CN101743866A

CN101743866A - 植物培养箱

Info

Publication number: CN101743866A
Application number: CN200910213900A
Authority: CN
Inventors: 刘光辉; 刘威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-06-23

Abstract

一种植物培养箱，所述的植物培养箱设置有植物培养系统、环境调节系统、控制系统，所述的植物培养系统包括用于培养植物的箱体；所述的控制系统中设有植物培养程序数据库，所述的植物培养程序数据库预设有植物适宜生长的各阶段的环境参数，控制系统根据植物培养程序数据库的环境参数设定环境调节系统。本发明植物培养箱适用性广，适用于各类植物，方便用户操作。

Description

植物培养箱

技术领域

本发明涉及一种人工培养植物的设备，特别涉及一种植物培养箱。

背景技术

目前在植物的人工培养领域中，国内外的产品仍处在对气候的模拟上，如光照培养箱，人工气候箱，种子培育箱，种子老化箱等，这些都是作为研究用的专用设备，其温度、湿度、光照、CO₂等环境参数都要通过专业技术人员进行设置。由于在植物的生长过程中对环境参数的依赖是不同的，所以在整个生长过程中都要人工干预，造成其设备难以推广普及。

中国发明专利ZL200610076205.3做了一些改进，公开了一种密闭式完全利用人工光的环境控制型植物工厂，包括围护结构、空气循环系统、温度调节系统、湿度调节系统、CO₂供给系统、光源供给系统，还包括基于嵌入式网络技术的控制系统和自动计电系统；该系统是密闭隔热不透光的，并且完全采用人工光源；通过控制系统，对系统内的温度、湿度、CO₂浓度、光照、风向、风速等环境因子进行网络化监测和控制，将空气洁净与环境控制相结合，为植物生产提供清洁的、最适的生长环境。但该发明对设备的要求高，仅适合大规模的植物种植，对于用户的小规模种植，其成本太高；且该植物工厂在使用时仍需专业技术人员进行实时监控。

因此，需要发明一种适用性广的多功能植物培养箱以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用性广的多功能植物培养箱。

本发明的目的可以通过以下技术措施实现：一种植物培养箱，所述的植物培养箱设置有植物培养系统、环境调节系统、控制系统，所述的植物培养系统包括用于培养植物的箱体；所述的控制系统中设有植物培养程序数据库，所述的植物培养程序数据库预设有植物适宜生长的各阶段的环境参数，控制系统根据植物培养程序数据库的环境参数设定环境调节系统。

作为本发明优选实施方式，所述的环境调节系统包括光照设备、温度控制设备、湿度控制设备、气候模拟设备、灌溉设备、施肥设备。作为本发明的更优选实施方式，所述的气候模拟设备包括二氧化碳浓度控制装置。

作为本发明优选实施方式，所述的控制系统包括监测探头、摄像头、远程控制设备。

作为本发明的优选实施方式，所述的植物培养箱还设置有网络服务系统。

本发明植物培养箱，以控制系统为核心，以各种植物的生长过程控制程序为主体，使智能化植物培养箱在具备加热、加湿、光照、制冷等功能的基础上，通过存储在控制系统中植物培养程序数据库的各种植物的栽培生长过程参数控制程序，由植物培养系统和环境调节系统模拟出合适的植物生长环境，用户只需在服务菜单中选择需要种植的植物，将相应种子的培养基放入本发明植物培养箱里，按下键就可以了。植物的栽培生长所需的温度、湿度、光照、CO₂等均由控制系统控制，无需人为干预。同时，用户可通过远程控制设备进行远程监控，通过网络服务系统得到技术支持。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明植物培养箱的工作原理示意图。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。

实施例1

本发明的一种植物培养箱，所述的植物培养箱设置有植物培养系统、环境调节系统、控制系统、植物培养程序数据库和网络服务系统；所述的植物培养系统包括用于培养植物的箱体；所述的环境调节系统包括光照设备、温度控制设备、湿度控制设备、气候模拟设备、灌溉设备、施肥设备，所述的气候模拟设备包括二氧化碳浓度控制装置等；所述的控制系统包括监测探头、摄像头、远程控制设备；所述的控制系统采集所述的植物培养箱的实时数据，与控制系统的设定值进行比较，根据比较结果做出反馈，再调整环境调节系统。

