CN113261498A - 一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其包括：液体输送计量泵(1)、液体输入主管(2)、液体输出主管(3)、液体输入分管(4)、液体输出分管(5)、定植板(6)、单株水培单元(7)、水培杯液位监测传感器(8)以及液位控制计算机。本发明构建了单向输液水培养装置，每个植株水培装置相对独立，通过营养液的单向输入输出与整个水培系统相联通，实现营养液的单独使用，防止烟草病害通过营养液交换而交叉感染。同时每个液位监测传感器实时监测水位，并与输送泵相配合，实现植株的自动化的水培。本发明设备成本低廉，操作简单，可自动化种植节省了大量人工，可以直接用于烟草基因编辑素材的筛选和工厂化水培种植。
Description
技术领域
本发明属于烟草栽培领域，具体涉及一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置及方法，以及其在基因编辑素材筛选中的应用。
背景技术
烟草是我国重要的经济作物，也是常用一种分子遗传学研究的模式植物。烟草性状不仅受自身遗传物质影响，也受种植环境因素的影响。如不同的温度、气候和土壤等种植条件，对烟草的性状、产量和品质影响非常大。
水培是无土栽培中较为先进的一种栽培方式，是将植物根系直接与营养液接触。由营养液提供养分而进行的植物生产。水培能对植物的生长发育过程进行精准控制且管理方便。烟草水培栽培种植的优点在于比土壤种植提供了一个更统一规范且可复制的培养系统，烟草生长在水溶液中营养成分可以比较精确的控制，培养出健壮而整齐一致的植株，另一方面，生长在水溶液的烟草能容易地观察和收集到包括根在内的各部分组织。
但是同时常规烟草水培栽培种植存在一定不足，常规的烟草水培其水培营养液，不同植株之间是共用的。如果消毒不严存在种传病源，会而营养液的共用和交换，使得不同植株之间病害交叉感染，从而影响植株的生长发育，导致科研实验报废。如果仅是进行单株培养，又不能进行批量化应用，效率太低。另外，由于营养液在光照条件下，容易滋生绿藻。绿藻会与水培植物竞争营养和氧气，会导致烟株营养缺乏，或缺氧引发烂根、叶黄等问题。
因此，人们希望开发一种基因编辑烟草多株水培装置，既能解决病源交互感染的问题，同时还可以杜绝绿藻滋生，又有利于营养液水位自动调整。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容
为了解决病源交互感染的问题，本发明构建了单向输液水培养装置，每个植株水培装置相对独立，通过营养液的单向输入输出与整个水培系统相联通，同时又实现了每个植株所用的营养液相对独立，规避了营养液植株之间的交换共用，实现每个种植营养液的单独使用，防止烟草病害通过营养液交换而交叉感染。同时每个液位监测传感器实时监测每个水培杯水位，并与输送泵相配合，实现植株的自动化的水培。
另外本发明选择不透光材质或涂覆遮光材料以解决水培绿藻滋生的问题，且可以自动化调整营养液水位，解决不透光材质带来的营养液水位不易观察的问题。
本发明目的在于针对现有技术不足，提供了一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，采用该装置可有效防病害交叉感染，避免绿藻滋生，还可以多株同时进行培养。本发明的方法操作简单、装置设备成本低，适合用于编辑素材的精细化比较。
本发明目的通过下列技术方案予以实现：
本发明装置由单株水培装置和自动化液体输送装置所组成。
本发明第一方面提供一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其包括：液体输送计量泵1、液体输入主管2、液体输出主管3、液体输入分管4、液体输出分管5、定植板6、单株水培单元7、水培杯液位监测传感器8以及液位控制计算机；
液体输送计量泵1进口与液体储存罐相连，出口与所述液体输入主管3相连，以将液体储存罐中液体输送至所述液体输入主管3中；所述液体输入主管3连通至多个所述液体输入分管3，每个所述液体输入分管3都连通至一个所述单株水培单元7，
每个所述单株水培单元7都连接有一个所述液体输出分管3，且多个所述液体输出分管3共同连通至所述液体输出主管3进口，所述液体输出主管3出口与废料储存罐连接，以将每个所述单株水培单元7产生的废料输送至废料储存罐；
所述水培杯液位监测传感器8位于所述单株水培单元7中，并与液位控制计算机相连，而液位控制计算机与液体输送计量泵1相连，所述水培杯液位监测传感器8可实时监测所述单株水培单元7中营养液水位，并将该数据传输至液位控制计算机，液位控制计算机再控制液体输送计量泵1，实现所述单株水培单元7中营养液水位的实时控制；
