CN117397498A - 一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置及育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置及育种方法，装置包括垂直方向为正方形的主机外壳，在主机外壳的一侧设有可向外翻转打开的侧开门，在主机外壳内，设置有至少两层实验区，每一层实验区的顶部均为光照区域，在光照区域的下方设有水平的主支架，主支架上固定有多个育种盒，育种盒下方设有多个通过液箱隔板隔开的营养液箱；在液箱底板内设有进排液管，并在液箱底板对应每个育种盒的区域设置带有进排液阀的开口；在每个营养液箱都带有温控板，液箱隔板与液箱底板都带有保温层。本发明通过对苜蓿种植环境的模拟，特别是对温控、湿度、光照的控制，并设计对应的结构和配套的使用方法，让实验能更清楚的测试，更准确的实现苜蓿的育种工作。

Description

一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置及育种方法

技术领域

本发明涉及植物育种技术领域，特别涉及一种草业育种装置，具体是一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置及育种方法。

背景技术

苜蓿是一种多年生开花植物，稀灌木。苜蓿草含丰富的蛋白质和大量的矿物元素以及碳水化合物，其中，粗蛋白质的含量极高，且这些粗蛋白质都是可以被消化的，其中的氨基酸成分相近于乳清粉成分，所以苜蓿是公认的优质纤维饲料，被称为牧草之王。但国内目前的苜蓿产量依然不能满足需求，由于苜蓿一般是在我国北方地区生长，需要适应耐干旱耐寒的特性，在冬季对光照等也有相应的要求，因此培育具备更好的适应性的良种具有重要的意义。

现在的苜蓿一般都是采用田野育种的方式进行，这种方式虽然能最真实的模拟自然环境，但机械化程度相对较低，且外部环境变量的控制更加困难，培育周期长，经济效益有限。因此，也有部分使用育种装置进行培育，但目前的育种装置一般都是简单的温控柜体结构，将不同的育种品种放置在育种台架内放入育种装置，调控温度，需要加水加料等，都是开门取出添加后再次放入，依然没能很好的实现自动化智能化，也会破坏试验期间的环境完整性。且现有的育种装置基本都是针对通用种子模拟育种实验用，并未对苜蓿的特性进行针对性设计，不能很好的满足需求。因此，需要寻找能更好的实现苜蓿育种要求的方案。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了是一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置及育种方法，通过对苜蓿种植环境的模拟，特别是对温控、湿度、光照的控制，并设计对应的结构和配套的使用方法，让实验能更清楚的测试，更准确的实现苜蓿的育种工作。

本发明的技术方案是：

一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，包括垂直方向为正方形的主机外壳，在主机外壳的一侧设有可向外翻转打开的侧开门，在主机外壳内，设置有至少两层实验区，每一层实验区的顶部均为光照区域，在光照区域的下方设有水平的主支架，主支架上固定有多个育种盒，育种盒下方设有多个通过液箱隔板隔开的营养液箱，通过液箱隔板隔开的营养液箱与每一个育种盒一一对应；营养液箱的底部为一整块液箱底板；在液箱底板内设有进排液管，并在液箱底板对应每个育种盒的区域设置带有进排液阀的开口；在每个营养液箱都带有温控板，液箱隔板与液箱底板都带有保温层。

进一步的，所述主支架上除安装育种盒的区域外，其他位置均不带有开口，带有育种盒的主支架与营养液箱上侧贴合，形成保温空间。

进一步的，所述主支架为正方形阵列排布，横竖方向摆放的育种盒数量相同；所述光照区域由正方形或圆形阵列排布的多个光源组成，且每一个光源单独带有控制器，调控光源的照度和开关。

进一步的，所述育种盒的主体为透明的方形筒体，作为盒体外壳，上下均设有开口，育种盒的中部横向设有固体块，育种盒的底部相对的两条边分别设有一片搅动杆，所述搅动杆包括搅动杆体和搅动杆轴，所述搅动杆轴的侧端面设有锥形齿，在育种盒放入主支架后，与设置于主支架内的主支架电机对接，通过主支架电机带动搅动杆轴上下翻转；

