一种仿生胃及基于仿生胃的植物栽培方法与流程

1.本发明涉及农业器械领域，特别是涉及一种仿生胃及基于仿生胃的植物栽培方法。


背景技术：

2.在施肥上有施肥时间受限的问题，“秋肥是金，冬肥是银，春肥是铜”的俗语，可见全年只有秋天植物停止生长时期，才不怕伤根，才是施入基肥最佳时期。其它时间只能以水溶肥为主来追肥。随着农村城填化的加速和畜牧业向规模化的发展，本应回流农田的厨余、畜糞等有机物，由于在制肥上需要人工、场地、技术、时间以及成本等条件，并没有得到很好的利用，造成大量的浪费的同时，产生的垃圾污染环境和水源。这不仅成为现时环保亟待解决的难题，而且造成农地总体使用有机肥减少，有机质含量逐年下降，土壤板结退化。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种仿生胃及基于仿生胃的植物栽培方法，所述仿生胃不仅避免出现制肥上的人工、场地、技术和成本需求高的问题，还可以按植物生长的需要来投喂，不再受施肥时间上的限制，同时能够改善土壤结构。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种仿生胃，包括模拟消化管系统2；所述模拟消化管系统2包括放置于地平面上的空心柱状结构6，所述空心柱状结构6的上方开口，并在所述空心柱状结构6的内部放入锥形筒盖7；所述空心柱状结构6由若干带有凸起和孔的围板连接固定。
5.优选的，所述空心柱状结构6的下方开口。
6.优选的，所述空心柱状结构6的高度为30～80cm，周长为50～200cm。
7.优选的，所述仿生胃还包括模拟消化腺系统1，所述模拟消化腺系统1包括向所述模拟消化管系统2输送含有酶和/或益生菌水溶液的主导管5、支导管4和喷头3；
8.所述喷头位于空心柱状结构6的上方，锥形筒盖7内。
9.本发明还提供了上述仿生胃在植物栽培中的应用。
10.优选的，所述植物包括木本植物和藤状植物。
11.本发明还提供了一种植物栽培方法，包括以下步骤：在果园内每棵果树的根系周边设置若干个上述仿生胃的模拟消化管系统2；
12.在所述果树的生长期内，根据需要向所述模拟消化管系统2中投入有机物。
13.优选的，在所述果树的根系周边20cm～树冠垂直地面投影范围内放置所述仿生胃的模拟消化管系统2。
14.优选的，所述有机物包括新鲜的禽畜粪便、厨余垃圾和残枝落叶。
15.优选的，在所述果园内设置盛装含有酶和/或益生菌水溶液的装置，并架设模拟消化腺系统1，根据果树营养需求开启主导管5和支导管4，利用所述喷头3向所述模拟消化管系统2中喷施所述含有酶和/或益生菌水溶液；
16.或向空心柱状结构6中注入所述含有酶和/或益生菌水溶液。
17.有益效果：本发明提供了一种仿生胃，基于胃消化食物的原理，模仿胃的结构和功能，把农业的施肥上升为喂食，即用食物取代肥料，不仅避免出现制肥上的人工、场地、技术和成本需求高的问题，还可以按植物生长的需要来投喂，不再受施肥时间上的限制，能够达到促进植物生长、提高果实品质的效果，同时能够改善土壤结构。本发明所述仿生胃，不仅省了制肥上的人工、场地、技术上的问题，还可以按植物生长的需要随时调控所需营养，不再受施肥时间的限制，方便、高效的应用技术，使畜粪、厨余等有机物得到了广泛高效的使用，不但提高了农作物的品质，还改良了土壤。仿生胃应用过程，投入围筒里的有机物就是喂给植株的食物，每一种作物都会有自己更科学的营养食谱配方，这种越精细化的管理，就会越提高农作物的品质和产量。解决循环农业的可持续发展问题。不仅动物的粪便乃至全身可以作为植物的食物，直接应用，并且植物的果实和全身也可以作为植物的食物，直接应用。这种使用方便，能减少营养流失的应用技术，解决了循环农业可持续发展的瓶颈，'也实现了用低端滞销的农产品，来喂养高端畅销的农产品的精品路线。
附图说明
18.图1为仿生胃的结构剖面示意图。
具体实施方式
19.本发明提供了一种仿生胃，结构如图1所示，包括模拟消化管系统2；所述模拟消化管系统2包括放置于地平面上的空心柱状结构6，所述空心柱状结构6的上方开口，并在所述空心柱状结构6的内部放入锥形筒盖7；所述空心柱状结构6由若干带有凸起和孔的围板连接固定。
