一种设施农业生产技术及其配套设施

摘要

以利用人类生产与生活过程中形成的废弃物，生产、加工形成不同类型的废弃物预制结构件，作为支承结构、供水结构单元、肥料供给结构单元、有机营养供给单元和植物种植块的构建材料之一，再根据农业生产目的和生态学原理，构建形成与植物、动物的种养计划相适应、植物秸秆及其他有机废弃物循环利用的生态功能相配套的农业生产设施。将植物种植、动物养殖控制在各结构单元的不同的生态位上，使各生态位上的生产有益性物种形成互利共存、协同生长，生产有害性物种形成种间竞争被淘汰或直接被所设计的结构单元及配套的生产设施约束不能生长。通过人类辅助性干预，人工构建生物生态位，探索农业生产的生物自主式、自养型生长发育的生态经营模式。

说明书

技术领域

农业、环境工程。

背景技术

设施农业是高度集约化的生产方式，应用农业生物环境工程技术，为生物生长提供良好的环境条件，实行高密度的养殖和种植生产。相对传统农业，不仅能使单位面积上的生物产量大幅提高，生产周期相对缩短；而且还可减少大量养殖和种植生产，对用水、用地等农业资源的消耗，提高农业生产效率。当前设施农业中采用的环境设施大体上可分为三类：(1)各类农业建筑。即用于农业的各种生产性建筑物或构筑物，如畜禽舍、温室和塑料大棚、水果蔬菜贮藏库和水产养殖的构筑物等。其作用是利用具有一定保温隔热效果、限制水、气自由移动的围掺结构，为农业动、植物生长发育提供一个与外界自然环境相对隔离的空间，以有效减弱外界环境的温度变化对动、植物的直接作用。 (2)对环境因子进行直接调控的各种设备。主要作用是改变环境的温度、光照和水分、通气条件，满足农业生产的要求。如采暖设备、通风与降温设备、光照设备、各种排水、灌溉设施、水产养殖中的增氧机等。(3)环境自动监测与控制系统。其主要作用是利用智能化系统，根据动、植物在不同生育阶段、不同时间对环境条件的要求，利用环境自动监控系统对设施内环境进行实时监测，在外界条件不断变化的情况下，通过控制各种环境设备的运行进行及时调控，为农业生产提供最适合的环境条件，完全脱离自然环境条件变化对农业生产的影响。如全自动的无土栽培设施。

  但当前设施农业存在着投资成本高，要么对农业生产环境的改变或影响程度有限，要么生产成本过大，“得不偿失”，可形成的综合效益有待进一步提高等系列的缺陷和问题。不仅不能直接为人类生存提供良好的生活环境，或改善人类生活的环境条件，有效处理或利用人类生产与生活过程中的形成的废弃物；而且存在着能源和矿产资源消耗大，大量的设备、设施投入，并产生新的废弃物与污染方式。本专利申请从综合利用人类生产与生活过程中的废弃物着手，探索利用自然条件，综合解决上述问题，构建植物、动物，甚至人类生活居住的、生态友好型的共生环境，而设计的技术方案及其配套设施。为缓解城市的“石漠化”效应，最大限度地降低人类生存对生态环境的影响，最终解决人类如何有效利用自然资源进行生产与生活，探索有效的解决途径。

发明内容

土壤是植物生长的介质，土壤的水、肥、气、热四大肥力因素，是土壤的基本属性和本质特征。植物的正常生长发育，要求土壤同时、相互协调提供水、肥、气、热四大肥力因素。一种良好的土壤，形象地说，必须能满足植物“吃得饱”(养分充足)、“喝得足”(水分适量)、“住得好”(空气流通、温度适宜)、“站得稳”(根系生长有适宜的空间、机械支撑牢固)的要求。但由于土壤的性质存在本质差异，土壤为植物生长提供水分和养分等必需营养条件，温度和空气等环境条件的综合能力也各不相同。而且土壤的水、肥、气、热四大肥力因素，并不是孤立的存在，而是相互联系和相互制约。例如，土壤地下水位过高，土壤积水，土壤中的孔隙度大大减少，使依赖土壤提供根系生长的氧气的旱生植物来说，生长将受到严重影响，如果淹渍时间过长，甚至植物死亡。同时，因为排水又会造成土壤营养流失，形成综合损失。而在植物生长过程， 70-90%的重量增加都是水分，且在不同的气候环境下植物生长不同的生长周期，所需要的水分量都不相同。因此，在自然条件下通常土壤的最大持水量仅为30%左右，不仅难以满足植物较长时期生长需要，而且难以充足、平衡提供的水分、养分，平衡气、热等肥力因素，满足植物良好生长，需要人类采用灌溉、施肥、松土等农业生产措施，及时地进行田间管理来进行调节。对于植物来说，只能被动的、有限地利用着生的环境条件，进行生长与发育。同时，长期的、持续的农业生产，还会导致土壤肥力的衰退，使土壤肥力供给、培肥及持续能力成为长期困扰农业生产的关键技术难题。

