一种连续水培牧草栽培方法

摘要

本发明涉及一种连续水培牧草栽培方法，包括以下步骤：(1)种子预处理：浸泡牧草种子于漂白剂溶液中，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4‑5mg/L的清水中；(2)将浸泡好的种子补充至栽培系统的种子入口处，再将种子以一定的密度播撒至种植槽中；(3)通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；从而完成整个生产过程。本发明的连续水培牧草栽培方法通过栽培过程中涉及的各项环境参数动态变化的控制方式和方法，保证牧草处于最优生长环境下，达到生产效率更高、牧草质量更高的效果，可显著增加新鲜牧草产品的有效营养含量。

权利要求

1.一种连续水培牧草栽培方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）种子预处理：浸泡牧草种子于漂白剂溶液中，持续30‑60分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4‑5 mg/L的清水中，持续4‑24小时，所述牧草种子为苜蓿种子；

（2）将步骤（1）浸泡好的牧草种子补充至栽培系统的种子入口处，再将牧草种子播撒至

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种植槽中，所述种植槽中种子的厚度为不超过1 cm；所述苜蓿种子的播撒密度为5kg/m；

（3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培塔入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；

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栽培区域每小时通风总量为135.6 m‑ 452.16 m ；种子萌发阶段，栽培区域的温度保持为23 ℃；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域白天的温度为23.5‑24.5℃，栽培区域的夜间温度为16.5‑17.5℃；成熟期，栽培区域白天的温度为21.5‑22.5℃，栽培区域的夜间温度为14.5‑15.5℃；种子萌发阶段，栽培区域的湿度为80%以上；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域的湿度从80%逐渐降低为65%；成熟期，栽培区域的湿度保持为60‑65%；种子萌发阶段，二氧化碳浓度为400 ppm；叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度从400 ppm‑2 ‑1逐渐增加到800 ppm；种子萌发阶段，光照强度为0 μmol m  s ；叶片破种而出后至成熟期‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2结束，光照强度从70 μmol m  s 增加到200 μmol m  s ，每日增加光照强度20μmol m  ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1s 直至200μmol m  s 后保持200μmol m  s 不变，每日补光时长为14小时；叶片破种而出后至成熟期结束，采用人工光源提供光照，所述人工光源包括红光、蓝光和绿光，所述红光的峰值波长为650‑675 nm，所述蓝光的峰值波长为450‑475 nm，所述绿光的峰值波长为

520‑530 nm；种子萌发阶段为种子播撒至种植槽后的第1天叶片破种前；叶片破种而出后至成熟期前为种子播撒至种植槽后的第2‑5天；成熟期为种子播撒至种植槽后的第6‑10天；种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，从第六天加入绿光；成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光进行照射；

（4）培养完成后传送至栽培塔的出口，从而完成整个生产过程，整个生产过程持续7‑15天。

2.根据权利要求1所述的连续水培牧草栽培方法，其特征在于，步骤（1）中，所述漂白剂溶液是浓度为0.1‑1.5 wt％的次氯酸钠溶液或浓度为1‑2wt%的过氧化氢溶液；种子浸泡在含氧量为4‑5 mg/L的清水中，保持浸泡用清水的温度为22‑24 ℃。

3.根据权利要求2所述的连续水培牧草栽培方法，其特征在于，保持浸泡用清水的温度为23 ℃。

4.根据权利要求1所述的连续水培牧草栽培方法，其特征在于，步骤（3）中，叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度在第一天维持400 ppm，第二天增加至500 ppm，之后二氧化碳浓度保持每两天增加100 ppm，直至800 ppm后保持800 ppm不变。

说明书

一种连续水培牧草栽培方法

技术领域

[0001] 本发明属于植物水培技术领域，具体涉及一种连续水培牧草栽培方法。

背景技术

[0002] 当前，中国高质量饲料存在成本高、对国外种植依赖高、生产受土地资源限制等问题，使得高品质的畜牧业发展受到了阻碍。尤其是，部分地区存在土地资源紧缺，适宜种植牧草区域较少，气候因素限制等问题，导致全年稳定提供的、高品质的饲料存在巨大缺口。是我国发展高品质、全年稳定生产的畜牧业的主要挑战之一。

[0003] 水培牧草作为一种牧草栽培的特殊培育方式，最早使用记录可追溯至1800年。当时主要被欧洲畜牧场农场主，用种子生产新鲜发芽牧草，并作为畜牧动物（奶牛为主）冬季的饲料，维持冬季的生产活动（产奶）并提升冬季产量。近年来，由于中东、非洲和亚洲等国家，受人口增长压力、饲料供应压力和土地资源压力等因素影响，导致新鲜饲料的生产无法充分供给畜牧业的需求，尤其是高品质的饲料供给。

[0004] 现阶段牧草生产的主要挑战之一是，牧草产量难以轻易增加。主要原因是土地资源压力日渐增加。谷物、油料作物和豆类生产的增加，导致牧草生产的土地资源面临巨大压力。为了满足对新鲜、高品质牧草不断增长的需求，替代方案之一是集约化的生产‑水培牧草。水培牧草栽培使用具有环境控制功能的大型空间或生产设备，通过复杂的自动化传动、控制系统，在短时间内获得较高的水培牧草产量，并保证牧草产品具有高营养价值，有利于畜牧动物的健康与生长。