所述搅动杆体的结构为多根直线或波浪线的杆体，且两侧的两个搅动杆的搅动杆体相互之间保持错开，并且两个搅动杆的端部也设有一定间隙，以避免影响根系接触营养液箱内的液体；

所述育种盒的外侧面顶部固定有上固定环，且上固定环的下方设有一圈外部尺寸与上固定环相差在5mm内的下固定环，下固定环的内部尺寸大于盒体外壳的外部尺寸，与盒体外壳之间有矩形的环形间隙；放置于主支架上，让盒体外壳在初始状态下，下半部分位于主支架的下侧，上半部分位于主支架的上侧；上固定环和下固定环之间设有矩形结构的环形气囊，在上固定环上设有联通环形气囊的注气口，注气口的另一端连接到设置于上固定环上的气泵，通过气泵向环形气囊内注入空气，通过环形气囊内冲入气体的量不同，实现对上固定环的支撑位置不同，进而调节整个盒体外壳的高度；

在环形间隙内对应的盒体外壳的表面设有加热片，所述加热片的高度大于环形气囊充满气后的高度，确保在盒体外壳的最高和最低位置时，加热片都能与下固定环保持对应范围。

进一步的，所述注气口为从上到下贯穿上固定环的通孔，所述气泵设置在所述注气口的正上方，并在所述注气口的侧面设有一段斜向开口作为排气阀，排气阀包括排气阀通道、排气阀板，排气阀板一侧与排气阀通道顶部连接，另一侧上端与气泵底部抵接，在排气阀板的下方设有连接到排气阀通道表面的弹簧，形成单向阀结构；

所述气泵上安装有正对排气阀板上方的下压杆，下压杆的侧面和顶部通过固定于气泵侧面的下压杆轨道固定和限位，在气泵上侧设有与下压杆侧面接触的驱动轮，驱动轮的表面为摩擦面，通过摩擦力在转动的时候让下压杆上下沿着下压杆轨道运动，对排气阀进行开启或关闭。

进一步的，所述盒体外壳的顶部设有多个遮阳板安装孔，用于安装遮阳板；所述遮阳板包括竖杆，在竖杆上方安装有两根可拆卸的横杆，横杆之间设有多个等距离安装的遮阳片，每个遮阳片都通过遮阳片转轴与横杆固定；

遮阳片为不透光的材料组成。

进一步的，遮阳片上设有上下两个穿绳孔，并在上下两个穿绳孔内分别设有以条贯穿并连接固定所有遮阳片的牵引线，在其中一个遮阳片的遮阳片转轴上设有牵引电机；

所述穿绳孔包括一段孔体和一段锥形斜坡，锥形斜坡设置于孔体的一侧，上下两侧的锥形斜坡分别设置于遮阳片的两个面；且锥形斜坡从孔体端向远离孔体端方向逐渐变窄；

所述遮阳片的上下两侧均设有斜面，且设置斜面的方向与靠近斜面的锥形斜坡设置在相反侧，且设置锥形斜坡的方向是从孔体朝向远离斜面的方向；当遮阳片处于水平方向的时候，相邻两个遮阳片的斜面相互搭接。

进一步的，在竖杆上还设有可拆卸的加高遮阳模组，加高遮阳模组包括斜杆和加长横杆，在加长横杆上设有多个遮阳片，结构和连接关系及使用方法与设于横杆上的遮阳片相同。

一种苜蓿耐寒耐旱光控育种方法，采用如上所述的苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，包括如下步骤：

S100、将苜蓿种子按照一批放置在一层的原则，分别在同一层主支架内的每个育种盒内放入1-3颗苜蓿种子，且保证每个育种盒内的种子数量相同，然后将每个育种盒分别安装到位；

S200、在每个对应的营养液箱内放入营养液，并控制温度，进行耐寒耐旱环境的保持，对于耐旱程度，通过控制内部液面能接触到的根系实现控制，并通过调整环形气囊的充气量来调节盒体外壳的高度，实现对液体接触程度效果的调节；

S300、进行光照控制，通过对不同的光源进行调控，实现模拟不同季节和每天不同时间日照强度和方向的模拟，并通过对每个育种盒的观察，了解在不同位置接收到的不同光照效果，得到测试结论，选育适宜的苜蓿品种。

