CN104255332B - 一种兰科植物育苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种兰科植物育苗装置，其包括支架以及安装在支架上的盛水槽，在盛水槽底部设置有支撑管，支撑管顶部设置有育苗盘，在育苗盘的底部加工有透水孔与渗水孔，在透水孔上设置有底部与虹吸管连接的过滤网，虹吸管的下端延伸至盛水槽内，其呈倒置漏斗状并且长度按照分布高度不同分为2～5级，长度满足公式L＝λrga/V；本发明利用虹吸原理将盛水槽内的水引入育苗盘内，使营养与水分能够从育苗盘的底部浸润，满足兰科植物在不同生长阶段的不同需水量，合理控制育苗盘内水量，高效利用水分与营养，提高兰科植物的成活率，有效解决了兰科植物培育难度大，成活率低的问题，适于大规模的兰科植物培育基地应用。

Description

一种兰科植物育苗装置

技术领域

本发明涉及一种适用于兰科植物的育苗装置。

背景技术

兰科植物是广布于全球的一个大科，包括许多著名的珍贵花卉及药用植物(如蕙兰、天麻、白及、铁皮石斛等)，鉴于其独特的观赏价值和极高的药用价值，长期以来一直受到了人们的高度关注。

自然条件下，兰科种子极小，仅具有未分化的胚，不能提供植物萌发所需要的营养，所以人工栽培较为困难。近年来，兰科植物野生资源骤减，在生产上主要利用组织培养技术完成对试管苗大量、快速的繁殖。但是组织培养具有环境要求高、前期萌发时间长、变异率高的特点，因此运用该科植物的自然属性，设计出一种适合其萌发的特殊装置是很有必要的。

兰科植物果荚内存有大量种子，每个果荚中有种子5～10万粒，其中具有活力的种子具有3万粒以上，因此通过种子直播方式可以降低生产成本。

目前兰科植物铁皮石斛、白及通过将种子在自然条件下直播已获得成功，该技术通过前期对育苗环境进行改进及人为控制，可以满足成功育苗的需要。在生产上通过挖育苗池、垫铺基质来播种，但是兰科种子仅具有胚、极少含有未分化的胚乳。因此前期在其吸胀萌发过程中，水分成为其是否萌发的关键条件(兰科种子一般在浸水条件下，21天后即可出芽)。后续生产上主要通过控制水分即可控制种苗成长，一般分为吸涨萌发阶段(第一阶段)，出芽生长阶段(第二阶段)及营养生殖阶段(第三阶段)。而产上主要是通过对育苗池人工浇水及排水的方式进行控制水分，具有延时、不精确的弊端，因此针对兰科植物的自然属性及萌发条件，设计一种针对其的育苗装置是很有必要的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能够合理控制水位、便于移动、成活率高、育苗成本较低的兰科植物育苗装置。

本发明实现上述目的所采用的技术方案包括支架以及安装在支架上的盛水槽，在盛水槽底部设置有支撑管，支撑管顶部设置有至少一个育苗盘，在育苗盘的底部加工有透水孔与渗水孔，渗水孔的孔隙率为5～10％，在透水孔上设置有底部与虹吸管连接的过滤网，虹吸管的下端延伸至盛水槽内且分布在不同的高度，虹吸管呈倒置漏斗状并且其长度按照分布高度不同分为2～5级，每级虹吸管的长度满足：

L＝λrga/V          式(1)

其中：L为虹吸管长度，单位为cm；

V为兰科植物不同阶段每天的吸水量，单位为l/d；

a为单位面积内虹吸管(4)的数量，单位为个；

λ为吸水系数；单位为0.063.s²(cm)²d^-1；

r为虹吸管的有效半径，单位为cm；

g为重力加速度，单位为m/s²。

上述虹吸管的上端口直径与下端口直径之比为1：1.5～1.75。

一个虹吸管与相邻一个虹吸管之间的管间距为2～3cm。

上述一个透水孔与相邻一个透水孔的孔径相差0.1mm，较大孔径的透水孔与较小孔径的透水孔交错分布。

本发明提供了一种兰科植物育苗装置，其通过在育苗盘底部设置虹吸管，利用虹吸原理将盛水槽内的水引入育苗盘内，使营养与水分能够从育苗盘的底部浸润，为了满足兰科植物在不同生长阶段的不同需水量将虹吸管按照高度分布分为多级，一级与相邻一级的高度不同，按照盛水槽内水位高低，合理控制育苗盘内水量，高效利用水分与营养，提高兰科植物的成活率，使兰科植物的成活率甚至能够达到82.74％，有效解决了兰科植物培育难度大，成活率低的问题，适于大规模的兰科植物培育基地应用。