[0005] 水培牧草系统具有较高的水资源、土地资源利用效率，高度可控的环境条件，以及无杀虫剂、除草剂等化学物品参与的无害生产过程。这些优势使得水培牧草方法非常适合于恶劣的气候环境，例如沙漠，土壤贫瘠的地区或土地成本高昂的传统农业地区。尤其在半干旱，干旱和干旱多发的地区，或部分遭受长期缺水或灌溉基础设施不存在的地区，水培牧草的生产方式能极大的改善当地畜牧的饲料“难”问题。通过水培法，我们可以生产包括玉米，大麦，燕麦，高粱，黑麦，苜蓿和黑小麦的牧草。综上，水培牧草作为一种可维持全年连续生产、生产高品质新鲜牧草、土地资源利用效率高的生产模式。其可支持区域畜牧场完成部分高品质饲料的自给自足，具有较高的实用意义与经济价值。

[0006] 但水培牧草系统作为高产出、高投入、高运行成本的生产系统，其生产成本高的事实是不可忽略的重要影响因素。因此，如何优化基于水培牧草系统的栽培方法与环境参数，是进一步提高其产出能力、降低综合生产成本的重要问题。其中，环境参数变量的优化包括且不仅限于：光照强度、温度、湿度、营养液配方、二氧化碳浓度。栽培方法的优化包括且不仅限于：种子的处理方式与时长、灌溉方式、生产周期及各时间节点的栽培管理措施、稳定的可进行连续生产的栽培计划与实施。

[0007] 鉴于此，申请此专利。

发明内容

[0008] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种连续水培牧草栽培方法，本发明的栽培方法是一种环境参数连续动态变化的水培牧草连续栽培方法，是连续水培牧草的最优生产方法，提高了整体水培系统的栽培效率。

[0009] 本发明的目的是提供一种连续水培牧草栽培方法。

[0010] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，所述方法包括以下步骤：

[0011] （1）种子预处理：浸泡牧草种子于漂白剂溶液中，持续30‑60分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4‑5 mg/L的清水中，持续4‑24小时；

[0012] （2）人工将步骤（1）浸泡好的牧草种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机械装置将牧草种子以一定的密度播撒至种植槽中；

[0013] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培塔入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；

[0014] （4）培养完成后，传送至栽培塔的出口，从而完成整个生产过程，整个生产过程持续约7‑15天。一般牧草的高度长到10‑15cm，即为培养完成。

[0015] 栽培塔包括1号塔和2号塔，种植槽从1号塔底部的入口处进入，通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至1号塔中的栽培区域，设置的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风（与萌发阶段和叶片破种而出后至成熟期前的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量相对应）栽培到一定程度后（成熟期前）；随着生长状态的进程，种植槽从1号塔顶的出口处通过双塔间顶部的连接通道从2号塔的顶部入口处进入2号塔中的栽培区域，设置的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风（与成熟期的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量相同）；最终传送至2号塔的底部出口进入收获区，从而完成整个生产过程。

[0016] 双塔的连续栽培系统，因其机械结构设计针对连续栽培的特性，以及高度自动化的特性，在应用环境设置和生产效率上较高。采用双塔结构主要考虑到种植槽的传送便利性，如果采用单塔结构则不可避免种植槽上进下出或下进上出，会使种子入口或牧草成品出口的装置更复杂，增加装置难度和故障率。因此，采用双塔结构，通过空中桥架连接，保证种植槽可以在连续栽培中，种子与牧草成品都做到下进下出，便于物料进出。达到简化系统结构，加强生产效率，降低复杂装置带来额外故障率可能性等作用。

[0017] 在收获区，载有牧草成品的种植盘，经一定仰角的传送带，传送至高点，并翻转180度后，将牧草与种植盘分离，牧草成品会经由单独传送装置，传送至成品区。与牧草成品分离后的种植盘，会经由机械装置再完成180度的翻转，恢复正面朝上的状态。并进一步传送至专门的消毒清洗区域，经清水冲洗、紫外射线消毒，完成清洁过程，经过清洁消毒的种植盘会传送至种子存储区，等待下一轮种植使用。

[0018] 种子经预处理后刚进入种植塔时，在第一天的栽培区域中喷灌频率为每小时2次，当种植盘移动至补光区域后，即第二天起，改为补光时段每2小时3次，黑夜时段为每4小时1次。第三天、第四天为共16次（补光时段每小时1次，黑夜阶段每4小时1次），直至第5天起维持每日共18次（补光时段每小时1次，黑夜时段每4‑5小时1次）。

[0019] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（1）中，所述漂白剂溶液是浓度为0.1‑1.5 wt％的次氯酸钠溶液或浓度为1‑2wt%的过氧化氢溶液；种子浸泡在含氧量为4‑5 mg/L的清水中，保持浸泡用清水的温度为22‑24 ℃；优选的，保持浸泡用清水的温度为23 ℃。

[0020] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（2）中，所述种2
植槽中种子的厚度为不超过1 cm；大麦、苜蓿、小麦和高粱的播撒密度为4‑6 kg/m ，玉米的
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播撒密度为6.4‑7.6 kg/m。

[0021] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（3）中，1号塔栽培区域的温度为14‑25 ℃；湿度为40‑85%；营养液灌溉为每天18‑48次；光照强度为70‑200 ‑2 ‑1μmol m  s ，每日补光时长为12‑16小时；二氧化碳含量为400‑800 ppm；每小时通风总量
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为135.6 m‑ 452.16 m。

