專利名稱：空氣整根育苗方法及其育苗盤或容器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬植物的培育方法和為實(shí)施該方法而專門設(shè)計的裝置。具體說來是一種性能更好的空氣整根育苗方法及為育苗盤或容器裝置。
背景技術(shù)：
為了改良農(nóng)作物品質(zhì)，增高單位面積產(chǎn)量，縮短育苗時間，降低生產(chǎn)成本，在世界范圍內(nèi)溫室的利用逐漸增加。與溫室育苗、栽培、生產(chǎn)有密切關(guān)系的是育苗盤一類栽培容器的應(yīng)用。近年來，荷蘭、日本、美國等逐年增加栽培設(shè)施，使用穴盤、缽等容器的育苗、栽培方法日漸普及。傳統(tǒng)的育苗盤穴、缽、盆等生長容器是底部小，逐漸向上增大(見圖2)。植物幼苗在穴盤、缽、盆等容器內(nèi)及移植后生長不均勻、緩慢，造成農(nóng)林園藝作物栽培者和農(nóng)民利潤的重大損失。雖然一些穴盤、缽等容器的生產(chǎn)廠家想盡辦法克服這些影響植物生長的缺點(diǎn)，但是至今仍無法解決因傳統(tǒng)設(shè)計而帶來的根本問題，。
自古以來，種植、栽培植物的傳統(tǒng)容器的形狀都是上大底小，大家已習(xí)以為常，而認(rèn)為是理所當(dāng)然的。通常用的傳統(tǒng)型育苗盤穴、缽、盆等生長容器都是底部小，逐漸向上增大(圖2)。這種形狀設(shè)計主要是為方便由容器上部取出苗或植物。其實(shí)，這樣的設(shè)計忽視了植物根的自然生理機(jī)能，由于容器的內(nèi)壁角度不適當(dāng)，對植根的正常發(fā)展，施加了不合理的限制，造成根纏結(jié)和卷根、抑制了根的分歧和發(fā)展，不但在容器內(nèi)生長遲緩，移植后也影響生長，導(dǎo)致生長慢而不均，產(chǎn)量、品質(zhì)均降低。
在歐美，最近為克服這種缺點(diǎn)，在傳統(tǒng)的容器內(nèi)側(cè)壁刻上縱溝或加大排水孔等，但成效不大。市場上也出現(xiàn)在容器內(nèi)壁涂敷上具毒性的藥劑，以防止纏根的做法(因根端觸及側(cè)壁或底部感到毒性時中止生長)。此法雖可中止根的生長，但其中止時期與植物根部S型生長曲線的指數(shù)曲線部分未端不吻合，未能達(dá)到短時間生產(chǎn)優(yōu)良苗的效果。另外，購買藥劑(化學(xué)涂料)價格高昂亦為其缺點(diǎn)。
圖2所示為傳統(tǒng)型的育苗盤穴、缽、和盆等容器的形狀，底部小而逐漸向上增大，其容器內(nèi)壁6的向下傾角度小于90度。這種設(shè)計是造成植物根纏結(jié)和成螺旋狀卷根的原因。在傳統(tǒng)型的育苗盤穴內(nèi)種子發(fā)芽時，根端首先垂直地向下生長，其根為達(dá)成S型生長曲線而延緩根的分歧，根端到達(dá)穴底后繼續(xù)延長，在穴底部周圍形成螺旋狀環(huán)繞，使根分歧和子分歧的發(fā)生率低并且慢得很多。在底部內(nèi)周伸長的主根分出來的分根根端接觸容器側(cè)壁時，因根向下伸長的彎曲角度小于90度而不往下伸長，卻向傍邊橫方向彎曲伸長(當(dāng)圓形盤穴、缽等容器內(nèi)壁為90度時)或向上方彎曲伸長(容器內(nèi)壁為90度以上角度時)，從而構(gòu)成混亂的纏根(見圖2中所示向上的根7和纏繞的根8)。植物的根端非常敏感，可探知1度以下的角度，即使將穴盤孔穴或缽的形狀作成四角、六角、八角等，除觸及轉(zhuǎn)角處以外仍成90度以上的角度而不能發(fā)揮作用。
這是因?yàn)楦纳硖匦允歉讼蜃枇ψ钌傧拗频姆较虬l(fā)展，即便自然根的發(fā)展趨向是向下。這就是傳統(tǒng)型育苗盤穴和盆等容器違反自然原理的錯誤及人工加上的限制。每一植物根在傳統(tǒng)的育苗盤孔穴或缽等容器內(nèi)完成S型生長曲線時，浪費(fèi)了生長時間，根的分歧時間延緩，生長緩慢。在日照時間較短且低溫的地區(qū)栽種植物時，尤須注意這種傳統(tǒng)型育苗盤、缽、盆等容器的缺點(diǎn)———根纏結(jié)，根分歧少，生長慢。
