用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置

摘要

本发明涉及现代植物栽培技术领域，公开了用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置，包括棚体，棚体内设有数组水培台，数组水培台之间呈矩形阵列状分布，相邻组水培台之间为过道，每组水培台均包括循环机构和至少两个种植床，循环机构包括营养液箱、输液管和回流管，种植床均具有头部和尾部，且头部高于尾部，同组水培台内的种植床的尾部和尾部相接，且循环机构位于相接的尾部之间，种植床均呈槽形且种植床上设有槽盖，槽盖上设有种植孔，头部的上端均设有进液孔，进液孔均与输液管连接，尾部的下端均设有出液孔，出液孔均与回流管连接。通过本发明能够实现长期大规模的柑橘抗逆性研究，促进柑橘根部的有氧呼吸。

权利要求

1.用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:包括棚体,所述棚体内设有数组水培台,数组水培台之间呈矩形阵列状分布,相邻组水培台之间为过道,每组水培台均包括循环机构和至少两个种植床,所述循环机构包括营养液箱、输液管和回流管,所述种植床均具有头部和尾部，且头部高于尾部,两个种植床形成V字型，同组水培台内的种植床的尾部和尾部相接,且循环机构位于相接的尾部之间，种植床均呈槽形且种植床上设有槽盖,槽盖上设有种植孔，所述头部的上端均设有进液孔，进液孔均与输液管连接,尾部的下端均设有出液孔，出液孔均与回流管连接；

所述种植孔中转动连接有种植筒,种植简下端穿过种植孔并伸入至种植床内,种植筒下端的外壁上设有齿,种植筒外侧的种植床上转动连接有主齿轮,主齿轮与齿之间啮合,主齿轮与转轴之间连接有第一皮带；所述种植孔具有呈矩形阵列状分布的多个,矩形阵列的每一列均由种植床的头部向尾部方向延伸，同一列中每相邻的两个种植筒为一小组，同一小组内的两个种植筒之间设有推杆,推杆的两端分别固定连接在两侧种植筒的下端端面上,且推杆的两端均设有刀片,相邻小组之间的种植筒之间连接有第二皮带，相邻小组之间的种植筒之间通过第二皮带连接。

2.根据权利要求1所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述循环机构还包括循环泵,循环泵位于营养液箱中,所述营养液箱上设有补液管,补液管上安装有控制阀门，控制阀门，上安装有扭簧,且控制阀门上缠绕有吊绳,吊绳连接有浮球,浮球置于营养液箱中。

3.根据权利要求2所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述种植床头部的内侧转动连接有转轴,转轴上固定连接有水车,水车包括数个围绕转轴的圆形截面依次均匀分布的导流板，导流板均呈梳齿状。

4.根据权利要求1所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述棚体下方的地面以下埋设有地管,所述棚体的上部设有棚架,棚架包括数截支撑管,支撑管和地管均呈网格状分布,支撑管所形成的网格的格点部位与地管所形成的网格的格点部位一一对应且二者之间连接有通气管,通气管由地面以下向，上穿过棚体与支撑管连接。

5.根据权利要求4所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述水培台与地管所形成的网格一一对应，水培台均位于对应的网格中。

6.根据权利要求5所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述种植床的“下方设有支撑架,支撑架包括数截连接管,连接管与出液孔连接,连接管上连接有调温管,调温管远离连接管的一端贯穿地管并与回流管连通。

7.根据权利要求6所述的用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置,其特征在于:所述槽盖可拆卸连接在种植床上,所述种植床内设有筛板。

说明书

用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置

技术领域

[0001] 本发明涉及现代植物栽培技术领域，具体涉及用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置。

背景技术

[0002] 柑橘是多年生木本植物，目前在柑橘上使用的水培技术常常是用摇床。如果遇到任何导致摇床不工作的问题，柑橘根系就会处于无氧呼吸状态，长此以往，就会出现大规模死苗的状况，前期的工作就会毁于一旦，严重影响柑橘砧木的抗逆性评价工作的进行。另外，用摇床进行水培时，由于摇床的容量一般较小，能够培养的植株数量有限和处理的时间有限，限制了抗逆性评价工作的大规模、长时间的开展，严重影响抗逆评价的效率和评价结果的准确性。