[0022] 优选的，营养液灌溉频率根据生长周期逐步变化，由第一天共48次（每半小时一次），第二天降低至共20次（补光时段每2小时3次，黑夜阶段每6小时1次），第三天、第四天为共16次（补光时段每小时1次，黑夜阶段每4小时1次），直至第5天起维持每日共18次（补光时段每小时1次，黑夜时段每4‑5小时1次）；根据灌溉量和喷嘴孔径的不同，每次喷洒时长由半2 2
分钟至4分钟不等。每日灌溉总量从第一天的1 L/m ，第二天提升至1.5 L/m ，并由第三天起
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降至0.5 L/m ，并在第六天、第七天提升至0.6 L/m ，从第八天逐渐提升至每日0.7 L/m ，并
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一致维持至栽培结束。营养液将均匀的喷洒于4‑5m的种植区域上，并随着传送带的缓慢移动，将区域内牧草均匀的、充分的浸润。

[0023] 优选的，通风采取不同的风速设置，每4小时通风1小时，风速为0.3‑1 m/s，每小时3 3
通风总量为135.6 m‑ 452.16 m。

[0024] 营养液包括以下组分：四水合硝酸钙、七水硫酸镁、磷酸二氢钾、七水合硫酸亚铁、七水硫酸锌、四水硫酸锰、五水硫酸铜、硼酸、氯化钠、硫酸钾和硝酸铵。

[0025] 优选的，每100L所述连续水培牧草栽培的营养液由以下组分组成：

[0026] Ca(NO3)2·4H2O（四水合硝酸钙）53.13g；MgSO4·7H2O（七水硫酸镁） 20.53g；KH2PO（4 磷酸二氢钾）1.22g； FeSO4·7H2O（七水合硫酸亚铁） 0.75g； ZnSO4· 7 H2O （七水硫酸锌）0.17g；MnSO4·4 H2O（四水硫酸锰）0.20g； CuSO4· 5 H2O（五水硫酸铜）0.01g； H3BO（3 硼酸）0.02g； NaCl（氯化钠）0.03g； K2SO（4 硫酸钾）17.08g； NH4NO（3 硝酸铵）3.43 g。

[0027] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（1）中，所述牧2
草种子为苜蓿种子，所述苜蓿种子的播撒密度为5kg/m。

[0028] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（3）中，种子萌发阶段，栽培区域的温度保持为23 ℃；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域白天的温度为23.5‑24.5 ℃，栽培区域的夜间温度为16.5‑17.5 ℃；成熟期，栽培区域白天的温度为21.5‑22.5 ℃，栽培区域的夜间温度为14.5‑15.5 ℃。

[0029] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（3）中，种子萌发阶段（叶片破种而出前），栽培区域的湿度为80%以上；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域的湿度从80%逐渐降低为65%；成熟期，栽培区域的湿度保持为60‑65%。

[0030] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（3）中，种子萌发阶段，二氧化碳浓度为400 ppm；叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度从400 ppm逐渐增加到800 ppm。

[0031] 优选的，叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度在第一天维持400 ppm（空气二氧化碳浓度），第二天增加至500 ppm，之后大致保持浓度每两天增加100 ppm直至800 ppm后保持800 ppm不变。

[0032] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，步骤（3）中，种子萌‑2 ‑1发阶段，光照强度为0 μmol m  s ；叶片破种而出后至成熟期结束，光照强度从70 μmol m‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1
 s 增加到200 μmol m  s ，优选的，每日增加光照强度20 μmol m  s 直至200 μmol ‑2 ‑1 ‑2 ‑1
m  s 后保持200 μmol m  s 不变，每日补光时长为14小时；叶片破种而出后至成熟期结束，采用人工光源提供光照，所述人工光源包括红光、蓝光和绿光，所述红光的峰值波长为
650‑675 nm，所述蓝光的峰值波长为450‑475 nm，所述绿光的峰值波长为520‑530 nm。当牧草高度成长至10 ‑ 15 cm，成熟期结束，即判定牧草为成品牧草，可用于养殖饲料。

[0033] 根据本发明的具体实施方式的连续水培牧草栽培方法，其中，种子萌发阶段为种子播撒至种植槽后的第1天叶片破种前；叶片破种而出后至成熟期前为种子播撒至种植槽后的第2‑5天；成熟期为种子播撒至种植槽后的第6‑10天。

[0034] 种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光进行照射。

[0035] 优选的，种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光（红光和蓝光按光质光谱积分百分比为95%和5%）进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光（红光、蓝光和远红外光按光质光谱积分百分比为90%、5%和5%）进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光（红光、蓝光、绿光和远红外光按光质光谱积分百分比为80%、10%、5%和5%）进行照射。

[0036] 以下从空气温度（昼夜）、空气相对湿度、二氧化碳浓度、光照强度、光谱、风速、灌溉频率和灌溉量这几个方面分析如何设置动态变化的环境参数。

[0037] 1.温度（昼/夜）：

[0038] 温度对于植物生长的动态平衡至关重要，温度影响植物体中参与各类生理代谢的酶的活性，因此温度的高低显著影响了植物的生理进程，包括光合作用、叶片伸展、根系发育、淀粉转化粗蛋白等营养物质等。

[0039] 在种子萌发阶段，种子中淀粉转化酶，通过将种子内以淀粉形式存储的能量，转化为各类营养物质和可支持生理代谢的能量。此时，种子的主要生理活动以叶原基和根系的发育为主，不涉及光合作用等其他生理代谢活动，不需要昼夜温差。因此，种子萌发过程中，需维持较高的恒温23 ℃，一方面加速种子的萌发进程。同时较高的温度可以有效加强种子外皮浸泡处理的效果，让种皮更易被种子叶片穿透，从而加速生长进程。