     其次，一方面，农业生产过程中形成的植物秸秆和动物粪便等废弃物，如果不进行处理，既影响着农业的持续生产，又可能因处理不当，例如秸秆焚烧，在造成土壤养分的大量损耗，土壤有机质不断减少、土壤肥力衰退的同时，严重地污染着环境，影响到人们的生活。另一方面，人类生产与生活过程中，形成的大量建筑物、建筑废弃物，废弃的包装、衣服等纤维制品，废旧轮胎等物品。不仅难以找到可重新利用途径，而且还因回收过程中需要消耗大量的人工、运输及拆卸、洗涤加工成本，容易对环境形成二次污染。利用成本高、可利用的价值低。同时，大量采用机械化生产的石油农业生产的方式，既消耗大量能源，因为反复耕作，容易破坏土体结构，造成的水土流失；再者大量使用除草剂、杀虫剂对环境的污染和影响已经不可小视，高投入的设施农业由于投资大且投资风险高，经济效益低、资本回收周期长限制了设施农业的推广与发展。尽管生态农业的兴起和迅速发展，为农业生产的发展找到的一条新的途径，但投资成本高，劳动力消耗大，产品价格高，也同时由于系统的控制与生产，消耗大量能源。况且，其基本原理都是在为植物生长创造一种，被动地吸收与利用的环境条件。

 为探索综合解决上述问题的有效途径，本专利申请，以充分、就地利用人工构建物、人类生产与生活过程中形成的废弃物，构建形成结构支承结构和多个独立供给土壤肥力因子的结构单元，以免耕法、生态位调控为基本技术手段，设计植物根系生长的独立空间，使植物根系能生长到相应的肥力供给空间，并与大地土壤体系相连接，根据自身生长需要，在不同的空间位置上，主动吸收和利用到充分的营养。设施结构简单、能耗低、对环境条件依赖程度弱。是一种既适合于规模大田生产，又可应用城市园林绿化的生态化栽培，以及房屋屋顶绿化和矿区生态恢复、沙漠治理等生态工程的一种设施农业生态化生产的综合技术措施及其配套设施。

 其技术方案包括： 

（1）设计一种支承结构，构建形成能满足农业生产活动对支承结构的力学性能和结构形态要求的空间结构，在空间结构中的不同位置上，分别放置由供给植物生长的水分及其存贮容器所组成的供水结构单元、由供给植物生长的肥料及其存贮介质所组成的肥料供给结构单元，以及供植物秸秆、有机废弃物分解发酵的由植物秸秆、有机废弃物、水分、微生物及其存存贮、包装介质所组成的有机营养供给单元，和植物种植块；所述的植物种植块由能满足植物生长的植物种植基质及其固定、支承种植基质的材料所组成的、可独立搬运的块状结构件，在植物种植块的上表面，设计防止水分蒸发、杂草根系长入植物种植块内的隔离材料，在隔离材料上设有供植物地上部分生长的种植孔，在植物种植块下方，设计可供植物根系自由生长与穿透的生长孔，根系通过生长孔能分别生长至供水结构单元、肥料供给结构单元、有机营养供给单元，再通过根系联系层与大地的土壤体系或支承整体生产设施的支承结构相连；所述的根系联系层是指在植物种植块、供水结构单元、肥料供给结构单元、有机营养供给单元之间设计的、能满足植物根系自由生长和穿透的根系生长着生空间。

（2）以利用人类生产与生活过程中形成的废弃物，生产、加工形成不同类型的废弃物预制结构件，作为支承结构、供水结构单元、肥料供给结构单元、有机营养供给单元和植物种植块的构建材料之一，再根据农业生产目的和生态学原理，构建形成与植物、动物的种养计划相适应、植物秸秆及其他有机废弃物循环利用的生态功能相配套的农业生产设施。

