CN102823483A - 利用自然能的重楼种苗快速培育装置及其优化培育方法 - Google Patents

Abstract

一种植物种植技术领域的重楼种苗快速培育的方法，通过首先对重楼种子进行快速萌发处理，在重楼种子萌发后进入环境控制室进行室温环境的一级光照辅助壮苗期培育处理，在光照辅助壮苗期培育处理后至第一年倒苗前，在环境控制室内进行模拟户外环境的二级光照辅助快速培养处理。本发明以植物生长微环境控制技术为基础，结合无糖培养微繁殖技术手段，在育苗期为重楼种子提供适宜的光照、温度、湿度、二氧化碳、营养元素等环境因子的前提下，克服了重楼种子萌发周期长、种苗发育脆弱，植株移栽的成活率低、成苗周期长等问题。

Description

利用自然能的重楼种苗快速培育装置及其优化培育方法

技术领域

本发明涉及的是一种植物种植技术领域的装置和方法，具体是一种利用自然能的重楼种苗快速培育装置及其优化培育方法。

背景技术

重楼(PARIDISRHIZOMA)为百合科植物云南重楼Parispolyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.或七叶一枝花Paris polyphylla Smith var.chinesesis(Franch)Hara的干燥根茎。重楼是云南白药和中药配伍中的重要原料。由于长期基本依靠野生资源维持市场需求，重楼的自然资源已经极其稀缺，市场需求量却在逐年增加。但是重楼种子自然萌发周期长、萌发率低，种子萌发成苗需要2-3年，根茎生长缓慢，从出苗到采收入药需要4-6年时间，这一生物学特性又制约着人工种植的发展。

目前重楼育苗主法主要有根茎切段育苗和种子育苗两种方法。根茎切段育苗虽然育苗期短，但种苗成本较高，且增值率低；在重楼种子育苗中，由于重楼种子胚后熟的生理特性，虽然增值率高，但培育周期长，生长缓慢。种子出芽后到进入大田种植之前的阶段称为育苗期，受限于重楼的生物学特性，出芽的种苗生长非常缓慢，通常情况下培育成为根茎重量8-10克的生产用苗需要3-4年。

经过对现有技术的检索发现：中国专利文献号CN101248727，公开日20080827，记载了一种“人工三段栽培重楼的方法”，该技术包括一级种苗育苗、二级种苗育苗、商品重楼栽培及田间管理三部分，但该技术经过3年培育达成的一级种苗重量仅达到“根茎重量2克”，并且需要经一级种苗、二级种苗育苗两个阶段达成生产用种苗的培育，同时该技术的一级种苗、二级种苗各需3年培育期，完成育苗所需时间为6年，时间较长。

中国专利文献号CN101461327，公开日20090624，记载了一种“滇重楼快繁技术和炼苗、种植的方法”，该技术包括筛选优质单株体系、消毒、组培：炼苗是关系组培苗种植成活率高低的关键，利用微量元素进行滇重楼炼苗，使炼苗成活率达80％，从而确保种植成活率达80％；炼苗是将再生小苗先置于添加维生素及植物激素的培养基中培养后，再加入微量元素进行培养再移栽；种植方法是将经过炼苗的幼苗移栽在经消毒的配方土壤培养袋中，待新长出的顶芽长成叶片时，即可移栽野外并进行虫害防治，但该技术是重楼的植物组织培养方式成苗，为无性繁殖方式且增殖系数为5-6倍，一年内可培育3批组培苗，相对于常见的组培成苗的植物如非洲菊(增殖系数14，培养周期30天)培养效率低很多，因此，实际成苗数量取决于外植体的采集数量，而外植体的采集、脱毒却是一项成功率低、劳动强度大的工作，熟练工人每天可处理的外植体样品通常不超过100份，如需大规模生产，大批量的外植体原材料又成为种苗生产的限制性因素。即使上述制约因素不存在，并且采集得到的外植体完全消毒成功可用，每个工人每年按300天工作期计算，可形成的重楼种苗不超过9万株，按该技术所述炼苗成活率80％计，所得种苗不超过7.2万株。若计入外植体脱毒损耗50％，则每人每年种苗产量不超过3.6万株。