附图说明

图1为实施例1的装置结构示意图。

图2为图1中育苗盘的俯视图。

图3为白及的出苗效果图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施情形。

实施例1

参见图1，本实施例的兰科植物育苗装置是由进水阀1、盛水槽2、支撑管3、虹吸管4、过滤网5、支架6、出水阀7以及育苗盘8构成。

本实施例的盛水槽2底部用螺纹紧固件固定在支架6上，在盛水槽2的底部加工有排水口，在盛水槽2的左侧壁上距离盛水槽2底部6cm的位置加工有进水口，在进水口上安装有进水阀1，通过进水阀1与进水管道连通。盛水槽2深度为6cm，其右侧边缘安装有3个排水孔，排水孔安装位置为距顶端2.75cm，3.35cm和6cm。在盛水槽2的底部安装有4根支撑管3，呈矩形阵列分布，在支撑管3的顶部放置育苗盘8，育苗盘8底部距盛水槽2底部距离为4cm。本实施例的育苗盘8是采用PE材料制成的矩形盘，在盘底上平均分布有3×3个透水孔，在透水孔外围的空余位置加工有渗水孔，参见图2，渗水孔的孔隙率达到7.5％，保证育苗盘8内水分渗透且培育基质通气。透水孔的孔径较渗水孔大，能够向育苗盘8内引入或排出水分，保证育苗盘8内的适量水分。本实施例中透水孔分为大、小两种，大孔半径为0.25mm，小孔半径为0.15mm，且大孔与小孔交错分布，一个透水孔与相邻一个透水孔的半径相差0.1mm、孔间距为2cm，使透水孔大小交错分布，保证育苗盘8内水量分配合理。在每个透水孔上套装有200目的过滤网5，过滤网5的下端丝扣连接有虹吸管4，每个虹吸管4的上端口径与对应的透水孔相适应，下端口延伸至盛水槽2内腔。

为了使育苗盘8内水流动缓慢，育苗能够充分吸收水分，本实施例的虹吸管4设计为倒置漏斗状，其上、下两端口处直径比为1：1.5，锥度为0.75，较大透水孔上的虹吸管4上端半径是0.25mm，下端半径为0.375mm，较小透水孔上的虹吸管4上端半径为0.15mm，下端半径为0.225mm。为了实现不同需水量控制，本实施例的虹吸管4下端口在盛水槽2内腔的高度分布不同，按照兰科植物在不同的生长阶段需水量的不同，共分为3级，每级虹吸管4的长度满足：

L＝λrga/V   式(1)

其中：L为虹吸管4长度，cm；

V为兰科植物在不同阶段每天的吸水量，L/d；每21天为一个阶段，共分为3个阶段，其吸水量的计算依据常规技术中种子吸水量的计算方法即兰科植物种子萌发时，基质主要采用腐殖质，树皮粉和沙子按照一定比例配比而成，此基质密度为0.50～0.55g/cm³。兰科植物萌发第一阶段过程中，基质吸水比为1：1.1～1.5，按照本装置设计特点，虹吸管根据不同半径间隔排布，每个虹吸管的有效渗透面积为4cm²，育苗盘基质深度为5cm，因此每个虹吸管有效基质体积为20cm³；因此可以推算没40cm³基质中分布约粗、细虹吸管各一，装基质约为：20.64g；吸水体积约为26.8cm³(基质密度按0.52g/cm³，吸水比按1:1.3)，根据实验室实验结果，育苗基地在育苗期(每年的3-9月)单位面积每天的蒸腾效率为：9.32mm/d。按上述40cm³基质，则每天蒸发水量为：7.456cm³。兰科种子萌发前期，需水量较高，其基质吸水比为1：1.1～1.5，根据本装置特点，关闭所有排水阀即可；兰科种子在萌发后，其出现了1～2片真叶，此阶段基质需水量逐级下降，基质吸水比满足范围：1:0.6～1.0，按照本装置特点，仅需要将最上方的排水阀打开即可；当种子生长到后期(植株出现3片叶子以上，植株高度达3cm以上)，基质吸水量继续逐步下降，基质吸水比为1：0.15～0.3，按照本装置，将上面两个排水阀打开即可。