[0040] 当种子萌发阶段结束后，标志为叶片破种而出，已有幼嫩叶片。此时，叶片已有轻度光合作用反应，并逐渐从消耗储存的营养物质至通过光合作用维持自身代谢消耗的过程中。因此需要应用昼夜温差，来适应以光合作用为主的能源供给生理代谢方式。根据光合作用的卡尔文循环特性，在光反应和暗反应不同阶段活跃的活性酶的适宜温度区间不同。所以，为了最大化昼/夜（光反应/暗反应）的生理代谢进程，需要分别施加不同的温度，白天温度为24 ℃左右，夜间温度为17 ℃左右。

[0041] 另一方面，随着幼苗发育，并逐渐成长趋近于成熟期牧草的过程中，植物的生理活动强度是逐渐增强的，不再需要较高的昼夜温度来加速生长进程。因长期处于较高温度下的植物产品，会因强烈的蒸腾作用与可能存在的其余影响生长的环境参数不匹配的情况，而导致植物叶片结构强度下降、植物营养物质成分含量下降等负面影响。因此，随着植物生长的进程，昼夜温度需要逐渐降低，直至趋近于成熟期植物时，采用22 ℃/15 ℃的昼夜温度设置，是最适宜的生长温度，可以在高生长速度与高品质产品间维持一个更合理的平衡。

[0042] 2.湿度：

[0043] 湿度影响着植物的蒸腾作用，不仅通过影响植物与空气的水汽压差，而对于植物体内的水平衡影响作用深刻。同时因其对于叶片气孔开合的影响，显著影响了气孔导率，从而影响了二氧化碳交换速率，最终影响到植物的主要能源获得生理代谢‑光合作用。

[0044] 在种子萌发阶段，需要进行种皮软化的预处理操作，因此需要充分润湿种皮表面，并维持种皮处于湿润状态12–24小时。因此，需要维持相对较高的湿度，来保证种子表皮湿润状态，防止种子表皮过干而导致的发芽率显著下降的问题。

[0045] 当种子萌发接收后，新生叶片仍处于较为脆弱的状态，较为保持较为湿润的空气湿度，一方面可以有效维持叶片的含水量，防止过量蒸腾作用带来的叶片损耗等问题。且新生叶片虽然发育速度较快，但体量较小。在植物叶片的生长过程中，细胞壁的延展、复制和叶绿体的合成等生理代谢进程处于由低水平稳步上升中的过程中。上述生理代谢中所需的钙（叶片/叶绿体合成）、镁（细胞壁合成）等营养元素，通常经植物根部吸收，通过植物内部根部与叶片的水汽压差，传输至叶片。而蒸腾作用是促进叶片含水量降低‑根与叶水汽压差变大的主要影响因素之一。因此，在生长强度较高的成熟期，需要更低的相对湿度来促进植物的蒸腾作用，从而加速植物生理代谢需求的各项营养物质的传输进程。

[0046] 另一方面，由于连续栽培中，种子萌发阶段与萌发后成长初期相临近，在应用连续栽培的过程中，无法进行独立且非常精确的环境控制，因此为了平衡能耗与效果，根据成长进程（时间）将相对湿度设置，由第2天至第10天逐渐降低，从80%逐渐降低至65%。这样起到了一个节约除湿/加湿能源消耗，降低系统难度的作用。另外，在植物成长的过程中，植物冠层逐渐变得茂密，植物之间的空隙变小，植株间的空气流动性进一步降低，空气湿度增加。因此，极大的增加了如霉菌为主的病害问题的发生概率。所以，为了减少霉菌病害的危害和降低其发病的风险，需采用较低的相对湿度。

[0047] 3.风速：

[0048] 风速与湿度、二氧化碳的控制紧密相关。为了减少二氧化碳的逸散损耗和降低植物冠层间湿度，要求风速控制需要十分精确，且在二者间找到一个动态平衡。同上述，在植物生长的过程中，植物冠层的密度会随着时间逐渐增加，导致植株间的空气流速显著下降，造成发生霉菌等病害问题的概率会显著增加。为了杜绝此现象，需要随着植物生长的情况，逐步增加风速来增加植物冠层间的空气流动性，来达到降低植株间空气湿度的效果。在植物栽培初期第一天至第五天中，植物生长速度较快，植物冠层密度增加较快，因此风速在此阶段稳步、快速的提升。另一方面，考虑到栽培初期的二氧化碳浓度较低，增加风速对于带来的二氧化碳资源损耗提升效果不明显，因此此阶段风速提升较快。而进入第六天后，随着植物生长速度的相对放缓，风速增加的速度也相对放缓，与实际植株间空气流动性相适应。而且，此时二氧化碳浓度也逐步提高，过度提高风速会增加额外的二氧化碳损耗。