综上所述，现阶段急需一种切实可行的、低成本的重楼种苗快速培育技术。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种利用自然能的重楼种苗快速培育装置及其优化培育方法，以植物生长微环境控制技术为基础，结合无糖培养微繁殖技术手段，在育苗期为重楼种子提供适宜的光照、温度、湿度、二氧化碳、营养元素等环境因子的前提下，克服了重楼种子萌发周期长、种苗发育脆弱，植株移栽的成活率低、成苗周期长等问题。

本发明涉及一种利用自然能的重楼种苗快速培育装置，包括：自然能动力系统、自动化监测控制系统、营养液弥雾喷射系统、电场发生装置、定植装置和球状可调节式LED灯系统，其中：自然能动力系统输出电能至自动化监测控制系统，自动化监测控制系统的检测端设置于生长室内且电源输出端分别与营养液弥雾喷射系统、电场发生装置和球状可调节式LED灯系统相连，定植装置固定设置于生长室内正中，遮光材料设置于生长室外部。

所述的自然能动力系统包括：风力叶片、太阳能电池板以及依次串联的整流器、升压器、逆变器、控制器和蓄电池，其中：风力叶片和太阳能电池板的输出端分别与整流器的输入端相连，整流器和逆变器的控制端与控制器相连，逆变器的输出端与蓄电池相连，蓄电池输出端与逆变器相接，逆变器的输出端与自动化监测控制系统相接，根据为自动化监测控制系统提供交流电源或直流电源供给。由逆变器提供的电源至自动化监测控制系统。

所述的自动化监测控制系统包括：设置于生长室内作为检测端的温度监测仪、湿度监测仪、二氧化碳浓度监测仪、光照度监测仪以及与之相连接的中央控制器，其中：中央控制器的电源输入端与自然能动力系统相连，中央控制器根据检测端采集到的生长室内部温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息以及光照信息相应输出控制指令至营养液弥雾喷射系统、电场发生装置和球状可调节式LED灯系统。

所述的电场发生装置包括：金属丝网和电极发生器，其中：金属丝网设置于定植装置外部并与电极发生器相连，电极发生器的正负极输出端分别与作为上极板与下极板的两层金属丝网相接，电极发生器的电压调节控制端与自动化监测控制系统的输出端相连，电极发生器的电源通过自动化监测控制系统供给直流电源，电极发生器可将电压在正负极输出端进行调节，调节范围为：+10V/m～+100000V/m。

所述的定植装置为倒V字形结构的面板，该定植装置上密布用于植株培育的定植接口及L字形通道，其中：定植接口为竖直设置，贯穿式L字形通道的两端分别与定植接口以及面板的内侧相连。

所述的球状可调节式LED灯系统设置于生长室的顶部并与自动化监测控制系统相连，该球状可调节式LED灯系统为表面上密布LED灯的圆形球状体结构，LED灯采用红色、蓝色、日光三种灯源，并根据重楼种苗生长所需的红色、蓝色、日光光源比例，通过自动化监测控制系统的控制指令实现对开启的灯源数量及光色的调节。

本发明涉及上述系统的优化培育方法，包括以下步骤：

步骤一、种子快速萌发处理：将预处理后的去皮重楼种子与沙粒混合后在恒温环境下萌发，萌发过程中需电场环境配合。

所述的预处理是指：将采收到的重楼种子去壳后置于清水中浸泡8-12小时后经搓洗分离为种皮、果肉和种子，静置倾去上层悬浮种皮和果肉部分即获得去皮重楼种子。

所述的沙粒是指：建筑用中砂，细度模数为3.0-2.3，平均粒径为0.5-0.35mm，其用量为去皮重楼种子与细沙按质量比1∶4-1∶5。

所述的混合是指：将去皮重楼种子与细沙并加水拌匀后在重楼种子顶部覆盖4-6cm恒温储藏层，加水程度为握紧后无水滴。

所述的恒温环境下萌发是指：在定植装置内，通过自动化监测控制系统控制实现20-22℃环境下储藏60-90天。

所述的电场环境是指：通过金属丝网实现正空间电场强度为0～100000V/m，在电场作用下，使种子内的自由基含量增加，从而使生物膜的透性增加，酶的活性增强，进面使种子提早萌发、生长加快，并导致后期产质量的提高。