植物根在傳統(tǒng)型的育苗盤穴、缽、盆等容器內(nèi)，多數(shù)被強(qiáng)迫向上長或往傍邊彎曲造成根部纏結(jié)，大部份分枝的根繼續(xù)延長而靠近穴腔底部附近形成螺旋狀卷根。所以盤穴、容器里的生長介質(zhì)(如營養(yǎng)土)9不能得到充分利用，因纏根集中于容器底部不能利用容器上部的生長介質(zhì)，這不但浪費(fèi)穴盤孔穴空間、生長介質(zhì)、肥料等，也延誤植物在容器內(nèi)的生長和移植后的生長，造成生長不整齊的結(jié)果。這種纏根跟象、對小孔穴育苗盤穴內(nèi)栽培的花苗類特別嚴(yán)重。如塞子苗(Plugs)，插枝(Cuttings)，幼苗(Seedlings)等在傳統(tǒng)型的育苗盤穴內(nèi)留一段較長的時間，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的根纏結(jié)。這特別地對塞子苗盤(PlugTrays)很突出，因塞子穴盤種各個盤穴的體積較小。
幼苗根部能有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展方向是很重要的，苗根的正常生長狀態(tài)(垂直向下伸長擴(kuò)大)是苗株移植后根的發(fā)展及植物生長的基礎(chǔ)。由于傳統(tǒng)型的育苗盤穴影響移植后的根部發(fā)展，該問題必須以生物科技方法來解決。
生物科技能克服傳統(tǒng)容器育苗栽培方法的缺點(diǎn)。本專利申請的發(fā)明人黃國彥博士(Dr.Barney K.Huang)基于植根生理的新發(fā)現(xiàn)，研究開發(fā)出一種“空氣整根育苗、栽培法”，以改進(jìn)植物根基部，消除根纏結(jié)和卷根，防止根的老化，使根能精力充沛地生長，從而在短時間內(nèi)生產(chǎn)出更優(yōu)良的幼苗、植物，能增加農(nóng)林園藝作物產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)，提高溫室設(shè)施的利用率，節(jié)約生長介質(zhì)、能源和肥料，并促進(jìn)實(shí)現(xiàn)全自動化移植、節(jié)省人力降低勞動強(qiáng)度?？諝庹绫P的設(shè)計，還利用了植物嫩葉的特性，即當(dāng)植株被自育苗盤的敞口底部拖出或推出時，植株的群葉可簇合在一起得以順利通過育苗盤的口。該特征使植株容易自育苗盤的敞口底部移出，從而有利于實(shí)現(xiàn)全自動化移植以節(jié)省勞力?？諝庹拍顚?dǎo)致開發(fā)出獨(dú)特的育苗盤穴、缽、和盆等容器，以及簡便的自動化移植裝置，正如本專利申請的發(fā)明人黃國彥博士在美國專利第5,179,800號，第5,254,140號，第5,298,041號和第5,573,558號中所公開的那樣。空氣整根育苗盤穴、缽、和盆等容器具有一敞口底部，該敞口底部帶有一可取走的網(wǎng)格板(或稱網(wǎng)底、網(wǎng)狀物等)?？諝庹绫P穴、缽、和盆等容器的底部大而往上逐漸縮小，以克服傳統(tǒng)型底部小而逐漸向上增大的育苗盤穴、缽、和盆等容器的固有缺點(diǎn)。
大量田間試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過空氣整根的植株，無論是在苗盤穴、缽、和盆等容器內(nèi)還是移植之后，其生長性能優(yōu)良，并且對經(jīng)過空氣整根的各種作物苗株均能有效地實(shí)現(xiàn)全自動化移植。但是直到最近，基于植物根部生長數(shù)據(jù)的計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)還未能與空氣整根育苗盤和容器裝置的設(shè)計相結(jié)合，其原因是獲得植物根部生長信息的困難性，以及由于設(shè)計空氣整根育苗盤和容器裝置正需要這樣的信息，正如本發(fā)明所公開的那樣。由于為定性和定量之目的而觀察和測定植物埋在地下的根部的實(shí)際生長機(jī)理是很困難的，因而即便在作物科學(xué)、園藝科學(xué)或林學(xué)領(lǐng)域，關(guān)于該主題幾乎沒有什么資料可供利用。此外還由于這樣的事實(shí)，即眾多的栽培者，農(nóng)民，研究人員以及相關(guān)機(jī)構(gòu)，一概認(rèn)可市場上可獲得的傳統(tǒng)型育苗盤穴、缽、和盆等容器，而不考慮如果育苗盤穴、缽、和盆等容器的設(shè)計正確的話，將對他們的利潤或研究結(jié)果帶來多么大的影響。
申請?zhí)枮?6217634.6的中國實(shí)用新型專利文件曾公布了一種栽種苗木、花草用的“空氣整根式花盆”，利用空氣整根原理，由一篩網(wǎng)將盆體內(nèi)的缽腔分為上下兩腔，上腔內(nèi)裝栽種植物的營養(yǎng)土，下腔為空腔，并通過盆側(cè)面的通氣孔與大氣相通。其稱可以有效解決傳統(tǒng)花盆盤根問題，使盆內(nèi)營養(yǎng)土充分利用，有利于植物生長。但該方案并未包括確定花盆內(nèi)壁傾角和篩網(wǎng)以上部分深度的技術(shù)，這使空氣整根效果受到影響，并且這樣的結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化自動化移栽，更不能自動澆水。此外該技術(shù)方案僅限于花盆，不能用于育苗盤。
