CN2666144Y - 植物组培快繁组合系统 - Google Patents
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Abstract
一种植物组培快繁组合系统，属于农业机械领域。包括：CO2气体循环培养箱、温控装置、湿度调节装置、光源、调速电机组合而成，其连接方式为：CO2气体循环培养箱与温控装置相连接，CO2气体循环培养箱与湿度调节装置相连接，光源设置在CO2气体循环培养箱内，调速电机、温控装置、湿度调节装置分别设置在CO2气体循环培养箱外侧。本实用新型在传统的植株种植工艺方面有很大的突破，解决了传统组织培养中存在的污染率高，植物生长发育不良，生理形态紊乱，畸形，生长发育延缓或死亡等问题，可显著提高种苗质量，缩短培养周期，提高劳动生产率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植物培养系统，特别涉及一种利用纳米灯和自转式的光补偿系统及CO2输入系统的植物组培快繁组合系统，属于农业机械领域。
背景技术
通过人工环境调节改善植物生长的环境条件，使其植株自身进行光合作用，通过良好的光照及碳源补充，植株具有生长速度快、成活率等优点。在对现有技术文献查新检索中发现，中国实用新型专利申请号为：02221205.1，专利申请人为：昆明市环境科学研究所，名称为：组合式植物光自养组培快繁装置，该技术自述为：本装置在培养架各层隔段中放置有培养容器，各个培养容器进气口分别与进气管联接，进气管进口与消毒容器出口联接，消毒容器进口与流量控制板出口联接，流量控制板进口分别接二氧化碳碳源和空气泵；培养架上装有能控制每层培养容器中光源照度的电源控制盒，每个培养容器进气口处接有控制阀；空气压缩泵进出装有空气过滤器，培养架底部装有滑轮；培养容器出气孔处装有由压盖、过滤膜、联接管构成的可调式出气螺帽；消毒容器底部接有一根透明U形管。
上述技术由于采用普通日光灯照明(光波频率)及长时间来自于顶光光源照射(固定光源)的因素影响，其工作状况与自然生态存在较大的差异，同时，由于CO2加湿及温度控制均未实现系统化供给，植物的光合作用不能充分发挥，植物的生长因此受到制约，造成上述装置的缺点是占地面积大，组培植株成活率较低；另外，由于CO2出气管布局不合理，CO2利用效率较低。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种植物组培快繁组合系统。使其在保证无糖培养微繁殖的光照及碳源得到充分满足的前提下，结合植物学、空气动力学、光学、物理学的基本原理，使其克服了植物叶面生长发育脆弱，植株移栽的成活率低的问题，本实用新型最大限度的节省组培空间和节约了光能。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：CO2气体循环培养箱、温控装置、湿度调节装置、光源、调速电机组合而成，其连接方式为：CO2气体循环培养箱与温控装置相连接，CO2气体循环培养箱与湿度调节装置相连接，光源设置在CO2气体循环培养箱内，调速电机、温控装置、湿度调节装置分别设置在CO2气体循环培养箱外侧。
CO2气体循环培养箱以透明材质制成，呈密封状，其形状为等边六角形，在等边六边形培养箱内侧设置三条边反光镜片，反光镜片边按六边形的六条边间隔排列，培养箱内部从上至下设置有组培层，培养层呈扁平状圆椎体，横截面为梯形状，各培养层从垂直方向是由一根CO2散气管自上而下垂直连接，各培养层从平面方向以螺旋状连接，培养箱内自上而下贯穿设置CO2散气管，并与营养液漫流旋梯相连，营养液供给由上而下由多个培养层组成的营养液漫流旋梯，在该旋梯顶端、底端分别与进液管和出液管相接，该箱体内的CO2散气管上均匀密布着针眼状的小孔，CO2气体可通过CO2散气管上密布的小孔进入培养箱中。
风机在培养箱外部，位于培养箱箱体上部，风机进气口与培养箱箱体相接，风机出气口与回路管道相接。
温控装置包括温度控制箱、温控阀，其连接方式为：回路管道与温度控制箱相接，温度控制箱分别与CO2进气管和温控阀相接，CO2进气管与CO2的碳源相接，温控阀与CO2出气管相接，对培养箱内的CO2温度进行控制。
湿度调节装置包括湿控阀、湿度控制箱，其连接方式为：CO2出气管与水雾出气管相接，呈“”状，水雾出气管与湿控阀相接，湿控阀与湿度控制箱相接，湿度控制箱水雾进气管相连，对培养箱内的CO2湿度进行控制。
在培养箱体内沿箱体内径自上而下设置均匀发出波长为640-680nm红光和波长为430-470nm蓝光的光源；在培养箱内的CO2散气管周围自上而下设置光源，该光源与CO2散气管呈平行状设置，光源随CO2散气管同向同速运动。