所述定植板6将多个单株水培单元7固定。
优选地，所述液体输入分管4上具有液体输入单向阀41，液体只能单向由液体输入分管4进入单株水培单元7；所述液体输出分管5上具有液体输出单向阀51，液体只能单向由所述单株水培单元7进入液体输出分管5。
优选地，液体输入主管2、液体输出主管3、液体输入分管4、液体输出分管5及液体储存罐和废液储存罐都是不透光的，均采用黑色不透光材料制成。
优选地，所述定植板6上均匀分布多个定水培杯孔61，所述定水培杯孔61孔径大于或等于所述单株水培单元7，以将多个所述单株水培单元7固定。
优选地，所述单株水培单元7包括：水培杯74、定植杯73和吸水线77；
所述水培杯74顶部具有水培杯盖72，所述水培杯74内部容纳有营养液75；
所述定植杯73位于所述水培杯74内部，且通过所述水培杯盖72固定在所述水培杯74的上部分；所述定植杯73中装有烟苗71和用于培养所述烟苗71的基质；所述定植杯73底部具有吸水线孔731，所述吸水线77从所述吸水线孔731穿出，使所述吸水线77一端位于所述基质中，另一端位于所述营养液75中，用于将所述营养液75吸取到基质中；
所述水培杯74和所述水培杯盖72均为黑色不透光的。
所述吸水线77的材料为聚酯纤维。
优选地，所述定植杯73和所述水培杯74均为圆柱形，且所述定植杯73直径小于所述水培杯74，所述定植杯73高度小于所述水培杯74，以保证所述定植杯73可以装入所述水培杯74内部，优选地，所述定植杯73高度为所述水培杯74的0.2-0.5倍；
所述定植杯73的四周壁上或者底部吸水线孔731周围具有多个开孔，有利于定植的烟株与营养液充分接触和根透出；所述烟苗71的根部用黑色聚酯纤维76包裹。
优选地，所述水培杯盖72上具有定植杯孔721，所述定植杯73从所述定植杯孔721穿出，并插入所述水培杯74中；所述水培杯盖72向所述水培杯74一侧凹陷形成凹槽722，优选地，所述水培杯盖72上所述凹槽722的深度为1cm-3cm；
所述定植杯孔721孔径大于或等于所述定植杯73杯身外径，但所述定植杯73固定边沿直径大于所述定植杯孔721孔径0.5-1cm，且所述定植杯73固定边可承重1kg以上重量，以使所述定植杯73可以被所述水培杯盖72托举固定。
设置成凹槽结构有利于添加水或者营养液，添加水或者营养液时只需要将水或者营养液倒入所述水体杯盖2的凹槽722中即可，一定时间后凹槽722中的营养液会随着所述定植杯73中的基质或者包裹烟苗71的黑色聚酯纤维渗入到所述水培杯74底部。而现有技术向水培杯74加营养液通常是将定植杯73抬起一定距离，通过定植杯孔721添加水或者营养液，本发明水培装置培育过程中后续添加水或者营养液更加方便，易于实施。
本发明第二方面提供一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置使用方法，使用本发明第一方面所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，具体包括以下步骤：
(a)、液体输送计量泵1将液体储存罐中的液体输送至所述液体输入主管3中；所述液体输入主管3连通至多个所述液体输入分管3，使得所述液体输入主管3中的液体分别进入不同的所述液体输入分管3中，每个所述液体输入分管3都连通至一个所述单株水培单元7，使得所述液体输入主管3中的液体分别进入其对应的所述单株水培单元7中；
b、每个所述单株水培单元7都连接有一个所述液体输出分管3，每个所述单株水培单元7流出的废料进入其所对应的所述液体输出分管3中；多个所述液体输出分管3共同连通至所述液体输出主管3进口，使得多个所述液体输出分管3中的废液共同进入所述液体输出主管3中，所述液体输出主管3出口与废料储存罐连接，从而使得每个所述单株水培单元7产生的废料输送至废料储存罐；
所述水培杯液位监测传感器8位于所述单株水培单元7中，并与液位控制计算机相连，而液位控制计算机与液体输送计量泵1相连，所述水培杯液位监测传感器8可实时监测所述单株水培单元7中营养液水位，并将该数据传输至液位控制计算机，液位控制计算机再控制液体输送计量泵1，实现所述单株水培单元7中营养液水位的实时控制；
以上步骤不区分先后顺序。
优选地，所述液体输入分管4上具有液体输入单向阀41，液体只能单向由液体输入分管4进入单株水培单元7；所述液体输出分管5上具有液体输出单向阀51，液体只能单向由所述单株水培单元7进入液体输出分管5，液体只能单向的进入和流出所述单株水培单元7，规避营养液在各植株间的交叉共用。