本发明植物培养箱，能够在培养箱中对人工模拟气候中的温度、湿度、光照、CO₂的集中协调控制，允许用户对各种参数进行设置，对程序控制步骤进行设置的植物培养箱；

植物培养程序数据库可以将现有技术中各类植物(包括蔬菜、瓜果、花卉及各种苗木等)的生长环境数据收集其中，作为植物的栽培生长过程控制程序的标准值。

如图1所示，本发明还可以根据植物培养程序数据库及相应的信息处理系统，架设“用户--种植箱终端--远程网络服务”三者间的网络，使之成为一个完整的智能化植物种植箱功能体系，实现用户可远程下载植物生长控制程序及其他箱体功能模块，对种植箱控制管理系统进行维护升级。

实施例2采用实施例1中的植物培养箱进行白菜种植培养。

一、

大白菜的生长发育过程分为营养生长和生殖生长两个阶段。营养生长阶段又可分为以下几个时期：

1)发芽期：从种子萌动发芽到出土、真叶显露为发芽期。在适宜的温度和土壤水分条件下约需3-5天。

2)幼苗期：从真叶显露到5-8片叶展开，形成第一个叶环。早熟品种幼苗期发生5片叶，约需12-15天。晚熟品种幼苗期发生8片叶，约需17-18天。

3)莲座期：幼苗期结束后再发生两个叶环形成莲座。植株中心发生的幼小心叶开始抱合，即为莲座期结束的特征。这一时期早熟品种约经过20-21天，晚熟品种约27-28天。

4)结球期：从心叶开始抱合到叶球形成。早熟品种约需25-30天，晚熟品种约需50天左右。

5)休眠期：叶球因气候转冷被迫进入休眠。在广东等冬季较温暖的地区没有休眠期。

大白菜喜欢温和冷凉的气候条件，生长适温在10-22摄氏度的范围内，高于25摄氏度时生长不良，高于30摄氏度时则不能适应。10摄氏度以下生长缓慢，5摄氏度以下生长停顿，能耐轻霜，不耐严霜。大白菜生长期要求有充足的光照条件，以利进行光合作用，积累较多的物质，促进结球。因为大白菜叶数多而叶面积大，且叶面角质层很薄，水分蒸腾量很大，所以生长期应保证有充足的水分供应。幼苗期需水较少，但根系不发达，吸水能力弱，应以保持土壤湿润为宜。莲座期叶面积迅速扩大，需水量大大增加，应及时补充水分。结球期是需水量最多的时期，必须保证土壤有充足的水分，但结球后期要节制用水，以利叶球贮藏。大白菜以营养器官为产品，单位面积产量很大，对土壤养分的要求也很高。吸收营养元素以氮、钾、磷为主，前期需氮较多，结球后需钾量大。每生产1000公斤大白菜大约需要吸收纯氮1.5-2.5公斤，纯磷0.7-0.9公斤，纯钾2-3.5公斤。幼苗期至莲座期约占总吸肥量的10-20％，结球期约占总吸肥量的80-90％。

二、

1、温度：大白菜属半耐寒性蔬菜，喜温和冷凉的气候，不耐炎热和严寒。生长适温为10℃～22℃，高于25℃生长不良，高于30℃则叶球较难形成；10℃以下生长缓慢，5℃以下生长停止。不同生育期对温度的要求不同。种子发芽的最适宜温度为20℃～25℃，温度过低则出苗慢而不整齐，温度过高则苗弱。幼苗期生长适温为22℃～25℃，如果气候炎热，则幼苗生长不良，特别在高温干旱的情况下，根系发育不良，也容易发生病毒病。莲座期要求日平均温度为17℃～20℃。若温度偏低，则生长慢，影响叶球生长；而温度偏高，则莲座叶生长过盛，结球延迟。结球期以日平均温度12℃～22℃较为适宜。另外，在生长期间(特别是叶球形成期)要求有一定的昼夜温差，以利于养分积累和改善品质。

2、光照：光照充足是大白菜获得高产的重要条件。在大白菜生长期间，如果光照太弱，使叶片呈直立生长态势(幼苗期和莲座期)，南方春季栽培大白菜季节，阴雨天较多，光照度较弱，在管理上应予注意；若光照度太强，则促使外叶平展生长，不利于叶球形成，所以在夏季栽培大白菜时，需要用遮阳网遮荫。适宜的光照度能加强光合作用，增加营养物质的制造，植株生长良好，产量高，品质佳。

