液管；15、充氣機。
【具體實施方式】
[0028] 如圖1所示，一種基于植物氮肥施用量優(yōu)化的溫控栽培系統(tǒng)，栽培系統(tǒng)包括簡易 栽培室1、溫度調(diào)節(jié)器2、天窗3、營養(yǎng)液箱4、梯形支架5、回收箱6、出液管7、出液開關(guān)8、弧 形透明管9、陶粒砂10、栽培箱11、輸氣管12、進液開關(guān)13、進液管14和充氣機15。
[0029] 梯形支架5呈三級臺階型，臺階上由高至低依次放置營養(yǎng)液箱4、栽培箱11和回收 箱6,營養(yǎng)液在自身重力作用下可輸入栽培箱，并排出至回收箱內(nèi)。簡易栽培室1由PC陽光 板制成，具有良好的透光、保溫性能。簡易栽培室1的頂部設(shè)有天窗3,方便簡易栽培室的通 風(fēng)換氣。營養(yǎng)液箱4內(nèi)存儲植物生長所需要的氮肥營養(yǎng)液，進液開關(guān)13打開可以使氮肥營 養(yǎng)液經(jīng)進液管14流進栽培箱11內(nèi)?；⌒瓮该鞴?用來觀察栽培箱內(nèi)的營養(yǎng)液是否到達其 上限位置。出液開關(guān)8打開可以使栽培箱內(nèi)的經(jīng)過植物吸收的廢舊營養(yǎng)液經(jīng)出液管7流進 回收箱6?；厥障?用來收集經(jīng)過植物吸收的廢舊營養(yǎng)液；充氣機15和輸氣管12可以補 充栽培箱11內(nèi)營養(yǎng)液中的氧氣；溫度調(diào)節(jié)器2可以使簡易栽培室內(nèi)的溫度保持在較為適宜 植物生長的水平上。
[0030] 在本實施例中，若無簡易栽培室1，則可在栽培箱11外覆蓋金屬網(wǎng)罩16,用來防止 鳥類等飛禽對植物造成傷害。
[0031] 上述裝置用于優(yōu)化植物的氮肥施用量，假設(shè)設(shè)置4個梯度的氮肥施用量，先準備 A、B、C、D四組足量的營養(yǎng)液，A、B、C、D營養(yǎng)液中的氮素含量按一定間距量依次增加，四份 營養(yǎng)液中的其他營養(yǎng)元素含量都相同。
[0032] (1)將營養(yǎng)液A注入營養(yǎng)液箱，打開進液開關(guān)使?fàn)I養(yǎng)液流入栽培箱，當(dāng)弧形透明管 內(nèi)有流入的營養(yǎng)液時說明營養(yǎng)液已達到栽培箱的上限，關(guān)閉進液開關(guān)；每隔一段時間打開 充氣機為栽培箱內(nèi)的營養(yǎng)液補充氧氣；經(jīng)過一定時間后，打開出液開關(guān)使栽培箱內(nèi)廢舊的 營養(yǎng)液流進回收箱，待廢舊營養(yǎng)液流盡后，關(guān)閉出液開關(guān)，并打開進液開關(guān)向栽培箱內(nèi)注入 新的營養(yǎng)液；若環(huán)境溫度不適宜植物的生長，則打開溫度調(diào)節(jié)器；可以根據(jù)需要定期打開 天窗增加簡易栽培室內(nèi)的空氣流動。
[0033] (2)植物生長至符合實驗要求的形態(tài)時，將營養(yǎng)液箱、回收箱、栽培箱以及進液管、 出液管中殘留的營養(yǎng)液收集起來，測量其中氮素的質(zhì)量，記為a;取出栽培箱內(nèi)的陶粒砂并 用蒸餾水進行清洗，將清洗后的蒸餾水收集起來，測量其中的氮素質(zhì)量，記為b;取出栽培 箱中的植株，采用托馬斯燃燒法測得植株內(nèi)氮素的質(zhì)量c。m = a+b+c為對植物施用氮肥中 總的氮素質(zhì)量。
[0034] (3)分別將營養(yǎng)液B、C、D注入營養(yǎng)液箱，其他按照⑴至（3)重復(fù)進行實驗，每組 實驗均得到a、b、c、m四個值。將其列表如下：
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，包括支架，其特征在于，所述支架的上部 設(shè)有營養(yǎng)液箱，中部設(shè)有栽培箱，下部設(shè)有回收箱；所述的栽培箱通過進液管與營養(yǎng)液箱連 通，回收箱通過出液管與栽培箱連通，且栽培箱內(nèi)盛放培養(yǎng)土，并設(shè)有向栽培箱中充氧的給 氧裝置和營養(yǎng)液高度定量裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的支 架呈三級臺階型，臺階上由高至低依次放置所述的營養(yǎng)液箱、栽培箱和回收箱。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的栽 培箱外設(shè)有金屬網(wǎng)罩。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的支 架放置在栽培室內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的栽 培室由PC陽光板制成，頂部設(shè)有通風(fēng)天窗。
6. 如權(quán)利要求5所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的栽 培室內(nèi)安裝有溫度調(diào)節(jié)器。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的給 氧裝置包括充氣機和連接充氣機且端部伸入栽培箱的輸氣管。
8. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的營 養(yǎng)液高度定量裝置為由栽培箱側(cè)面向上彎曲延伸的弧形透明管。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述的培 養(yǎng)土為陶粒砂。
10. -種基于權(quán)利要求1~9任一項所述栽培系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步 驟： 1) 準備N15標記氮素含量依次增加的多組營養(yǎng)液； 2) 將其中一組營養(yǎng)液注入儲液箱，利用營養(yǎng)液對各培養(yǎng)皿種的植物進行培養(yǎng)，并定時 對營養(yǎng)液充氧和更新； 3) 待植物生長至特定時間或生長期時，測得剩余和殘留的營養(yǎng)液中的氮素質(zhì)量a，陶 粒砂吸收的氮素質(zhì)量b，植株內(nèi)的氮素質(zhì)量c，計算對植物施用氮肥中總的氮素質(zhì)量m，m = a+b+c ; 4) 依次應(yīng)用剩余的各組不同氮素含量營養(yǎng)液，重復(fù)步驟2)和步驟3)，得到各組營養(yǎng)液 對應(yīng)的a、b、c和m，通過比較分析確定植物氮肥施用量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于植物氮肥施用量優(yōu)化的栽培系統(tǒng)，包括支架，所述支架的上部設(shè)有營養(yǎng)液箱，中部設(shè)有栽培箱，下部設(shè)有回收箱；所述的栽培箱通過進液管與營養(yǎng)液箱連通，回收箱通過出液管與栽培箱連通，且栽培箱內(nèi)盛放培養(yǎng)土，并設(shè)有向栽培箱中充氧的給氧裝置和營養(yǎng)液高度定量裝置。本發(fā)明還公開了一種基于植物氮肥施用量優(yōu)化的方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作流程簡潔，設(shè)備成本低廉，便于推廣應(yīng)用和同時用多個該溫控栽培系統(tǒng)進行實驗，降低實驗的時間成本。
【IPC分類】A01G31-02, A01C21-00
【公開號】CN104705182
【申請?zhí)枴緾N201510069173
【發(fā)明人】劉飛, 宋坤林, 孔汶汶, 何勇, 馮雷, 方慧
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月10日