CN115281011B - 一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法 - Google Patents

一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法，具体涉及小麦培养技术领域，包括培养仓，培养仓包括多个与底板各边转动连接的侧板，其中一个侧板与盖板转动连接，侧板上转动连接培养架，培养架与灌溉系统连通，位于底板下方的设备仓内设置通风系统、施肥系统，培养架底部连接光照系统，侧板与底板转动连接的使侧板相对于底板为可转动的状态，在适宜小麦生长的环境中，通过转动侧板使培养仓打开，此时培养仓内的土壤处于暴露于自然环境下的状态，在不适宜生长的情况下，侧板闭合形成封闭的培养仓，通过光照系统、灌溉系统、通风系统在培养仓内模拟自然环境，从而使小麦正常生长。

Description

一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法
技术领域
本发明涉及小麦培养技术领域，具体为一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法。
背景技术
小麦选育中需要多种品种的小麦进行数代杂交得到品种更加优良的小麦，而为了得到具有特定特性的小麦品种，需要从培育中的小麦选取特定的成熟植株，并取其种子再次培养，为评价小麦苗的一些特性，现有技术采用模拟培养的方式进行培养。
如专利号为CN105075839B的申请文件公开了一种大规模开展小麦模拟抗旱的水培装置以及水培方法，装置包括：黑色周转箱、漂浮育苗盘、储液容器、抽水泵以及定时控制装置；抽水泵的进液管与储液容器连通；抽水泵的输液总管上引出若干个输液支管，每个输液支管的输液口位于黑色周转箱的上方；在每个黑色周转箱的同一高度位置开设有排水口，各个黑色周转箱的排水口通过排水管道串联，排水管道的排水端与储液容器连通。优点为：使营养液和高渗溶液分别循环流动，保证其含氧量，无需频繁更换营养液和高渗溶液，从而减少人力物力；另外，增加了不同周转箱间营养液和高渗溶液的一致性，为不同小麦材料提供一致的生长环境，实现大规模小麦苗期模拟抗旱的鉴定和评价。
但是在小麦的整个生长周期进行培养中，现有的模拟培养装置不能够满足小麦各个生长周期所需要的环境因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小麦植株选育模拟培养装置及其方法，以解决上述背景技术中提出现有模拟培养装置不能够满足小麦各个生长周期所需要的环境因素问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小麦植株选育模拟培养装置，包括培养仓，培养仓包括多个与底板各边转动连接的侧板，其中一个侧板与盖板转动连接，侧板上转动连接培养架，培养架与灌溉系统连通，位于底板下方的设备仓内设置通风系统、施肥系统，培养架底部连接光照系统，侧板与底板转动连接的使侧板相对于底板为可转动的状态，在适宜小麦生长的环境中，通过转动侧板使培养仓打开，此时培养仓内的土壤处于暴露于自然环境下的状态，在不适宜生长的情况下，侧板闭合形成封闭的培养仓，通过光照系统、灌溉系统、通风系统在培养仓内模拟自然环境，从而使小麦正常生长。
优选的，所述底板、侧板分别与支撑气缸两端转动连接，培养架为顶部开口的盒状，培养架两端顶部固定连接的架轴转动连接于侧板内侧固定的支撑架上，培养架底部为锥形，底板侧板通过气缸驱动能够实现打开闭合，底部为锥形的培养架使培养架中心位于培养架底部，在侧板转动过程中，培养架始终保持开口向上的体位。
优选的，所述光照系统包括设置于培养架底部的日光灯管，日光灯管位于培养架底部的罩壳内，罩壳包括固定于培养架底部的固定壳，固定壳与封闭壳贴合滑动连接，封闭壳与支撑架上的传动机构连接，光照系统中固定壳与封闭壳转动连接的方式使侧板在打开状态下，封闭壳能够将其中的灯管封闭，以在下雨情况下保护灯管。
优选的，所述传动机构包括固定于支撑架上的弧形齿板，弧形齿板与封闭壳端部固定连接的齿轮啮合，传动机构齿轮齿轮与弧形齿版配合使侧板在转动至水平状态下封闭壳自动闭合。
优选的，所述灌溉系统包括设置于培养架上的滴灌管，位于滴灌管下侧设置滴灌孔，滴灌管端部与内部中空的架轴连通，架轴与输水管连通，输水管与设备仓内的水泵连接，水泵与进水管连通，灌溉中，水泵将水经输水管送入到滴灌管上，再经滴灌管上的滴灌孔落于培养架上的土壤上，实现补充水分。