3、水分：大白菜本身含水量高达95％，叶片薄，叶面积大，蒸发量亦大，根系浅，吸水能力不强，所以大白菜生长期间应供应较多的水分才能满足生长的需要。种子发芽期和幼苗期应保持土壤湿润；莲座期随着叶数的增加以及叶片的增大，需水量也大大增加，应不断补充水分；结球期是大白菜需水最多的时期，应确保土壤有充足的水分供应，但到了结球后期应适当控制水分，以免诱发病害，并有利于产品的贮藏和运输。大白菜生长期间要求空气相对湿度为70％～80％，湿度大易诱发病害。

4、营养及土壤：大白菜对土壤适应性较强，但以肥沃、疏松、保水、保肥、透气性良好的砂壤、壤土及轻粘土为适宜，且不宜与十字花科蔬菜连作。大白菜生长期长，产量高，吸收的养分也多。对氮、磷、钾、钙的要求较高，整个生长期氮素是主要的，但进入结球期后，钾占主导地位。同时，生长期间，特别是结球期若土壤缺钙或过于干旱，则容易出现“干烧心”。

三、

现有夜间补光光强与光周期对部分芸薹种蔬菜抽薹开花影响的研究资料表明，补光处理明显好于不补光处理，在补光光强290μmol/(m²·s)以内，光强越强，大白菜显蕾、抽薹、开花越早。加强光照强度不仅促进大白菜的生殖生长，还促进营养生长，一定量的营养生长对加速大白菜植株抽薹开花也有促进作用。光周期超过16h，抽薹开花期则明显提早，以24h效果最佳。不同材料表现出较大差异，抽薹越晚或对光周期敏感的材料，长日照对抽薹的促进作用效果越明显。强补光及24h光周期更适宜于材料的快速加代繁殖。而对于抽薹评价而言，以补光光强108～144μmol/(m²·s)、光周期16h为宜，此光强采用普通日光灯管即可满足。

四、

在自然界空气中的二氧化碳的浓度一般是320ppm，通常认为，大多数蔬菜作物的二氧化碳饱和点是1000-1600ppm。在饱和点以下时，植株的光合速率随着二氧化碳浓度的增大而提高，不仅有利于提高产量和早熟性，而且使品质也得到改善。但是在一些施用有机肥少、土壤有机质含量低的棚室，或在作物产量的高峰期，二氧化碳的浓度还不能满足蔬菜生长的需要，因此，为了增加产量，改善品质，二氧化碳施肥是非常必要的。

根据上述的早熟大白菜生长规律，在实施例1植物种植箱的控制系统的植物培养程序数据库中设定如下程序：

生长时间(天)	温度(℃)	湿度(％)	光照时间(小时)	灌溉(升/天·米²)	CO₂浓度(ppm)
生长时间(天)	温度(℃)	湿度(％)	光照时间(小时)	灌溉(升/天·米²)	CO₂浓度(ppm)	第1～4天	23	60	16	0.1	320
第5～18天	24	70	16	1	800	第1～4天	23	60	16	0.1	320
第5～18天	24	70	16	1	800	第19～38天	18	80	16	3	1500
第39～66天	12-19	70	16	5	1500	第19～38天	18	80	16	3	1500

用户只须将早熟大白菜的种子放入实施例1植物种植箱中适宜的土壤，启动植物种植箱，则植物种植箱的控制系统会根据预设的上述培养程序控制植物培养系统和环境调节系统，使之适应早熟大白菜的生长。

本领域技术人员根据本发明说明书和现有技术，能够理解本实施例植物培养箱的植物培养程序是如何实现早熟大白菜的生长，而且能够理解，本发明的植物培养箱不仅可以用于各种植物的培养，也能够用于植物愈伤组织等的组织培养。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种植物培养箱，所述的植物培养箱设置有植物培养系统、环境调节系统、控制系统，所述的植物培养系统包括用于培养植物的箱体；其特征在于：所述的控制系统中设有植物培养程序数据库，所述的植物培养程序数据库预设有植物适宜生长的各阶段的环境参数，控制系统根据植物培养程序数据库的环境参数设定环境调节系统。

2.根据权利要求1所述的植物培养箱，其特征在于：所述的环境调节系统包括光照设备、温度控制设备、湿度控制设备、气候模拟设备、灌溉设备、施肥设备。

3.根据权利要求2所述的植物培养箱，其特征在于：所述的气候模拟设备包括二氧化碳浓度控制装置。

4.根据权利要求1所述的植物培养箱，其特征在于：所述的控制系统包括监测探头、摄像头、远程控制设备。

5.根据权利要求1所述的植物培养箱，其特征在于：所述的植物培养箱还设置有网络服务系统。