步骤二、在重楼种子萌发后进入在定植装置内，通过自动化监测控制系统控制进行室温环境的一级光照组合、二氧化碳协同壮苗期培育处理；

所述的室温环境是指：20-25℃环境下湿度为65-95％；

所述的环境控制室营养供给为氮磷钾元素比例按N∶P∶K＝1∶1∶1。

所述的协同壮苗期培育处理是指：在一级光照组合条件下配合加入二氧化碳浓度800-1000ppm协同处理，培育周期为60天。

所述的光照是指：总光强1000-1200Lux，光期8小时/天的日光、LED红光以及LED蓝光的组合照射，以满足重楼种苗在壮苗期的光饱和点的光照需求；

所述的组合照射是指：各部分光强比例为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶5∶4，单位Lux；

步骤三、在光照、二氧化碳协同壮苗期培育处理后至第一年倒苗前，在自动化监测控制系统内，通过光照度监测仪及二氧化碳浓度监测仪数据配比控制进行模拟户外环境的二级光照组合、二氧化碳协同快速培养处理；

所述的模拟户外环境是指：10-30℃环境下湿度为40-90％；

所述的环境控制室营养供给为氮磷钾元素比例按N∶P∶K＝3∶2∶2。

所述的协同快速培养处理是指：在二级光照组合条件下配合加入二氧化碳浓度1300-1500协同处理，培养周期为10-16个月。

所述的二级光照辅助是指：总光强1800-2000Lux，光期10小时/天的日光、LED红光以及LED蓝光的组合照射，以满足重楼种苗在壮苗期的光补偿点的光照需求；

所述的组合照射是指：各部分光强比例为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶4∶5，单位Lux；

上述LED红光的波长为640-660nm，LED蓝光的波长为430-450nm。

本发明通过温度、湿度、培养基质的调节，使重楼种子完成胚后熟过程并快速萌发出芽，再通过光照、温度、湿度、环境二氧化碳浓度、营养元素供给等环境因子的合理调配，提高重楼种苗培育期的成活率，缩短重楼种苗成苗周期。

本发明较现有技术有明显改进，本发明首次使用球状可调节式LED灯系统配合倒“V”形定植装置使用，可模拟昼夜光强变化，可适应“喜阴”植物培育，同时应用电场发生装置模拟自然界电场效应，从而可有效提高植物自然环境适应力及成活率。另外，由于采用了倒“V”形定植装置，避免了植株发生“根涝”情况，使植株根部具有良好的透水性，克服了植株培育过程中培育基质积水、板结而造成的烂根及病虫害问题。

另外，本发明通过改进种子催芽温度、营养元素配比、人工光源的应用以及培养中二氧化碳作为辅助碳源等操作手段，实现对种子进行的有性繁殖方式，12-18个月培养一次成苗，根茎鲜重可达8-10克。

同时，本发明简化了重楼种子诱导萌发的步骤，提高了重楼种子萌发率和成活率，大大缩短了重楼种苗生产周期，减少了种苗生产成本，为滇重楼资源的再生、确保重楼中药材的市场供应、满足制药企业对重楼原料需求、实现资源的再生和持续利用提供了有效的方法。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为定植装置示意图；

图中：(a)为侧视图；(b)为剖视图；(c)为立体图；

图3为实施例应用示意图；

图4为图3局部放大示意图；

图5为电极发生器示意图；

图中：自然能动力系统1、自动化监测控制系统2、营养液弥雾喷射系统3、电场发生装置4、定植装置5、球状可调节式LED灯系统6、生长室7、遮光材料8、风力叶片9、太阳能电池板10、整流器11、升压器12、逆变器13、控制器14、蓄电池15、中央控制器16、温度监测仪17a、湿度监测仪17b、二氧化碳浓度监测仪17c、光照度监测仪17d、金属丝网18、电极发生器19、定植接口20、L字形通道21、上极板a与下极板b。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，为本实施例所采用的利用自然能的重楼种苗快速培育装置，包括：自然能动力系统1、自动化监测控制系统2、营养液弥雾喷射系统3、电场发生装置4、定植装置5和球状可调节式LED灯系统6，其中：自然能动力系统1输出电能至自动化监测控制系统2，自动化监测控制系统2的检测端设置于生长室7内且电源输出端分别与营养液弥雾喷射系统3、电场发生装置4和球状可调节式LED灯系统6相连，定植装置5固定设置于生长室7内正中，遮光材料8设置于生长室7外部。