发明内容

[0003] 本发明意在提供用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置，以实现长期大规模的柑橘抗逆性研究，促进柑橘根部的有氧呼吸。

[0004] 为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置，包括棚体，棚体内设有数组水培台，数组水培台之间呈矩形阵列状分布，相邻组水培台之间为过道，每组水培台均包括循环机构和至少两个种植床，循环机构包括营养液箱、输液管和回流管，种植床均具有头部和尾部，且头部高于尾部，同组水培台内的种植床的尾部和尾部相接，且循环机构位于相接的尾部之间，种植床均呈槽形且种植床上设有槽盖，槽盖上设有种植孔，头部的上端均设有进液孔，进液孔均与输液管连接，尾部的下端均设有出液孔，出液孔均与回流管连接。

[0005] 本方案的原理及有益效果是：实际应用时，相比传统的摇床培育模式，采用大棚能够进行柑橘的长期批量种植实验，提高研究效率。数组水培台采用矩形阵列状的分布形式，相邻组水培台之间设为过道，如此，过道将不同组水培台之间进行隔离，使其形成单独的研究实验组，便于多组实验的单独进行，提高实验的准确性。每组水培台均包含了至少两个种植床，能够用于至少两组同类实验的对比性研究，便于对培育条件单一变量的控制，保证实验效果。过道纵横交错，也能够便于实验员的行走和对各组实验的研究观察。

[0006] 每组水培台内均设有循环机构，当循环机构工作时，能够对同组水培台内的两个种植床同时供给营养液，营养液由营养液箱向种植床的头部运动并流入至种植床内，最终沿种植床倾斜的底壁流动至种植床的尾部并流回至营养液箱中，实现营养液的双向循环，提高营养液的使用率，同时减少使用的循环动力，降低研究成本。同组水培台内的两个种植床均为头部高、尾部低的倾斜状，并且尾部相接，从而形成V型，营养液均朝V型的底部流动而汇聚，循环机构位于相接的尾部之间，能够便于对两个种植床中营养液的同时双向循环，保证两组柑橘中营养条件的一致性，降低实验误差。同时，营养液在循环机构的动力下不断循环流动，持续携带大量的氧气进入种植床内，促进柑橘根系的有氧呼吸，保证植株的正常生长。

[0007] 优选的，作为一种改进，循环机构还包括循环泵，循环泵位于营养液箱中，营养液箱上设有补液管，补液管上安装有控制阀门，控制阀门上安装有扭簧，且控制阀门上缠绕有吊绳，吊绳连接有浮球，浮球置于营养液箱中。循环泵用作营养液循环流动的动力装置，增强循环作用。当营养液箱中的营养液液位发生变化时，浮球的高度跟随变化，从而拉动控制阀门转动，将补液管打开而向营养液箱中补充营养液，保证营养液的充足。扭簧用于控制阀门的复位，以在完成补液后将补液管及时关闭。

[0008] 优选的，作为一种改进，种植床头部的内侧转动连接有转轴，转轴上固定连接有水车，水车包括数个围绕转轴的圆形截面依次均匀分布的导流板，导流板均呈梳齿状，种植孔中转动连接有种植筒，种植筒下端穿过种植孔并伸入至种植床内，种植筒下端的外壁上设有齿，种植筒外侧的种植床上转动连接有主齿轮，主齿轮与齿之间啮合，主齿轮与转轴之间连接有第一皮带。当循环机构将营养液箱中的营养液抽向至种植床的头部时，营养液由进液孔流至水车上，液流的作用力将推动水车旋转，由于水车上的导流板呈梳齿状，营养液将随导流板的多个梳齿部位流动而进行分流，从而将原本为一股液流的营养液分成数股，增大营养液流动的面积，利于柑橘根部对营养液的全面接触，促进根部对营养的全面吸收。同时水车旋转而带动种植床内的空气快速流动，利于柑橘根部的有氧呼吸，防止柑橘根部坏死，并且水车旋转过程中也对营养液进行了搅拌，使营养液中的营养物质均匀分布，利于柑橘的全面吸收。

