CN113854086B - 一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法及装置，本发明涉及蔬菜栽培技术领，域制种方法包括如下步骤：步骤一、搭建育种设施；步骤二、在网室内种植萝卜种株，并将设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱置于网室内部上方；步骤三、萝卜种株与壁蜂的管理；步骤四、壁蜂回收与保存；步骤五、种子收获；一种利用壁蜂进行萝卜制种的装置，包括大棚、设置在大棚内的网室及基于PLC的环境自动控制系统，所述网室内部挂设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱；本发明利用环境自动控制系统和新型蜂巢箱配合壁蜂辅助授粉的方式进行萝卜育种，从而降低天气因素对繁种的不利影响，提高壁蜂授粉效率，达到显著提高萝卜种子产量和质量的目的。

Description

一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法及装置

技术领域

本发明涉及蔬菜栽培技术领域，具体是一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法及装置。

背景技术

萝卜属于十字花科萝卜属，虫媒花，异花授粉作物。传统的萝卜杂交种的制种是通过空间隔离至少1000m以上的露地制种或普通单体大棚进行简单网室隔离繁种。但单体大棚调节环境能力有限，如晴天中午温度过高，阴雨天光线严重不足等，影响萝卜开花时间的同时，减少辅助繁种所用壁蜂的有效授粉时间，繁种质量和产量受天气影响较大，不能保证每年的繁种质量，育种质量的不确定性，严重影响了育种进度。一种能够融合提供萝卜花期适宜生长环境和壁蜂授粉环境的设施及满足壁蜂产卵蜂箱的壁蜂辅助萝卜繁种新方法有待提出。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术中萝卜育种质量低及产量不高的问题，提供一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法及装置，本发明利用环境自动控制系统和新型蜂巢箱配合壁蜂辅助授粉的方式进行萝卜育种，从而降低天气因素对繁种的不利影响，提高壁蜂授粉效率，达到显著提高萝卜种子产量和质量的目的。

技术方案：一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，包括如下步骤：

步骤一、搭建育种设施；

搭建大棚及大棚内设置网室，所述网室包括若干立柱、若干横杆及网罩，若干立柱和若干横杆绑缚成的矩形骨架，所述网罩套设骨架上，所述网罩的边缘使用泥土密封在地面上；

大棚内设置有基于PLC的环境自动控制系统，所述环境自动控制系统包括感应元件和响应元件，所述感应原件包括设置在大棚内部的温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器，所述响应元件包括设置在网室顶部的遮阳网、网室内部顶侧的照明设备和大棚两侧的卷帘；

步骤二、在网室内定植萝卜种株，并将设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱置于网室内部上方；

步骤三、萝卜种株与壁蜂的管理；

1)在定植成活的萝卜种株中去除病弱株和异形株；

2)进入盛花期前，对植株进行一次绑缚，即用渔网将植株围起，防止枝条伸到网室边缘；

3)进入初花期后，进行壁蜂释放，所述环境自动控制系统参数设置为：高于28℃开启两侧卷帘，低于15℃关闭两侧卷帘，高于32℃拉开遮阳网，低于28℃收起遮阳网，网室内风速超过5级关闭迎风一侧卷帘；白天8:00-17:00光线小于20000勒克斯开启照明设备补光；

步骤四、壁蜂回收与保存；

步骤五、种子收获。

进一步的，步骤二中，所述蜂巢箱悬挂在低于萝卜种株高度20cm的骨架上，萝卜植株与投放壁蜂的数量的比例为1:5。

进一步的，步骤三中，所述渔网的外侧还设有一层防虫网，所述防虫网设置在所述网室内；所述渔网与网室的顶面和侧面的距离为40cm。

进一步的，所述步骤四中壁蜂回收与保存的具体方法如下：

萝卜种株授粉完毕后，将蜂巢箱收回，并放置于通风干燥阴凉处，第二年惊蛰前后取出蜂茧，装进透气纸袋中，置于4℃冰箱中保存备用。

进一步的，所述步骤五中，种子收获的具体方法如下：

授粉完成后，在晴天及时将不结荚的尾花剪除，去除网罩、立柱及横杆后，对萝卜植株进行药物喷施，防治病虫害，待角果发黄时收获，晾晒3天左右后进行脱粒。

本发明还提供了一种利用壁蜂进行萝卜制种的装置，包括大棚、设置在大棚内的网室及基于PLC的环境自动控制系统；所述网室包括若干立柱、若干横杆及网罩，若干立柱和若干横杆绑缚成的矩形骨架，所述网罩套设在所述骨架上，所述网罩的边缘使用泥土密封在地面上，所述网室内部挂设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱；

