CN105918097A - 一种实验用人参栽培系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验用人参栽培系统，包括专用立体培养架、一体化栽培槽和配套栽培基质。立体培养架层间隔板可沿嵌入培养架立柱预制方形孔的U形卡槽内外推拉，并通过调整U形卡槽的位置实现上下移动。移动式人参一体化栽培槽主要由基质槽和储液槽构成，集栽培、水肥施用于一体。储液槽可沿与基质槽相连立柱上下移动，以调整其与栽培槽接触范围。储液槽附带排水口。所提供的实验用人参无土栽培基质是由椰糠、泥炭、蛭石、稻壳按照一定比例配置而成，克服了传统三合一种植土保水能力差、透风、浇水后栽培基质容易塌陷、滋生蚊虫以及表面泛碱等对人参生长不利因素。本发明用于人参研究领域，便于管理和操作。

Description

一种实验用人参栽培系统及其应用

技术领域

本发明涉及一种无土栽培装置及配套基质，具体涉及一种实验用人参栽培系统及其应用方法，包括实验室人参栽培专用立体培养架、一体化栽培槽和配套栽培基质。

背景技术

2015年10月5日，我国科学家屠呦呦由于其在研发用于抗疟青蒿素和双氢青蒿素中的杰出成就荣膺诺贝尔生理学或医学奖。2015年6月，浙江中医药大学从中药薏苡仁中提取分离的抗癌中药康莱特注射液经美国FDA批准进入三期临床，成为第一个即将在美国本土进入三期临床的中药注射剂产品。2003年，亚泰制药生产的人参单体皂甙Rg3的胶囊剂"参一胶囊"上市销售。该药是继80年代我国成功研制出第一个一类新药青蒿素以来，独立开发拥有完全自主知识产权的第一个一类中药单体新药，是我国传统中药在抗癌领域的重大突破。近年来，随着我国传统中药材有效成分提取方法和应用领域不断突破与拓展，传统中医药发展迎来新的历史机遇。基于有机无公害、缩短栽培周期、提高有效成分含量等新技术和新材料在传统中药材栽培中的应用也成为研究的热点。

在进行中药植物栽培实验中，通常采用创建人工气候环境来模拟植物生长所必须的温度、湿度、光照和养分等条件。由于实验研究中人参栽培需3-6个月或更长时间，要求光照培养箱/人工气候箱适宜长时间不间断连续运行，通常需要购买价格更高的进口品牌，且光照培养箱容量有限、能耗高，对于需要长期大量栽培实验的人参显然并非首选。

目前在人参栽培实验中仍然广泛沿用商品化通用型栽培架和栽培槽。在应用中存在诸如浇水和施用肥料不便，难以做到精准控制条件。此外，由于实验过程中，需要经常对人参生长情况测量与拍照，然而由于市售多层植物栽培架层间距离有限，商品化连体栽培槽移动不便，且层间温差对栽培实验结果影响显著，故此仅利用其中部分栽培层，造成资源的闲置与浪费。此外大多数商品化植物培养架的光源位置固定，难以进行调节，不适应人参等对于光线总量有严格要求植物的栽培需要。亟需开发构件拆卸便利、移动方便且价格低廉，能适应不同阶段人参植株生长需要的专用栽培架和栽培槽。实验室人参栽培目前广泛使用传统三合一种植土，即由泥炭、蛭石和珍珠岩按照一定比例配置而成。该无土栽培基质在人参栽培中存在存在保水能力差、透风、浇水后栽培基质易塌陷、滋生蚊虫以及表面泛碱等对人参生长不利因素。这种“千人一方”的栽培实验用基质已不适应当前飞速发展的中药产业需要。在已有专利文献报道中，如专利201410017623.X，201410611966.9和201010164887.X等所提供的人参栽培基质配方涉及原料多样，且处理过程复杂，不适宜实验研究采用。根据不同植物量体裁衣，开发原料来源广泛、使用简便、性能稳定的人参栽培实验专用基质已经提上日程。文献检索结果表明，未发现实验用人参栽培系统及应用的国内外相关报道。

发明内容

本发明的一个目的在于，提出一种实验室人参栽培专用立体培养架。立体培养架所包括的层间隔板可沿嵌入培养架立柱预制方形孔的U形卡槽内外推拉，并通过调整U形卡槽的位置上下移动，来改变LED植物生长灯与人参之间的距离，以适应不同生长阶段的人参植株生长及采光需要。

本发明的另一个目的在于，提出一种实验用一体化人参栽培槽。所提供的移动式人参栽培槽集栽培、水肥施用于一体，主要由基质槽和储液槽构成。储液槽可移动，便于拆卸以及实现与基质槽接触范围调整。储液槽附带排水口，可将多余液体排出，避免存液引起蚊虫滋生。