a为单位面积虹吸管4的数量，个；

λ为吸水系数；单位为0.063.s²(cm)²d^-1；

r为虹吸管4的有效半径，cm，较大透水孔上的虹吸管4下端口径与较小透水孔上的虹吸管4的下端口径的平均值；

g为重力加速度，m/s²。

即本实施例的最短虹吸管4长度为0.5cm，距离盛水槽2底部高度为3.5cm，中长虹吸管4长度为1.0cm，距离盛水槽2底部的高度为3.0cm，最长虹吸管4的长度为1.5cm，距离盛水槽2底部2.5cm。

在育苗时，在育苗盘8中(盘深度为7cm)装入5cm深的育苗基质，在盛水槽2内装满水，通过育苗盘8底部虹吸管4的吸水作用，可以保证基质吸水饱和，待水饱和后，将兰科种子用专用营养激素拌匀后，按照1-3粒/cm²均匀撒播于基质表面。在21天以内保证其盛水盘内全部装满水，保证其高中低排水孔全部关闭。在21天左右，种子吸涨后有新芽出现，此时打开高排水孔，使其内部保持4cm高的深度，每周往盛水槽2中加入2‰的二铵复合肥水溶液2次。待种子出现2片真叶后，打开中排水孔。待种子长出3-4片叶子后，每天打开上排水口，盛水槽2内盛水浇后，打开下排水孔，使水槽内不存水。

实施例2

本实施例的育苗盘8是采用PE材料制成的矩形盘，在盘底上平均分布有2×3个透水孔，在透水孔外围的空余位置加工有渗水孔，渗水孔的孔隙率达到5％，保证育苗盘8内水分渗透且培育基质通气。本实施例中透水孔是间隔分布的大、小两种孔，大孔的孔径为0.3mm，小孔的孔径为0.2mm，一个透水孔与相邻一个透水孔的孔径相差0.1mm，一个透水孔与相邻一个透水孔的孔间距为3cm。

本实施例的虹吸管4设计为倒置漏斗状，其上、下两端口处直径比为1：1.6，锥度为0.75，即大孔的虹吸管4上端口是0.3mm，下端口是0.48mm，小孔的虹吸管4上端口是0.2mm，下端口是0.32mm，在盛水槽2内腔的高度分布不同，共分为2级，其满足公式(1)。

L＝λrga/V    式(1)

其中：L为虹吸管4长度，cm；

V为兰科植物在不同阶段每天的吸水量，L/d；每30天为一个阶段，共2个阶段；

a为单位面积虹吸管4的数量，个；

λ为吸水系数；单位为0.063.s²(cm)²d^-1；

r为虹吸管4的有效半径，cm，较大透水孔上的虹吸管4下端口径与较小透水孔上的虹吸管4的下端口径的平均值；

g为重力加速度，m/s²。。

即本实施例的较短虹吸管4长度为1cm，距离盛水槽2底部高度为3cm，较长虹吸管4的长度为2cm，距离盛水槽2底部2cm。

其他的部件及其联接关系均与实施例1相同。

实施例3

本实施例的育苗盘8是采用PE材料制成的矩形盘，在盘底上平均分布有5×3个透水孔，在透水孔外围的空余位置加工有渗水孔，渗水孔的孔隙率达到10％，保证育苗盘8内水分渗透且培育基质通气。本实施例中透水孔是间隔分布的大、小两种孔，大孔的直径为0.2mm，小孔的孔径为0.1mm，一个透水孔与相邻一个透水孔的孔径相差0.1mm，一个透水孔与相邻一个透水孔的孔间距为2.5cm。