所述大棚内设置有基于PLC的环境自动控制系统，所述环境自动控制系统包括控制柜、感应元件和响应元件，所述感应原件包括设置在大棚内部的温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器；

所述响应元件包括设置在网室顶部的遮阳网及遮阳网电机、大棚两侧的卷帘及卷帘电机和网室内侧顶部的照明设备；

所述控制柜上设有人机控制界面，所述人机控制界面设有温度、风速、光照，调光时间段等数值的目标设置画面，通过人为设定值与温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器读取到的各项数值进行比较来进行对卷帘、遮阳网的控制。

进一步的，所述控制柜内部设有物联网模块，可将采集到的的各项数据实时上传至云端，可在电脑端、手机端进行实时查看，同时可远程进行目标数值的修改和遮阳网电机和卷帘的操作。

进一步的，所述照明设备采用恒照明控制器及可变光灯具，可在人机界面上设定的调光时间段内进行恒照度控制。

进一步的，所述蜂巢箱包括前侧面未封闭的箱体，所述箱体内部上侧设有巢管放置块，所述巢管放置块内插设有若干巢管，所述巢管的一端为封闭端，一端为开口端，所述开口端朝向所述箱体的前侧面；

所述箱体的顶板下侧面上设有可拉出的遮阳板，所述箱体内部下侧设有可拉出的抽屉；所述巢管放置块与所述抽屉的上面端之间设有空隙；

所述抽屉内设有隔板，所述隔板将所述抽屉内的空间分隔成泥浆盘和储水器，所述储水器的上端面设有盖板，所述盖板上设有注水孔及若干圆形出线口；所述泥浆盘内设有泥浆及若干棉线，所述棉线的一端设置在泥浆内，另一端通过出线孔伸入到储水器内。

进一步的，所述抽屉上设有把手，所述遮阳板和抽屉通过滑轨安装在所述箱体的顶板和底板上。

有益效果：本发明针对萝卜使用壁蜂辅助授粉时对温度、光照和风的特殊环境需要，设计环境自动控制系统，使棚室内白天温度控制在15-28℃之间，光照强度在20000勒克斯以上，利于萝卜植株的生长和壁蜂的授粉活动。避免了连续阴雨天等灾害性天气对繁种的影响。环境控制系统和新蜂巢的使用，减少了人工收放卷帘和泥浆盘每天加水的工序，有效降低人工成本。同时有效减少进出制种网室的次数，大大降低了出现外界花粉进入网室造成制种纯度降低的现象。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图。

图2为本发明立体结构示意图。

图3为蜂巢箱结构示意图。

图中标号：1、卷帘；2、遮阳网；3、网室；4、照明设备；5、控制柜；6、感应元件；7、遮阳板；8、巢管；9、注水孔；10、出线口；11、泥浆盘；12、把手。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。

一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，包括如下步骤：

步骤一、搭建育种设施；

搭建大棚及大棚内设置网室，所述网室包括若干立柱、若干横杆及网罩，若干立柱和若干横杆绑缚成的矩形骨架，所述网罩套设在骨架上，所述网罩的边缘使用泥土密封在地面上；

大棚内设置有基于PLC的环境自动控制系统，所述环境自动控制系统包括感应元件和响应元件，所述感应原件包括设置在大棚内部的温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器，所述响应元件包括设置在网室顶部的遮阳网、网室内部顶侧的照明设备和大棚两侧的卷帘；

步骤二、在网室内种植萝卜种株，并将设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱置于网室内部上方；所述蜂巢箱悬挂在低于萝卜种株高度20cm的骨架上，萝卜植株与投放壁蜂的数量的比例为1:5；