發(fā)明的目的現(xiàn)有的空氣整根育苗方法及其育苗盤或容器裝置尚有作進(jìn)一步深化發(fā)展的實(shí)際需要。例如需要有確定育苗盤或容器的內(nèi)壁傾角和深度的技術(shù)方法，需要更明顯的整根效果，需要能自動澆水等。又如，目前很多栽培者和農(nóng)民擁有自己的移植機(jī)械設(shè)備，但這些移植機(jī)械設(shè)備是為使用傳統(tǒng)型的育苗盤穴、缽和盆等容器而設(shè)計的。然而他們想使用空氣整根育苗盤穴、缽和盆等容器以提高產(chǎn)量和質(zhì)量。因此以前和現(xiàn)在需要，并且將繼續(xù)需要提供這樣的空氣整根育苗盤穴、缽和盆等容器，它們不但能對苗株進(jìn)行空氣整根，并且苗株還能從空氣整根育苗盤和容器的頂部移出。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)、提供一種性能更好的空氣整根育苗方法及其育苗盤和容器裝置，以全面改善性能，滿足社會的實(shí)際需要。
技術(shù)方案一般植物由地上部分(Shoots；植葉)和地下部分(Roots；植根)構(gòu)成。地上部分在地面上與大氣環(huán)境相互作用影響，而地下部分則在地面下與土壤環(huán)境相互作用影響。依植物種類、時期或季節(jié)，地上部分呈現(xiàn)為芽、葉、莖、主桿、支桿、枝、分枝、花、果實(shí)等。地下部分或植根系統(tǒng)使植物固定在生長介質(zhì)(如土壤)上，植根系統(tǒng)包含主根、支根、分根、根毛、根端等部分，其功能是搜尋吸收植物所需要的營養(yǎng)和水份。一般而言，分根數(shù)量較分枝數(shù)量多。植物地上部分與地下部分的比例(Shoot-Root Ratio；植葉根比)，依植物種類、生長階段、成長時期而稍異。但總的說來，其上下部分比例基本保持一定。因此較大的植根導(dǎo)致較大的植葉物。
植物生長可分為不連續(xù)生長時期(發(fā)芽與發(fā)根時期)及連續(xù)生長時期(葉、莖、根的伸長和擴(kuò)大或成長時期)。不連續(xù)生長時期內(nèi)的生長是連續(xù)的。一般生物(包括人、動物、植物在內(nèi))的連續(xù)生長則依S型生長曲線進(jìn)展。
為深入了解生物生理機(jī)能，先就S型生長曲線加以說明。生物一生生長的時間與大小的關(guān)系，如圖3所示呈S字形狀。以人的生長為例，嬰兒時期生長比較慢(圖3中S型生長曲線的下部)，其大小(重量或高度等)的增加隨時間而加速，至十幾歲增加最快，其增加呈指數(shù)曲線(如圖S型生長曲線的中間部分)，到二十幾歲時生長速度減緩以至停止(S型生長曲線的上部)，至老年時甚至略減其大小(S型生長曲線未端)。人和其他動物只有一條連續(xù)生長曲線，不會中途中止生長。
植物則不同。每一片葉或每一支根均有各自的S型生長曲線描述其連續(xù)生長，植物的總生長為各自S型生長曲線的總和。也就是說，重疊累積個別的S曲線而呈S型總生長曲線。連續(xù)的生長時期開始于緩慢的生長。生長率逐漸增加并按指數(shù)曲線加速，然后生長率逐漸衰退到慢生長期直到生長停止。因此，連續(xù)的生長停止后，不連續(xù)生長周期再一次開始。應(yīng)注意每一個植葉和植根都跟隨S型曲線而生長。更應(yīng)注意的是，植根與植莖和葉不同，根的生長能在生長曲線的任何部分被暫停，從而促使不連續(xù)生長周期提早開始。也就是說，根的生長可適時暫停，從而可促成和加速分根生長。利用這種特性的空氣整根技術(shù)與運(yùn)用電子計算機(jī)求出最優(yōu)化設(shè)計組合，可育成無纏繞根的優(yōu)良苗和作物，以縮短育苗時間而促進(jìn)大量生產(chǎn)。