优选的，所述施肥系统包括设置于设备仓侧面的进料孔，进料孔与设备仓内的料腔连通，料腔通过输料机构与输水管连通，输水过程中将肥料溶于水中经滴灌管进入土壤补充水分，在封闭条件下完成施肥。
优选的，所述输料机构包括输料筒，位于输料筒内转动连接输料轮，输料轮侧面设置输料槽，输料轮于轮筒内转动，输料轮端部贯穿轮筒与输水管上连接的输水机构传动连接，输料机构为在输料筒内设置输料轮，输料轮与输水机构传动连接的方式实现水量、肥料定量比混合实现输送。
优选的，所述输水机构包括连接于侧面的输水管的输水筒，输水筒内转动连接输水轮，输水轮与输料轮传动连接，位于输水管上连接混合机构，混合机构包括连接于输料筒上的混合筒，混合筒内转动连接搅拌轴，搅拌轴与输料轮另一端传动连接，混合机构中搅拌轴与输料机构中的输料轮传动使混合筒内搅拌轴高速转动，使肥料充分溶解于水中。
优选的，所述通风系统包括设置于设备仓内的风机，风机通过风管与侧板内侧设置的排风杆连通，位于底板上设置有单向排风口，单向排风口处设置单向挡板，通风系统用于将外部气流送入到培养仓中，并将多余气体由单向排风口排出，在培养腔中形成流动的气流并使培养仓中的碳、氮、氧比例保持在小麦生长期所需的最佳状态。
一种小麦植株选育的模拟培养方法，培养架内填充土壤，将小麦种子种植于土壤架内，在适宜环境下，土壤仓处于开放状态，使土壤暴露于自然环境下，小麦种子在自然环境下生长，自然环境不适宜的情况下，通过转动侧板，侧板、底板、盖板围成相对封闭的培养仓，小麦种子在封闭的培养仓中，在需要时由灌溉系统对其进行灌溉浇水保证土壤湿度、由施肥系统对其进行施肥保证土壤养分、由通风系统向培养仓内部供气保证空气中碳、氮、氧比例，从而使小麦在相对较为适宜的环境下培养。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
箱式的培养仓采用侧板与底板转动连接的方式，在侧板上设置培养架用于盛放土壤，可实现小麦多层种植，提高空间利用率，在培养架底部设置光照系统，在封闭培养中保证光照，同时设置灌溉系统、通风系统、施肥系统，针对小麦成长中各个时期有针对性地提供生长环境；
将培养架底部设置为锥形并且与侧板上固定的支撑架转动连接，在侧板转动中使培养架始终保持处于开口向上，并且光照系统中，日光灯位于罩壳内，封闭壳相对于固定壳转动，在侧板动的情况下，封闭壳端部固定连接的齿轮相对于其啮合的弧形齿板转动，从而使封闭壳相对于固定壳转动，在侧板展开的状态下，封闭壳与固定壳配合将日光灯包覆以保护日光灯；
灌溉系统通过锥齿轮组与施肥系统传动连接，在肥料由进料口加入到料腔内之后，灌溉中水流驱动输水轮转动使输料轮转动，输料轮上的输料槽携带定量的肥料进入到输水管中与水流混合经滴灌作用于培养架上；
设置通风系统通过风机向培养仓中送入气流，使培养仓中空气各种成分保持稳定，使培养仓中的小麦在不同生长期能够在适宜的空气条件下生长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明培养仓的内部结构示意图；
图3为本侧板的结构示意图；
图4为本发明培养架的结构示意图；
图5为本发明罩壳的剖视图；
图6为本发明培养仓展开状态下的结构示意图；
图7为本发明设备仓的结构示意图；
图8为本发明输水机构、输料机构、混合机构的结构示意图。
图中：1、培养仓；11、侧板；111、支撑架；12、底板；121、排风口；2、设备仓；21、进料孔；211、料腔；212、输料机构；2121、输料筒；2122、输料轮；3、合页；4、出气孔；5、进气口；51、风机；52、内部风管；53、分流管；54、外部风管；6、进水孔；61、水泵；62、输水管；63、输水机构；631、输水筒；632、输水轮；64、锥齿轮组；65、混合机构；651、混合筒；652、搅拌轴；7、培养架；71、滴灌管；8、传动机构；81、齿轮；82、弧形齿板；9、日光灯；91、固定壳；92、封闭壳。
实施方式
实施例
如图1-8所示，一种小麦植株选育模拟培养装置，包括培养仓1，培养仓1包括多个与底板12各边转动连接的侧板11，其中一个侧板11与盖板转动连接，侧板11上转动连接培养架7，培养架7与灌溉系统连通，位于底板12下方的设备仓2内设置通风系统、施肥系统，培养架7底部连接光照系统；底板12、侧板11分别与支撑气缸两端转动连接，培养架7为顶部开口的盒状，培养架7两端顶部固定连接的架轴转动连接于侧板11内侧固定的支撑架111上，培养架7底部为锥形；光照系统包括设置于培养架7底部的日光灯9管，日光灯9管位于培养架7底部的罩壳内，罩壳包括固定于培养架7底部的固定壳91，固定壳91与封闭壳92贴合滑动连接，封闭壳92与支撑架111上的传动机构8连接；传动机构8包括固定于支撑架111上的弧形齿板82，弧形齿板82与封闭壳92端部固定连接的齿轮81啮合。