其中，所述单株水培单元7的使用方法，具体包括以下步骤：
(1)、基因编辑烟草采用正常漂浮育苗，烟苗71达到正常移栽壮苗标准后，挑选长势、大小均匀的烟苗71进行移栽；
(2)、移栽时，把烟苗71从苗盘拔出，用黑色聚酯纤维包裹住烟根，同时连根上附着的育苗基质一起包裹，包裹好后，把烟苗71植入定植杯73中，定植杯73的底部预先装好吸水线77；
(3)、在水培杯74中装入营养液75，营养液75的液面稍低于水培杯盖72的底部；把植入烟苗71的定植杯73放入水培杯74中，遮光培养2-3天，然后恢复正常光照。遮光培养是将整个装置进行遮光培养，更利于烟苗生长发根。
优选地，恢复正常光照后还包括以下步骤：
(4)、烟苗恢复正常光照后，按正常水培方法管理，定期补充水或营养液，添加水和营养液时，可直接添加在水培杯盖72的凹槽722中，水和营养液会随着所述定植杯73中的基质或者包裹烟苗71的黑色聚酯纤维渗入到所述水培杯74底部。
(5)、烟株生长到现蕾期，挑选大小均匀、叶片数相当、现蕾时间接近的烟株进行分组，并进行性状观察，并采集叶片进行编辑靶标化学成分检测，并以观察和测定结果判定编辑基因对表型和靶标代谢成分的影响。
本发明第三方面提供一种防病害交叉感染的无绿藻的烟草水培方法，使用本发明第一方面所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置对基因编辑烟草多株同时进行水培。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明构建了单向输液水培养装置，每个植株水培装置相对独立，通过营养液的单向输入输出与整个水培系统相联通，同时又实现了每个植株所用的营养液相对独立，规避了营养液植株之间的交换共用，实现每个种植营养液的单独使用，防止烟草病害通过营养液交换而交叉感染。同时每个液位监测传感器实时监测每个水培杯水位，并与输送泵相配合，实现植株的自动化的水培。
具体的，为了解决病源交互感染的问题，本发明首先构建了单株水培养单元7，每个植株的营养液单独外加，规避了营养液植株之间的交换共用，实现每个种植营养液的单独使用，防止烟草病害通过营养液交换而交叉感染。进一步的，本发明将单株水培养单元7应用于基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置中，该装置中所述液体输入分管4上具有液体输入单向阀41，液体只能单向由液体输入分管4进入单株水培单元7；所述液体输出分管5上具有液体输出单向阀51，液体只能单向由所述单株水培单元7进入液体输出分管5，液体只能单向的进入和流出所述单株水培单元7，规避营养液在各植株间的交叉共用。本发明营养液单向，通过本装置既可以规避了营养液植株之间的交换共用，实现每个植株营养液的单独使用，有效的防止烟草病害的交叉感染，又可以实现批量化多株水培。
2、选择不透光材质或涂覆遮光材料可以解决水培绿藻滋生的问题，但营养液水位观察极不方便。本发明多株自动化水培装置中具有水培杯液位监测传感器8，所述水培杯液位监测传感器8位于所述单株水培单元7中，并与液位控制计算机相连，而液位控制计算机与液体输送计量泵1相连，所述水培杯液位监测传感器8可实时监测所述单株水培单元7中营养液水位，并将该数据传输至液位控制计算机，液位控制计算机再控制液体输送计量泵1，实现所述单株水培单元7中营养液水位的实时控制，自动化调整营养液水位，解决不透光材质带来的营养液水位不易观察的问题。
3、本发明工艺简单，设备成本低廉，操作简单，可自动化种植节省了大量人工，可以直接用于烟草基因编辑素材的筛选和工厂化水培种植。
4、本发明采用黑色聚酯纤维包裹所述烟苗71的根部，聚酯纤维有好的吸水性和刚性，遇水不会收缩，并且长时间不会腐烂，可长期保持。聚酯纤维包裹可显著提升烟根的透气性，有效避免常规水培缺氧而导致的根腐现象，非常有利烟株健康生长。
5、本发明所述水培杯盖72向所述水培杯74一侧凹陷形成凹槽722，更优选地，所述水培杯盖72上所述凹槽722的深度为1cm-3cm；设置成凹槽结构有利于添加水或者营养液，添加水或者营养液时只需要将水或者营养液倒入所述水体杯盖2的凹槽722中即可，一定时间后凹槽722中的营养液会随着所述定植杯73中的基质或者包裹烟苗71的黑色聚酯纤维渗入到所述水培杯74底部。而现有技术向水培杯74加营养液通常是将定植杯73抬起一定距离，通过定植杯孔721添加水或者营养液，本发明水培装置培育过程中后续添加水或者营养液更加方便，易于实施。更简单来说，采用下凹结构的水培杯盖，添加水和营养液时，可直接添加在杯盖中，水和营养液会从聚酯纤维缝隙漏到水培杯中。非常有利于浇水和添加营养液。