20.本发明所述围板包括有尖头的薄片，其相邻两个薄片通过铆钉固定。本发明所述薄片优选与cn1411334a相同，上有小孔，透水透气。利用所述薄片形成的空心柱状结构6的周长优选为50～200cm，高度优选为30～80cm。
21.本发明所述空心柱状结构6的上方开口可放入锥形筒盖7，一方面可作为喷头3的罩，另一个方面是作为空心柱状结构6的盖，封闭后可以防虫，并在空心柱状结构6内部形成封闭的空间类似于胃内的环境，有利于消化，还能够防止雨水的灌入。本发明所述空心柱状结构6的下方优选开口，并且下开口处与地面接触，不用埋入土中。
22.本发明所述仿生胃，可以随时将有机物，如新鲜的禽畜粪便、厨余垃圾和残枝落叶等投入空心柱状结构6中，省去了发酵的时间，并且全年随时可投喂。本发明所述有机物优选包括固体有机物、半固体有机物。
23.本发明所述仿生胃优选还包括模拟消化腺系统1，所述模拟消化腺系统1优选包括主导管5、支导管4和喷头3，所述主导管5和支导管4的直径分别为8～20mm和4～5mm，并且所述喷头3优选位于空心柱状结构6上方，锥形筒盖7内。本发明所述模拟消化腺系统1可利用管状系统输送含有酶和/或益生菌水溶液，作为上述投喂有机物的消化液。在本发明中，还可节约成本，缩减所述模拟消化腺系统1，待需要时直接打开所述锥形筒盖7，向内注入含有酶和/或益生菌水溶液即可。
24.本发明还提供了上述仿生胃在植物栽培中的应用。
25.本发明所述植物优选包括木本植物和藤状植物，实施例中以葡萄为例进行说明，但是不能仅将其认定为本发明的全部保护范围。
26.本发明还提供了一种植物栽培方法，包括以下步骤：在果园内每棵果树的根系周边设置若干个上述仿生胃的模拟消化管系统2；
27.在所述果树的生长期内，向所述模拟消化管系统2中投入有机物。
28.本发明优选在所述果树的根系周边20cm～树冠垂直地面投影范围内放置所述仿生胃的模拟消化管系统2，并随时向所述空心柱状结构6中添加有机物，所述有机物优选包括新鲜的禽畜粪便、厨余垃圾和残枝落叶。本发明所述模拟消化管系统2的设置数量优选根据树的行间距和树体大小设置，如实践中可两棵树共用一个模拟消化管系统2，也可一棵树用两个以上的模拟消化管系统2。
29.本发明，优选在所述果园内设置盛装含有酶和/或益生菌水溶液的装置，并架设模拟消化腺系统1，根据果树营养需求开启主导管5和支导管4，利用所述喷头3向所述模拟消化管系统2中喷施所述含有酶和/或益生菌水溶液；或直接打开锥形筒盖7，向空心柱状结构6中注入所述含有酶和/或益生菌水溶液。
30.本发明基于仿生系统对植物进行栽培，植物的根系相当于血管组织，有吸收运输营养的功能，给植物安装仿生胃，把食物和根系隔离开，不仅可以保护好植物根系，而且根系与仿生胃又互为一体，为植物消化食物以及吸收运输营养。容器就相当于胃，是用来装食物和消化食物的地方。利用上端开口给仿生胃投喂食物。实践证明投喂食物种类和投喂量，都不会出现烧根、烧苗的问题。但是向仿生胃里灌水和/或液体有机物过多，会使胃内食物外溢造成烧根。导管和喷头相当于分泌消化液的辅助器官，按需要向仿生胃喷入消化液(酶和/或益生菌水溶液)。本发明所述酶和/或益生菌水溶液优选包括市售的水果酵素经稀释后形成的酵素水溶液，其为含有益菌和酶的酸性液体，具有消化液特性，也比较实用，实施例中所利用的酵素水溶液优选为市售的酵素用水稀释成100倍液～1000倍液。下端开口在土里，和植物根系形成一个吸收区域，相当于胃的十二指肠，是吸收营养部分。本发明向所述仿生胃中投喂的食物，会在仿生胃里的环境缓慢分解，特别是当植物生殖生长需要大量营养的时候，可以通过加大投喂所述有机物的量，增加施加含有酶和/或益生菌水溶液的频次，加快加大对植物营养的供给。理论上有机物是完全可以被消化掉的。实践中，仿生胃会有部分蚯蚓糞的残留，可以每年秋天进行一次清理，清理出来的蚯蚓糞作为优质肥料，是补充土壤有机质的重要来源。