[0009] 水车在旋转的同时，将带动转轴转动，第一皮带将转轴的旋转动力传递至主齿轮上，主齿轮转动而推动种植筒上的齿，由此使种植筒旋转，种植筒内柑橘的各个部位在旋转过程中得以均匀接收光照，促进柑橘的多向生长，且柑橘在旋转时，数条根也得以与营养液充分接触，促进根部的全面吸收。

[0010] 优选的，作为一种改进，种植孔具有呈矩形阵列状分布的多个，矩形阵列的每一列均由种植床的头部向尾部方向延伸，同一列中每相邻的两个种植筒为一小组， 同一小组内的两个种植筒之间设有推杆，推杆的两端分别固定连接在两侧种植筒的下端端面上，且推杆的两端均设有刀片，相邻小组之间的种植筒之间连接有第二皮带。当靠近转轴的种植筒由第一皮带被转轴带动而旋转时，该种植筒将通过推杆推动同一小组内的另一个种植筒旋转，使得该另一个种植筒中的柑橘也得以均匀受光和充分吸收营养。而该另一个种植筒在旋转时，将通过第二皮带带动相邻小组中的种植筒旋转，从而使相邻小组中的两个种植筒也跟随旋转运动。推杆在种植筒旋转的过程中，设有刀片的两端不断刮过两侧的种植筒的下端，将柑橘根部多余的部分切下，防止柑橘根部过长而阻碍营养液在种植床中的流动，保证各个种植筒中的柑橘均得以吸收到营养。

[0011] 优选的，作为一种改进，棚体下方的地面以下埋设有地管，棚体的上部设有棚架，棚架包括数截支撑管，支撑管和地管均呈网格状分布，支撑管所形成的网格的格点部位与地管所形成的网格的格点部位一一对应且二者之间连接有通气管，通气管由地面以下向上穿过棚体与支撑管连接。通气管一方面用于支撑棚架和棚体，保证棚体结构的稳定，另一方面将地管中的空气引流至支撑管内，由于地沟具有冬暖夏凉的特点，当气流流入地管时，得以进行调温，调温后的气流经由通气管上流至支撑管内，从而对棚体内的空气进行多个部位的热交换，调节室内的温度，使得室内的温度适宜柑橘的生长，促进柑橘的批量研究。

[0012] 优选的，作为一种改进，水培台与地管所形成的网格一一对应，水培台均位于对应的网格中。由于通气管将支撑管的网格格点部位与地管的网格格点部位连接，如此通气管呈矩形阵列状分布，将水培台置于网格中，即是将水培台置于通气管所形成的矩形框中，使得通气管围绕在水培台的外侧，能够增强对水培台位置处的温度调节效果，促进该位置处温度的均衡。

[0013] 优选的，作为一种改进，种植床的下方设有支撑架，支撑架包括数截连接管，连接管与出液孔连接，连接管上连接有调温管，调温管远离连接管的一端贯穿地管并与回流管连通。如此，营养液将依次经由种植床、出液孔、连接管、调温管、回流管而流回至营养液箱中，由于营养液在流经种植床时，受光照影响，温度发生变化，当营养液在回流过程中流经调温管时，地管中的温度能够对调温管中的温度进行调节，从而保证流入种植床内的营养液温度的均衡性，利于柑橘的生长。

[0014] 优选的，作为一种改进，槽盖可拆卸连接在种植床上，种植床内设有筛板。筛板能够对切下的根部残留物进行收集，防止其将进液孔和出液孔堵塞。打开槽盖，能够对筛板上堆积的残留物及时进行清理。