附图说明
图1为本发明的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置结构示意图，由于此图为俯视图，所以图中液体输出主管3与液体输入主管2重叠，且液体输出分管5与液体输入分管4重叠，实际应用中，只要可以将水培杯中的液体经液体输出分管5输送至液体输出主管3的设置就可以；
图2为为本发明的基因编辑烟草单株水培装置结构示意图；
附图标记的名称为：1-液体输送计量泵、2-液体输入主管、3-液体输出主管、4-液体输入分管、5-液体输出分管、6-定植板、7-单株水培单元、8-水培杯液位监测传感器、41-液体输入单向阀、51-液体输出单向阀、71-烟苗、72-水培杯盖、73-定植杯、74-水培杯、75-营养液、76-黑色聚酯纤维、77-吸水线、721-定植杯孔、722-凹槽、731-吸水线孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件以及手册中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件所用的通用设备、材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。以下实施例和对比例中所需要的原料均为市售。
实施例1
按照附图1组成自动化营养液输送装置。
单株水培装置：直径8cm，高度10cm的遮光的水培杯，杯盖下凹2cm；定植杯的直径为5cm，高度为5cm，定植杯固定边沿直径大于水培杯0.5cm，且可承重2kg以上重量。营养液高度设置为8cm。
将基因编辑烟草和母本对照烟草，采用正常漂浮育苗，烟苗达到正常移栽壮苗标准后，挑选长势、大小均匀的20株烟苗分别进行移栽。移栽时，把烟苗从苗盘拔出，用黑色聚酯纤维包裹住烟根(连根上附着的育苗基质一起包裹)，包裹好后，把烟苗植入定植杯中，定植杯的底部预先装好吸水线。在水培杯中装入营养液，营养液的液面稍低于水培杯盖的底部。把植入烟苗的定植杯放入水培杯盖的圆孔中，遮光培养2-3天，然后恢复正常光照。烟苗恢复正常光照后，按正常水培方法管理，定期补充水或营养液，添加水和营养液时，可直接添加在杯盖中，水和营养液会从聚酯纤维缝隙漏到水培杯中。烟株生长到现蕾期，观察其性状，挑选大小均匀、叶片数相当、现蕾时间接近的烟株进行分组，所得植株分别标记为实施例1母本和实施例1编辑，分别进行性状观察，并采集其中部烟叶，冻干后进行编辑靶标Cl的检测。
Cl采用流动分析仪进行进行分析。
性状观察按照YCT 142—2010烟草农艺性状调查测量方法。
表1基因编辑素材与母本数据对照
| ID | 株高cm | 茎围cm | Cl％ |
| 实施例1母本 | 73.8±3.6 | 3.3±0.2 | 0.64±0.12 |
| 实施例1编辑 | 77.6±4.0 | 3.4±0.3 | 0.23±0.07 |
由表1可知，采用本发明方法种植的母本和基因编辑素材长势都比较均匀，化学分析数据离散度小，所得基因编辑素烟碱含量明显低于母本对照，可作为重点素材进行观察种植。
对照例1
采用常规的水培方法，即所有的植株的营养液共用，其他方法与实施例1中方法相同，种植相同的基因编辑素材20株，其植株标记实施A。对实施A进行性状观察和根腐病发病株数，并采集其中部烟叶，冻干后进行编辑靶标Cl的检测。
表2不同种植方法离散度分析
| ID | 株高cm | 茎围cm | 烟碱ug/g | 根腐病株 |
| 实施例1编辑 | 77.6±4.0 | 3.4±0.3 | 0.23±0.07 | 0 |
| 实施例A | 75±6.8 | 3.2±0.8 | 0.63±0.27 | 2 |
由表2可知，采用本发明方法与常规水培相比，离散度小更加均匀，更重要的是有效的控制根腐病发生。
对照例2
按照实施例1，种植母本20株，在团颗期，对其中一株用花叶病侵染，观察植株染病情况，其植株标记实施B。
采用常规的水培方法，即所有的植株的营养液共用，其他方法与实施例1中方法相同，种植母本20株，在团颗期，对其中一株用花叶病侵染，观察植株染病情况，其植株标记为对照B。
表3不同水培方法烟草不同生长期青枯病染病植株数
| ID | 现蕾期(株) | 成熟期(株) |
| 实施B | 1 | 1 |