进一步的，步骤S200中，如果需要模拟温度低于0℃的情况，为避免根系冻结，通过程序控制，让搅动杆摆动，避免液体结冰；

如果液体高度低于根系的高度，也要让搅动杆间歇性摆动，在过程中将位于固体块下方的根系抖动；

同步开启加热片，确保下固定环与盒体外壳之间不会出现冻结，影响盒体外壳的纵向运动。

本发明的有益之处在于：

1、相比于现有技术的育种箱只能简单实现温控和湿度模拟的方案，本发明采用了全新的育种结构，无需在实验过程中拆卸开门，能确保实验准确高效的处于模拟环境中，减少外部因素的干涉，设置至少两层实验区，便于采用同样的实验环境同步进行对比实验。

2、采用本发明的结构，能够让实验过程参数控制更加精确，每一个育种盒对应的温度和水的供应一一单独控制，不被旁边的环境干涉，降低误差。

3、本发明的光照通过多个光源分别控制，能够模拟不同的季节和每一天太阳在不同位置的照度，从而调节每个育种盒能接收到的日照强度，实现对日照的真实模拟。

4、通过设置每一个育种盒对应的遮阳光板结构，能让处于同一区域的育种盒也能实现不同的光照模拟效果，从而模拟出苜蓿在不同环境下（如有其他障碍物遮挡时）的照度情况，实现更精确的模拟。

5、本发明相应的调节机构方便使用，更方便测试，针对低温环境等也有专门的解决方案，满足各种测试需求。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图。

图2为图1的A区域视图放大示意图。

图3为光照区域结构图。

图4为育种区域示意图。

图5为育种盒的主体结构示意图。

图6为育种盒底部的搅动杆俯视图。

图7为育种盒的侧面剖视图。

图8为图7中部左侧的放大示意图。

图9为遮光板区域的主视图。

图10为图9的A-A剖视图。

图11为图10的下部细节图。

图12为图7中换为加高遮阳架示意图。

图中：

1主机外壳、2侧开门、3光照区域、4育种盒、5营养液箱、6主支架、7固体块、8遮光板、

301光源、

401盒体外壳、402搅动杆、4021搅动杆体、4022搅动杆轴、403遮阳板安装孔、404上固定环、4041注气口、4042排气阀、40421排气阀通道、40422排气阀板、405下固定环、4051环形间隙、406气泵、407环形气囊、408加热片、409驱动轮、410下压杆轨道、411下压杆、

501液箱隔板、502液箱底板、5021进排液管、5022进排液阀、

601主支架电机、

801横杆、802牵引线、803牵引电机、804遮阳片、8041穿绳孔、80411孔体、80412锥形斜坡、8042斜面、805遮阳片转轴、806竖杆、807斜杆、808加长横杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，需要说明的是，在本文中，诸如“上”、“下”等词语，仅仅用于方便对附图进行描述，并非限制实际使用中的方向，且不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1-12所示，一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，包括垂直方向为正方形的主机外壳1，在主机外壳1的一侧设有可向外翻转打开的侧开门2，以便安装和调节内部的结构和装置，在关门后能保持内外的隔绝，只通过设置于主机外壳1上的换气装置实现内外的气体交换，并控制内部的湿度；在主机外壳1内，设置有至少两层实验区，以便进行对照试验；每一层实验区的顶部均为光照区域3，在光照区域3的下方设有水平的主支架6，主支架6上固定有多个育种盒4，育种盒4下方设有多个通过液箱隔板501隔开的营养液箱5，通过液箱隔板501隔开的营养液箱5与每一个育种盒4一一对应；营养液箱5的底部为一整块液箱底板502；在液箱底板502内设有进排液管5021，并在液箱底板502对应每个育种盒4的区域设置带有进排液阀5022的开口；在每个营养液箱5都带有温控板，如PTC板，液箱隔板501与液箱底板502都带有保温层，确保每一个营养液箱5内的温度不易于外界发生关联。