（3）所设计的废弃物预制结构件，是指选择能满足设计所需的环保、形状和力学性能要求的耐腐蚀的废弃的衣料、地毯、窗帘、床单、纤维袋、纤维布、纤维纸中的至少一种材料与水泥浆、水泥沙浆、粘结成型后遇水结构稳定的粘胶剂中的任一一种粘合材料绊和均匀后，或通过包裹到由钢丝绳、各种耐腐蚀的绳、索中的至少一种材料上，穿入、灌注到结构完整的PVC管、塑料胶管、去底和瓶盖的液体包装瓶组合形成的管状结构中的至少一种材料之中，构建形成的三角形或其他结构形状的预制结构件；或通过分层叠加、包裹、固定到所设计的支承结构上，固化成型成上端形成有开口、侧面与底面不透水、能存放液体物质的成型容器；或通过分层叠加到成型的模具上，制成不同结构形状的纤维板、纤维瓦的空间结构类型；或通过分层叠加、平铺、到根据废弃轮车外轮胎大小，用钢筋加工成型园环形网状结构的骨架上，结构成型后，构建成的可耐压、不透水的，用于密封废弃轮车外轮胎，形成可拆卸的、耐压的可密封容器的钢筋纤维结构板。

（4） 所设计的支承结构，包括由废弃物预制结构件；由结构稳定的地表面开挖成型；由建筑构建物根据设计要求成型的建筑结构中的至少一种构成的空间结构类型。

（5）所设计的有机营养供给单元，包括利用废弃轮车外胎，制作形成的废弃物预制结构件，作为人、牲畜粪便、有机废弃物的存贮发酵容器，集中发酵后所形成的沼气引出供人类生活使用，沼气残渣由废弃外胎制成的存贮发酵容器在发酵完成后，直接运输至支承结构中，作为有机营养供给单元，供植物生长，并循环利用。 

（6） 所设计的植物种植块包括，选择满足设计要求的废弃物预制结构件，固定到墙体、坡面上，在墙体、坡面与废弃物预制结构件之间填充种植土，在废弃物预制结构件上，开有供植物种植、生长的种植孔或种植槽。

（7）设计导水口、或管系将降水收集到供水结构单元中；将满足设计所需的环保要求的生活废水导入到有机营养供给单元中，或独立收集可回收废水的供水结构单元中；设计专门的肥料供应管系，补充肥料供给结构单元中的植物营养，并满足植物营养液浓度不会对植物根系生长形成毒害，避免降水、或废水流入肥料供给结构单元。

（8）系统设计农业生产的栽培管理模式，将植物种植、动物养殖控制在各结构单元的不同的生态位上，使各生态位上的生产有益性物种形成互利共存、协同生长，生产有害性物种形成种间竞争被淘汰或直接被所设计的结构单元及配套的生产设施约束不能生长，人工构建生物生态位，形成农业免耕法生产的新模式。 在有机营养供给单元，通过种植隔离性绿篱植物，或利用建筑物隔离措施，形成植物秸秆集中堆放、发酵分解，分区、分时种植牧草，养殖食草动物、家禽、蚯蚓的功能区；在植物种植块上种植作物的同时，结合种养蚯蚓、或其他生态互补型生物，当生长在植物种植块上的作物成熟收获后，将秸秆连同植物种植块放置到有机营养供给单元，为动物养殖提供隔离设施，动物生长提供营养供给；在供水结构单元，利用有机营养供给单元、植物种植块上的种养殖的生物，为的水生生物养殖供应营养，通过人类辅助性干预，人工构建生物生态位，探索农业生产的生物自主式、自养型生长发育的生态经营模式。 

与现有技术相比，本专利申请技术的推广与应用，可产生下述有益的技术效果：

（1）设计独立的水分存贮容器，形成供水结构单元，相对相同体积土壤，其水分的供给能力，提高三倍以上，重量减轻了60%以上。这既有利于收集雨水灌溉、摆脱植物生长对土层厚度、立条件的依赖，在屋顶或其他恶劣环境绿化，又有利于汇集洗衣、洗澡等生活污染，利用城市园林绿化处理生活污水，增加城市空气湿度、降低扬尘污染，减少雾霾发生。同时还能避免漫灌、滴灌等灌溉方式消耗能源，造成水资源浪费。经过对十余种植物进行两年的种植试验，已证明本专利技术的灌溉方式，使植物根系能良好地在植物种植块与供水结构单元之间的空间生长，并吸收冷凝水供植物生长。对植物根系伸入水分存贮容器内水中的植物生长的影响，除对西红柿、豆角生长产生淹渍而易感病外，对丝瓜、美国凌霄、红薯及芹菜等喜性植物生长在显著的促进生长的作用，对月季、南瓜、苦瓜、银杏、三角梅、辣椒、茄子等多种植物无显著不良影响。