圖3為植根的生長曲線(根的長度與生長時間的關(guān)系)，具體是7棵番茄單個幼苗根在60小時內(nèi)生長的狀態(tài)。其中植根#1是最老的根，展示S型生長曲線上部及未端，也就是慢生長期直到生長停止部分。植根#2是第二老的根，展示從按指數(shù)生長結(jié)束到慢生長，也就是S型生長曲線的上部。植根#3展示從指數(shù)的生長到慢生長的S型曲線轉(zhuǎn)變部分。植根#4處于青年期，展示S型生長曲線的中部，呈指數(shù)生長區(qū)段的全部。植根#5和#6各自處于S型生長曲線的下部也就是由慢生長進(jìn)入指數(shù)的加速生長部份。植根7是最新而年輕的根，展示慢生長開始的片段。這表示植物和根生長系統(tǒng)的連續(xù)生長時期依照S形生長。這是包括人和動物所有生物在內(nèi)的生長規(guī)律的體現(xiàn)。
容器內(nèi)生長中的植物根若長出或露出容器外、觸及較乾燥的空氣而萎縮則暫時停止生長。這種現(xiàn)象可稱為“空氣整根”。本發(fā)明的“空氣整根育苗法”是以適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ怪参锔私佑|空氣，暫時中止其生長而防止老化并增加根的分歧和發(fā)展，加速植物生長。為較好地實(shí)施該方法，需要設(shè)計出相應(yīng)的生長容器(育苗盤和容器裝置)。這就需要了解植根生理學(xué)，并將生物科技與計算機(jī)設(shè)計分析及計算機(jī)最優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，以決定育苗盤穴、缽、盆等容器的最佳形狀、內(nèi)壁角、深度和底部開口大小。沒有這種形狀，空氣整根法不能發(fā)揮其最大效果。
植物根在這種容器內(nèi)，適度地產(chǎn)生空氣整根現(xiàn)象，可短時間內(nèi)培育成不纏根的優(yōu)良苗及植物，可使作物增產(chǎn)、改善品質(zhì)、促進(jìn)移植的全自動化和溫室設(shè)備的有效利用、也可節(jié)省生長介質(zhì)、肥料、水、能源等。


圖1所示為空氣整根育苗盤的一盤穴、或缽、盆等容器及網(wǎng)底的橫斷面。為解決容器內(nèi)側(cè)壁角度問題，容器5呈上小下大的形狀，底部設(shè)有網(wǎng)狀物4(底網(wǎng)4)、使植物根易觸及空氣。底網(wǎng)4亦有支持孔穴內(nèi)生長介質(zhì)使根部完全發(fā)育的功用。
圖1可與圖2所示傳統(tǒng)穴盤孔穴、缽、盆等容器(上大下小)內(nèi)的根部分歧(1與8)、介質(zhì)利用(2與9)、及植葉生長(3與10)等相比較，縣見其效果。
種子播在孔穴中央位置，發(fā)芽后一支主根垂直向下伸長，依S型生長曲線生長。其生長達(dá)指數(shù)曲線部分的未端時，根端剛觸及底網(wǎng)和空氣，因空氣整根效應(yīng)根的連續(xù)生暫時停止。由于此根仍年輕生長旺盛而時間尚短，便開始不連續(xù)生長，在孔穴上方產(chǎn)生數(shù)支新根(分根)向四方橫向伸長。分根的根端伸長觸及側(cè)壁時，因向下生長角度大于90度，故分根均向下伸長，即依S型生長曲線的規(guī)律而生長。這些分根根端生長達(dá)指數(shù)曲線部分的未端，剛達(dá)底網(wǎng)4而接觸空氣，又因空氣整根效應(yīng)而暫停連續(xù)生長，分根呈不連續(xù)生長而又產(chǎn)生數(shù)支新根(再分根)，如
圖1所示。如此，上述主根、分根、再分根的生長過程一再重現(xiàn)，最短時間內(nèi)在孔穴內(nèi)可充滿按正常方向伸長的根群，并有效地利用生長介質(zhì)2及孔穴空間。如前面所提及，通常植物地上部與根部之比例基本保持一定，因此根大量生長則地上部亦成比例發(fā)展。以本發(fā)明的空氣整根法培養(yǎng)無纏根的優(yōu)良苗，由孔穴底觀察可發(fā)現(xiàn)密集的白色根端，移植后各根端隨即向下伸長為新根而有利植物快速生長。除此之外，空氣整根不需花錢購買化學(xué)劑并且毫無毒性。
從上述分析可知，對為實(shí)施本發(fā)明的空氣整根育苗方法而專門設(shè)計的裝置，即育苗盤和容器裝置，必須考慮以下重要因素。
A.適當(dāng)?shù)娜萜鲀?nèi)壁角為使根適宜地向下發(fā)展，基本的問題是容器內(nèi)壁與成長根的交叉角度。底部大而逐漸地向上減小(
圖1)可使向下角度大于90度，這樣則所有根會適宜地向下發(fā)展。
通常有這樣的誤解，既如果容器底大而頂小(如
圖1)，則植株難以從容器內(nèi)移出來。其實(shí)，即使是帶有大嫩枝的植株，也容易從敞口的容器底部移出而不損傷嫩枝。這也是植物的自然特性，即當(dāng)植株被從容器底部拉出時，植株的簇葉3會傾向于合攏在一起而無困難地穿過較小的孔。植物的這種特性使植株容易自容器的開口底部移出并可實(shí)現(xiàn)移植過程的全自動化。這并不一定要移出設(shè)備(如機(jī)械式移出機(jī))。植有植株的空氣整根育苗盤或容器的另一個優(yōu)點(diǎn)是放入箱內(nèi)運(yùn)輸時，不用擔(dān)心植株會象在傳統(tǒng)育苗盤或容器中那樣自盤穴或容器頂部大的開口脫出。