由于重楼的生长环境为海拔500～3000米左右，滇重楼一般在滇中、滇东和滇东北、滇西和滇西北地区较为适宜，交通不便，为地域偏远的林下生长。而本实施例在运行过程中主要能源为电能，因此本装置的自然能动力系统1以自然能为动力(包括风能和太阳能)产生电能，所述的自然能动力系统1包括：风力叶片9、太阳能电池板10以及依次串联的整流器11、升压器12、逆变器13、控制器14和蓄电池15，其中：风力叶片9和太阳能电池板10的输出端分别与整流器11的输入端相连，整流器11和逆变器13的控制端与控制器14相连，逆变器13的输出端与蓄电池15相连，蓄电池15输出直流电源至自动化监测控制系统2，风力叶片9的转速检测端与控制器14相连。该系统通过控制器14定时检测风力叶片9的转速，在风速1.5～2m/s时通过启动整流器11开关切换至风力叶片9进行发电，当风速超出或不到前述范围时则以太阳能电池板10作为电能获取系统，将日间电能储存于蓄电池15中，具有投资省、节省能源、环保、使用时间长等优点；更重要的是由于本实施例操作简单、管理方便，所以本实施例适合云南广大山区重楼种植户等分散地区使用。

所述的自动化监测控制系统2包括：设置于生长室7内作为检测端的温度监测仪17a、湿度监测仪17b、二氧化碳浓度监测仪17c、光照度监测仪17d以及与之相连接的中央控制器16，其中：中央控制器16的电源输入端与自然能动力系统1相连，中央控制器16根据检测端采集到的生长室7内部温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息以及光照信息相应输出控制指令至营养液弥雾喷射系统3、电场发生装置4和球状可调节式LED灯系统6。

所述的电场发生装置4包括：金属丝网18和电极发生器19，其中：金属丝网18设置于定植装置5外部并与电极发生器19相连，电极发生器19的正负极输出端分别与作为上极板a与下极板b的两层金属丝网相接，电极发生器19的电压调节控制端与自动化监测控制系统2的输出端相连，电极发生器19的电源通过自动化监测控制系统2供给电源。

如图5所示，所述的电极发生器19包括：调节电路、控制台和依次连接的整流电路、滤波电路、多谐振电路、高频变压器、倍压整流电路以及高压电源(输出)，其中：调节电路分别与多谐振电路和倍压整流电路的控制端相连并输出升压控制指令，控制台连接于高压电源和上极板a之间并与自动化监测控制系统2的输出端相连，整流电路的输入端与自动化监测控制系统2相连。

通过电场发生装置4产生正向空间电场，能够有效加快植物对二氧化碳的吸收和转化，提高重楼种苗的光合作用效率，对重楼种苗的生长起到促进作用。同时，应用电场发生装置4生产的正向空间电场与足量的二氧化碳浓度相结合，可大幅提高重楼种苗的生长速度。电场与二氧化碳浓度之间的配比关系，由自动化监测控制系统2实现。

重楼种苗培育过程中的二氧化碳浓度与电场强度配比关系

由于电极发生器19的电压调节控制端与自动化监测控制系统2的输出端相连，当自动化监测控制系统2的二氧化碳浓度监测仪17c根据二氧化碳浓度数据反馈信息，对电极发生器19的电压进行调节，以实现正向空间电场强度的变化。

所述的遮光材料8采用轻便、硬质的不透明材料制成，形成与外界环境相对封闭式空间结构，以便各系统部件实施环境因子调控操作。

所述的定植装置5为倒V字形结构的面板，该定植装置5上密布用于植株培育的定植接口20及L字形通道21，其中：定植接口20为竖直设置，贯穿式L字形通道21的两端分别与定植接口20以及面板的内侧相连。

所述的定植接口20内铺设有pH6.0-7.0的泥炭或按以下比例，泥炭∶蛭石∶珍珠岩＝2∶1∶1的混合培养基。通过将重楼种苗定植于面板上的L字形通道21内，可保持重楼种苗根部具有良好的透水性，克服了重楼种苗传统种植过程中由于土壤易积水、板结而造成的烂根及病虫害问题。

