名称：室内植物栽培装置、室内植物栽培装置及其栽培法

专利人： 牛大永

专利号：202221062932.5、202210484966.1

技术领域

本实用新型涉及植物栽培技术领域，特别涉及一种室内植物栽培装置。

背景技术

日光温室已成为重要的农业生产设施。但在封闭环境中栽培植物，随着光合作用时间延长，环境中二氧化碳浓度会快速下降，极大影响植物的光合效率，换气又会造成热能损失。

目前在塑料大棚中较多采用的是二氧化碳吊袋投放法和二氧化碳发生器投放法。这些方法虽然补充了植物光合作用所需的二氧化碳，却伴随着影响植物呼吸作用的问题，封闭环境中增加二氧化碳浓度，由于二氧化碳的密度大于空气密度，会使二氧化碳沉积在地表和渗透进入基质中，抑制植物根的呼吸。

室内植物栽培的另一个重要问题是光照不足，会进一步影响对碳素的吸收，人工补光会大幅增加成本。

自然界中的植物通过空气流动，也就是风实现二氧化碳、气态水和氧气的动态平衡，有光照时风会吹开由植物光合作用产生的聚集在叶片气孔周围的氧气，使二氧化碳能够进入，以进行光合作用；无光照时风会吹开由植物呼吸作用产生的聚集在叶片气孔周围的二氧化碳，使氧气能够进入，以进行呼吸作用；风还能够吹开叶片气孔周围的气态水，加强叶片的蒸腾作用；风还可以吹走栽培基质中由植物根呼吸产生和有机质分解过程释放的二氧化碳，吹进氧气，以利于根的呼吸。然而在封闭的室内环境中由于缺少风与其他环境因素的协调作用，不利于室内或者密封空间的植物的健康生长。

室内植物栽培还存在因空气干燥使叶片启动自我保护机制关闭气孔，从而影响光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的问题。

最新研究表明：决定农作物产量、品质和抗逆性的最主要因素是作物的根与地上组织的比例，而能够促进根生长的主要因素，是作物能够利用的较高的碳氮比，以及基质中较高的氧含量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种室内植物栽培装置，使人工投放的二氧化碳和有机碳两种碳源与植物其他生长要素相互协同，解决了封闭环境栽培植物碳源不足的问题，同时向植物栽培基质中输入氧气，与碳素共同促进植物根的生长，还对种植在封闭的室内环境中的植物提供了风及气态水，使风及气态水与植物需要的二氧化碳和氧气产生协同作用，更利于室内植物健康生长。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种室内植物栽培装置，包括：

植物栽培箱，用于盛放植物栽培基质；

湿风制备装置，用于提供带有气态水的风；

氧气投放箱，一端与所述湿风制备装置连通，另一端与所述植物栽培箱的底部连通；

二氧化碳投放箱，一端与所述湿风制备装置连通，另一端与二氧化碳吹送管和/或二氧化碳吹送头连通；所述二氧化碳吹送管和二氧化碳吹送头均用于向所述植物栽培箱内种植的植物叶片输送湿风；

光控开关，用于根据光照情况控制二氧化碳吹送管和二氧化碳吹送头处的湿风是否混入二氧化碳；

所述植物栽培基质中施用了水溶性小分子有机碳肥。

可选地，所述氧气投放箱包括箱体，所述箱体包括连通设置的第一上层腔和第一下层腔，所述第一上层腔设置在所述第一下层腔的上端，所述第一上层腔用于提供氧气，所述第一下层腔用于氧气与湿风混合；

所述第一下层腔的一端与所述湿风制备装置连通，另一端与所述植物栽培箱的底部连通。

可选地，所述二氧化碳投放箱包括连通设置的第二上层腔和第二下层腔，所述第二上层腔设置在所述第二下层腔的上端，所述第二上层腔用于提供二氧化碳，所述第二下层腔用于二氧化碳与湿风混合，所述第二上层腔和第二下层腔连通与否由所述光控开关控制；