（2）本专利申请的技术方案，以免耕法、生态位调控为基本技术手段，设计多个独立的生产单元，将土壤的水、肥、气分隔在不同的空间存贮，既防止了水分、养分的流失，又平衡了气、热等其他土壤营养的供给数量。设计独立的模块式的结构单元，既便于进行标准化、工厂化生产，又能充分利用植物秸秆、各种有机废弃物发酵产生热量，并通过水体蓄热，在为植物生长提供相对稳定的温度条件，满足“热量”供给的同时，形成有机营养的循环利用保证土壤肥力的持续供给。设计植物根系生长的独立空间，使植物根系能生长到相应的肥力供给空间，并与大地土壤体系相连接，根据自身生长需要，在不同的空间位置上，主动吸收和利用到充分的营养。设施结构简单、能耗低、对环境条件依赖程度弱。是一种既适合于规模大田生产，又可应用城市园林绿化的生态化栽培，以及房屋屋顶绿化和矿区生态恢复、沙漠治理等生态工程的一种设施农业生态化生产的综合技术措施及其配套设施。

（3）由于在各在植物种植块的上表面，设计放置地膜，作为防止水分蒸发、杂草根系长入植物种植块内的隔离材料，在地膜上的上表面设有供植物地上部分生长的种植孔，在植物种植块下方，设计可供植物根系自由生长与穿透的生长孔，使植物根系能向下生长。由于植物种植块占据了相应立地上的阳光，使植物种植块下方杂草不能再生长出，通过植物种植块设计，控制了杂草生长的生态位，从而能有效控制杂草生长，在不使用除草剂的前提下，不需除草。而种植在植物种植块上的植物，地上部分能通过种植孔长出，地下部分能首先在植物种植块上生长，随后可通过生长孔长入与植物种植块相连的供水结构单元、肥料供给结构单元和有机营养供给单元。由于在各个结构单元之间存在，并设计在间隙，形成适合于植物根系生长的着生环境，形成根系联系层。无需采用翻耕、松土等农业生产措施，既能从间隙中获得充足的氧气，又能从各个结构单元中获取充足的营养，占据着相应的生态位，得到良好生长。形成生物生长人工辅助自养、农业免耕法生产的新型生态农业的经营模式及配套设施，将生物生长控制在人类为生物所设定的生态位上，充分利用自然条件，实现农业生物自主式生产，人类对农业生产过程，仅进行辅助性干预的设施农业生产技术。

附图说明

图1 一种结合人居环境建立起来的设施农业生产模式及配套设施；

图2 一种大田生产型设施农业生产模式及配套设施；

图3 三角锥支承结构；

图4 由废弃轮车制作形成的有机营养供给单元；

图5 植物种植块结构图；

图6 由废弃矿泉水瓶、废弃的衣料和钢丝绳制作的三角形预制结构件；

图7 双层木结构网壳支承架；

图8 支承植物种植块的支承结构；

图例说明：

1-废弃轮车外胎；2-由钢筋制成的骨架；3-成型后的废弃窗帘布；4-钢筋纤维结构板；5-上层平面支架；6-上、下层支架交汇轴线；7-下层网壳结构支架；8-下层网壳顶部与上层平面支架连接；9-上、下层支架边缘连接；10-收集降水为主体的供水结构单元；10a-收集轻度污染的可回收生活污水为主体的供水结构单元；10b-收集降水为主体的供水结构单元并结合进行水体养殖；11-植物种植块；11a-由纤维预制件制成的植物种植块；12-肥料供给结构单元；12a-由液体复合肥料及存贮容器组成的肥料供给结构单元；13-由外包塑料薄膜的钢丝网+无纺布包裹秸秆形成的有机营养供给单元；13a-由塑料薄膜包裹秸秆形成的有机营养供给单元；13b-由废弃轮车外胎制成的密封有机物形成的有机营养供给单元；13c-由成型容器装入秸秆、可回生活污水形成的有机营养供给单元；13d-植物秸秆分层堆放、分层覆盖回填的种植土构成有机营养供给单元；14-根系联系层；15-支承结构；16-雨水利用导入管；17-生活污水导出管；18-有机废弃物（包括人粪尿）收集；19-用废弃轮胎制成的有机营养供给单元移出方向；20-室内空间；20b-室内地下层空间；21-屋顶；22-墙体；23-种植基质；24-种植孔；25-平面水泥纤维板预制结构件；26-植物秸秆；27-回填种植土覆盖层；28-行道树；29-牧草；