基于空氣整根育苗盤和容器的上述優(yōu)點(diǎn)，可用計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計容器內(nèi)壁角并結(jié)合以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而讓植株也能象在傳統(tǒng)育苗盤或容器中那樣自空氣整根育苗盤和容器的頂部移出。
B.適當(dāng)?shù)娜萜魃疃群偷撞块_口大小基于上面提到的發(fā)現(xiàn)，這點(diǎn)是很明確的，既育苗盤和容器的深度和底部開口大小、是與能否有效利用根的S型生長曲線中指數(shù)段、實(shí)現(xiàn)在最短時間內(nèi)的優(yōu)質(zhì)生長相關(guān)的重要因素。原則上深度和大小之決定，依植物根的增長達(dá)指數(shù)曲線后，即是S型生長曲線中間部的末期時，其根端剛達(dá)網(wǎng)底而接觸到空氣為準(zhǔn)；此時根部暫時停止生長，可避免中老年代的遲緩生長時期，而促進(jìn)不連續(xù)生長期的開始使新根(分根)產(chǎn)生，并依測定多種類苗根的生長曲線所得數(shù)據(jù)再由計算機(jī)分析求得最適合的大小尺寸。
基于上面提到的S型生長曲線指數(shù)生長部分的有效利用，空氣整根育苗盤穴和容器(
圖1)必須決定其最適當(dāng)?shù)娜萜魃疃群偷撞块_口的尺寸。也就是說最適當(dāng)?shù)娜萜魃疃纫椭笖?shù)的生長結(jié)束區(qū)段相配合。這樣向下發(fā)展的根1接觸底網(wǎng)4時正是指數(shù)的生長結(jié)束區(qū)段而暫停根的生長，促進(jìn)分根的發(fā)生。分根向下發(fā)展接觸底網(wǎng)4時，也正是指數(shù)的生長結(jié)束區(qū)段從而暫停生長，促進(jìn)子分根的發(fā)生。如此重復(fù)空氣整根、則達(dá)到S型曲線的指數(shù)部分的有效利用，而S型曲線的慢生長及無生長區(qū)段可消除。因此植物可在最短的時間內(nèi)長成最大的根部。如上所述，植物的植葉和植根的比例通常保持不變，比較大的植根造成比較大的植葉物。這正是空氣整根育苗法能增加農(nóng)、林、園藝作物產(chǎn)量明顯改進(jìn)品質(zhì)之原理。
目前在歐美加日各國，蔬菜、煙草、花苗等移植作業(yè)仍為機(jī)械化農(nóng)業(yè)須突破的最大瓶頸，尚待解決克服的課題仍不少。溫室用移植機(jī)在作用原理上大都為由穴盤下方向上推苗株，再在穴盤上方抓起苗株而移植。這種移植機(jī)構(gòu)甚復(fù)雜，故障多，漏植不少，且價格高昂，尚未推廣。大田用移植機(jī)仍在半自動階殷，作業(yè)者坐在移植機(jī)后部，用手取出穴盤中苗，放入移植機(jī)供苗口。這樣的方式速度慢而漏植多，費(fèi)勞力大。本發(fā)明還能促進(jìn)全自動移植，突破蔬菜、樹木類移植作業(yè)機(jī)械化的最大瓶頸。
總之，本發(fā)明中的方法技術(shù)方案是使植物根端接觸空氣，暫時中止其生長而防止老化并增加根的分歧和發(fā)展，加速植物生長。更進(jìn)一步，使植物根端接觸空氣時，正處于生物S型生長曲線中的指數(shù)生長結(jié)束區(qū)段，從而能更有效地使根暫停生長，促進(jìn)子分根的發(fā)生。更進(jìn)一步，是將苗株植于上下開口、下部大而往上逐漸縮小并帶有底網(wǎng)的容器內(nèi)，容器的深度由優(yōu)化設(shè)計來確定其最佳值，從而使苗株根系端抵達(dá)容器底部底網(wǎng)的深度與S型生長曲線的指數(shù)部分的結(jié)束端相吻合，從而有利于產(chǎn)生新的分岐和加速新根的生長。所說的優(yōu)化設(shè)計最好為電子計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計。
實(shí)施空氣整根方法而專門設(shè)計的裝置的結(jié)構(gòu)是盤穴、缽、盆等容器呈底部大并逐漸向上縮小的形狀，頂部和底部開口，底部還設(shè)有可移去的底網(wǎng)或設(shè)有帶支撐物的底網(wǎng)。盤穴、缽、盆等容器的側(cè)壁用以保持植物生長介質(zhì)，底部設(shè)有可移去的底網(wǎng)使植物根在底部易觸及空氣，實(shí)現(xiàn)空氣整根，并保持植物生長介質(zhì)。盤穴的底網(wǎng)與盤穴底部易于附著和分離。