所述第二下层腔的一端与所述湿风制备装置连通，另一端与二氧化碳吹送管和/或二氧化碳吹送头连通。

可选地，所述二氧化碳吹送管包括外管体，所述外管体内设置有轴向设置的螺旋风挡结构，所述外管体的底端与所述二氧化碳投放箱连通，顶端连接有用于密封的顶端封口盖；

所述外管体的外表面沿管体长度方向设置有若干第一通气孔，所述第一通气孔与所述外管体的内腔连通，所述第一通气孔的设置位置与植物叶片的位置对应。

可选地，所述螺旋风挡结构包括中轴及连接在所述中轴上的挡风扇叶，所述挡风扇叶螺旋状缠绕固定在所述中轴上，所述中轴的轴线与所述外管体的轴线重合设置。

可选地，所述顶端封口盖为伞状管帽，所述伞状管帽靠近所述外管体的端面上设置有第二通气孔，所述第二通气孔倾斜设置，所述第二通气孔的气流入口端靠近所述外管体的轴线设置，气流出口端远离所述外管体的轴线设置。

可选地，所述植物栽培箱包括栽培箱体，所述栽培箱体的底端连接有氧气投放夹层，所述氧气投放夹层与所述栽培箱体通过支撑隔板间隔开，所述支撑隔板上设置有第三通气孔；所述氧气投放夹层与所述氧气投放箱连通。

可选地，所述支撑隔板远离所述氧气投放夹层的面上固定连接有氧气通气管，所述氧气通气管为底端开口顶端封口的管体，所述氧气通气管的底端与所述氧气投放夹层连通；

所述氧气通气管的管壁上均布有若干第四通气孔，所述氧气通气管的高度不高于所述栽培箱体内的植物栽培基质的高度。

可选地，所述二氧化碳吹送管设置于所述栽培箱体的中心位置，所述二氧化碳吹送管的底端固定连接于所述支撑隔板；

所述氧气投放夹层内穿设有二氧化碳输送管，所述二氧化碳输送管用于连通所述二氧化碳吹送管和二氧化碳投放箱；

或者，所述二氧化碳吹送管经所述栽培箱体的外侧面，所述二氧化碳吹送管固定连接在所述栽培箱体或大型植物枝干上。

可选地，所述二氧化碳吹送头由管状进风口和有环形切口的空气放大器出风口组成；

所述管状进风口与所述二氧化碳投放箱连通，所述空气放大器出风口与植物叶片的位置对应；

所述二氧化碳吹送头固定在所述栽培箱的侧壁或侧壁向上延伸的柱上。

可选地，所述栽培箱体的侧壁上设置有第五通气孔，所述第五通气孔靠近所述栽培箱体的内腔的一端设置有网板，远离所述栽培箱体的内腔的一端设置有可开合的挡板。

可选地，所述湿风制备装置包括风管式湿风制作设备和非风管式湿风制作设备；

所述非风管式湿风制作设备的风机出风口为可以与氧气投放箱和/或二氧化碳投放箱连接的管状口，所述非风管式湿风制作设备的风机出风口向侧下方倾斜。

可选地，所述第一下层腔的一端通过第一湿风入口与所述湿风制备装置连通，另一端通过氧气混合风出口与所述植物栽培箱的底部连通，所述第一湿风入口与氧气混合风出口处均设置有风控阀。

可选地，所述第二下层腔的一端与所述湿风制备装置连通，另一端与二氧化碳吹送管和/或二氧化碳吹送头连通，所述第二湿风入口与二氧化碳混合风出口处均设置有风控阀。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的室内植物栽培装置，向施用了有机碳肥的植物栽培基质中吹送加入了氧气和气态水的风，风会吹走栽培基质中由植物根呼吸产生和有机质分解过程释放的二氧化碳，吹入氧气，以利于根的呼吸，气态水会在不影响根呼吸的情况下提供可供根吸收的水分，促进包括有机碳在内的营养质的吸收。同时，在有可见光照射时，向植物叶片靶向吹送加入了二氧化碳和气态水的风，风会吹开由光合作用产生的聚集在叶片气孔周围的氧气，使二氧化碳能够进入，以进行光合作用。这样，使人工投放的二氧化碳和有机碳两种碳源与植物其他生长要素相互协同，解决了封闭环境栽培植物碳源不足的问题，同时向植物栽培基质中输入氧气，与碳素共同促进植物根的生长，还对种植在封闭的室内环境中的植物提供了风和气态水，气态水会加湿叶片气孔周围的干燥空气，使气孔不被叶片的自我保护机制关闭，以使叶片的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用能够正常进行。且使风和气态水与植物需要的二氧化碳和氧气等要素产生协同作用，在人与植物共享的封闭空间中为植物创造出适宜其生长的开放式小环境，更利于室内或者密封空间植物的健康生长。