具有实施方式

 实施例1：一种可整体移动式设施农业生产设施。

选择由纤维制作的废弃的衣料，用饱和石灰水浸泡24小时以上，晾干，拆开成宽约10厘米的条状，浸入水泥浆中绊和均匀后，包裹到钢丝绳上，依次穿入、灌注到结构完整的去底和瓶盖的6个矿泉水瓶口中，使瓶口相对、瓶底相连接，形成直线状，再分别在两个相邻矿泉水瓶底部，沿穿入的钢丝绳与纤维束与瓶壁之间，填满水泥浆纤维布条，再连接好钢丝绳，形成如图6所示的三角形，固化成型后制作成三角形预制结构件。选择种植土用地膜覆盖外用外包塑的钢丝网包裹成型成三角棱体EDXHGY的如图5所示的植物种植块块状结构，由多个三角棱体的植物种植块，沿EXFZGY、XDFZHY放置，组合成三角棱体EDFZGH的植物种植块组合体，再沿截面为三角形ZZ1G、ZZ2H,放置，可组合成截面为不同形状的植物种植块组合体。

根据如图3所示的结构图，再用固化成型后制作成三角形预制结构件（如图6所示），构建形成三角锥网架的支承结构。在四面体AMNP、BNOQ、CPQR中分别固定能长期存水的塑料袋，上端开口，盛满水后形成供水结构单元。在八面体ABCQPN中放入塑料袋，装入植物秸秆、复合肥、水，构成有机营养供给单元和肥料供给结构单元的综合结构单元，并满足该容器中的液体浓度不会对植物根系生长形成毒害，并通过缩小开口，使植物根系能伸入容器中吸收营养，又可避免降水、或废水流入肥料供给结构单元，造成肥料流失。

再将如图5所示植物种植块组合体三角棱体EDFZGH，固定到如图3所示的三角锥网架结构的支承结构上，并使降水或灌溉水能通过植物种植块之间的间隔收集或补充到下方的各供水结构单元中。在各植物种植块的种植孔中种植各种植物，植物根系通过这植物种植块下方的生长孔，生长到供水结构单元和有机营养供给单元中，吸取水分和养分，由植物根系和各结构单元之间的空间构成根系形成层，使植物生长能吸收充足的氧气。通过各植物种植块之间的间隔可以将降水、或灌溉水引入到供水结构单元中，补充并贮存，供植物正常生长。整个的结构组合形成能独立的可移动、拼接的配套的农业生产设施。

由于在各在植物种植块的上表面，设计放置地膜，作为防止水分蒸发、杂草根系长入植物种植块内的隔离材料，在地膜上的上表面设有供植物地上部分生长的种植孔，在植物种植块下方，设计可供植物根系自由生长与穿透的生长孔，使植物根系能向下生长。由于植物种植块占据了相应立地上的阳光，使植物种植块下方杂草不能再生长出，通过植物种植块设计，控制了杂草生长的生态位，从而能有效控制杂草生长，在不使用除草剂的前提下，不需除草。而种植在植物种植块上的植物，地上部分能通过种植孔长出，地下部分能首先在植物种植块上生长，随后可通过生长孔长入与植物种植块相连的供水结构单元、肥料供给结构单元和有机营养供给单元。由于在各个结构单元之间存在，并设计在间隙，形成适合于植物根系生长的着生环境，形成根系联系层。无需采用翻耕、松土等农业生产措施，既能从间隙中获得充足的氧气，又能从各个结构单元中获取充足的营养，占据着相应的生态位，得到良好生长，不再依赖立地的土壤条件，广泛用于城市屋顶绿化。沙漠、矿山恢复。

实施例2：一种结合人居环境建立起来的设施农业生产模式及配套设施。

本发明实施例着重描述本专利申请的技术方案和主要的技术特征，对该领域相应专业技术人员能考虑到，或应该采用的相关技术方法和常规技术将不再赘述。如图1所示，根据房屋结构与功能的需要，设计钢筋水泥混土形成的框架结构，作为房屋和农业（包括园林）生产设施的支承结构。