育苗盤包含有多個均等隔開排列的植株盤穴，每個植株盤穴呈底部大并逐漸向上縮小的形狀。
最好具有傾角經(jīng)最優(yōu)化設(shè)計的、植株可由育苗盤和容器的上開口及下開口移出的盤穴或容器的側(cè)壁。最優(yōu)化設(shè)計最好為計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計。
盤穴或容器的側(cè)壁由可以由上到下逐漸變薄以使盤穴和容器的開口上小下大。
底部設(shè)有的可移去的底網(wǎng)可以具有多個支撐腳而使育苗盤和容器裝置離開地面，從而底網(wǎng)下面的空氣能自由流動促進(jìn)空氣整根。
盤穴或容器的側(cè)壁下部開可設(shè)有氣流開孔，使空氣自由流動促進(jìn)空氣整根。
空氣整根育苗盤和容器裝置的下方可設(shè)有一可分離的或連為一體的盛水底盆，底網(wǎng)帶有一組有毛細(xì)作用的支撐腳插入底盆內(nèi)，從而通過毛細(xì)管作用使盛水底盆內(nèi)的水或營養(yǎng)液自動供給空氣整根的根系。
空氣整根育苗盤和容器裝置的腔體可由多片側(cè)壁圍成，從而可實(shí)現(xiàn)由上開口移苗。多片側(cè)壁可在下部鉸接。
底網(wǎng)與育苗盤或容器裝置的底部可通過凸、凹緣而可拆卸地組合在一起。
套合于育苗盤的底網(wǎng)可具有支架，并有盛水底盆。
育苗盤上部可四周環(huán)繞有凸緣，便于上方灌水和重疊起來。
發(fā)明的有益效果和現(xiàn)有技術(shù)相比、本發(fā)明的有益效果是提供了一種性能更好的空氣整根育苗方法及其育苗盤和容器裝置，可全面改善性能，具體說來以下特點(diǎn)更為顯著1.消除纏結(jié)卷根，增加適當(dāng)導(dǎo)向的根分歧。
2.增強(qiáng)處于生長強(qiáng)勢的根的生長，縮短植物育苗和成長時間。
3.增加煙葉，園藝及農(nóng)業(yè)作物和林產(chǎn)植物的生產(chǎn)量并提高品質(zhì)。
4.提高溫室設(shè)備的利用率，節(jié)省生長介質(zhì)，能源和肥料。
5.減少空氣和水的污染并改良環(huán)境，為綠色工業(yè)帶來革命性的改進(jìn)。
6.促進(jìn)全自動移植，突破蔬菜、樹木類移植作業(yè)機(jī)械化的最大瓶頸。
7.搬運(yùn)空氣整根苗時有底網(wǎng)支持而不會脫落，可保證其品質(zhì)。
8.適用面廣。
圖面說明
圖1是本發(fā)明空氣整根育苗盤穴、缽、盆等容器與網(wǎng)底的橫斷面圖。其頂部小，逐漸地向底部增大，根不纏結(jié)而分歧多，植物生長快，能有效利用容器內(nèi)的空間和生長介質(zhì)。
圖2是傳統(tǒng)型的育苗盤穴、缽、盆等容器的橫斷面圖。其底部小，逐漸地向上增大，根纏結(jié)而分歧少，植物生長慢，不能有效利用容器內(nèi)的空間和生長介質(zhì)。
圖3是番茄幼苗根在60小時內(nèi)的生長曲線，表示根的長度與生長時間的關(guān)系。7株幼苗的根各示其S型生長曲線的部分節(jié)段。
圖4是本發(fā)明帶可移支架底網(wǎng)的空氣整根育苗穴盤裝置系統(tǒng)的橫斷面圖，表示通過升降水或營養(yǎng)液的液位而灌水或晾乾根端實(shí)現(xiàn)空氣整根功能的操作原理。
圖5是本發(fā)明帶可移支架底網(wǎng)和儲水或營養(yǎng)液底盆的空氣整根自給吸水缽、盆等容器的橫斷面圖。
圖6是圖5中可移自給吸水支架底網(wǎng)透視圖。
圖7是本發(fā)明帶可移支架底網(wǎng)和儲水或營養(yǎng)液底盤的組合式空氣整根自給吸水缽、盆等容器閉合后的透視圖。
圖8是圖7所示的本發(fā)明組合式空氣整根自給吸水缽、盆等容器開啟時的透視圖。
實(shí)施例圖4所示為本發(fā)明育苗盤裝置的一個實(shí)施例。包括有多個均等隔開排列的盤穴11，每個盤穴11的內(nèi)腔上小下大，頂部和底部開口，故較易實(shí)現(xiàn)移植的全自動化。育苗盤上部四周環(huán)繞有凸緣12，以便育苗盤重疊起來運(yùn)輸及由上方灌水?？煞蛛x的支持底網(wǎng)13套合于育苗盤底部，起進(jìn)行空氣整根和保持生長介質(zhì)于育苗盤的盤穴內(nèi)之作用。育苗盤與底網(wǎng)13的結(jié)構(gòu)易于套合和分離。
