一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统技术方案

一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖0.5‑2份、海藻酸钠0.5‑2份、氮磷钾离子复合无机盐养分1‑10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1‑1份、抑菌剂0.05‑1份、水84‑98份，其中所述琼脂糖的浓度范围是0.5％‑2％，所述海藻酸钠的浓度范围是0.5％‑2％，所述抑菌剂的浓度范围是0.05％‑0.1％；本发明专利技术中凝胶基质干净清洁安全无毒、缓释过量营养、可重复使用节约成本；本发明专利技术所述种植系统以各个凝胶基质栽培植物的模块单元为基础，配合补光和淋水系统减少后期养护，并且模块化种植无需传统水循环营养液栽培模式中前端设备投入，也避免植物之间病虫害的因水循环系统大范围扩散，实现精细化管控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统
本专利技术涉及农业栽培
，具体为一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统。
技术介绍
栽培方式分为传统农业的土壤栽培和现代农业的无土栽培；传统农业的土壤栽培容易受到众多不可控因素的影响造成产量低、成本高，例如土壤的成分复杂非均一、易滋生昆虫和霉菌；后期施肥和浇水的大量人工投入；外界光、热、水、土等自然条件不可控等等；目前在传统农业的基础上发展出了室内农业，主要是无土栽培(营养液循环水培)方式，通过室内补光、控温及通风系统、水循环过滤系统等方式解决了外界光、热、水的自然条件不可控的因素，一定程度上促进了农业的标准化和工业化。但无土栽培需要的这些硬件系统前期投入较高，尤其是水循环过滤系统，需要持续地将自来水过滤净化后再添加各种营养肥料，控制水中各种营养浓度在合适范围，既不能浓度太高造成植物烧苗，又不能浓度太低造成植物缺肥。同时还得预防控制循环水中各种植物病虫害，因为无土栽培所用的水循环过滤系统是将种植系统中的所有植物放置于同一个水循环系统中，而植物本身又有一定的非标性可能带有一些污染源，其中任意一株植物若出现病虫害，将可能污染系统中的所有其他农作物，造成大量的经济损失。由此可见，提供一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份、水84-98份，其中所述琼脂糖的浓度范围是0.5％-2％，所述海藻酸钠的浓度范围是0.5％-2％，所述抑菌剂的浓度范围是0.05％-0.1％，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的种类及浓度范围根据所种植的植物所需进行定量化调节，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的浓度范围是多倍的适宜浓度，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的形式包括粉剂、颗粒、浓缩液。进一步的，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖1份、海藻酸钠1份、氮磷钾离子复合无机盐养分5份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.5份、抑菌剂0.5份、水92份。进一步的，所述凝胶基质可进行回收再利用，将凝胶基质加热至100～105℃重新融化，过滤基质中残留物，重新根据所欲种植的植物添加相应的过量无机盐以及0.05％-0.1％的抑菌剂，调节pH值至6-8之间，搅拌至完全溶解，再倒入模具，冷却至40～45℃之间至溶液凝固成凝胶状态，常温避光密封保存凝胶基质。一种凝胶基质的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：步骤一：将琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、与常温清水84-98份混合并加热至沸腾，持续沸腾且搅拌至全部溶解；步骤二：加入氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份，调节pH值至6-8之间，搅拌至完全溶解；步骤三：将溶液倒入磨具中，冷却至40～45℃之间至溶液凝固成凝胶状态；步骤四：将此凝胶基质块放入独立种植盆容器中，替代土壤用于种植植物；步骤五：在凝胶基质表面撒上陶粒石子等辅助固定物，再在陶粒石子层播种或者移栽根系干洗的植物幼苗，最后将种植盆放入室内种植架中，通过自动补光系统和淋水补水系统进行统一的立体化栽后管理。一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，所述种植系统包括多层种植架，每层种植架上放置独立的植物盆容器，植物盆容器中是用凝胶基质栽培的植物；每层种植架的底部是补光系统和淋水系统，补光系统和淋水系统根据所种植的植物生长所需调节补光和淋水周期。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1.凝胶基质干净清洁、不会滋生各种肉眼可见的霉菌，从而不会污染植物和室内环境。2.凝胶基质材料对人类无毒害；可以根据所将栽培的植物类型，选择适合该植物生长的无机盐养分的组合及浓度，从而定量化标准化制备。3.凝胶基质含有过量的高浓度的无机盐肥料，在植物生长过程中缓慢释放，无需后期人工施肥。4.模块化种植方式，既能满足室内大规模种植所需的光、热、水等田间条件的统一管理，同时模块之间各自独立的栽培基质避免植物之间病虫害的因水循环系统大范围扩散，实现精细化管控。