本实用新型的工作原理如下：CO2碳源通过CO2进气管，经温度控制箱进入CO2出气管，CO2气体在出气管中经过水雾进气管时被加湿处理成为富含水份的CO2气体，富含水份的CO2气体经CO2出气管进入培养箱中的CO2散气管，通过CO2散气管表面分布的细小针孔状气眼，自下而上随着CO2气体的上浮，从CO2出气管的针孔小洞中均匀渗出，使培养箱内的CO2气体均匀分布。置于箱体顶端的风机，可将箱体内温度过高的CO2气体抽出，温度较高的CO2气体经回路管道进入温度控制箱，温度控制箱根据设定的温值，将高温的CO2气体实施降温冷却，使其达到符合标准温度的CO2气体，同时温度控制箱还将对冷却后的CO2气体进行气体浓度检测，并根据设定的气体浓度值，从CO2进气管自动补充CO2气体，经降温、补充后的CO2气体又循环至CO2出气管，并经CO2出气管进入培养箱内。这既提高了CO2气体的使用效率，又节省了培养箱的降温成本。
本实用新型与背景技术比较，具有以下优势：
本实用新型通过在培养箱内径放置纳米灯作为培养箱内的固定光源，由于在CO2出气管上安装的纳米灯可调速电机转动，因此作为动态光源。根据光波理论，波长为640-680nm的红光，可以激发叶绿素光合作用的能力，有利于植物对碳水化合物的积累，波长为430-470nm的蓝光，可促进了植物蛋白质与非碳水化合物的积累。本实用新型红光和蓝光波长范围是根据植物的叶绿素吸收光谱最强区而确定的，该灯光波长最适宜植物的生长，可使植物的光合作用效率最高。本实用新型克服了原有装置采用静止的顶光照射所造成的植物叶面叶绿素胞子及其光合磷酸化合酶系统生长发育脆弱的问题，这使得培养箱内的植株的叶面气孔开闭受阻，植株移栽的成活率低。本实用新型还使培养箱内的置于营养液漫流旋梯上的植株接受侧照光源，反射光源(培养箱内侧玻璃壁反射)、中部光源(CO2出气管上的纳米灯)的不同波长的变化照射，培养箱内可产生10000LX的光度，植株通过培养箱内不断变化的侧光光波的照射，使植株叶面、茎都可接受到光波照射，叶和茎同时进行光合作用，这加快了植株的生长速度，从而极大地提高了植株的移栽至自然环境中的生存调节能力，避免了“玻璃苗”的产生。
2、CO2气体分布均匀、温度调节好
二氧化碳浓度和光照条件是植物进行光合作用的二个最重要因素，大气中的二氧化碳浓度只有330ppm，如果以容积表示，仅为大气的0.03％，植物每合成一克葡萄糖，叶片要从2250升空气中才能均匀吸收到足够(一克葡萄糖)的二氧化碳，因此二氧化碳浓度往往成为植物光合作用的限制因子。CO2浓度对植物的光合速率的影响既有“饱和点”也有“补偿点”，因此培养箱中植株对二氧化碳气体吸收效率尤其重要。由于原装置容器为扁平状，其CO2进气孔与CO2出气孔为同一平面和垂线，根据空气动力学原理分析，CO2气体从进气孔到出气孔的过程中，箱内四周会因气流产生气体循环死角，使得箱体内的CO2气体分布不均匀，气体有效作用面积在箱体内呈“橄榄状”分布。箱体约2/5的植株因无法得到新鲜的CO2气体补充，使植株的生长和健康受到严重影响。另外，原装置由于采用顶光照射，使得组培箱内的温度无法有效下降，严重影响了植株的成长发育，该方法为了使培养箱降温只能使用外置空调，但使用外置空调一方面使得植株的组培运行成本上升，另一方面也造成箱体降温不均匀，组培苗的成活率受到严重影响。
本实用新型克服了上述CO2气体分布不均匀、温度调节不好等缺点，CO2气体经温度控制箱进入回路管道，通过回路管道上的湿度控制箱，对CO2气体加湿，加湿后的CO2气体通过回路管道进入内置于培养箱的CO2出气管，并从CO2出气管的针孔小洞中均匀渗出，使培养箱内各角落的CO2气体均匀分布。通过培养箱内植物的吸收及光合作用，由置于培养箱外部的风机抽出，抽出的CO2气体温度较高，高温的CO2气体经回路管道进入温度控制箱，通过温度控制箱对气体的冷却后，通过回路管道得到CO2气体碳源的补充，再加湿回流到组培箱内，这样既保证了CO2的使用效率，克服了气体“死角”，又能够对组培箱内的温度进行有效调节。
3、植株营养液循环使用效率高
原装置没有解决循环营养液设计，其组培基质只能使用琼脂、珍珠岩、砂、蛭石及其他载体生成，组培效率降低，组培成本高，且组培基质必须经120℃的高温灭菌后方可使用，操作上增加了组培植株的污染机率。另外，由于基质间隙小透气不良，会引起植株的烂根现象，若基质的PH值控制不当，固体基质会积累了大量的有害成分，对植株的生长造成极大影响。而本实用新型采用新型的“营养液漫流旋梯”技术，通过人工创造的作物根系生长环境取代土壤环境，使营养液直接与植物根系接触，不用基质固定根系的组培方法。当营养液沿营养液漫流旋梯流过植株根系，循环供应，植物从营养液中便可获取生长所需的各种养份。
本实用新型在传统的植株种植工艺方面有很大的突破，解决了传统组织培养中存在的污染率高，植物生长发育不良，生理形态紊乱，畸形，生长发育延缓或死亡等问题，可显著提高种苗质量，缩短培养周期，提高劳动生产率，降低生产成本。该项技术的使用，对提高我省农业生产技术水平，保障物种的优良品质，物种的多样性，改善生态环境，增加农民收入，具有重大的意义。