在房屋的顶层屋顶，选择4×6厘米木枋，制作形成如图1、图7所示的双层木结构网壳支承骨架，上层平面支架5，为平面三角形网状结构，下层网壳结构支架7为三角形网壳结构。选择由纤维制作的废弃的床单，用饱和石灰水浸泡24小时以上，晾干，浸入水泥沙浆中绊和均匀后，分别分层叠加、固定到下层网壳结构支架7上，厚度为5毫米，再将上层平面支架5，经选用4×6厘米木枋，制作成型的上、下层支架边缘连接9和下层网壳顶部与上层平面支架连接8，在上、下层支架交汇轴线6交汇固定形成整体的双层结构支架，选择由纤维制作的废弃的床单，用饱和石灰水浸泡24小时以上，晾干，浸入水泥沙浆中绊和均匀后，分别分层叠加、固定到上、下层支架边缘连接9上，固化成型成上端形成有开口、侧面与底面不透水、能存放液体物质的成型容器10，在成型容器10上方覆盖由种植土+泥炭按体积比1：1混和制成的植物种植基质，用包塑铁丝网、地膜固定成5厘米厚的、可独立搬运的块状结构件，经组合形成整体的植物种植块11，使用地膜作为植物种植块11的上表面，防止水分蒸发、杂草根系长入植物种植块内的隔离材料，在隔离材料上设有供植物地上部分生长的种植孔，在植物种植块11下方，设计可供植物根系自由生长与穿透的生长孔，根系通过生长孔能分别生长至供水结构单元10、肥料供给结构单元12。肥料供给结构单元12，由上端开有小口的塑料膜包裹腐熟的饼肥+泥炭（体积比1：2）的制成，使植物根系能通过上端开口长入其中，吸收营养，液体复合肥，可通过开口根据植物不同生长时期对营养的需要，不断补充。同时，避免降低及灌溉水，大量从开口流入。

如图1所示，在墙体外侧面，选择由纤维制作的废弃的地毯，浸入水泥浆中绊和均匀后，分别分层叠加到平板上，各层之间用塑料薄膜分隔开，制成平面水泥纤维板预制结构件25。将水泥纤维板预制结构件25固定到墙体上，在墙体与纤维预制件之间填充种植土，同时水泥纤维板预制结构件25上，开有供植物种植、生长的种植孔或种植槽24，形成植物种植块11a。

选择结构完整、耐压的废弃轮车外胎1（如图1、图4所示），选择直径2毫米的铁丝，根据废弃轮车外胎1的内钢圈口结构大小制作形成比内钢圈口结构大小大3厘米的由钢筋制成的骨架2，再选择由纤维制作的废弃的窗帘布，用饱和石灰水浸泡24小时以上，晾干，根据轮车内钢圈口结构大小和由钢筋制成的骨架2，制成如图4中成型后的废弃窗帘布4的形状与大小，浸入水泥浆中绊和均匀后，分别分层叠加、平铺到由钢筋制成的骨架2上，边缘齿轮状突出部分，反折叠加，增加结构强度，结构成型后，构建成的可耐压、不透水的，用于密封废弃轮车外轮胎，形成可拆卸的、耐压的可密封容器的钢筋纤维结构板4，用于固定到废弃轮车外胎1，制作形成装入用人粪便等有机废弃物，作为沼气发酵的有机营养供给单元13b。布置在地下层的独立空间中，在屋内的生活空间20中，设计导入屋顶雨水用来冲洗卫生间的水管16，将人粪便导入有机营养供给单元13b中的导入密封装置18，将各种有机废弃物依次导入各个有机营养供给单元13b，密封发酵，形成的沼气，供给人类生活。发酵后的废渣直接移动到种植区，作为有机营养供给单元，供植物生长。