[0049] 4.二氧化碳浓度：

[0050] 二氧化碳浓度对植物光合作用影响十分重要，在光合作用的光反应阶段，直接影响了PSⅠ和PSⅡ系统的反应进程，最终作用于植物的干物质累积速度和总量。在种子萌发阶段，植物未形成可有效进行光合作用的叶片，因此在第一天不需要额外增加二氧化碳浓度。从第二天起，植物叶片数量和叶面积逐渐增加，随着其光截获面积的增加和叶绿体总量的增加，其光合作用强度上限也逐渐增加。而且，在施加了较强光照，处于生长环境优异条件下的植物，此时限制其光合作用速率的主要因素为二氧化碳浓度。因此，在综合考虑到叶面积增长速率，光合作用强度上限增长速率，并结合实际二氧化碳浓度控制难度，将二氧化碳浓度设置，从400 ppm的第一天栽培，逐渐升高，每两天增加100 ppm的速度，直至增加到第十天的800 ppm。

[0051] 5.光照强度和光照时长：

[0052] 同二氧化碳浓度相似，光照作为光合作用最重要的影响因素之一，可显著影响光反应阶段PSⅠ和PSⅡ系统的反应进程。同样因为在种子萌发阶段，植物未形成可有效进行光合作用的叶片，因此不需要光照。而随着植物的增长，根据光合作用强度与光照强度的关系图，选取光利用效率较高的光照强度区段，即光合作用强度与光照强度呈线性增加关系的区段，应用此区段较高水平的光照强度，来达到促进植物生长并减少额外能耗的目的。另一方面，根据植物的叶面积增长曲线，实际的光照强度也会随着叶面积的增加，光合作用强度‑2 ‑1上限的增长而逐步上调，最终在第十天达到200 μmol m  s 的光照强度和每日14个小时的光照时长。

[0053] 6.光谱：

[0054] 根据麦克雷植物吸收光谱可知，植物对于在红色（650‑675 nm）、蓝色（450‑475 nm）两个波段附近的光，吸收效率高，而对于绿色（520‑530 nm）波段的光吸收效率低。同时，因光学物理特性，波长越短，所携带能量越大，所以在获取蓝光过程中需要消耗更多能量。因此，综合考虑下，牧草栽培过程中为了最大化光利用效率，采用红蓝光为主的LED光源。从第三天开始，添加远红光（大于700 nm）波段的光，是为了促进植物伸长、伸展。因为，植物可以以通过吸收红光、远红光，来调节植物Pr和Pfr光敏色素的动态含量平衡，从而最终作用至植物“避阴”作用机制的触发，来达到促进植物伸长的效果。考虑到水培牧草的种植密度大，单位面积上的叶面积大，会造成植株间空气流动性差、植物靠近根部叶片光截获量较低等负面作用。因此，为了改善上述情况，可通过添加额外远红光，来促进植物伸长、生长，达到疏化同水平高度上植物密度和降低同水平高度上总叶面积的效果。因此，结合植物生长的速率和植物冠层密度变化情况，从第三天加入远红光。另一方面，因为植物对绿光的反射、折射比例高，所以绿光在植物冠层间的穿透性更强，也可以更好地支持靠近根部区间的植物叶片提升其光合作用强度，从而达到提升整体植物光合作用强度的效果。因此，在植物成长至较为茂密的时间节点时，从第六天加入绿光，强化植物冠层中垂直方向的光分布，提升整体植物的光合作用效率。同时，蓝光作为调控植物多个生理代谢进程的重要影响因素，其显著影响了植物体内如粗蛋白合成、粗纤维合成等生理代谢过程。而由于光物理学的特性限制，对比红光光子，LED发出单位数量的蓝光光子需要更多的能量。因此，为了提高植物的营养成分含量，同时减少总补光能耗，因此在栽培中期（即第六天）增加蓝光占总体光输出的比重，从而达到增加牧草产品质量的目的。

[0055] 7.灌溉：

[0056] 灌溉影响着植物的水平衡状态，并进一步影响各类植物生理代谢进程，如光合作用、呼吸代谢作用等。同时，也影响着环境参数的控制，如湿度等。因此，优异的补光光照强度、二氧化碳浓度等环境条件，需要同样科学的、适合的灌溉方式、方法来配合，以此达到优秀的综合栽培效果。灌溉主要分为灌溉频率和灌溉量两个控制因素，其中灌溉频率是保障植物表面湿润的重要途径。尤其在种子萌发阶段（第一天），种子胚芽在穿破种皮的进程中，需要保持种子处于湿润状态下，从而提升种子的发芽率。但由于种子本身萌发进程的水需求较低，对于水分的吸收能力有限，过量的灌溉可能会导致种子长时间浸泡在营养液/水中而缺少呼吸作用需要的氧气。因此，在栽培第一天，种子预处理和萌发阶段，采用高频次、低单次灌溉量的方式，进行灌溉。在接下来第二天，由于种子仍处于发芽早期，幼嫩叶片仍需保持湿润来方式干旱带来的负面影响。综合考虑灌溉能耗与灌溉需求平衡，采用降低灌溉频次，增加灌溉量的方式来更好的契合植物此阶段生长曲线。之后从第3天开始，植物的光合作用强度逐步提升，植物生长速度也随之逐渐提高，各个生理代谢环节对营养成分的需求提升，所以对于水分的需求也逐步提升。基于植物状态与水需求增长和灌溉系统综合能耗，采用逐步增加灌溉量，并维持灌溉次数的方式，来实现高能源利用效率与高强度水培牧草栽培的目标。

[0057] 本发明中的高粱为草高粱，一年生禾本科牧草，在江淮流域种植一年可收割4次，北方地区一年可收割2‑3次，收割后植株再生力强，生长速度快。生育期130天，株高280厘米左右，幼苗叶片紫色，叶鞘浅紫色，叶片17‑19片，根系发达，分蘖性好，抗紫斑病，抗倒伏。茎杆含糖量高达200（BX），茎叶鲜嫩，植株含粗蛋白15，29%，鲜草含粗蛋白3%，营养价值高。