附图说明
图1本实用新型结构示意图
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括：CO2气体循环培养箱1、温控装置2、湿度调节装置3、光源4、调速电机5组合而成，其连接方式为：CO2气体循环培养箱1与温控装置2相连接，CO2气体循环培养箱1与湿度调节装置3相连接，光源4设置在CO2气体循环培养箱1内，温控装置2、湿度调节装置3、调速电机5分别设置在CO2气体循环培养箱1外侧。
CO2气体循环培养箱1以透明材质制成，呈密封状，其形状为等边六角形，在等边六边形培养箱1内侧设置三条边反光镜片6，反光镜片6边按六边形的六条边间隔排列，培养箱1内部从上至下设置有组培层7，培养层7呈扁平状圆椎体，横截面为梯形状，各培养层7从垂直方向是由一根CO2散气管自上而下垂直连接，各培养层7从平面方向以螺旋状连接，培养箱1内自上而下贯穿设置CO2散气管8，并与营养液漫流旋梯9相连，培养箱1内的CO2散气管上均匀密布着针眼状的小孔，CO2气体可通过CO2散气管上密布的小孔进入培养箱1中。
风机10设置在培养箱1外部，位于培养箱1箱体上部，风机10进气口与培养箱1箱体相接，风机10出气口与回路管道相接。
温控装置2包括温度控制箱11、温控阀12，其连接方式为：回路管道与温度控制箱11相接，温度控制箱11分别与CO2进气管和温控阀12相接，CO2进气管与CO2的碳源相接，温控阀12与CO2出气管相接。
湿度调节装置3包括湿控阀13、湿度控制箱14，其连接方式为：CO2出气管与水雾出气管相接，呈“”状，水雾出气管与湿控阀13相接，湿控阀13与湿度控制箱14相接，湿度控制箱14水雾进气管相连。
在培养箱1体内沿内径自上而下设置均匀发出波长为640-660nm红光和波长为430-450nm蓝光的光源4；在培养箱1内的CO2散气管8周围自上而下设置光源4，该光源4与CO2散气管8呈平行状设置，光源4随CO2散气管8同向同速运动。
本实用新型的光源4为固定式纳米灯。
本实用新型的培养箱1外部自然光线可通过反光镜片6的透明材质进入培养箱1内部，这样培养箱1内既有反光镜片6形成的反射光源，又有外部光源；在CO2气体循环的同时，植株生长所需的营养液经营养液进液管源源不断地流入培养箱1内的营养液漫流旋梯9，并沿营养液漫流旋梯9旋转下倾角度缓慢“漫流”至营养液漫流旋梯底部，并从营养液出液管流出，经外部循环再次流入营养液进液管；等边六角形的培养箱1结构体积最大化，且结构较牢固，多个等边六角形培养箱1体更容易组合和安置，可呈蜂窝状排列，可最大限度利用空间，同时也利于培养箱1之间光源4的相互传递，便于大规模、工厂化组培管理。
Claims (10)
1、一种植物组培快繁组合系统，包括：CO2气体循环培养箱(1)、光源(4)，其特征在于，还包括：温控装置(2)、湿度调节装置(3)、调速电机(5)，其连接方式为：CO2气体循环培养箱(1)与温控装置(2)相连接，CO2气体循环培养箱(1)与湿度调节装置(3)相连接，光源(4)设置在CO2气体循环培养箱(1)内，温控装置(2)、湿度调节装置(3)、调速电机(5)分别设置在CO2气体循环培养箱(1)外侧。
2、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的CO2气体循环培养箱(1)以透明材质制成，呈密封状，其形状为等边六角形，
3、根据权利要求1或者2所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的等边六边形的CO2气体循环培养箱(1)内侧设置三条边反光镜片(6)，反光镜片(6)边按六边形的六条边间隔排列，
4、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的CO2气体循环培养箱(1)内部从上至下设置有组培层(7)，培养层(7)呈扁平状圆椎体，横截面为梯形状，各培养层(7)从垂直方向是由一根CO2散气管自上而下垂直连接，各培养层(7)从平面方向以螺旋状连接，CO2气体循环培养箱(1)内自上而下贯穿设置CO2散气管(8)，并与营养液漫流旋梯(9)相连，CO2气体循环培养箱(1)内的CO2散气管上均匀密布着针眼状的小孔，CO2气体可通过CO2散气管上密布的小孔进入CO2气体循环培养箱(1)中。
5、根据权利要求1或者4所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的CO2气体循环培养箱(1)外部设置风机(10)，风机(10)位于CO2气体循环培养箱(1)箱体上部，风机(10)进气口与培养箱(1)箱体相接，风机(10)出气口与回路管道相接。
