CN106962065A - 一种节水抗旱稻的工厂化育种系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节水抗旱稻的工厂化育种系统，包括内部依次连通的播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室，所述播种育苗室和抗旱鉴定筛选室的墙壁均为透光材料制成，所述人工光温控制室的墙壁采用不透光材料制成；所述播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室内均分别设置有培养架单元和用于调节水稻生长所需的供水、光照、温度和空气湿度因数的环境控制子系统。本发明中的节水抗旱稻工厂化育种系统，能够模拟节水抗旱稻不同时期的生长及鉴定筛选环境，实现节水抗旱稻育种规模化、机械化、工厂化，节约了人力物力，提高了节水抗旱稻的育种效率。

Description

一种节水抗旱稻的工厂化育种系统
技术领域
本发明涉及农业设备领域，具体涉及一种节水抗旱稻的工厂化育种系统。
背景技术
水稻是世界最主要粮作物之一，培育优质，高产，多抗，适应性广的水稻品种是水稻育种的首要目标。节水抗旱稻是指既具有水稻的高产优质特性、又具有旱稻的节水抗旱特性的一种新的水稻品种类型（节水抗旱稻术语，农业行业标准NY/T2862-2015）。它是在水稻科技进步的基础上，引进旱稻的节水抗旱特性而育成的新品种。在灌溉条件下，其产量、米质与水稻基本持平，但可节水50%以上；在望天田，具有较好的抵抗干旱的能力（或基本具有旱稻品种的抗旱能力）。在栽培上，简单易行，投入低，节能环保。培育节水抗旱稻是解决水稻生产大量耗水与我国水资源短缺矛盾的有效手段。
传统的水稻育种都是在室外田间进行，在合适的季节，将种子播撒入土壤并移栽到大田中，通过合适的季节保证一定的光照、温度等条件，通过自然降雨和人工灌溉保证足够的水分条件。这种方式易且受季节的影响，借助于海南冬季南繁，一年也只能进行2次，育种效率较低，周期长。
节水抗旱稻的选育过程，与一般的水稻育种类似，但其中还需进行多次抗旱性筛选和鉴定，以保证节水抗旱基因的聚合。随着农业生产对品种在产量、米质、抗性以及化肥高产利用等方面要求的不断提高，节水抗旱稻新品种的选育，需要在节水抗旱的基础上，实现多个有利基因的聚合，育成具有高产、优质、多抗病虫害和养分高效的绿色超级稻新品种。目前对这些性状的鉴定筛选，需要在全国不同的水稻生物胁迫与非生物胁迫区域进行，往往只能采取多地穿梭育种的方式，年际间表现差异大，进展比较慢，效率不高。因此，如果能建立温度、光照、水分等条件可控的设施装置来保证快速加代与繁殖，并进行多次精准的筛选与鉴定，具有重要的科学意义与应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种用于实现节水抗旱稻育种工厂化且提高育种效率的节水抗旱稻育种工厂化育种系统。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种节水抗旱稻的工厂化育种系统，包括内部依次连通的播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室，所述播种育苗室和抗旱鉴定筛选室的墙壁均为透光材料制成，所述人工光温控制室的墙壁采用不透光材料制成；
所述播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室内均分别设置有培养架单元和用于调节水稻生长所需的供水、光照、温度和空气湿度因数的环境控制子系统；所述培养架单元包括一组培养架，每只培养架均具有多层培养台，每层培养台上放置有多只水稻培养盆；所述环境控制子系统包括滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元和主控器，所述滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元均受控于所述主控器；
所述抗旱鉴定筛选室还吊设有偏置在所述培养架单元斜上方一侧的补光装置，所述补光装置是由支架和设置在所述支架上的多组泛光灯。
进一步的，每组所述泛光灯均是由数量比为1:1的金属卤化灯和植物钠灯构成。
进一步的，所述光照单元包括多组用于分别设置在每层培养台上方的LED灯组，每组LED灯组均是由数量比为4：1：1的白色LED灯、红色LED灯和蓝色LED灯构成。
进一步的，所述温度调节单元包括温度传感器、加热管和制冷空调，所述温度传感器将探测到的温度信号输出给所述主控器，所述加热管和制冷空调均受控于所述主控器。
进一步的，所述空气湿度调节单元包括湿度传感器、加湿机和除湿机，所述湿度传感器将探测到的湿度信号输出给所述主控器，所述加湿机和除湿机均受控于所述主控器，所述空气湿度调节单元在所述主控器控制下其可控湿度范围为50%RH-90%RH，波动度为±5%RH -8%RH。
进一步的，所述滴灌单元包括供水管和滴管，所述滴管上连接有分设在所述培养盆中的滴头，还包括定时阀，其两侧分别连接到所述供水管的出口和滴管的进口。
进一步的，滴灌单元还包括冷水管和热水管，所述冷水管的出口和热水管的出口通过三通连接到所述供水管的进口，所述冷水管的进口用于连接到冷水水源，
还包括用于为所述热水管供热水的热水器。
本发明的有益效果是：
本发明中的节水抗旱稻工厂化育种系统，能够模拟节水抗旱稻不同时期的生长及鉴定筛选环境，实现节水抗旱稻育种规模化、机械化、工厂化，节约了人力物力，提高了节水抗旱稻的育种效率。滴灌单元可以根据节水抗旱稻不同时期的需水特性，定时定量的保证育种材料的正常生长，并可以根据需要实现一定强度的水分胁迫，还可以根据不同的季节调节一定范围的水温。温度调节单元可以方便种子在合适的温度萌动，并保证幼苗在合适的温度快速生长，同时通过调节温度可以进行节水抗旱稻材料耐低温与高温筛选。光照单元可以控制种子在培育过程中的不同时期的光照程度，并且可以进行节水抗旱稻材料的周期性光照诱导，加快了育种效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的节水抗旱稻工厂化育种系统作进一步说明。