[0058] 苜蓿，一年生或多年生草本。苜蓿含有丰富的苜蓿多糖、大豆黄酮和异黄酮以及多种未知促生长因子（UGF），因而苜蓿在畜禽生产中具有改善畜禽生产性能、改善畜禽免疫力、改善畜禽抗氧化性、改善畜禽肉品质以及调节肠道微生态平衡等生理功能，在养猪生产中具有广泛的应用。

[0059] 大麦，一年生草本，大麦是世界上最古老的种植作物之一，具有食用、饲用、酿造、药用等多种用途。大麦最常见的种植价值就是作为粮食在市场上流通，供人食用，但是大麦的用途并不只是局限于此，大麦还可以作为牧草使用，是一种优质牧草。

[0060] 小麦，指小麦苗，小麦草，小麦草含有丰富的叶绿素、维生素A、维生素C、维生素E及维生素B族，和矿物质钙、镁、磷、铁、硒，以及超抗氧化剂SOD、纤维和有益酵素。

[0061] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0062] 1、本发明的连续水培牧草栽培方法是一种环境参数连续动态变化的水培牧草连续栽培方法，可应用于螺旋双塔栽培系统的，是连续水培牧草的最优生产方法。

[0063] 2、栽培过程中环境参数设置包括且不仅限于：光照强度、温度、湿度、营养液灌溉方式、二氧化碳含量和通风速率；与双塔系统的系统配合方式包括且不仅限于：种子撒入种植盘的方式、种植盘连续缓慢的在双塔间的移动方式、种植系统中光照、灌溉等环境参数相关控制系统的控制方式、基于此方式的最佳种植周期。

[0064] 3、通过栽培过程中涉及的各项环境参数动态变化的控制方式和方法，保证牧草处于最优生长环境下，加速生长进程，使牧草在短期7   15天内完成；达到生产效率更高、牧~草质量更高的效果，可显著增加新鲜牧草产品的有效营养含量，缩短生长周期，在更短的时间内获得更高的有效产量。

[0065] 4、对比固定环境参数栽培，显著提升各类资源的使用效率。其中，提升二氧化碳使用效率10‑20%；节约灌溉用水26‑45%；减少补光系统能耗17‑23%。

附图说明

[0066] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0067] 图1为根据本发明的具体实施例4中温度的设置随栽培天数的变化；

[0068] 图2为根据本发明的具体实施例4中光照强度随栽培天数的变化；

[0069] 图3为根据本发明的具体实施例4中光谱占比随栽培天数的变化；

[0070] 图4为根据本发明的具体实施例4中二氧化碳含量随栽培天数的变化；

[0071] 图5为根据本发明的具体实施例4中风速随栽培天数的变化；

[0072] 图6为根据本发明的具体实施例4中营养液灌溉频率和灌溉量随栽培天数的变化。

具体实施方式

[0073] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0074] 在一些较为具体的实施例中，连续水培牧草栽培方法，包括以下步骤：

[0075] （1）种子预处理：浸泡牧草种子于漂白剂溶液中，持续30‑60分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4‑5 mg/L的清水中，持续4‑24小时；

[0076] （2）人工将步骤（1）浸泡好的牧草种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机械装置将牧草种子以一定的密度播撒至种植槽中；

[0077] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培塔入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；

[0078] （4）培养完成后，传送至栽培塔的出口，从而完成整个生产过程，整个生产过程持续约7‑15天。

[0079] 以下是更为具体的实施例：

[0080] 实施例1

[0081] 本实施例提供了一种连续水培牧草（小麦）栽培方法，包括以下步骤：

[0082] （1）种子预处理：浸泡小麦种子于浓度为1.5 wt％的次氯酸钠溶液中，持续60分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为5 mg/L，温度为22 ℃的清水中，持续24小时；

[0083] （2）人工将步骤（1）浸泡好的种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机2
械装置将种子以6 kg/m的密度播撒至种植槽中；种植槽中种子的厚度不超过1 cm；

[0084] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培区域外的双塔中1号塔底部入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；种子萌发阶段（种子播撒至种植槽后的第1天或叶片破种而出前），栽培区域的温度保持为23 ℃，二氧化碳浓度为400 ppm，光照强度为0；叶片破种而出后至成熟期前（种子播撒至种植槽后的第2‑5天），栽培区域白天的温度为23.5‑24.5 ℃，栽培区域的夜间温度为16.5‑17.5 ℃；成熟期（种子播撒至种植槽后的第6‑10天），栽培区域白天的温度为21.5‑22.5 ℃，栽培区域的夜间温度为14.5‑15.5 ℃；叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度从400 ppm逐渐增加到800 ppm后保持800 ‑2
ppm不变；叶片破种而出后至成熟期结束，采用人工光源提供光照，光照强度从70 μmol m  ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1
s 增加到200 μmol m  s ，每日增加光照强度20 μmol m  s 直至200 μmol m  s 后保‑2 ‑1
持200 μmol m  s 不变，每日补光时长为14小时；所述人工光源包括红光、蓝光和绿光，还包括远红外光，红光的峰值波长为650‑675 nm，蓝光的峰值波长为450‑475 nm，绿光的峰值波长为520‑530 nm，远红外光的峰值波长大于700 nm；种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光进行照射，所述成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光进行照射；