在天气、气候适宜的情况下，侧板11处于水平状态，培养架7内放置土壤，将小麦种子播种于培养架7内的土壤中，通过灌溉系统灌溉、施肥系统施肥使小麦稳定生长，此时培养仓1状态如图6所示，在极端天气中，为保护培育的小麦，通过气缸使侧板11与底板12以合页3为中心转动至侧板11与水平面保持垂直，气缸可连接于侧板11与底板12之间，也可采用独立的气缸实施控制侧板11转动，采用独立气缸驱动时，为保证侧板11转动至垂直后保持状态，可在相邻侧板11之间连接锁件，在侧板11转动过程中，支撑架111上连接的培养架7由于重心在底侧中部，在重力作用下使培养架7始终保持开口向上的状态，因此在侧板11转动中，培养架7通过架轴相对于支撑架111转动；位于培养架7底部的固定壳91内转动的封闭壳92端部连接齿轮81，在齿轮81转动的情况下，齿轮81相对于弧形齿板82转动，封闭壳92相对于固定壳91转动，能够在侧板11展开的状态下使罩壳封闭，以在下雨天中保护日光灯9管，在侧板11闭合的状态下使罩壳打开，在封闭状态下可提供光照条件。
实施例
如图1-8所示，一种小麦植株选育模拟培养装置，包括培养仓1，培养仓1包括多个与底板12各边转动连接的侧板11，其中一个侧板11与盖板转动连接，侧板11上转动连接培养架7，培养架7与灌溉系统连通，位于底板12下方的设备仓2内设置通风系统、施肥系统，培养架7底部连接光照系统，灌溉系统包括设置于培养架7上的滴灌管71，位于滴灌管71下侧设置滴灌孔，滴灌管71端部与内部中空的架轴连通，架轴与输水管62连通，输水管62与设备仓2内的水泵61连接，水泵61与进水管连通，施肥系统包括设置于设备仓2侧面的进料孔21，进料孔21与设备仓2内的料腔211连通，料腔211通过输料机构212与输水管62连通，输料机构212包括输料筒2121，位于输料筒2121内转动连接输料轮2122，输料轮2122侧面设置输料槽，输料轮2122于轮筒内转动，输料轮2122端部贯穿轮筒与输水管62上连接的输水机构63传动连接，输水机构63包括连接于侧面的输水管62的输水筒631，输水筒631内转动连接输水轮632，输水轮632与输料轮2122传动连接，位于输水管62上连接混合机构65，混合机构65包括连接于输料筒2121上的混合筒651，混合筒651内转动连接搅拌轴652，搅拌轴652与输料轮2122另一端传动连接。
在灌溉状态下，料腔211中不填充肥料，将进水孔6与水管连通，设备仓2内部的水泵61运行将水流经过输水管62、连接架轴的输水外管进入到培育架上的滴灌管71内，经过滴灌管71底侧的滴灌孔落于培养架7，从而实现灌溉，在干旱天气以及小麦生长期中对于水量要求较高时可通过灌溉系统对小麦进行滴灌；在施肥时，通过进料孔21向料腔211中添加一定量的肥料，之后开启水泵61，水泵61供水过程中，连接于输水管62上的输送机构运行，输水筒631中的输水轮632转动，从而使输料机构212中与输水轮632通过锥齿轮组64传动连接的输料轮2122转动，输料轮2122上的输料槽携带定量的肥料进入到输水管62中与其中的水流混合，从而使肥料溶于水中经过灌溉系统进入到培养架7内，输料轮2122上的输料槽为避免携带水流进入到料腔211中，可在输料筒2121底部设置排水孔，使反流的水经过排水孔排出，在混合肥料的水流进入到混合筒651内时，由于搅拌轴652与输料轮2122通过另一种锥齿轮组64传动连接，因此能够在混合筒651内充分溶解混合，从而使肥力均匀分布在水流中以达到施肥均匀的目的。
实施例
如图1-8所示，一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：包括培养仓1，培养仓1包括多个与底板12各边转动连接的侧板11，其中一个侧板11与盖板转动连接，侧板11上转动连接培养架7，培养架7与灌溉系统连通，位于底板12下方的设备仓2内设置通风系统、施肥系统，培养架7底部连接光照系统，通风系统包括设置于设备仓2内的风机51，风机51通过风管与侧板11内侧设置的排风杆连通，位于底板12上设置有单向排风口121，单向排风口121处设置单向挡板。
