题，则是过轻、植物根茎在扎根时无法稳固，并且往往对于盐分的吸收也会造成影响。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种不具有传统底层缺失，且是用于无土培育的新底层。这种新底层可以简单的使用、可回收，且适用于由可食用的植物到生物建筑等均可。这种新颖的培育底层是由一种三维的格状结构、弹性可压缩，且是由有机聚合物或是其它在化学上属于惰性、离水性或是亲水性且低弹性模的物质所形成的线界定出来之空槽穴所组成。例如这种新颖的底层可以是由聚乙烯所形成的细线所形成。

这种底层主要的新颖性在于其保水模式。在本发明中，此种由离水性或是亲水性线条所组成的底层是藉由将水滴吸附在其线的网格上，并且因为表面张力的因素来将水的弯月面滞留在其槽穴之内来达到保水的目的。相反的，一般使用的底层则是利用组成物的吸附水份达到保水的目的。

技术问题

一般常用的底层是基于吸水的原理来达到其保水的能力。然而其问题在于在将水吸入时，同时也将盐份吸入了底层的内部，而在底层内部则会有将其集中的倾向。所吸入的盐份则会和后续灌溉用含有养份的溶液产生互动，这就会改变了其原先即决定好了的化学平衡。这一问题对于水培法的管理而言是相当重要的，因为高盐份会增加渗透压，并危害到作物。高盐份也会决定了在培育行程中置换养份溶液的必要性。此外，在培育行程的末段，底层也会因为富含盐份而无法在后续培育行程中再行使用。

问题解决之法

这种新颖的底层具有良好的保水能力，但因为水分子间微弱的相互吸引力，它在吸附水份时，并不会吸附盐份。在这种状况下，盐份并不会被吸收，且也不会在底层内被予以集中，而是保留在溶液水滴内部并由相同的底层来补获；同时，溶液的盐份也共和植物生长的需求度相关。不论是离水性或是弱亲水性之复数条，形成底层网格的线发展出一种滞留的全面积，其是由一条线面积的总数来定义的。每一条线，基于分子间微弱的相作用力而可以保留含养份的溶液(水和盐份)，并且也由其它围绕着的线所支撑着，所以才可以保留很大一部份的水，因此，当有愈多的线时，底层所能保留的水份就愈多。

因此，我们可以说：每一条线将含有盐份于其内之水之水分子间微弱的相互吸引力乘上吸附面绩的增加量则可得到总体而言的种格状的结构，既使提供了在溶液的水和线的分子结构间微弱的吸引力，它仍有着良好的保水能力。

也因此，在这种底层中，植物的根只需要少量微弱的力量来收水份即可，因此对于所有的植物而言都是可轻易适用的。对于其它型态的底层而言，这是一项绝大的利基点：其它的形态，事实上，都会有一部份的水无法使用，因为这些无法使用的水是位在过于底部的位置，而潜在地无法被植物的根部加以吸收。

有关于这种底层的另一项有趣的新颖处在于它可以调制吸水的能力，如此才可分别地针对所种植的植物种类供给它的生物需求。事实上，也可以藉由增加或减少每单位体积内的数量来增加或是减少在容器内的底层密度，如此才可在每立方公分内有更多或更少的线，在其后，也可因此具有更多或是更少的保水能力。底层格状的结构同时也提供了多孔性的结构。

例如是由复数条聚乙烯交错织成槽穴的格状结构，且平均压缩在150kg/mc(公斤/立方米)的底层，它的开孔度是大于85％。它的线是以没有孔洞或是内部具有低孔洞的材料制成，因此底层的开孔度是仅由格状结构复数条线间的空间来决定的。

有关于本发明的另一新颖处在于基于其格状的结构，它可使得植物根的生长得以获得相当的稳定性。格状结构的压缩程度也可依据不同类别植物根需求的一致性来作改变。底层弹性的压缩以及组成格状结构之线材料的弹性模决定了根的扩长以及生长的最大程度。有效的稳固性以及根的生长，配合着日照以及施肥的简易管理同时也可决定了生物结构简单使用的各种状况。如果是在一封闭系统内来操作的话，有关于底层的另一新颖性是含养份的溶液机乎是可以完全的予以回收供作物的需求。这是可能的，因为在底层没有了吸收且因为底层是位在一容器的内部，所以蒸发情形也可予以忽略不计。在本发明中，和NFT以及SNFT系统拥有高以及类似的储水量相反的是其不会因为节省能源而形成连续施肥。