此外，本发明提出一种实验用人参无土栽培基质配方以及使用方法。通过调整泥炭中白泥炭和黑泥炭比例，并添加椰糠、稻壳等基质，改良传统实验用三合一人参无土栽培基质保水能力差、透风、浇水后基质塌陷等弊端，是一种适宜人参栽培实验用的基质。所提供的人参无土栽培基质具有原料来源丰富、使用简便、性能稳定和理化性状接近与人参丰产栽培土壤等优势。

本发明采用以下技术方案：

一种实验室人参专用立体培养架，包括培养架本体、层间隔板、U形卡槽和LED植物生长灯。根据人参植物特征，所述培养架本体间隔设有三层隔板，隔板将培养架本体划分为两个栽培实验容置空间，每个容置空间内设有LED植物生长灯和隔板。

所述的隔板可在两端嵌入培养架立柱预制方形孔内的钢制U形卡槽间移动，实现内外推拉，并通过调整U形卡槽在立柱不同的固定位置实现上下移动，以改变LED植物灯与人参植株之间距离。最下层隔板距离地面20-30cm，最上层隔板距离地面170-180cm；所述的LED植物灯距离人参植株顶端20-30cm，每层安装功率为15-24w 植物生长灯2-4套；所述的用于人参栽培的LED植物生长灯红蓝灯色谱比例通常在1:1-5:1之间为宜，综合考虑人参折干率和总皂甙含量，优选红蓝灯色谱比例为3:1；所述的钢制U形卡槽每层至少安装6个，固定于隔板四周的四个U型卡槽与隔板接触距离最少5cm；选用的隔板、立柱以及U型卡槽应确保每层承重>80kg；所述的栽培架立柱上的预制方形孔14间距为3-5cm,大小应满足U形卡槽卡插入；为便于栽培层间通风散热和安装LED植物生长灯，隔板为交错网格状结构。

一种实验室专用一体化人参栽培槽主要由基质槽和储液槽两部分构成。通过进水口36向储液槽加入虹吸浇灌所需水分，此外储液槽还可收纳从栽培槽上部浇灌后的漏液。储液槽可沿与基质槽相连接立柱34上下移动，通过卡槽35固定，实现与栽培槽接触范围调整且便于拆卸。储液槽附带排水口37，可将多余液体排出。栽培槽底部附带滑轮33，便于移动。栽培槽构件尺寸为：储液槽高度5-8cm，宽度以超过基质槽宽度3-5cm为宜，育苗用基质槽高度12-15cm，立柱高度为20-25cm。

一种实验室专用人参无土栽培基质，是由椰糠、白泥炭、黑泥炭和蛭石按照一定比例配置而成，克服了三合一种植土在人参栽培中存在保水能力差、透风、在植物培养灯照射下易失水以及栽培基质表面容易产生泛碱等对人参生长不利因素。所述的实验专用无土栽培基质包括：椰糠20-40%、白泥炭10-30%、黑泥炭20-40%和蛭石10-20%，总和为100%，使用前按照比例量取并混合均匀。栽培基质填装完毕后继续加入0.2-0.5cm厚度的吸水饱和后的稻壳。

本发明的有益效果为：本发明提供的人参专用立体栽培架，可以有效克服市售植物培养架隔板升降和内外抽取困难等缺陷；所提供的一体化栽培槽在隔板上移动方便，主要由基质槽和储液槽构成，集栽培、水肥施用于一体；所提供的实验用人参无土栽培基质是由椰糠、黑泥炭、白泥炭和蛭石按照一定比例配置而成，克服了传统三合一种植土在人参栽培实验中存在保水能力差、透风、浇水后栽培基质容易塌陷、滋生蚊虫以及表面泛碱等对人参生长不利因素。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的人参栽培专用立体培养架结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的立体培养架中的层间隔板结构示意图；

图3是本发明专利实施方式提供的一体化人参专用栽培槽结构示意图。

图中： 11、培养架本体；12、隔板；13、LED植物生长灯；14、立柱方形孔；15、U型卡槽；16、滑轮；21、Φ14×2铝合金管；22、Φ6×1铝合金管；31、基质槽；32、储液槽；33、滑轮；34、立柱；35、卡槽；36、进水口；37、排水口。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，是本发明提出的一种实验室人参栽培专用培养架，包括培养架本体11和隔板12。根据人参植物特征，所述培养架本体11间隔设有三层隔板12，隔板12将培养架本体11的内部划分为两个相邻的栽培容置空间。每个栽培容置空间内均设有LED植物生长灯13，以及用于调节LED植物生长灯13与人参植株之间距离的U型卡槽15。U型卡槽每层安装6个，选用的隔板12、立柱以及U型卡槽15应确保每层承重>80kg，即可放置六组连体人参栽培槽，每个连体栽培槽包括35个高度为15cm的独立栽培槽。为降低成本和维护方便，结合人参栽培实际需要，U型卡槽15位置为手动调节。

隔板12可沿插入培养架预制立柱方形孔14内的U形卡槽15前后推拉，并通过U形卡槽15位置调整实现上下移动，以适应不同生长阶段人参植株生长及采光需要。最下层隔板12距离地面25cm，最上层隔板距离地面175cm。