附图说明

[0015] 图1为本发明实施例中棚体的结构示意图。

[0016] 图2为本发明实施例中地管的俯视图。

[0017] 图3为本发明实施例中棚架的仰视图。

[0018] 图4为本发明实施例中水培台的结构示意图。

[0019] 图5为本发明实施例中种植床的俯视图。

[0020] 图6为图5中种植床的内部结构图。

[0021] 图7为本发明实施例中种植筒之间的连接关系示意图。

[0022] 图8为本发明实施例中循环机构的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0024] 说明书附图中的附图标记包括：棚体1、棚架2、地管3、支撑管4、通气管5、水培台6、过道7、循环机构8、营养液箱9、输液管10、回流管11、循环泵12、补液管13、控制阀门14、浮球15、种植床16、头部17、尾部18、槽盖19、种植孔20、转轴21、水车22、导流板23、种植筒24、主齿轮25、推杆26、刀片27、第二皮带28、支撑架29、连接管30、调温管31、筛板32、出液孔33、进液孔34。

[0025] 实施例如图1和图2所示，用于评价柑橘抗逆性的液膜水培装置，包括棚体1，棚体1下方的地面以下埋设有呈网格状分布的地管3，地管3与棚体1外部连通。棚体1上部设有如图3所示的网格状的棚架2，棚架2由数根支撑管4焊接而成，支撑管4之间相互连通。支撑管4焊接的部位与地管3之间连接有竖向的通气管5，通气管5将支撑管4和地管3连通，如此，棚体1内部被通气管5分隔而形成多个独立的空间。棚体1内设有数组水培台6，数组水培台6之间呈矩形阵列状分布，且水培台6分别位于不同的独立空间内，相邻组水培台6之间为过道7。

[0026] 每组水培台6均设有循环机构8，循环机构8包括营养液箱9、输液管10和回流管11，营养液箱9的结构如图8所示，包括循环泵12，循环泵12连接有输液管10和回流管11，营养液箱9的右部设有补液管13，补液管13连接有营养液蓄存源，补液管13上安装有控制阀门14，控制阀门14上安装有扭簧，且控制阀门14上缠绕有吊绳，吊绳的下端粘接有浮球15，浮球15置于营养液箱9中。

[0027] 如图4、图5和图6所示，每组水培台6包括两个种植床16，种植床16均具有头部17和尾部18，且头部17高于尾部18，同组水培台6内的种植床16的尾部18和尾部18相接，两个种植床16形成V字型，且循环机构8位于相接的尾部18之间，种植床16均呈槽形且种植床16上用螺钉可拆卸连接有槽盖19，槽盖19上设有按矩形阵列状分布的种植孔20，头部17的上端均设有进液孔34，进液孔34均与输液管10螺纹连接，尾部18的下端均设有出液孔33。如图6和图7所示，种植床16的头部17的内侧通过轴承转动连接有转轴21，转轴21上焊接有水车22，水车22包括数个围绕转轴21的圆形截面依次均匀分布的导流板23，导流板23均呈梳齿状。种植孔20中均卡接有种植筒24，种植筒24可在种植孔20中转动。种植筒24下端穿过种植孔20并伸入至种植床16内，种植筒24下端的外壁上设有齿，形成从齿轮，种植筒24外侧的种植床16上通过齿轮轴转动连接有主齿轮25，主齿轮25与齿之间啮合，主齿轮25与转轴21之间连接有第一皮带。种植筒24从左至右为列的方向，每列中每相邻的两个种植筒24为一小组，如图7所示，同一小组内的两个种植筒24之间设有推杆26，推杆26的左右两端分别用定位销固定连接在两侧种植筒24的下端端面上，且推杆26的两端均设有刀片27，相邻小组之间的种植筒24之间通过第二皮带28连接。如图6所示，在种植床16内，种植筒24的下方还设有筛板32。

[0028] 如图4，种植床16的下方均设有支撑架29，支撑架29上设有数截连接管30，连接管30与出液孔33螺纹连接，连接管30的下端连接有弯曲的调温管31，调温管31远离连接管30的一端贯穿地管3并与回流管11连通。