本实施例的虹吸管4设计为倒置漏斗状，其上、下两端口处直径比为1：1.75，锥度为0.75，即大孔的虹吸管4上端口是0.2mm，下端口是0.35mm，小孔的虹吸管4上端口是0.1mm，下端口是0.175mm，按照兰科植物在不同的生长阶段需水量的不同，将虹吸管4在盛水槽2内腔的高度分为5级，其满足公式(1)。

L＝λrga/V     式(1)

其中：L为虹吸管4长度，cm；

V为兰科植物在不同阶段每天的吸水量，L/d；每12天为一个阶段，共5个阶段；

a为单位面积虹吸管4的数量，个；

λ为吸水系数；单位为0.063.s²(cm)²d^-1；

r为虹吸管4的有效半径，cm，较大透水孔上的虹吸管4下端口径与较小透水孔上的虹吸管4的下端口径的平均值；

g为重力加速度，m/s²。。

即本实施例的最短虹吸管4的长度为0.5cm，距离盛水槽2底部高度为3.5cm；较短虹吸管4长度为1.0cm，距离盛水槽2底部高度为3.0cm；中间长度的虹吸管4长度为1.5cm，距离盛水槽2底部高度为2.5cm；较长虹吸管4的长度为2.0cm，距离盛水槽2底部2.0cm；最长虹吸管4的长度为2.5cm，距离盛水槽2底部1.5cm。

其他的部件及其联接关系均与实施例1相同。

利用本发明实施例1的兰科植物育苗装置培育白及，验证其有益效果，具体如下：

选择兰科药用植物白及作为材料，基质为腐殖质、鸡粪按照一定比例混匀配成育苗基质，装入育苗盘8中压实，基质厚度为5cm，水槽内装满水，确保基质吸水饱和后，基质表面撒上种子，待水饱和后，将兰科种子用专用营养激素拌匀后，按照1‐3粒/cm²均匀撒播于基质表面。在21天以内保证其盛水盘内全部装满水，保证其高中低排水孔全部关闭。在21天左右，种子吸涨后有新芽出现，此时打开高排水孔，使其内部保持4cm高的深度，每周往盛水槽2中加入2‰的二铵复合肥水溶液2次。待种子出现2片真叶后，打开中排水孔。待种子长出3‐4片叶子后，每天打开上排水口，盛水槽2内盛水浇后，打开下排水孔，使水槽内不存水，其出苗效果如下图3所示。

通过前期试验，该种方法培养白及105天后，种子萌发率可达83％左右。

Claims (4)

1.一种兰科植物育苗装置，包括支架(6)以及安装在支架(6)上的盛水槽(2)，在盛水槽(2)底部设置有支撑管(3)，支撑管(3)顶部设置有至少一个育苗盘(8)，其特征在于：在育苗盘(8)的底部加工有透水孔与渗水孔，渗水孔的孔隙率为5～10％，在透水孔上设置有底部与虹吸管(4)连接的过滤网(5)，虹吸管(4)的下端延伸至盛水槽2内且分布在不同的高度，虹吸管(4)呈倒置漏斗状并且其长度按照分布高度不同分为2～5级，每级虹吸管(4)的长度满足：

L＝λrga/V       式(1)

其中：L为虹吸管(4)长度，单位为cm；

V为兰科植物不同阶段每天的吸水量，单位为l/d；

a为单位面积内虹吸管(4)的数量，单位为个；

λ为吸水系数；单位为0.063.s²(cm)²d^‐1；

r为虹吸管(4)的有效半径，单位为cm；

g为重力加速度，单位为m/s²。

2.根据权利要求1所述的兰科植物育苗装置，其特征在于：所述虹吸管(4)的上端口直径与下端口直径之比为1：1.5～1.75。

3.根据权利要求1所述的兰科植物育苗装置，其特征在于：一个虹吸管(4)与相邻一个虹吸管(4)之间的管间距为2～3cm。

4.根据权利要求1所述的兰科植物育苗装置，其特征在于：所述一个透水孔与相邻一个透水孔的孔径相差0.1mm，较大孔径的透水孔与较小孔径的透水孔交错分布。