6、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的温控装置(2)包括温度控制箱(11)、温控阀(12)，其连接方式为：回路管道与温度控制箱(11)相接，温度控制箱(11)分别与CO2进气管和温控阀(12)相接，CO2进气管与CO2的碳源相接，温控阀(12)与CO2出气管相接。
7、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的湿度调节装置(3)包括湿控阀(13)、湿度控制箱(14)，其连接方式为：CO2出气管与水雾出气管相接，呈“”状，水雾出气管与湿控阀(13)相接，湿控阀(13)与湿度控制箱(14)相接，湿度控制箱(14)水雾进气管相连。
8、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，在所述的CO2气体循环培养箱(1)体内沿内径自上而下设置均匀发出波长为640-680nm红光和波长为430-470nm蓝光的光源(4)。
9、根据权利要求1或者4或者8所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，在所述的CO2气体循环培养箱(1)内的CO2散气管(8)周围自上而下设置光源(4)，该光源(4)与CO2散气管(8)呈平行状设置，光源(4)随CO2散气管(8)同向同速运动。
10、根据权利要求1所述的植物组培快繁组合系统，其特征是，所述的光源(4)为固定式纳米灯。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200320122677 CN2666144Y (zh) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 植物组培快繁组合系统 |
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| CN 200320122677 CN2666144Y (zh) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 植物组培快繁组合系统 |
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| CN2666144Y true CN2666144Y (zh) | 2004-12-29 |
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| CN 200320122677 Expired - Lifetime CN2666144Y (zh) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | 植物组培快繁组合系统 |
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| CN (1) | CN2666144Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005058022A1 (fr) * | 2003-12-19 | 2005-06-30 | Yongtai Zhang | Dispositif combine pour la reproduction de tissus vegetaux sans sucre et procede associe |
| CN100464632C (zh) * | 2006-12-07 | 2009-03-04 | 章永泰 | 气培式植物无糖组培装置 |
| CN108925305A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-04 | 山西尚风科技股份有限公司 | 一种迷你种植箱 |
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2003
- 2003-12-19 CN CN 200320122677 patent/CN2666144Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005058022A1 (fr) * | 2003-12-19 | 2005-06-30 | Yongtai Zhang | Dispositif combine pour la reproduction de tissus vegetaux sans sucre et procede associe |
| CN100464632C (zh) * | 2006-12-07 | 2009-03-04 | 章永泰 | 气培式植物无糖组培装置 |
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