图1是本发明中节水抗旱稻工厂化育种系统的整体结构示意图；
图2是播种育苗室和人工光温控制室的内部结构示意图；
图3是抗旱鉴定筛选室的内部结构示意图。
具体实施方式
实施例
根据图1所示，本发明中节水抗旱稻的工厂化育种系统，包括内部依次连通的播种育苗室1、人工光温控制室2和抗旱鉴定筛选室3。
其中，播种育苗室1和抗旱鉴定筛选室3的墙壁均为透光材料制成，人工光温控制室2的墙壁采用不透光材料制成。
如图2和图3所示，播种育苗室1、人工光温控制室2和抗旱鉴定筛选室3内均分别设置有培养架单元4和用于调节水稻生长所需的供水、光照、温度和空气湿度因数的环境控制子系统。抗旱鉴定筛选室3还吊设有偏置在培养架单元4斜上方一侧的补光装置9，补光装置9是由支架和设置在支架上的多组泛光灯。可以作为优选的是：每组泛光灯均是由数量比为1:1的金属卤化灯和植物钠灯构成。
其中，培养架单元4包括一组培养架4-1，每只培养架4-1均具有多层培养台4-2，每层培养台4-2上放置有多只水稻培养盆4-3。可以作为优选的是：在培养盆内还设置有育种盘，并在育种盘的底部开设有400-450个小孔。
其中，环境控制子系统包括滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元和主控器5，滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元均受控于主控器5。
关于光照单元可作为进一步优选的是：光照单元包括多组用于分别设置在每层培养台4-2上方的LED灯组6，每组LED灯组6均是由数量比为4：1：1的白色LED灯、红色LED灯和蓝色LED灯构成。
关于温度调节单元可作为进一步优选的是：温度调节单元包括温度传感器6-1、加热管6-2和制冷空调6-3，温度传感器6-1将探测到的温度信号输出给主控器5，加热管6-2和制冷空调6-3均受控于主控器5。
关于空气湿度调节单元可作为进一步优选的是：空气湿度调节单元包括湿度传感器7-1、加湿机7-2和除湿机，湿度传感器7-1将探测到的湿度信号输出给主控器5，加湿机7-2和除湿机7-3均受控于主控器5，空气湿度调节单元在主控器5控制下其可控湿度范围为50%RH-90%RH，波动度为±5%RH -8%RH。
关于滴灌单元可作为进一步优选的是：滴灌单元包括供水管8-1和滴管8-3，滴管8-3上连接有分设在培养盆中的滴头，还包括定时阀8-2，其两侧分别连接到供水管8-1的出口和滴管8-3的进口。进一步的，滴灌单元还可包括冷水管8-4和热水管8-5，冷水管8-4的出口和热水管8-5的出口通过三通连接到供水管8-1的进口，冷水管8-4的进口用于连接到冷水水源8-7，还包括用于为热水管8-5供热水的热水器8-6。
本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种节水抗旱稻的工厂化育种系统，包括内部依次连通的播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室，其特征在于：
所述播种育苗室和抗旱鉴定筛选室的墙壁均为透光材料制成，所述人工光温控制室的墙壁采用不透光材料制成；
所述播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室内均分别设置有培养架单元和用于调节水稻生长所需的供水、光照、温度和空气湿度因数的环境控制子系统；所述培养架单元包括一组培养架，每只培养架均具有多层培养台，每层培养台上放置有多只水稻培养盆；所述环境控制子系统包括滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元和主控器，所述滴灌单元、光照单元、温度调节单元、空气湿度调节单元均受控于所述主控器；
所述抗旱鉴定筛选室还吊设有偏置在所述培养架单元斜上方一侧的补光装置，所述补光装置是由支架和设置在所述支架上的多组泛光灯。
2.根据权利要求1所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：每组所述泛光灯均是由数量比为1:1的金属卤化灯和植物钠灯构成。
3.根据权利要求2所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：所述光照单元包括多组用于分别设置在每层培养台上方的LED灯组，每组LED灯组均是由数量比为4：1：1的白色LED灯、红色LED灯和蓝色LED灯构成。
4.根据权利要求3所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：所述温度调节单元包括温度传感器、加热管和制冷空调，所述温度传感器将探测到的温度信号输出给所述主控器，所述加热管和制冷空调均受控于所述主控器。
5.根据权利要求4所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：所述空气湿度调节单元包括湿度传感器、加湿机和除湿机，所述湿度传感器将探测到的湿度信号输出给所述主控器，所述加湿机和除湿机均受控于所述主控器，所述空气湿度调节单元在所述主控器控制下其可控湿度范围为50%RH-90%RH，波动度为±5%RH -8%RH。
6.根据权利要求5所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：所述滴灌单元包括供水管和滴管，所述滴管上连接有分设在所述培养盆中的滴头，还包括定时阀，其两侧分别连接到所述供水管的出口和滴管的进口。
7.根据权利要求6所述节水抗旱稻的工厂化育种系统，其特征在于：滴灌单元还包括冷水管和热水管，所述冷水管的出口和热水管的出口通过三通连接到所述供水管的进口，所述冷水管的进口用于连接到冷水水源，
还包括用于为所述热水管供热水的热水器。
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