[0085] 每4小时通风1小时，风速为0.3 m/s，每小时通风总量为135.6 m3‑ 452.16 m3；营养液灌溉频率根据生长周期逐步变化，由第一天共48次（每半小时一次），第二天降低至共20次（补光时段每2小时3次，黑夜阶段每6小时1次），第三天、第四天为共16次（补光时段每小时1次，黑夜阶段每4小时1次），直至第5天起维持每日共18次（补光时段每小时1次，黑夜时段每4‑5小时1次）；根据灌溉量和喷嘴孔径的不同，每次喷洒时长由半分钟至4分钟不等。
2 2 2
每日灌溉总量从第一天的1 L/m ，第二天提升至1.5 L/m ，并由第三天起降至0.5 L/m ，并
2 2
在第六天、第七天提升至0.6 L/m ，从第八天逐渐提升至每日0.7 L/m ，并一致维持至栽培
2
结束。营养液将均匀的喷洒于4‑5m的种植区域上，并随着传送带的缓慢移动，将区域内牧草均匀的、充分的浸润；每100L灌溉用的营养液由以下组分组成：

[0086] Ca(NO3)2·4H2O（四水合硝酸钙）53.13g；MgSO4·7H2O（七水硫酸镁） 20.53g；KH2PO（4 磷酸二氢钾）1.22g； FeSO4·7H2O（七水合硫酸亚铁） 0.75g； ZnSO4· 7 H2O （七水硫酸锌）0.17g；MnSO4·4 H2O（四水硫酸锰）0.20g； CuSO4· 5 H2O（五水硫酸铜）0.01g； H3BO（3 硼酸）0.02g； NaCl（氯化钠）0.03g； K2SO（4 硫酸钾）17.08g； NH4NO（3 硝酸铵）3.43 g；
将上述组分混合均匀后加入蒸馏水至100L，混合均匀即得营养液。

[0087] （5）随着生长状态的进程（成熟期），种植槽从1号塔顶的出口处通过双塔间顶部的连接通道从2号塔顶的入口进入栽培区域中，设置的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风；栽培区域白天的温度为21.5‑22.5 ℃，栽培区域的夜间温度为14.5‑15.5 ℃；最终传送至2号塔的出口，从而完成整个生产过程，整个生产过程持续约7‑15天。成品牧草植株颜色青翠、嫩绿，水分饱满充足，植株高度平均为7‑12厘米。平均每平米占地面积单日湿重产量为125.4 kg，每平米占地面积单日干重产量为37.6 kg，牧草粗蛋白含量为21.3%，粗灰分含量为3.6%，粗纤维含量为12.3%，粗脂肪含量为1.97%。

[0088] 实施例2

[0089] 本实施例提供了一种连续水培牧草（大麦）栽培方法，包括以下步骤：

[0090] （1）种子预处理：浸泡大麦种子于浓度为0.1wt％的次氯酸钠溶液中，持续30分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4 mg/L，温度为24 ℃的清水中，持续4小时；

[0091] （2）人工将步骤（1）浸泡好的种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机2
械装置将种子以4‑6 kg/m的密度播撒至种植槽中；种植槽中种子的厚度为不超过1 cm；

[0092] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培区域外的双塔中1号塔底部入口，种植槽从1号塔底部的入口处进入，通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至1号塔中的栽培区域，设置的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风（与萌发阶段和叶片破种而出后至成熟期前的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量相对应）栽培到一定程度后（成熟期前）；随着生长状态的进程，种植槽从1号塔顶的出口处通过双塔间顶部的连接通道从2号塔的顶部入口处进入2号塔中的栽培区域，设置的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风（与成熟期的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量相同）；最终传送至2号塔的底部出口进入收获区，从而完成整个生产过程；种子萌发阶段，栽培区域的温度保持为23 ℃；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域白天的温度为23.5‑24.5 ℃，栽培区域的夜间温度为16.5‑17.5 ℃；种子萌发阶段，二氧化碳浓度为400 ppm；叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度从400 ppm逐渐增加到800 ppm；优选的，叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度每两天增加100 ppm直至800 ppm后保持800 ppm不变；种子萌发阶段，光照强度为0；叶片破种而出后至成熟期结束，光照强度从70 μmol ‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1
m  s ，每日增加光照强度20 μmol m  s 直至200 μmol m  s 后保持200 μmol m  s不变，每日白天补光时长为14小时；叶片破种而出后至成熟期结束，采用人工光源提供光照，所述人工光源包括红光、蓝光和绿光，所述红光的峰值波长为650‑675 nm，所述蓝光的峰值波长为450‑475 nm，所述绿光的峰值波长为520‑530 nm；种子萌发阶段为种子播撒至种植槽后的第1天叶片破种前；叶片破种而出后至成熟期前为种子播撒至种植槽后的第2‑5天；成熟期为种子播撒至种植槽后的第6‑10天；种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光进行照射。