因重楼为多年生浅根作物，生长缓慢，根系少但较长，根部生长忌积水。所述的营养液弥雾喷射系统3设置于定植装置5的面板内侧底部并与自动化监测控制系统2相连，根据湿度监测仪提供的实时监测数据，对重楼根部实施营养液弥雾喷射。当湿度监测仪检测到根部湿度低于95％时，自动化监测控制系统2会启动营养液弥雾喷射系统3对重楼根部实施营养液弥雾喷射；营养液弥雾喷射时间取决于湿度监测仪的湿度反馈数据，当湿度监测仪检测到根部湿度达到100％的时，自动化监测控制系统2会停止营养液弥雾喷射系统3对重楼根部的营养液弥雾喷射。该系统可为重楼种苗生长提供最为适宜的根部湿度环境，这是决定重楼种苗能否正常生长的关键性因素。

所述的球状可调节式LED灯系统6设置于生长室7的顶部并与自动化监测控制系统2相连，该球状可调节式LED灯系统6为表面上密布LED灯的圆形球状体结构，LED灯采用红色、蓝色、日光三种灯源，并根据重楼种苗生长所需的红色、蓝色、日光光源比例，通过自动化监测控制系统2的控制指令实现对开启的灯源数量及光色的调节。

本装置通过以下方式实现重楼优化培育：

第一步、种子快速萌发

实施例1.1

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控4℃30d-20℃30d交替层积处理，105天尚未开始萌发，120天时出芽率63.7％，135天时出芽率78.2％。

实施例1.2

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控9-12℃保温储藏，45天尚未开始萌发，60天时出芽率11.4％，75天时出芽率35.1％，90天时出芽率48.6％，105天时出芽率50.3％，120天时出芽率50.7％，135天时出芽率50.8％。

实施例1.3

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控15-18℃保温储藏，45天尚未开始萌发，60天时出芽率33.7％，75天时出芽率62.5％，90天时出芽率72.1％，105天时出芽率74.6％，120天时出芽率76.3％，135天时出芽率76.4％。

实施例1.4

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控25-27℃保温储藏，45天尚未开始萌发，60天时出芽率13.8％，75天时出芽率39.6％，90天时出芽率53.2％，105天时出芽率55.4％，120天时出芽率57.1％，135天时出芽率57.7％。

第二步、重楼种苗壮苗期培养

实施例2.1

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光灯，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高3.7cm，叶面积1.21cm2，全株总干重0.023g，成活率83.5％。

实施例2.2

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为红光LED，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高3.2cm，叶面积1.18cm2，全株总干重0.022g，成活率78.1％。

实施例2.3

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为蓝光LED，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高2.6cm，叶面积1.12cm2，全株总干重0.018g，成活率62.3％。

实施例2.4

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高4.5cm，叶面积1.41cm2，全株总干重0.029g，成活率84.2％。

实施例2.5

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝2∶9∶9，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高6.8cm，叶面积1.85cm2，全株总干重0.035g，成活率93.8％。

实施例2.6

出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝8∶1∶1，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度850ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，培养期50d，株高3.8cm，叶面积1.19cm2，全株总干重0.025g，成活率83.3％。

第三步、重楼种苗快速培养期培养

实施例3.1

经过壮苗期的株高为2.6cm、叶面积为1.12cm2、全株总干重为0.018g的重楼种苗继续培养，光质为日光灯，光强2500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度2500ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重2.23g，成活率94.5％。

实施例3.2

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光灯，光强2000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度1500ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重2.53g，成活率95.5％。

实施例3.3

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光灯，光强2500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度3000ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重2.99g，成活率94.3％。

实施例3.4

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光灯，光强3500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度3000ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重2.58g，成活率94.6％。

实施例3.5

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强1500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度2500ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重8.12g，成活率94.2％。

实施例3.6

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强2500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度2500ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重9.31g，成活率94.5％。

实施例3.7

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强3500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度2500ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重8.35g，成活率94.6％。

实施例3.8

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强2500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度1000ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重4.59g，成活率93.2％。