有关于本底层的另一项新颖性在于因为人为疏失或是灌溉系统的故障而造成过度供水时，底层拥有自我调控多余水份的能力。过度的供水会造成根部的缺氧以及植物坏死的危机，以致失去了整体的作物。在本发明中，当有过度对作物供水的情形时，水份是被滞留在格状结构的在线，且水的弯月面则是被槽穴所困住，这则会增加其本身的重量，且会因为重力的因素而倾倒，因而不会导致留有过度的水份。

有关于另一项新颖性在于变更底层的密度来对容器内部的压缩程度作出变化；这可使得保水的能力可依植物的不同而有不同，既使所使用的水滴头供了相同的相同的水柱。一般而言，在底层使用时的最大密度是介于120到180千克/立方公尺(kg/m³)，这全依赖培育植物种类对于水需求的不同而有所不同。

有关于本底层的另一项新颖性在于其在化学上是惰性的。它不会和含养份的溶液产生反应，也不会改变含养份溶液的酸碱值(PH)。本底层的另一项新颖性在于其耐久的特性，这加速了在通常是多年生的植物的绿墙以及屋顶上的生物结构上的使用。

有关于本底层的另一项新颖性在于其是由无毒、可回收一具有抗病毒特性的材料所制成，例如是聚乙烯。因此，这种新颖底层的优点是包括了：质轻、多孔性、高度的保水能力、几乎不吸收盐份、不改变溶液的酸碱值、耐久性、无毒、抗病毒、过度供水时也不会造成根部缺氧的危害、可回收、完全的保水能力、因为密度的可变性而具有的弹性、简洁的系统、在生物结构上，以及用于个人使用的小单位实施时都可以很方便的使用，并在封闭的循环农耕系统内具有高度的省水功能。

图式简要说明

本发明的特点是以一种实际可实施的方式来以范例，且不是以限制的方式来呈现在附图中。

图1：显示的是底层(6)插入于一容器(4)之内，且由一支撑体(2)所支撑着，其中是具有复数个孔(5)，以在一封闭的循环内容置受到一滴水系统(3)灌溉的植物，其中，溶液则是由容器(1)来收集。

图2：显示了一种特殊的植物容置室(5)以及底层的线(6)。

图3：是为一所述底层(6)放大的格状结构详细图式。

图4：是为一特殊的容置室(5)以及所种植植物的放大图。

本发明的实现

图1显示了本发明的一个范例：由聚乙烯制成之线所形成的格状体(6)，具有0.25微米(mm)的直径，且是压缩在一具有100微米(mm)的管体内，且其密度大约是125公斤/立方米(Kg/mc)。一个滴头灌溉系统(3)的滴头是位在靠近每一颗种植的植物处，对每一植物于白天时，每两小时给以400毫升的施肥，而在夜晚时则仅供一次400毫升，且每24小时，循环邦浦的总操作时间是2小时。培育法主要是在春天的户外，且是在有遮盖的地方。温度方面最低是8摄氏度而最高则是22摄氏度。位在一支撑体(2)上的管路倾斜达2％，以可将收集在容器(1)内可再循环的溶液流出。莴苣色拉种植是在对整体保留土地的根部清洁后，沿着管路内部具有10公分直俓开孔(5)，并彼此相距20公分。此一系统是在一封闭的循环中使用，且其养份溶液的选用是根据各类相关的信息，且是定期的施用，并以加入各类养份来再次平衡其盐份以及酸碱值。在此循环的最后，莴苣色拉则予以采收，而营养液则是予以储存、平衡以备下一循环之用。

Claims (6)

1.一种用于无土培育的底层，包括：

三维格状结构，可弹性压缩，所述格状结构由线型材料交错织成且呈多孔结构，所述线型材料为无孔隙率或低孔隙率的化学惰性材料，且所述线型材料为疏水或弱亲水性材料，通过水滴中水分子的分子间作用力和表面张力，以使得所述水滴吸附于所述格状结构的空孔中，从而实现保水且水和盐分不会被所述线型材料吸收；以及

具有孔的容器，所述格状结构置于所述容器中。

2.如权利要求1中所述的用于无土培育的底层，所述线型材料由直径为0.25mm的聚乙烯细线制成。

3.如权利要求1中所述的用于无土培育的底层，所述格状结构的孔隙率由所述线型材料之间的间隙确定。

4.如权利要求1中所述的用于无土培育的底层，所述格状结构具有高锚固性，以使得植物能够种植于所述格状结构中并发育生长。

5.如权利要求1中所述的用于无土培育的底层，液滴的粘附力使得植物的根部通过克服弱力而吸收格状结构中的水分，从而使得植物获得水分。

6.如权利要求1中所述的用于无土培育的底层，所述格状结构中线型材料密度介于120到180公斤/立方米的范围内。

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