5.凝胶状固体培养基适用于多层立体农业，提高单位面积的种植；凝胶基质可重复循环使用，降低成本。【附图说明】图1是本专利技术中种植系统的示意图。图2是图1中A处的局部放大图。【具体实施方式】本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本专利技术，而不是用来限定本专利技术的保护范围。本专利技术是将传统土壤栽培和室内水培两者结合，通过新材料凝胶基质在室内进行无土化、模块化、定量化、简易化种植农作物，实现室内农业、无土栽培；所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份、水84-98份，其中所述琼脂糖的浓度范围是0.5％-2％，所述海藻酸钠的浓度范围是0.5％-2％，所述抑菌剂的浓度范围是0.05％-0.1％，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的种类及浓度范围根据所种植的植物所需进行定量化调节，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的浓度范围是多倍的适宜浓度，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的形式包括粉剂、颗粒、浓缩液。优选的，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖1份、海藻酸钠1份、氮磷钾离子复合无机盐养分5份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.5份、抑菌剂0.5份、水92份。所述凝胶基质的制作方法如下：步骤一：将琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、与常温清水84-98份混合并加热至沸腾，持续沸腾且搅拌至全部溶解；步骤二：加入氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份，调节pH值至6-8之间，搅拌至完全溶解；步骤三：将溶液倒入磨具中，冷却至40～45℃之间至溶液凝固成凝胶状态；步骤四：将此凝胶基质块放入独立种植盆容器中，替代土壤用于种植植物；步骤五：在凝胶基质表面撒上陶粒石子等辅助固定物，再在陶粒石子层播种或者移栽根系干洗的植物幼苗，最后将种植盆放入室内种植架中，通过自动补光系统和淋水补水系统进行统一的立体化栽后管理。所述凝胶基质具有可回收利用的特性，将其加热至融化，约100-105℃，过滤溶液中杂质后再加入过量离子无机盐养分及抑菌剂后，调节溶液pH后再重新降温至40-45℃之间凝固即可。所述凝胶基质的形成原理如下：琼脂糖凝胶通过琼脂糖分子之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，其特征在于，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份、水84-98份，其中所述琼脂糖的浓度范围是0.5％-2％，所述海藻酸钠的浓度范围是0.5％-2％，所述抑菌剂的浓度范围是0.05％-0.1％，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的种类及浓度范围根据所种植的植物所需进行定量化调节，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的浓度范围是多倍的适宜浓度，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的形式包括粉剂、颗粒、浓缩液。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，其特征在于，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖0.5-2份、海藻酸钠0.5-2份、氮磷钾离子复合无机盐养分1-10份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.1-1份、抑菌剂0.05-1份、水84-98份，其中所述琼脂糖的浓度范围是0.5％-2％，所述海藻酸钠的浓度范围是0.5％-2％，所述抑菌剂的浓度范围是0.05％-0.1％，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的种类及浓度范围根据所种植的植物所需进行定量化调节，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的浓度范围是多倍的适宜浓度，氮磷钾离子复合无机盐养分和钙镁铁离子复合无机盐养的形式包括粉剂、颗粒、浓缩液。


2.根据权利要求1所述的一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，其特征在于，所述凝胶基质包括以下重量分数的原料：琼脂糖1份、海藻酸钠1份、氮磷钾离子复合无机盐养分5份、钙镁铁离子复合无机盐养分0.5份、抑菌剂0.5份、水92份。


3.根据权利要求1所述的一种基于凝胶基质的模块化室内农业种植系统，其特征在于，所述凝胶基质可进行回收再利用，将凝胶基质加热至100～105℃重新融化，过滤基质中残留物，重新根据所欲种植的植物添加相应的过量无机盐以及0.05％-0.1％的抑菌剂，调节pH值至6-8之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家伟，俞萍，张阳，
申请(专利权)人：苏州市生科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32