31.本发明所述栽培优选包括陆地栽培、温室栽培或者限根栽培。
32.本发明将所述食物投放于仿生胃中使用，节约了堆肥腐熟的时间，保障植物饲料营养不流失，营养更丰富、更全面，解决了有机循环农业关键的一环，而且本发明所述植物饲料为包括新鲜的禽畜粪便、厨余垃圾和残枝落叶，避免了废弃有机物出现污染环境的情况。利用率和效率的提高，采用本发明所述方法能够实现以地养地，以树养树，以果养果的种植模式。
33.为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种仿生胃及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
34.实施例1
35.一亩100棵飞鸟架型，五年生的阳光玫瑰葡萄树，采用本发明的种植方式，在每棵
葡萄树旁20公分到100公分范围内放置一个模拟消化系统1和2，通过主导管5与各支导管4的连接，将全园的模拟消化系统连接起来。全园100棵葡萄树，全年使用羊粪1.5万斤。
36.1、葡萄萌芽和花穗分离期，需要注意控制葡萄树营养生长过旺的问题，防止葡萄坐不住果和大小粒现象的发生，对葡萄树要控水控肥。这个时期，在每棵葡萄树旁的围筒内投入90斤的羊粪即可。
37.2、葡萄花期，需要的营养开始增加。这个时期每天通过水泵，向主导管内注入200斤被稀释100倍的酵素水溶液。使每个围筒内能得到大约2斤的孝素水溶液。
38.3、葡萄幼果膨大期，也是葡萄树生殖生长旺盛期。每天分早、晚时间各一次通过水泵，每次向主导管内注入200斤被稀释100倍的酵素水溶液。
39.4、葡萄硬核期，营养生长旺盛，停止噴施酵素水溶液。开始掐尖抹叉和疏果，疏下来的果和抹下来的尖、叉全部放到围筒里。
40.5、葡萄转色期，转色期之前每个围筒内要再投入60斤羊粪。转色期开始，每天分早、晚时间各一次通过水泵，每次向主导管内注入200斤被稀释100倍的酵素水溶液。
41.6、葡萄采收期，葡萄采收结束后，得到6670斤阳光玫瑰葡萄，平均含糖量20.6％，葡萄口感香味浓郁。
42.7、采收后，停止噴施酵素水溶液。将围筒拿起，把筒内剩余的蚯蚓粪、有机质等肥料摊平，作为葡萄树的月子肥。
43.8、全年的枯枝烂叶和杂草都要随时投放到围筒里。
44.9、使用的羊粪是指没有经过腐熟的羊粪，投入围筒里的次数没有限制，在葡萄花期和转色期前完成预订投入的量就可以。
45.10、为了防止羊粪的臭味和飞虫，围筒每次加入羊粪后，都可以用杂草、粉碎的秸秆、锯末或土覆盖在羊粪上。
46.经统计，亩产优质葡萄达6670斤。
47.对比例1
48.一亩100棵飞鸟架型，五年生的阳光玫瑰葡萄，采用发酵腐熟农家肥的方式种植。全园100棵葡萄树，全年使用羊粪1.5万斤，生物菌肥1000斤。
49.1、腐熟1.5万斤羊粪：
①
将羊粪与适量秸杆粉参合，掺入多少视羊粪含水量而定，一般发酵要求45％的含水量，也就是手捏成团，手指缝见水，但不滴水，松手一解即散；
②
然后把生物复合菌，按1吨物料(鲜料约1.5吨)配3公斤生物复合菌原液的比例，将菌液与清水按1:300比例稀释后均匀喷洒入物料堆，混拌发酵。添加适量玉米面，为菌种发酵提供糖分，使多维复合酶菌很快占绝对优势；
③
将配好的混合料加入搅拌机进行搅拌，搅拌一定要匀，要透，不留生块。
④
搅拌好的配料堆成宽2.0米-3.0米之间，高1.5米-2.0米之间的长条，(长度在3米以上的堆发酵效果比较好)每3天用翻抛机翻抛一次。
⑤
堆制3天升温、5天无臭、9天松散、12天变香、15天成肥。
50.2、在葡萄树萌发之前，开沟将腐熟好的羊粪平均施给全园的葡萄树。
51.3、葡萄树的各个时期正常管理，枯枝烂叶、杂草、落果随时清园。
52.4、葡萄采收结束后，得到4660斤阳光玫瑰葡萄，平均含糖量20.3％，葡萄口感香味浓郁。
53.5、采收后，全园撒施1000斤生物菌肥。作为葡萄树的月子肥。
54.经统计，亩产优质葡萄4660斤。
55.虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。