所述主支架6上除安装育种盒4的区域外，其他位置均不带有开口，带有育种盒4的主支架6与营养液箱5上侧在安装到位后保持贴合，形成保温空间。

优选的，如图3和4所示，所述主支架6为正方形阵列排布，横竖方向摆放的育种盒4数量相同，如此设计，可以更好的在空间内排布，并且模拟接受日照的效果，通过在每个不同育种盒4测试并设定能感知到的照度，方便育种的情况分析；所述光照区域3由正方形或圆形阵列排布的多个光源301组成，且每一个光源301单独带有控制器，调控光源301的照度和开关，如此设计，是为了实现模拟真实的日照环境，如根据太阳东升西落，开启在某一区域内不同数量的光源301，并且在时间的变化中，关闭本区域的部分光源301并开启下一区域的光源301，最终关闭所有光源301，模拟一天的日照。同时，根据太阳在不同季节的照度，可以调节不同数量的光源301开启，以确保模拟真实的照度，当然，可选的，也可以将每个光源301设置为可调节亮度的光源，以便更真实的无级调光。

如图5和6所示，所述育种盒4的主体为透明的方形筒体，作为盒体外壳401，以便观察内部，盒体外壳401上下均设有开口，育种盒4的中部横向固定的设有固体块7，所述固体块7可以选择岩棉或其他类似的结构，不提供营养，但提供生长空间，以便让根系和茎秆能分别在上方和下方，便于固定，育种盒4的底部相对的两条边分别设有一片搅动杆402，所述搅动杆402包括搅动杆体4021和搅动杆轴4022，所述搅动杆轴4022的侧端面设有锥形齿轮，在育种盒4放入主支架6后，与设置于主支架6内的主支架电机601对接，主支架电机601带有配套的锥形齿轮，能确保对接到位，通过主支架电机601带动搅动杆轴4022上下翻转；

如图6所示，所述搅动杆体4021的结构为多根直线或波浪线的杆体，且两侧的两个搅动杆402的搅动杆体4021相互之间保持错开，并且两个搅动杆402的端部也设有一定间隙，以避免影响根系接触营养液箱5内的液体；采用波浪线杆体能更好的起到搅动液体的作用，适宜搅拌营养液，让根系能分开，更好的接触营养液和空气。

如图7和8所示，所述育种盒4的外侧面顶部固定有上固定环404，且上固定环404的下方设有一圈外部尺寸与上固定环404相差在5mm内的下固定环405，以确保下固定环405能与主支架6固定的同时不会浪费空间；下固定环405的内部尺寸大于盒体外壳401的外部尺寸，与盒体外壳401之间有矩形的环形间隙4051；放置于主支架6上，让盒体外壳401在初始状态下，下半部分位于主支架6的下侧，上半部分位于主支架6的上侧；上固定环404和下固定环405之间设有矩形结构的环形气囊407，在上固定环404上设有联通环形气囊407的注气口4041，注气口4041的另一端连接到设置于上固定环404上的气泵406，通过气泵406向环形气囊407内注入空气，通过环形气囊407内冲入气体的量不同，实现对上固定环404的支撑位置不同，进而调节整个盒体外壳401的高度；

在环形间隙4051内对应的盒体外壳401的表面设有加热片408，所述加热片408的高度大于环形气囊407充满气后的高度，确保在盒体外壳401的最高和最低位置时，加热片408都能与下固定环405保持对应范围。

优选的，气泵406和加热片408等电气元件的电源通过主支架6与下固定环405的接触供给，并通过下固定环405和环形气囊407传导给上固定环404，然后分配给各电气元件。相关的电路可铺设于育种盒4表面。

如图8所示，所述注气口4041为从上到下贯穿上固定环404的通孔，所述气泵406设置在所述注气口4041的正上方，并在所述注气口4041的侧面设有一段斜向开口作为排气阀4042，排气阀4042包括排气阀通道40421、排气阀板40422，排气阀板40422一侧与排气阀通道40421顶部连接，另一侧上端与气泵406底部抵接，在排气阀板40422的下方设有连接到排气阀通道40421表面的弹簧，形成单向阀结构；