[0029] 本实施例中，实际应用时，采用大棚实验，相比摇床式，利于大规模实验的正常进行。在地面铺设地管3，并在棚体1上部设置支撑管4，支撑管4与地管3相通，利用地下温度的差异性，进行室内温度的自动调节，保持室内温度的均衡，便于实验长期进行。将水培台6置于地管3形成的网格中，使得水培台6均得以被通气管5包围，保证每个水培台6的位置处都得以有效调温，促进实验效果的提升。

[0030] 在实验过程中，将需要进行对比实验的实验组和对照组分别种植于同一水培台6内的两个种植床16上进行实验。循环机构8工作时，如图4和图6所示，循环泵12将营养液箱9中的营养液抽入输液管10，营养液由输液管10向种植床16的进液孔34流动而流入种植床16内。当营养液流动至水车22上，水力作用推动水车22旋转，水车22转动而通过梳齿状的导流板23对营养液进行搅拌，并将营养液导流而分成数股并送至种植筒24的下方。营养液在种植床16的底壁上均匀铺满并向出液孔33流动，过程中浸润柑橘的根部，使同一列中的柑橘均得以均匀吸收营养，提高实验研究的准确性。水车22转动的同时，带动固定连接的转轴21旋转，转轴21通过第一皮带将旋转动力传递至主齿轮25上，使主齿轮25旋转，主齿轮25推动啮合的种植筒24转动，从而使柑橘在种植孔20中自动旋转，使柑橘的各个部位均得以接受光照，利于柑橘的多向均匀生长，且柑橘在旋转的同时，其根部将与营养液充分接触，使得根部内侧的根须也得以吸收到养分，保证柑橘的生长质量，利于研究。

[0031] 如图6所示，每一列的种植筒24从左至右依次为一号种植筒24、二号种植筒24、三号种植筒24、四号种植筒24、五号种植筒24和六号种植筒24。每相邻两个种植筒24与推杆26组合形成曲柄摇杆结构，当一号种植筒24在主齿轮25的推动下旋转时，将通过推杆26推动二号种植筒24同步旋转。为避免主齿轮25旋转的动力不足而影响实验效果，实际应用时，可在水车22外侧连接电机，以加强水车22对主齿轮25的推力，保证实验效果。当推杆26的两端分别划过一号种植筒24和二号种植筒24的下方时，推杆26上的刀片27将多余的柑橘根部切下，防止根部过于繁茂而阻碍营养液的均匀稳定流动，保证实验效果，被切下的根部落至筛板32上进行收集。二号种植筒24在旋转的同时，通过第二皮带28带动第三种植筒24旋转，使第三种植筒24中的柑橘转动而均匀受光，之后种植筒24之间相互连动，使得六株柑橘均得以旋转而保持柑橘的同步生长，提升实验效果。

[0032] 水车22转动的同时，带动种植床16内的空气快速流动，利于柑橘根部的有氧呼吸，防止柑橘发生无氧呼吸而大规模死苗。营养液由出液孔33流出种植床16，并经连接管30流入调温管31中，在调温管31内，营养液受地管3中的气流温度影响，得以调温，调节并恢复营养液在种植床16中流动时受光照影响而产生变化的液温，保证流入种植床16的营养液温度均衡，减小实验误差。营养液经调温管31调温后，沿回流管11流回至营养液箱9中，进行营养液的重复使用，降低实验成本。

[0033] 打开槽盖19，将筛板32取出，即可对切下的根部进行处理。

[0034] 当营养液箱9中的液位下降时，浮球15跟随下沉，从而通过吊绳拉动控制阀门14，将补液管13打开，补液管13将连接的营养液源引入营养液箱9中，随时对营养液进行补充，提高系统的自动化管理。当液位升高后，浮球15上移，吊绳对控制阀门14的拉力作用消失，控制阀门14在扭簧的作用下自动复位，从而将补液管13再次关闭，防止营养液溢出至营养液箱9的外侧。

[0035] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。