实施例3.9

经过壮苗期的株高为6.8cm、叶面积为1.85cm2、全株总干重为0.035g的重楼种苗继续培养，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶1∶1，光强2500Lux，光周期8h，二氧化碳浓度3000ppm，温度20℃，相对湿度70-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，培养期300d，重楼根鲜重9.2g，成活率94.2％。

综合培养技术对比：

实施例4

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控15-18℃保温储藏90天。

3)壮苗培养：出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶5∶4，光强1000Lux，光周期8h，二氧化碳浓度1000ppm，温度10～30℃，相对湿度65-95％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，电场强度+50000v/m，培养期50d。

4)快速培养：光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶4∶5，光强2000Lux，光周期10h，二氧化碳浓度1500ppm，温度10～30℃，相对湿度40-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，电场强度+50000v/m，培养期300d，重楼根鲜重9.31g，成活率70.7％。

实施例5

1)种子去皮：取带壳重楼种子10公斤，去壳，盛入50L容器中加3倍水浸泡10小时，人工搓洗，使红色种皮、果肉和种子分离，然后将混合液静置15分钟，倾去上层悬浮种皮和果肉部分，沉淀在容器底部的白色或淡黄色种子洗净室温15-20℃下阴干。

2)催芽：取阴干得到的种子1公斤与4公斤细沙拌匀，加水至握紧后无水滴的程度，置入植物微环境控制室中，调整温控25-27℃保温储藏90天。

3)壮苗培养：出芽种子移栽进入人工气候室苗床，按间距2cm密植，光质为日光∶LED红光∶LED蓝光＝9∶1∶1，光强1000Lux，光周期10h，二氧化碳浓度2000ppm，温度25℃，相对湿度65-95％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝1∶1∶1，电场强度+80000v/m，培养期50d。

4)快速培养：光质为日光，光强2000Lux，光周期12h，二氧化碳浓度3000ppm，温度25℃，相对湿度40-90％，营养元素氮磷钾比例按N∶P∶K＝3∶2∶2，电场强度+80000v/m，培养期300d，重楼根鲜重3.72g，成活率45.1％。

通过上述实施方式进一步验证，在有性繁殖技术下，本实施例实施后，按每株成年重楼可产种子平均130粒、15个月70.7％成苗率计算，每株重楼每15个月可育苗90株以上，密植度20000株/亩的重楼母本育苗地每亩每年可提供种苗144万株，达产千万株种苗供应量的生产规模仅需7亩母本育苗地即可，操作简单，管理粗放，生产效率极高。

Claims (10)

1.一种利用自然能的重楼种苗快速培育装置，其特征在于，包括：自然能动力系统、自动化监测控制系统、营养液弥雾喷射系统、电场发生装置、定植装置和球状可调节式LED灯系统，其中：自然能动力系统输出电能至自动化监测控制系统，自动化监测控制系统的检测端设置于生长室内且电源输出端分别与营养液弥雾喷射系统、电场发生装置和球状可调节式LED灯系统相连，定植装置固定设置于生长室内正中，遮光材料设置于生长室外部；

所述的电场发生装置包括：金属丝网和电极发生器，其中：金属丝网设置于定植装置外部并与电极发生器相连，电极发生器的正负极输出端分别与作为上极板与下极板的两层金属丝网相接，电极发生器的电压调节控制端与自动化监测控制系统的输出端相连，电极发生器的电源通过自动化监测控制系统供给直流电源；

所述的球状可调节式LED灯系统设置于生长室的顶部并与自动化监测控制系统相连，该球状可调节式LED灯系统为表面上密布LED灯的圆形球状体结构，LED灯采用红色、蓝色、日光三种灯源，并根据重楼种苗生长所需的红色、蓝色、日光光源比例，通过自动化监测控制系统的控制指令实现对开启的灯源数量及光色的调节。

2.根据权利要求1所述的利用自然能的重楼种苗快速培育装置，其特征是，所述的自然能动力系统包括：风力叶片、太阳能电池板以及依次串联的整流器、升压器、逆变器、控制器和蓄电池，其中：风力叶片和太阳能电池板的输出端分别与整流器的输入端相连，整流器和逆变器的控制端与控制器相连，逆变器的输出端与蓄电池相连，蓄电池输出直流电源至自动化监测控制系统，风力叶片的转速检测端与控制器相连。