所述气泵406上安装有正对排气阀板40422上方的下压杆411，下压杆411的侧面和顶部通过固定于气泵406侧面的下压杆轨道410固定和限位，在气泵406上侧设有与下压杆411侧面接触的驱动轮409，驱动轮409的表面为摩擦面，通过摩擦力在转动的时候让下压杆411上下沿着下压杆轨道410运动，对排气阀4042进行开启或关闭。

如图9-11所示，所述盒体外壳401的顶部设有多个遮阳板安装孔403，用于安装遮阳板8；所述遮阳板8包括竖杆806，在竖杆806上方安装有两根可拆卸的横杆801，横杆801之间设有多个等距离安装的遮阳片804，每个遮阳片804都通过遮阳片转轴805与横杆801固定；

遮阳片804为不透光的材料组成；

遮阳片804上设有上下两个穿绳孔8041，并在上下两个穿绳孔8041内分别设有以条贯穿并连接固定所有遮阳片804的牵引线802，在其中一个遮阳片804的遮阳片转轴805上设有牵引电机803；通过调整角度，能够让遮光率发生变化，甚至完全遮盖，让下面的苜蓿得不到任何直射的光线；

所述穿绳孔8041包括一段孔体80411和一段锥形斜坡80412，锥形斜坡80412设置于孔体80411的一侧，上下两侧的锥形斜坡80412分别设置于遮阳片804的两个面；且锥形斜坡80412从孔体80411端向远离孔体80411端方向逐渐变窄；如此设计，可以在让遮阳片804倾斜到平铺后，牵引线802不会直接折成接近直角，以免容易发生磨损断裂。一般使用中，都只让遮阳片804朝向一个方向倾斜，如果需要朝向顺时针和逆时针两个方向都能保持倾斜到水平位置的话，则需要设置两侧都有锥形斜坡80412；

所述遮阳片804的上下两侧均设有斜面8042，且设置斜面8042的方向与靠近斜面8042的锥形斜坡80412设置在相反侧，且设置锥形斜坡80412的方向是从孔体80411朝向远离斜面8042的方向；当遮阳片804处于水平方向的时候，相邻两个遮阳片804的斜面8042相互搭接。

如图12所示，在竖杆806上还设有可拆卸的加高遮阳模组，加高遮阳模组包括斜杆807和加长横杆808，在加长横杆808上设有多个遮阳片804，结构和连接关系及使用方法与设于横杆801上的遮阳片804相同；如此设计，可以在针对已经有一定高度的苜蓿做实验的时候，直接采用斜杆807，确保遮阳的范围和高度，提高适配性。

本发明还提供了一种苜蓿耐寒耐旱光控育种方法，采用如上所述的苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，包括如下步骤：

S100、将苜蓿种子按照一批放置在一层的原则，分别在同一层主支架6内的每个育种盒4内放入1-3颗苜蓿种子（也可以根据需要放入其他数量的苜蓿种子），且保证每个育种盒4内的种子数量相同，然后将每个育种盒4分别安装到位；

S200、在每个对应的营养液箱5内放入营养液，并控制温度，进行耐寒耐旱环境的保持，对于耐旱程度，通过控制内部液面能接触到的根系实现控制，并通过调整环形气囊407的充气量来调节盒体外壳401的高度，实现对液体接触程度效果的调节；

步骤S200中，如果需要模拟温度低于0℃的情况，为避免根系冻结，还包括步骤S201、通过程序控制，让搅动杆402摆动，避免液体结冰；

在高于0℃的时候也可以用搅动杆402带动营养液搅动，避免部分重质营养物质都沉降到底部；

S202、如果液体高度低于根系的高度，也要让搅动杆402间歇性摆动，在过程中将位于固体块7下方的根系抖动；

S203、同步开启加热片408，确保下固定环405与盒体外壳401之间的环形间隙4051不会出现冻结，影响盒体外壳401的纵向运动；

S300、进行光照控制，通过对不同的光源3进行调控，实现模拟不同季节和每天不同时间日照强度和方向的模拟，并通过对每个育种盒4的观察，了解在不同位置接收到的不同光照效果，得到测试结论，选育适宜的苜蓿品种。