步骤三、萝卜种株与壁蜂的管理；

1)在定植成活的萝卜种株中，去除病弱株和异形株；

2)进入盛花期前，对植株进行一次绑缚，即用渔网将植株围起，防止枝条伸到网室边缘；所述渔网的外侧还设有一层防虫网，所述防虫网设置在所述网室内；所述渔网与网室的顶面和侧面的距离为40cm；

3)进入初花期后，进行壁蜂释放，所述环境自动控制系统参数设置为：高于28℃开启两侧卷帘，低于15℃关闭两侧卷帘，高于32℃拉开遮阳网，低于28℃收起遮阳网，网室内风速超过5级关闭迎风一侧卷帘；白天8:00-17:00光线小于20000勒克斯开启照明设备补光；

步骤四、壁蜂回收与保存；

萝卜种株授粉完毕后，将蜂巢箱收回，并放置于通风干燥阴凉处，第二年惊蛰前后取出蜂茧，装进透气纸袋中，置于4℃冰箱中保存备用；

步骤五、种子收获；

授粉完成后，在晴天及时将不结荚的尾花剪除，以集中养料，促进籽粒饱满，提高产量；由于长时间未进行药物防治，种株有些可能出现蚜虫较多或出现灰霉病，因此去除网罩、立柱及横杆后，对萝卜植株进行药物喷施，防治病虫害，待角果发黄时收获，晾晒3天左右后进行脱粒即可。

如图1-图3所示，一种利用壁蜂进行萝卜制种的装置，包括大棚、设置在大棚内的网室3及基于PLC的环境自动控制系统；所述网室3包括若干立柱、若干横杆及网罩，若干立柱和若干横杆绑缚成的矩形骨架，所述网罩套设在所述骨架上，所述网罩的边缘使用泥土密封在地面上，所述网室3内部挂设有自动补水泥浆盘11的蜂巢箱；

所述大棚内设置有基于PLC的环境自动控制系统，所述环境自动控制系统包括控制柜5、感应元件6和响应元件，所述感应原件包括设置在大棚内部的温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器；

所述响应元件包括设置在网室3顶部的遮阳网2及遮阳网2电机、大棚两侧的卷帘1及卷帘1电机和网室3内侧顶部的照明设备4；

所述卷帘1电机采用DC24V，100W直流有刷电机，遮阳网2电机采用DC24V，160W直流有刷电机，卷帘1及遮阳网2电机均采用直流有刷控制器进行驱动。

所述控制柜5上设有人机控制界面，所述控制柜5采用304不锈钢材质，内外双门，外门带有机玻璃可视窗，落地安装。系统进线电压AC220V，总功率1000W。基于PLC的环境自动控制系统控制单元采用汇川PLC，温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器均连接至PLC的485接口，系统控制单元采用modbus-rtu协议实时读取各传感器数据，读取到的数据在人机界面上实时显示。

所述人机控制界面设有温度、风速、光照，调光时间段等数值的目标设置画面，通过人为设定值与温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器读取到的各项数值进行比较来进行对卷帘1、遮阳网2的控制。

所述控制柜5内部设有物联网模块，可将采集到的的各项数据实时上传至云端，可在电脑端、手机端进行实时查看，同时可远程进行目标数值的修改和遮阳网2电机和卷帘1的操作。

所述照明设备4采用恒照明控制器及可变光灯具，可在人机界面上设定的调光时间段内进行恒照度控制。

所述蜂巢箱包括前侧面未封闭的箱体，所述箱体内部上侧设有巢管8放置块，所述巢管8放置块内插设有若干巢管8，所述巢管8的一端为封闭端，一端为开口端，所述开口端朝向所述箱体的前侧面。所述箱体的顶板下侧面上设有可拉出的遮阳板7，所述箱体内部下侧设有可拉出的抽屉，所述抽屉上设有把手12，所述遮阳板7和抽屉通过滑轨安装在所述箱体的顶板和底板上。所述巢管8放置块与所述抽屉的上面端之间设有空隙。