| 对照B | 11 | 13 |
由表可知，常规的水培方法由于共用营养液，病害随营养液传播而非常容易出现交叉感染，交叉感染率达到65％，而本发明则明显规避掉上述不足防止了病害的交叉感染，交叉感染率为0。
对照例3
按照实施例1，种植母本20株，在不同时期收集营养液，检测营养液中绿藻的含量，标记为实施例C。
采用常规水培方法，所有的植株的营养液共用，其他方法与实施例1中方法相同，在不同时期收集营养液，检测营养液中绿藻的含量，标记为对照C1。
采用透明水培杯，其他方法与实施例1中方法相同，在不同时期收集营养液，检测营养液中绿藻的含量，标记为对照C2。
绿藻含量检测方法采用血球计数板计数法，计算单位体积内绿藻个数
表4不同水培方法绿藻含量比较
| ID | 现蕾期(*10<sup>5</sup>个/ml) | 成熟期(*10<sup>5</sup>个/ml) |
| 实施C | 0.01 | 0.012 |
| 对照C1 | 0.2 | 0.89 |
| 对照C2 | 12 | 27 |
由表可知本发明方法可以有效遏制绿藻的生长，有效避免绿藻会与水培植物竞争营养和氧气，从而导致烟株营养缺乏，或缺氧引发烂根、叶黄等问题。
Claims (10)
1.一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其特征在于，其包括：液体输送计量泵(1)、液体输入主管(2)、液体输出主管(3)、液体输入分管(4)、液体输出分管(5)、定植板(6)、单株水培单元(7)、水培杯液位监测传感器(8)以及液位控制计算机；
液体输送计量泵(1)进口与液体储存罐相连，出口与所述液体输入主管(3)相连，以将液体储存罐中液体输送至所述液体输入主管(3)中；所述液体输入主管(3)连通至多个所述液体输入分管(3)，每个所述液体输入分管(3)都连通至一个所述单株水培单元(7)，
每个所述单株水培单元(7)都连接有一个所述液体输出分管(3)，且多个所述液体输出分管(3)共同连通至所述液体输出主管(3)进口，所述液体输出主管(3)出口与废料储存罐连接，以将每个所述单株水培单元(7)产生的废料输送至废料储存罐；
所述水培杯液位监测传感器(8)位于所述单株水培单元(7)中，并与液位控制计算机相连，而液位控制计算机与液体输送计量泵(1)相连，所述水培杯液位监测传感器(8)可实时监测所述单株水培单元(7)中营养液水位，并将该数据传输至液位控制计算机，液位控制计算机再控制液体输送计量泵(1)，实现所述单株水培单元(7)中营养液水位的实时控制；
所述定植板(6)将多个单株水培单元(7)固定。
2.根据权利要求1所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其特征在于，所述液体输入分管(4)上具有液体输入单向阀(41)，液体只能单向由液体输入分管(4)进入单株水培单元(7)；所述液体输出分管(5)上具有液体输出单向阀(51)，液体只能单向由所述单株水培单元(7)进入液体输出分管(5)。
3.根据权利要求1所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其特征在于，液体输入主管(2)、液体输出主管(3)、液体输入分管(4)、液体输出分管(5)及液体储存罐和废液储存罐都是不透光的，均采用黑色不透光材料制成。
4.根据权利要求1所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其特征在于，所述定植板(6)上均匀分布多个定水培杯孔(61)，所述定水培杯孔(61)孔径大于或等于所述单株水培单元(7)，以将多个所述单株水培单元(7)固定。
5.根据权利要求1所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，其特征在于，所述单株水培单元(7)包括：水培杯(74)、定植杯(73)和吸水线(77)；
所述水培杯(74)顶部具有水培杯盖(72)，所述水培杯(74)内部容纳有营养液(75)；
所述定植杯(73)位于所述水培杯(74)内部，且通过所述水培杯盖(72)固定在所述水培杯(74)的上部分；所述定植杯(73)中装有烟苗(71)和用于培养所述烟苗(71)的基质；所述定植杯(73)底部具有吸水线孔(731)，所述吸水线(77)从所述吸水线孔(731)穿出，使所述吸水线(77)一端位于所述基质中，另一端位于所述营养液(75)中；
所述水培杯(74)和所述水培杯盖(72)均为黑色不透光的。