全自動移植時，首先卸下底網(wǎng)13，把育苗盤放在全自動移植機(jī)的標(biāo)動架內(nèi)。如此育苗盤與移植機(jī)成一體，成為移植機(jī)的供苗裝置的一部分。育苗盤可全自動地前后左右移動，單個穴腔或多個穴腔對準(zhǔn)移植機(jī)射苗管口后，由上往下推苗(或用真空方式從底部往下吸苗)而完成種植作業(yè)。由于移植機(jī)構(gòu)簡單、不采用抓苗方式而故障少、漏植亦不多，移植機(jī)造價亦較廉。本發(fā)明的育苗盤可由孔穴下方取苗以符合植物的自然特性(苗由下被拉，其葉簇自然疊合，易通過狹窄空間)而不傷苗，且易提高移植速度。當(dāng)寄送或搬運(yùn)空氣整根苗時，因孔穴11上小下大并有底網(wǎng)13的支持，故搬運(yùn)中不會脫落，可保證質(zhì)量。如欲取苗則拆下底網(wǎng)搖動穴盤，便很輕易由底部脫落。由于經(jīng)計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計決定了盤穴的內(nèi)壁角，從而也可自上口取苗，使農(nóng)民可以利用現(xiàn)有的移植機(jī)。
任何育苗盤之每一孔穴內(nèi)生長介質(zhì)的量有限，育苗期間需要自動灌水，保持生長介質(zhì)14有適當(dāng)而均勻的含水量，絕不能弄乾。例如可由上部用噴霧器撒水，或由根部灌水。圖4表示空氣整根育苗盤11和具有支架15的、可分離的底網(wǎng)13，以及灌水構(gòu)件16。由變動水位17來灌水和進(jìn)行空氣整根在低水位時進(jìn)行空氣整根，在高水位時自動向根部灌水，灌水周期由氣候而定。
本發(fā)明的空氣整根原理可進(jìn)一步應(yīng)用于花缽、盆的新設(shè)計，以使花卉增產(chǎn)并改進(jìn)品質(zhì)。圖5是另一實(shí)施例，即空氣整根自給灌水花缽、盆的結(jié)構(gòu)和根生長的情形?；ɡ?、盆的體部18的內(nèi)部是頂部小逐漸地向底部增大。其下部有儲水底盆19，其中經(jīng)常保持一定水位。底盆19的上部有空氣流通口20，使空氣能流通，可促進(jìn)空氣整根。支持底網(wǎng)21夾于缽、盆體部18與底盆19之間以進(jìn)行空氣整根。圖5所示空氣整根花缽、盆的支持底網(wǎng)21帶有一組支撐腳22插入底盆19內(nèi)，以毛細(xì)管作用自給供水。當(dāng)然也可由花盆上方或從空氣流通口20澆水，則底盆19可容納多余的水。支持底網(wǎng)21也可插入傳統(tǒng)型的缽、盆等容器內(nèi)使用，可改進(jìn)其生產(chǎn)效果。
圖7和8為另一實(shí)施例。圖7為組合式空氣整根自給灌水花缽、盆閉合后的形狀。圖8為組合式空氣整根自給灌水花缽、盆開啟時的形狀?；ɡ?、盆體23由多片側(cè)壁24構(gòu)成。各片側(cè)壁24的顏色和形狀，依花缽、盆閉合后的形狀而定。閉合后的花缽、盆的形狀可為圓形，方形，或多角形等?；ɡ?、盆體23也可由不同顏色的側(cè)壁片24構(gòu)成，以增加美觀。側(cè)壁片24的下部在點(diǎn)25處鉸接，從而全部側(cè)壁片24的頂部可由夾子29夾合在一起。組合時把絞接的側(cè)壁片24插入容水底盆26內(nèi)，并放入支持底網(wǎng)27后，閉合側(cè)壁片24，夾緊上部便形成空氣整根自給灌水花缽、盆。此時容水底盆26的側(cè)壁自然地與側(cè)壁片24的下部結(jié)合在一起，成為花缽、盆的整合體。底盆26與支持底網(wǎng)27之間有空氣流通口28，使底網(wǎng)27下部的空氣能流通，以促進(jìn)空氣整根。放開夾子29，打開側(cè)壁片24，就能自上部移出種植土和植株。圖中30為有毛細(xì)作用的支撐腳。該實(shí)施例不但能進(jìn)行空氣整根，而且能讓空氣整根后的植株從容器的上口移出。
當(dāng)然，在不離開本發(fā)明的精神和基本特征的情況下，本發(fā)明的空氣整根方法及裝置，也能以上述實(shí)施例之外的其他方式來實(shí)行。因此，以上實(shí)施利僅為了對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，而本發(fā)明的范圍不受所舉實(shí)施例的局限。
權(quán)利要求
1.一種空氣整根育苗方法，其特征是使植物根端接觸空氣，暫時中止其生長而防止老化并增加根的分歧和發(fā)展，加速植物生長。
2.如權(quán)利要求1所說的空氣整根育苗方法，其特征是使植物根端接觸空氣時，正處于生物S型生長曲線中的指數(shù)生長結(jié)束區(qū)段，從而能更有效地使根暫停生長，促進(jìn)子分根的發(fā)生。