所述抽屉内设有隔板，所述隔板将所述抽屉内的空间分隔成泥浆盘11和储水器，所述储水器的上端面设有盖板，所述盖板上设有2个圆形出线口10及一个注水孔9；所述泥浆盘11内设有泥浆及2根棉线，所述棉线的一端设置在泥浆内，另一端通过出线孔伸入到储水器内的水面下，使泥浆能够持续保存湿润。蜂巢箱与泥浆盘11合为一体，泥浆盘11并能通过棉线与储蓄器相连，达到自动补水的目的，使泥浆在整个授粉期间都能保持湿润。

通过遮阳网2、两侧卷帘1及照明设备4就能够提供整个花期的适宜环境，不需要耗能设备加热或降温，大大降低了能源的消耗。

为了详细说明本发明，下述实施例和对比例的方法均在江苏沿海地区农业科学研究所南洋试验场进行，种植管理水平一致。

实施例1：

一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，包括以下步骤：

(1)大棚设施建造

2020年11月完成大棚安装，大棚宽7m，长40m，肩高1.9m，内部网室，每个网室长6m，宽5.5m，高2.2m，网室顶部设置遮阳网，共6个网室。同时设置基于PLC的环境自动控制系统；控制柜安装在大棚内，感应元件设置在其中一个网室的侧面上；

(2)安置壁蜂巢箱

萝卜种株定植后，在每个网室内安装融合了自动补水泥浆盘的蜂巢箱，放置位置为低于萝卜植株高度20cm处，悬挂在网室的骨架上。本次萝卜植株高度为1.8m，因此蜂巢箱安置高度为1.6m，同时蜂箱口无萝卜植株遮挡。

(3)授粉期管理

待萝卜进入初花期后，进行壁蜂释放，环境自动控制系统参数设置为：高于28℃开启两侧卷帘，低于15℃关闭两侧卷帘，高于32℃拉开内遮阳网，低于28℃收起内遮阳网，网室内风速超过5级关闭迎风一侧卷帘。白天8:00-17:00光线小于20000勒克斯开启照明设备补光。

萝卜种田间管理视当季实际发生情况而定。

(4)种子收获，当种荚发黄后即可收获。

对比例1：

过程基本与实施例1一致，只除步骤2中安置蜂巢箱为普通巢箱，需另外设置泥浆盘，并每天人工加水。

对比例2：

过程基本与实施例1一致，只除步骤1中大棚为普通8m宽大棚。

对比例3：

过程基本与实施例1一致，只除步骤1中大棚为普通8m宽大棚，步骤2中安置蜂巢箱为普通巢箱，需另外设置泥浆盘，并每天人工加水。

对比例4：

过程基本与实施例1一致，只除步骤1中大棚为普通8m宽大棚，步骤2不设置蜂巢。

实施例1中钢架大棚1万元，按使用年限8年计算，每年每个网室(大棚的1/6，约30m²)208元，控制系统造价3万元，每年每个网室成本约1000元，蜂巢箱造价60元，共计每隔间每年物品成本1268元；实例1中无需人工揭放棚，管理成本为0元，蜂巢放进网室后无需人工加水，管理成本为0元。

普通蜂巢造价25元，但需人工每天加水，人工费按每天120元计算，授粉期约35天，每天每个隔间按0.1个工计算，整个授粉期普通蜂巢每个网室人工成本约为420元。

普通8m棚长40m，造价约12000元，按使用年限8年计算，每年每个隔间(大棚造价1/6，约30m²)250元，人工管理费按120元每天计算，授粉期35天，每天每个网室0.4个工计算，整个授粉期普通8m大棚每个间隔人工成本约1680元。

对于种株定植、种荚采收、壁蜂购买等实例和处理都需要的成本，本次对比不再计入。

实验结果如表1所示，

从上述育种结果看，采用本发明方法进行萝卜制种，能够提高每天的授粉时间，减少杂种率，提高制种产量，同时还能节约制种成本。

本发明针对萝卜使用壁蜂辅助授粉时对温度、光照和风的特殊环境需要，设计环境自动控制系统，使棚室内白天温度控制在15-28℃之间，光照强度在20000勒克斯以上，利于萝卜植株的生长和壁蜂的授粉活动。避免了连续阴雨天等灾害性天气对繁种的影响。环境控制系统和新蜂巢的使用，减少了人工收放卷帘和泥浆盘每天加水的工序，有效降低人工成本。同时有效减少进出制种网室的次数，大大降低了出现外界花粉进入网室造成制种纯度降低的现象。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、搭建育种设施；