6.根据权利要求5所述的基因编辑烟草单株水培装置，其特征在于，所述定植杯(73)和所述水培杯(74)均为圆柱形，且所述定植杯(73)直径小于所述水培杯(74)，所述定植杯(73)高度小于所述水培杯(74)，以保证所述定植杯(73)可以装入所述水培杯(74)内部，优选地，所述定植杯(73)高度为所述水培杯(74)的0.2-0.5倍；
所述定植杯(73)的四周壁上或者底部吸水线孔(731)周围具有多个开孔；所述烟苗(71)的根部用黑色聚酯纤维(76)包裹。
7.根据权利要求6所述的基因编辑烟草单株水培装置，其特征在于，所述水培杯盖(72)上具有定植杯孔(721)，所述定植杯(73)从所述定植杯孔(721)穿出，并插入所述水培杯(74)中；所述水培杯盖(72)向所述水培杯(74)一侧凹陷形成凹槽(722)，优选地，所述水培杯盖(72)上所述凹槽(722)的深度为1cm-3cm；
所述定植杯孔(721)孔径大于或等于所述定植杯(73)杯身外径，但所述定植杯(73)固定边沿直径大于所述定植杯孔(721)孔径0.5-1cm，且所述定植杯(73)固定边可承重1kg以上重量，以使所述定植杯(73)可以被所述水培杯盖(72)托举固定。
8.一种基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置使用方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置，具体包括以下步骤：
(a)、液体输送计量泵(1)将液体储存罐中的液体输送至所述液体输入主管(3)中；所述液体输入主管(3)连通至多个所述液体输入分管(3)，使得所述液体输入主管(3)中的液体分别进入不同的所述液体输入分管(3)中，每个所述液体输入分管(3)都连通至一个所述单株水培单元(7)，使得所述液体输入主管(3)中的液体分别进入其对应的所述单株水培单元(7)中；
(b)、每个所述单株水培单元(7)都连接有一个所述液体输出分管(3)，每个所述单株水培单元(7)流出的废料进入其所对应的所述液体输出分管(3)中；多个所述液体输出分管(3)共同连通至所述液体输出主管(3)进口，使得多个所述液体输出分管(3)中的废液共同进入所述液体输出主管(3)中，所述液体输出主管(3)出口与废料储存罐连接，从而使得每个所述单株水培单元(7)产生的废料输送至废料储存罐；
所述水培杯液位监测传感器(8)位于所述单株水培单元(7)中，并与液位控制计算机相连，而液位控制计算机与液体输送计量泵(1)相连，所述水培杯液位监测传感器(8)可实时监测所述单株水培单元(7)中营养液水位，并将该数据传输至液位控制计算机，液位控制计算机再控制液体输送计量泵(1)，实现所述单株水培单元(7)中营养液水位的实时控制；
以上步骤不区分先后顺序。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液体输入分管(4)上具有液体输入单向阀(41)，液体只能单向由液体输入分管(4)进入单株水培单元(7)；所述液体输出分管(5)上具有液体输出单向阀(51)，液体只能单向由所述单株水培单元(7)进入液体输出分管(5)，液体只能单向的进入和流出所述单株水培单元(7)，规避营养液在各植株间的交叉共用。
10.一种防病害交叉感染的无绿藻的烟草水培方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的基因编辑烟草单向输液多株自动化水培装置对基因编辑烟草多株同时进行水培。
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|---|---|---|---|---|
| CN118216343A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-06-21 | 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 | 一种豆类和结球类蔬菜阳台种植装置及种植方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1980002787A1 (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | V Carl | Hydroponic growing apparatus |