所述步骤S300，具体可以包括如下步骤：

S301、调整每天的光线的时候，如果采用的是矩形的光源301阵列，则按照区域，回字形的由外到内依次开关光源301，实现早上到中午的模拟，然后再逆向实现中午到下午的模拟，同理，对圆形的阵列，也采用类似方法，由外圈到内圈实现开关光源301，再反向实现，采用矩形和圆形的阵列的效果是，圆形能更好的模拟日照的真实变化，但对矩形的箱体配合度矩形阵列效果更好，能让每一排接受的照度有规律的变化。故根据需要选择合适的方式使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，包括垂直方向为正方形的主机外壳（1），在主机外壳（1）的一侧设有可向外翻转打开的侧开门（2），在主机外壳（1）内，设置有至少两层实验区，每一层实验区的顶部均为光照区域（3），在光照区域（3）的下方设有水平的主支架（6），主支架（6）上固定有多个育种盒（4），育种盒（4）下方设有多个通过液箱隔板（501）隔开的营养液箱（5），通过液箱隔板（501）隔开的营养液箱（5）与每一个育种盒（4）一一对应；营养液箱（5）的底部为一整块液箱底板（502）；在液箱底板（502）内设有进排液管（5021），并在液箱底板（502）对应每个育种盒（4）的区域设置带有进排液阀（5022）的开口；在每个营养液箱（5）都带有温控板，液箱隔板（501）与液箱底板（502）都带有保温层。

2.根据权利要求1所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，所述主支架（6）上除安装育种盒（4）的区域外，其他位置均不带有开口，带有育种盒（4）的主支架与营养液箱（5）上侧贴合，形成保温空间。

3.根据权利要求2所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，所述主支架（6）为正方形阵列排布，横竖方向摆放的育种盒（4）数量相同；所述光照区域（3）由正方形或圆形阵列排布的多个光源（301）组成，且每一个光源（301）单独带有控制器，调控光源（301）的照度和开关。

4.根据权利要求3所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，所述育种盒（4）的主体为透明的方形筒体，作为盒体外壳（401），上下均设有开口，育种盒（4）的中部横向设有固体块（7），育种盒（4）的底部相对的两条边分别设有一片搅动杆（402），所述搅动杆（402）包括搅动杆体（4021）和搅动杆轴（4022），所述搅动杆轴（4022）的侧端面设有锥形齿，在育种盒（4）放入主支架（6）后，与设置于主支架（6）内的主支架电机（601）对接，通过主支架电机（601）带动搅动杆轴（4022）上下翻转；

所述搅动杆体（4021）的结构为多根直线或波浪线的杆体，且两侧的两个搅动杆（402）的搅动杆体（4021）相互之间保持错开，并且两个搅动杆（402）的端部也设有一定间隙，以避免影响根系接触营养液箱（5）内的液体；

所述育种盒（4）的外侧面顶部固定有上固定环（404），且上固定环（404）的下方设有一圈外部尺寸与上固定环（404）相差在5mm内的下固定环（405），下固定环（405）的内部尺寸大于盒体外壳（401）的外部尺寸，与盒体外壳（401）之间有矩形的环形间隙（4051）；放置于主支架（6）上，让盒体外壳（401）在初始状态下，下半部分位于主支架（6）的下侧，上半部分位于主支架（6）的上侧；上固定环（404）和下固定环（405）之间设有矩形结构的环形气囊（407），在上固定环（404）上设有联通环形气囊（407）的注气口（4041），注气口（4041）的另一端连接到设置于上固定环（404）上的气泵（406），通过气泵（406）向环形气囊（407）内注入空气，通过环形气囊（407）内冲入气体的量不同，实现对上固定环（404）的支撑位置不同，进而调节整个盒体外壳（401）的高度；

在环形间隙（4051）内对应的盒体外壳（401）的表面设有加热片（408），所述加热片（408）的高度大于环形气囊（407）充满气后的高度，确保在盒体外壳（401）的最高和最低位置时，加热片（408）都能与下固定环（405）保持对应范围。