搭建大棚及大棚内设置网室，所述网室包括若干立柱、若干横杆及网罩，若干立柱和若干横杆绑缚成的矩形骨架，所述网罩套设在所述骨架上，所述网罩的边缘使用泥土密封在地面上，所述网室内部挂设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱；

所述大棚内设置有基于PLC的环境自动控制系统，所述环境自动控制系统包括控制柜、感应元件和响应元件，所述感应原件包括设置在大棚内部的温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器；

所述响应元件包括设置在网室顶部的遮阳网及遮阳网电机、大棚两侧的卷帘及卷帘电机和网室内侧顶部的照明设备；

步骤二、在网室内定植萝卜种株，并将设有自动补水泥浆盘的蜂巢箱置于网室内部上方；

步骤三、萝卜种株与壁蜂的管理；

1)在定植成活的萝卜种株中去除病弱株和异形株；

2)进入盛花期前，对植株进行一次绑缚，即用渔网将植株围起，防止枝条伸到网室边缘；

3)进入初花期后，进行壁蜂释放，所述环境自动控制系统参数设置为：高于28℃开启两侧卷帘，低于15℃关闭两侧卷帘，高于32℃拉开遮阳网，低于28℃收起遮阳网，网室内风速超过5级关闭迎风一侧卷帘；白天8:00-17:00光线小于20000勒克斯开启照明设备补光；

步骤四、壁蜂回收与保存；

步骤五、种子收获；

步骤二中，所述蜂巢箱悬挂在低于萝卜种株高度20cm的骨架上，萝卜植株与投放壁蜂的数量的比例为1:5；

所述控制柜上设有人机控制界面，所述人机控制界面设有温度、风速、光照，调光时间段的目标设置画面，通过人为设定值与温度感应器、湿度感应器、风速感应器和光照感应器读取到的各项数值进行比较来进行对卷帘、遮阳网的控制；

所述蜂巢箱包括前侧面未封闭的箱体，所述箱体内部上侧设有巢管放置块，所述巢管放置块内插设有若干巢管，所述巢管的一端为封闭端，一端为开口端，所述开口端朝向所述箱体的前侧面；

所述箱体的顶板下侧面上设有能够拉出的遮阳板，所述箱体内部下侧设有能够拉出的抽屉；所述巢管放置块与所述抽屉的上面端之间设有空隙；

所述抽屉内设有隔板，所述隔板将所述抽屉内的空间分隔成泥浆盘和储水器，所述储水器的上端面设有盖板，所述盖板上设有注水孔及若干圆形出线口；所述泥浆盘内设有泥浆及若干棉线，所述棉线的一端设置在泥浆内，另一端通过出线孔伸入到储水器内。

2.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，

步骤三中，所述渔网的外侧还设有一层防虫网，所述防虫网设置在所述网室内；所述渔网与网室的顶面和侧面的距离为40cm。

3.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，所述步骤四中壁蜂回收与保存的具体方法如下：

萝卜种株授粉完毕后，将蜂巢箱收回，并放置于通风干燥阴凉处，第二年惊蛰前后取出蜂茧，装进透气纸袋中，置于4℃冰箱中保存备用。

4.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，所述步骤五中，种子收获的具体方法如下：授粉完成后，在晴天及时将不结荚的尾花剪除，去除网罩、立柱及横杆后，对萝卜植株进行药物喷施，防治病虫害，待角果发黄时收获，晾晒3天左右后进行脱粒。

5.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，所述控制柜内部设有物联网模块，将采集到的各项数据实时上传至云端，在电脑端、手机端进行实时查看，同时远程进行目标数值的修改和遮阳网电机和卷帘的操作。

6.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，所述照明设备采用恒照明控制器及可变光灯具，能够在人机界面上设定的调光时间段内进行恒照度控制。

7.根据权利要求1所述的一种利用壁蜂进行萝卜制种的方法，其特征在于，所述抽屉上设有把手，所述遮阳板和抽屉通过滑轨安装在所述箱体的顶板和底板上。

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