3.根据权利要求1所述的利用自然能的重楼种苗快速培育装置，其特征是，所述的自动化监测控制系统包括：设置于生长室内作为检测端的温度监测仪、湿度监测仪、二氧化碳浓度监测仪、光照度监测仪以及与之相连接的中央控制器，其中：中央控制器的电源输入端与自然能动力系统相连，中央控制器根据检测端采集到的生长室内部温度信息、湿度信息、二氧化碳浓度信息以及光照信息相应输出控制指令至营养液弥雾喷射系统、电场发生装置和球状可调节式LED灯系统。

4.根据权利要求1所述的利用自然能的重楼种苗快速培育装置，其特征是，所述的定植装置为倒V字形结构的面板，该定植装置上密布用于植株培育的定植接口及L字形通道，其中：定植接口为竖直设置，贯穿式L字形通道的两端分别与定植接口以及面板的内侧相连。

5.根据权利要求1所述的利用自然能的重楼种苗快速培育装置，其特征是，所述的电极发生器包括：调节电路、控制台和依次连接的整流电路、滤波电路、多谐振电路、高频变压器、倍压整流电路以及高压电源，其中：调节电路分别与多谐振电路和倍压整流电路的控制端相连并输出升压控制指令，控制台连接于高压电源和上极板之间并与自动化监测控制系统的输出端相连，整流电路的输入端与自动化监测控制系统相连。

6.一种上述任一权利要求所述装置的优化培育方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、种子快速萌发处理：将预处理后的去皮重楼种子与沙粒混合后在恒温环境下萌发，萌发过程中需电场环境配合；

所述的电场环境是指：通过金属丝网实现正空间电场强度为0～100000V/m；

步骤二、在重楼种子萌发后进入在定植装置内，通过自动化监测控制系统控制进行室温环境的一级光照组合、二氧化碳协同壮苗期培育处理；

所述的光照是指：总光强1000-1200Lux，光期8小时/天的日光、LED红光以及LED蓝光的组合照射，以满足重楼种苗在壮苗期的光饱和点的光照需求；

所述的组合照射是指：各部分光强比例为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶5∶4，单位Lux；

步骤三、在光照、二氧化碳协同壮苗期培育处理后至第一年倒苗前，在自动化监测控制系统内，通过光照度监测仪及二氧化碳浓度监测仪数据配比控制进行模拟户外环境的二级光照组合、二氧化碳协同快速培养处理；

所述的二级光照辅助是指：总光强1800-2000Lux，光期10小时/天的日光、LED红光以及LED蓝光的组合照射，以满足重楼种苗在壮苗期的光补偿点的光照需求；

所述的组合照射是指：各部分光强比例为日光∶LED红光∶LED蓝光＝1∶4∶5，单位Lux；

上述LED红光的波长为640-660nm，LED蓝光的波长为430-450nm。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述的预处理是指：将采收到的重楼种子去壳后置于清水中浸泡8-12小时后经搓洗分离为种皮、果肉和种子，静置倾去上层悬浮种皮和果肉部分即获得去皮重楼种子。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述的沙粒是指：建筑用中砂，细度模数为3.0-2.3，平均粒径为0.5-0.35mm，其用量为去皮重楼种子与细沙按质量比1∶4-1∶5；所述的混合是指：将去皮重楼种子与细沙并加水拌匀后在重楼种子顶部覆盖4-6cm恒温储藏层，加水程度为握紧后无水滴。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述的恒温环境下萌发是指：在定植装置内，通过自动化监测控制系统控制实现20-22℃环境下储藏60-90天；

所述的室温环境是指：20-25℃环境下湿度为65-95％；

所述的模拟户外环境是指：10-30℃环境下湿度为40-90％。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述的环境控制室营养供给为氮磷钾元素比例按N∶P∶K＝1∶1∶1；所述的协同壮苗期培育处理是指：在一级光照组合条件下配合加入二氧化碳浓度800-1000ppm协同处理，培育周期为60天；

所述的环境控制室营养供给为氮磷钾元素比例按N∶P∶K＝3∶2∶2；所述的协同快速培养处理是指：在二级光照组合条件下配合加入二氧化碳浓度1300-1500协同处理，培养周期为10-16个月。

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