3.如權(quán)利要求1所說的空氣整根育苗方法，其特征是將苗株植于上下開口、下部大而往上逐漸縮小并帶有底網(wǎng)的容器內(nèi)，容器的深度由優(yōu)化設(shè)計來確定其最佳值，從而使苗株根系端抵達(dá)容器底部底網(wǎng)的深度與S型生長曲線的指數(shù)部分的結(jié)束端相吻合，從而有利于產(chǎn)生新的分岐和加速新根的生長。
4.如權(quán)利要求1所說的空氣整根育苗方法，其特征是所說的優(yōu)化設(shè)計為電子計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計。
5，一種空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是盤穴、缽、盆等容器呈底部大并逐漸向上縮小的形狀，頂部和底部開口，底部還設(shè)有可移去的底網(wǎng)或設(shè)有帶支撐物的底網(wǎng)。
6，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是所說育苗盤包含有多個均等隔開排列的植株盤穴，每個植株盤穴呈底部大并逐漸向上縮小的形狀。
7，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是具有傾角經(jīng)最優(yōu)化設(shè)計的、植株可由育苗盤和容器的上開口及下開口移出的盤穴或容器的側(cè)壁。
8，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是其盤穴或容器的側(cè)壁由上到下逐漸變薄以使盤穴和容器的開口上小下大。
9，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是其底部設(shè)有的可移去的底網(wǎng)具有多個支撐腳而使育苗盤和容器裝置離開地面。
10，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是盤穴或容器的側(cè)壁下部設(shè)有氣流開孔。
11，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是其下方設(shè)有一可分離的或連為一體的盛水底盆，底網(wǎng)帶有一組有毛細(xì)作用的支撐腳插入底盆內(nèi)。
12，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是腔體由多片側(cè)壁圍成。
13，如權(quán)利要求12所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是多片側(cè)壁在下部鉸接。
14，如權(quán)利要求5所說的空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是底網(wǎng)與育苗盤或容器裝置的底部通過凸、凹緣而可拆卸地組合在一起。
15，如權(quán)利要求5所說的上下取苗式空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是套合于育苗盤的底網(wǎng)具有支架，并有盛水底盆。
16，如權(quán)利要求5所說的上下取苗式空氣整根育苗盤和容器裝置，其特征是育苗盤上部四周環(huán)繞有凸緣。
全文摘要
本發(fā)明屬植物幼苗的培育方法和為實(shí)施該方法而專門設(shè)計的裝置。使植物根端接觸空氣時,正處于生物S型生長曲線中的指數(shù)生長結(jié)束區(qū)段,從而能更有效地使根暫停生長,促進(jìn)了分根的發(fā)生。苗株植于上下開口、下部大而往上逐漸縮小并帶有底網(wǎng)的容器內(nèi),容器的深度可由優(yōu)化設(shè)計來確定其最佳值。育苗盤和容器裝置下方可設(shè)有盛水底盆,底網(wǎng)帶有一組有毛細(xì)作用的支撐腳插入底盆內(nèi)。容器腔體可由多片側(cè)壁圍成,實(shí)現(xiàn)上下取苗。提供了更好的空氣整根育苗方法及裝置。
文檔編號A01G9/02GK1253717SQ9911733
公開日2000年5月24日 申請日期1999年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者黃國彥 申請人:昆明正昌企業(yè)(集團(tuán))股份有限公司