单向排风口121下方设置橡胶制的挡板，挡板的四角固定于单向排风口121下方，使气流由上方向下流动时能够由挡板与底板12之间的间隙排出，再通过设备仓2侧面的出气孔4排出，而气流由底部向上流动时会使挡板贴合于底板12底侧从而实现封闭，在风机51运行的状态下，外部气流由进气口5进入风机51、经过内部风管52、分流管53、外部风管54、最后由侧板11内侧连接的排风杆侧面通孔排出，对于不同的小麦生长期通入不同成分的气流，使培养仓1内空气中各种成分比例保持稳定，并且可根据需求通入适应温度的气体，改变培养仓1内气温，以适宜小麦发育。

Claims (7)

1.一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：包括培养仓(1)，培养仓(1)包括多个与底板(12)各边转动连接的侧板(11)，其中一个侧板(11)与盖板转动连接，侧板(11)上转动连接培养架(7)，培养架(7)与灌溉系统连通，位于底板(12)下方的设备仓(2)内设置通风系统、施肥系统，培养架(7)底部连接光照系统；
所述底板(12)、侧板(11)分别与支撑气缸两端转动连接，培养架(7)为顶部开口的盒状，培养架(7)两端顶部固定连接的架轴转动连接于侧板(11)内侧固定的支撑架(111)上，培养架(7)底部为锥形；
所述光照系统包括设置于培养架(7)底部的日光灯(9)管，日光灯(9)管位于培养架(7)底部的罩壳内，罩壳包括固定于培养架(7)底部的固定壳，固定壳与封闭壳贴合滑动连接，封闭壳与支撑架(111)上的传动机构(8)连接；
所述传动机构(8)包括固定于支撑架(111)上的弧形齿板(82)，弧形齿板(82)与封闭壳端部固定连接的齿轮(81)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：所述灌溉系统包括设置于培养架(7)上的滴灌管(71)，位于滴灌管(71)下侧设置滴灌孔，滴灌管(71)端部与内部中空的架轴连通，架轴与输水管(62)连通，输水管(62)与设备仓(2)内的水泵(61)连接，水泵(61)与进水管连通。
3.根据权利要求2所述的一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：所述施肥系统包括设置于设备仓(2)侧面的进料孔(21)，进料孔(21)与设备仓(2)内的料腔(211)连通，料腔(211)通过输料机构(212)与输水管(62)连通。
4.根据权利要求3所述的一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：所述输料机构(212)包括输料筒(2121)，位于输料筒(2121)内转动连接输料轮(2122)，输料轮(2122)侧面设置输料槽，输料轮(2122)于轮筒内转动，输料轮(2122)端部贯穿轮筒与输水管(62)上连接的输水机构(63)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：所述输水机构(63)包括连接于侧面的输水管(62)的输水筒(631)，输水筒(631)内转动连接输水轮(632)，输水轮(632)与输料轮(2122)传动连接，位于输水管(62)上连接混合机构(65)，混合机构(65)包括连接于输料筒(2121)上的混合筒(651)，混合筒(651)内转动连接搅拌轴(652)，搅拌轴(652)与输料轮(2122)另一端传动连接。
6.根据权利要求1所述的一种小麦植株选育模拟培养装置，其特征在于：所述通风系统包括设置于设备仓(2)内的风机(51)，风机(51)通过风管与侧板(11)内侧设置的排风杆连通，位于底板(12)上设置有单向排风口(121)，单向排风口(121)处设置单向挡板。
7.权利要求1-6任一项所述一种小麦植株选育模拟培养装置的模拟培养方法，其特征在于：培养架(7)内填充土壤，将小麦种子种植于土壤架内，在适宜环境下，土壤仓处于开放状态，使土壤暴露于自然环境下，小麦种子在自然环境下生长，自然环境不适宜的情况下，通过转动侧板(11)，侧板(11)、底板(12)、盖板围成相对封闭的培养仓(1)，小麦种子在封闭的培养仓(1)中，在需要时由灌溉系统对其进行灌溉浇水保证土壤湿度、由施肥系统对其进行施肥保证土壤养分、由通风系统向培养仓(1)内部供气保证空气中碳、氮、氧比例，从而使小麦在相对较为适宜的环境下培养。
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