如图1所示，在地表或地下层20b屋顶，设计三个用砼预制件灌注成型的三个容器，其中一个装入秸秆，再设计管道17导入洗衣、洗脸及洗澡等日常生活污水，形成有机营养供给单元13c。第二个容器设计开口并导入雨水与存贮容器所组成的供水结构单元10b，并在供水结构单元10b中进行小型水体养殖。第三个容器，设计管道17导入洗衣、洗脸及洗澡等日常生活污水，作为可回收废水处理为特征的供水结构单元12a。如图1所示，并分别在三个容器中固定，由供给植物生长的液体复合肥料及其由上端开口、可与种植块连接，由盛水容器的存贮介质所组成的肥料供给结构单元12a。在各个容器上方存放由能种植土+泥炭按体积比1：1混和制成的植物种植基质，用包塑铁丝网、地膜固定成5厘米厚的、可独立搬运的块状结构件，植物种植块11。在植物种植块11下方，设计可供植物根系自由生长与穿透的生长孔，根系通过生长孔能分别生长至供水结构单元10a、10b，肥料供给结构单元12a、有机营养供给单元13a、13c，再通过根系联系层14与大地的土壤体系或支承整体生产设施的支承结构相连；在植物种植块、供水结构单元、肥料供给结构单元、有机营养供给单元之间设计种植土，根系通过种植土形成着生空间。

实施例3：一种大田生产型设施农业生产模式及配套设施。

选择如图2所示的地形，设计一种由地面开挖成型成可用作各种结构单元的支承结构15。分别用三角形预制结构件、水泥纤维预制结构件组合构建形成三个可蓄水的容器池，作为构建供水结构单元10，以及供植物秸秆、有机废弃物分解发酵的由植物秸秆、有机废弃物、水分、微生物及其存贮蓄水池组成的有机营养供给单元13c，的存贮容器。

在各存贮容器元顶部，设计如图8所示的支承结构。其方法为选择4×6厘米木枋作为构建材料，首先沿与水平方向成60度角，平行放置第一层C1C2、C3C4、C5C6、C7C8，再沿与水平方向成120度角平等放置第二层B1B2、B3B4、B5B6、B7B8然后用螺钉将两向的木枋在交汇处固定，再在水平方向上横向放置第三层木枋A1A2、A3A4、A5A6，固定到第二层木枋之上，形成三层交错排列的网格结构。作为覆盖在蓄水池上的植物种植块11的支承结构。植物种植块11，由种植土+泥炭按体积比1：1混和制成的植物种植基质，用包塑铁丝网、无纺布固定成4厘米厚的、可独立搬运的块状结构件。植物种植块11，分别固定到第三层、第二层木枋的相邻两根木枋之间，每隔一个间隔放置一个植物种植块带，在同一层上种植相同植物，形成分层间作。由植物秸秆+种植土按上述植物种植块11的方式固定，固定到第一层木枋之上。植物根系可通过该层和根系联系层生长到所有结构单元吸取荣养。在供水结构单元和有机营养供给单元上分别固定，肥料供给结构单元12，由上端开有小口的塑料膜包裹腐熟的饼肥+泥炭（体积比1：2）的制成，使植物根系能通过上端开口长入其中，吸收营养，液体复合肥，可通过开口根据植物不同生长时期对营养的需要，不断补充。同时，避免降低及灌溉水，大量从开口流入。

为处理大量秸秆，设计专门的有机营养供给单元13d，应用植物秸秆集中深坑发酵的方案处理。在如图2所示，植物秸秆26，分层堆放到深坑中，各层植物秸秆26之间，分层覆盖回填的种植土27，构成有机营养供给单元13d。在各生产区中，每间隔一定距离种植专门设计的行道树，作为隔离性绿篱植物。在林下种植牧草，两旁作为植物秸秆的集中堆放、分解区，同时作为辅助性饲料为牲畜利用，形成专门的草食动物的放牧生产区。

同时利用有机营养供给单元区，形成的植物秸秆集中堆放、发酵分解，分区、分时种植牧草，养殖食草动物、家禽、蚯蚓的功能区域，并设计隔着设施，控制家禽进入其他生产区域，影响其他生态位的农业生物生长。在植物种植块11上种植植物的同时，养殖蚯蚓，当生长在植物种植块11上的作物成熟收获后，将秸秆连同植物种植块放置到有机营养供给单元，为动物养殖提供隔离设施，动物生长提供营养供给；在供水结构单元上养殖鱼类及其他水生生物，利用在其他单元上养殖的蚯蚓、灯光诱虫为水生动物养殖供应营养，根据生态位理论，将植物种植、动物养殖控制在不同的生态位上，形成生物生长人工辅助自养、农业免耕法生产的新型生态农业的经营模式及配套设施，将生物生长控制在人类为生物所设定的生态位上，充分利用自然条件，实现农业生物自主式生产，人类对农业生产过程，仅进行辅助性干预的设施生态农业生产技术。