| CN203290020U (zh) * | 2013-06-08 | 2013-11-20 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 一种烟草植株水培装置 |
| CN207692624U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | 河南农业大学 | 小桶式烟草水培固定装置 |
| US20200037526A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Pod Farms, LLC | Vertical Hydroponic Growing System and Method |
| CN111183888A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-22 | 南京慧瞳作物表型组学研究院有限公司 | 一种用于气候舱的营养液供给系统 |
| CN210987468U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-07-14 | 塔里木大学 | 一种环保型农业栽培滴灌装置 |
| CN212087461U (zh) * | 2020-04-10 | 2020-12-08 | 广东省农业科学院果树研究所 | 一种用于观测植物根系三维构型及其生长动态的装置 |
| WO2021046656A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 314 Pure Cannabis Ltd. | Hydroponic cultivation system & lighting system |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1980002787A1 (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | V Carl | Hydroponic growing apparatus |
| CN203290020U (zh) * | 2013-06-08 | 2013-11-20 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 一种烟草植株水培装置 |
| CN207692624U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-08-07 | 河南农业大学 | 小桶式烟草水培固定装置 |
| US20200037526A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Pod Farms, LLC | Vertical Hydroponic Growing System and Method |
| CN210987468U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-07-14 | 塔里木大学 | 一种环保型农业栽培滴灌装置 |
| WO2021046656A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 314 Pure Cannabis Ltd. | Hydroponic cultivation system & lighting system |
| CN111183888A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-05-22 | 南京慧瞳作物表型组学研究院有限公司 | 一种用于气候舱的营养液供给系统 |
| CN212087461U (zh) * | 2020-04-10 | 2020-12-08 | 广东省农业科学院果树研究所 | 一种用于观测植物根系三维构型及其生长动态的装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118216343A (zh) * | 2024-04-29 | 2024-06-21 | 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 | 一种豆类和结球类蔬菜阳台种植装置及种植方法 |
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