5.根据权利要求4所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，所述注气口（4041）为从上到下贯穿上固定环（404）的通孔，所述气泵（406）设置在所述注气口（4041）的正上方，并在所述注气口（4041）的侧面设有一段斜向开口作为排气阀（4042），排气阀（4042）包括排气阀通道（40421）、排气阀板（40422），排气阀板（40422）一侧与排气阀通道（40421）顶部连接，另一侧上端与气泵（406）底部抵接，在排气阀板（40422）的下方设有连接到排气阀通道（40421）表面的弹簧，形成单向阀结构；

所述气泵（406）上安装有正对排气阀板（40422）上方的下压杆（411），下压杆（411）的侧面和顶部通过固定于气泵（406）侧面的下压杆轨道（410）固定和限位，在气泵（406）上侧设有与下压杆（411）侧面接触的驱动轮（409），驱动轮（409）的表面为摩擦面，通过摩擦力在转动的时候让下压杆（411）上下沿着下压杆轨道（410）运动，对排气阀（4042）进行开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，所述盒体外壳（401）的顶部设有多个遮阳板安装孔（403），用于安装遮阳板（8）；所述遮阳板（8）包括竖杆（806），在竖杆（806）上方安装有两根可拆卸的横杆（801），横杆（801）之间设有多个等距离安装的遮阳片（804），每个遮阳片（804）都通过遮阳片转轴（805）与横杆（801）固定；

遮阳片（804）为不透光的材料。

7.根据权利要求6所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，遮阳片（804）上设有上下两个穿绳孔（8041），并在上下两个穿绳孔（8041）内分别设有以条贯穿并连接固定所有遮阳片（804）的牵引线（802），在其中一个遮阳片（804）的遮阳片转轴（805）上设有牵引电机（803）；

所述穿绳孔（8041）包括一段孔体（80411）和一段锥形斜坡（80412），锥形斜坡（80412）设置于孔体（80411）的一侧，上下两侧的锥形斜坡（80412）分别设置于遮阳片（804）的两个面；且锥形斜坡（80412）从孔体（80411）端向远离孔体（80411）端方向逐渐变窄；

所述遮阳片（804）的上下两侧均设有斜面（8042），且设置斜面（8042）的方向与靠近斜面（8042）的锥形斜坡（80412）设置在相反侧，且设置锥形斜坡（80412）的方向是从孔体（80411）朝向远离斜面（8042）的方向；当遮阳片（804）处于水平方向的时候，相邻两个遮阳片（804）的斜面（8042）相互搭接。

8.根据权利要求7所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，其特征在于，在竖杆（806）上还设有可拆卸的加高遮阳模组，加高遮阳模组包括斜杆（807）和加长横杆（808），在加长横杆（808）上设有多个遮阳片（804），结构和连接关系及使用方法与设于横杆（801）上的遮阳片（804）相同。

9.一种苜蓿耐寒耐旱光控育种方法，其特征在于，采用权利要求8所述的苜蓿耐寒耐旱光控育种装置，包括如下步骤：

S100、将苜蓿种子按照一批放置在一层的原则，分别在同一层主支架（6）内的每个育种盒（4）内放入1-3颗苜蓿种子，且保证每个育种盒（4）内的种子数量相同，然后将每个育种盒（4）分别安装到位；

S200、在每个对应的营养液箱（5）内放入营养液，并控制温度，进行耐寒耐旱环境的保持，对于耐旱程度，通过控制内部液面能接触到的根系实现控制，并通过调整环形气囊（407）的充气量来调节盒体外壳（401）的高度，实现对液体接触程度效果的调节；

S300、进行光照控制，通过对不同的光源（3）进行调控，实现模拟不同季节和每天不同时间日照强度和方向的模拟，并通过对每个育种盒（4）的观察，了解在不同位置接收到的不同光照效果，得到测试结论，选育适宜的苜蓿品种。

10.根据权利要求9所述的一种苜蓿耐寒耐旱光控育种方法，其特征在于，步骤S200中，如果需要模拟温度低于0℃的情况，为避免根系冻结，通过程序控制，让搅动杆（402）摆动，避免液体结冰；

如果液体高度低于根系的高度，也要让搅动杆（402）间歇性摆动，在过程中将位于固体块（7）下方的根系抖动；

同步开启加热片（408），确保下固定环（405）与盒体外壳（401）之间不会出现冻结，影响盒体外壳（401）的纵向运动。