为确保隔板12承重能力，防止隔板12抽取时其上承载栽培槽坠落，固定于隔板四周的四个U型卡槽15与隔板12接触距离为6cm。预制于培养架本体11的立柱方形孔14间距为5cm, 孔大小应满足U形卡槽卡入。

所述的隔板12采用21（Φ14×2铝合金管）和22（Φ6×1铝合金管）两种规格中空铝合金管焊接交错成网状，以利于承重、通风散热和LED植物生长灯13安装（图2所示）。由于多层培养架本体11的不同栽培层间蒸发率不同，通常相邻栽培层之间存在 2-3℃温差，而导致不同栽培层中的人参生长情况不一致，由此引起实验结果误差，故此同批次实验需优选同层栽培容置空间。

所述的人参专用LED植物生长灯13的红蓝灯色谱比例为3:1；LED植物生长灯13功率为24W，每层安装2套；LED植物灯13距离人参植株顶端距离为20-30cm。

如图3所示，是本发明提出的一种实验用一体化人参栽培槽，集栽培、水肥施用于一体，主要由基质槽31和储液槽32构成。栽培槽底部附带滑轮33，便于移动。储液槽可沿与基质槽相连接立柱34上下移动，通过卡槽35固定，实现与栽培槽接触范围调整且便于拆卸。立柱高度为25cm，储液槽32高度5cm，宽度超过基质槽31宽度5cm。储液槽32可存储虹吸法浇灌所需水分，还可收纳从栽培槽上部浇灌后的漏液。通过进水口36向储液槽32中加入虹吸法浇灌所需水量，调节基质槽31与储液槽32相对位置，便于水分能够充分吸收，5-6h后，打开储液槽32底部排水口37排空余液，避免存液滋生蚊虫。

所述的实验室人参栽培专用无土栽培基质包括：椰糠30%、白泥炭20%、黑泥炭30%和蛭石20%（为体积比，总和为100%）。

将椰糠(纤维长度1-3mm，脱盐)、泥炭（纤维长度10-30mm）、蛭石（粒径1-3mm）按照所述体积比例分别量取。首先将白泥炭和黑泥炭混匀，将其中团聚成块部分捏碎；然后将蛭石和椰糠混合均匀，向其中逐渐加入前步骤混匀后的泥炭；最后将蛭石、椰糠和泥炭混合均匀待用。

所述的实验用人参无土栽培基质使用方法是：向基质槽31中填装配置好的栽培基质；将基质表层用喷雾润湿，在装入的基质中预制人参苗或参籽栽培孔穴；将人参苗或参籽放入栽培孔穴；填充栽培槽剩余空隙并在基质表面覆盖0.2cm厚度预先吸水饱和的稻壳或者粒径1-3mm的珍珠岩；将根据实验设计所需水分、菌液，养分等混合均匀放到储液槽32中；调整基质槽31和储液槽32相对位置，使液体充分吸收；在人参未出苗前可用白色塑料薄膜覆盖基质槽31表面，以保持基质温度并减少表层水分蒸发。

Claims (2)

1.一种实验用人参栽培系统，其特征是包括人参栽培实验专用立体培养架、一体化栽培槽和栽培基质，立体培养架本体内间隔设有隔板，隔板为交错网格状结构，将立体培养架本体的内部划分为两个相邻栽培容置空间，每个容置空间内均设有LED植物生长灯和 U型卡槽；一体化栽培槽能移动，集栽培、水肥施用于一体，主要由基质槽、储液槽、滑轮和进水口构成；栽培基质，按照如下体积比构成：椰糠20-40%、白泥炭10-30%、黑泥炭20-40%和蛭石10-20%，总和为100%，使用前按照比例量取并混合均匀。

2.如权利要求1所述一种实验用人参栽培系统，其特征是的立体栽培架内隔板包括三层，隔板可沿嵌入培养架立柱预制方形孔内的U形卡槽内外推拉，并通过调整U形卡槽的位置上下移动，最下层隔板距离地面20-30cm，最上层隔板距离地面170-180cm，所述的U型卡槽每层安装6-10个，选用的隔板、立柱以及U型卡槽应确保每层承重>80kg；固定于隔板四周的四个U型卡槽与隔板接触距离最少5cm，所述的布设于栽培架立柱上的方形孔间距为3-5cm, 孔大小应满足U形卡槽卡入，所述的LED植物灯距离人参植株顶端距离为20-30cm，每层安装功率为15-24W 植物生长灯2-4套；用于人参栽培的LED植物生长灯的红蓝灯色谱比例在1:1-5:1之间，育苗用基质槽高度12-15cm，储液槽高度5-8cm，宽度以超过基质槽宽度3-5cm，储液槽能在与基质槽相连接立柱间移动，通过卡槽35固定，附带排水口，立柱高度为20-25cm，栽培基质在基质槽中填装完毕后，继续加入0.2-0.5cm厚度的吸水饱和后的稻壳。