[0093] 营养液灌溉频率根据生长周期逐步变化，由第一天共48次（每半小时一次），第二天降低至共20次（补光时段每2小时3次，黑夜阶段每6小时1次），第三天、第四天为共16次（补光时段每小时1次，黑夜阶段每4小时1次），直至第5天起维持每日共18次（补光时段每小时1次，黑夜时段每4‑5小时1次）；根据灌溉量和喷嘴孔径的不同，每次喷洒时长由半分钟至2 2
4分钟不等。每日灌溉总量从第一天的1 L/m ，第二天提升至1.5 L/m ，并由第三天起降至
2 2 2
0.5 L/m ，并在第六天、第七天提升至0.6 L/m ，从第八天逐渐提升至每日0.7 L/m ，并一致
2
维持至栽培结束。营养液将均匀的喷洒于4‑5m 的种植区域上，并随着传送带的缓慢移动，将区域内牧草均匀的、充分的浸润；每100L所述连续水培牧草栽培的营养液由以下组分组成：

[0094]  Ca(NO3)2·4H2O（四水合硝酸钙）53.13g；MgSO4·7H2O（七水硫酸镁） 20.53g；KH2PO（4 磷酸二氢钾）1.22g； FeSO4·7H2O（七水合硫酸亚铁） 0.75g； ZnSO4· 7 H2O （七水硫酸锌）0.17g； MnSO4·4 H2O（四水硫酸锰）0.20g； CuSO4· 5 H2O（五水硫酸铜）0.01g； H3BO（3 硼酸）0.02g； NaCl（氯化钠）0.03g； K2SO（4 硫酸钾）17.08g； NH4NO3 （硝酸铵）3.43 g。

[0095] 实施例3

[0096] 本实施例提供了一种连续水培牧草（高粱）栽培方法，包括以下步骤：

[0097] （1）种子预处理：浸泡高粱草种子于浓度为2wt%的过氧化氢溶液中，持续40分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为.5mg/L，温度为23 ℃的清水中，持续20小时；

[0098] （2）人工将步骤（1）浸泡好的种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机2
械装置将种子以5 kg/m的密度播撒至种植槽中；种植槽中种子的厚度为不超过1 cm；

[0099] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培塔入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；设置栽培区域的温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风量，进行培养；种子萌发阶段，栽培区域的温度保持为23 ℃；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域白天的温度为23.5‑24.5 ℃，栽培区域的夜间温度为16.5‑17.5 ℃；种子萌发阶段，二氧化碳浓度为400 ppm；叶片破种而出后至成熟期结束，二氧化碳浓度每两天增加100 ppm直至800 ppm后保持800 ppm不变；种子萌发阶段，光照强度为0；叶片破种而‑2 ‑1 ‑2 ‑1出后至成熟期结束，光照强度从70 μmol m  s 增加到200 μmol m  s ，每日增加光照强‑2 ‑1 ‑2 ‑1 ‑2 ‑1
度20 μmol m  s 直至200 μmol m  s 后保持200 μmol m  s 不变，每日补光时长为16小时；叶片破种而出后至成熟期结束，采用人工光源提供光照，所述人工光源包括红光、蓝光和绿光，所述红光的峰值波长为650‑675 nm，所述蓝光的峰值波长为450‑475 nm，所述绿光的峰值波长为520‑530 nm；种子萌发阶段为种子播撒至种植槽后的第1天叶片破种前；叶片破种而出后至成熟期前为种子播撒至种植槽后的第2‑5天；成熟期为种子播撒至种植槽后的第6‑10天；种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光进行照射。

[0100] 营养液灌溉频率根据生长周期逐步变化，由第一天共48次（每半小时一次），第二天降低至共20次（补光时段每2小时3次，黑夜阶段每6小时1次），第三天、第四天为共16次（补光时段每小时1次，黑夜阶段每4小时1次），直至第5天起维持每日共18次（补光时段每小时1次，黑夜时段每4‑5小时1次）；根据灌溉量和喷嘴孔径的不同，每次喷洒时长由半分钟至2 2
4分钟不等。每日灌溉总量从第一天的1 L/m ，第二天提升至1.5 L/m ，并由第三天起降至
2 2 2
0.5 L/m ，并在第六天、第七天提升至0.6 L/m ，从第八天逐渐提升至每日0.7 L/m ，并一致
2
维持至栽培结束。营养液将均匀的喷洒于4‑5m 的种植区域上，并随着传送带的缓慢移动，将区域内牧草均匀的、充分的浸润；营养液包括以下组分：四水合硝酸钙、七水硫酸镁、磷酸二氢钾、七水合硫酸亚铁、七水硫酸锌、四水硫酸锰、五水硫酸铜、硼酸、氯化钠、硫酸钾和硝酸铵；整个生产过程持续约7‑15天。

[0101] 实施例4

[0102] 本实施例提供了一种连续水培牧草（苜蓿）栽培方法，栽培周期设定为10天，主要根据生长天数标来判定生长阶段，同时应用相关植物生长指标，植物高度、叶面积大小作为辅助参考变量，对于植物生长阶段进行校正，达到更精确的生长阶段判定效果。连续水培牧草（苜蓿）栽培方法，包括以下步骤：

[0103] （1）种子预处理：浸泡苜蓿种子于浓度为1.0 wt％的次氯酸钠溶液中，持续45分钟，之后用清水冲洗干净；再将种子浸泡在含氧量为4.5 mg/L，温度为23 ℃的清水中，持续20小时；

[0104] （2）人工将步骤（1）浸泡好的种子补充至栽培系统的种子入口处，再通过自动化机2
械装置将种子以5 kg/m的密度播撒至种植槽中；种植槽中种子的厚度为0.8cm；

[0105] （3）将步骤（2）盛有种子的种植槽传送至栽培区域外的双塔中1号塔底部入口，并通过传动装置将盛有种子的种植槽推送至塔中的栽培区域；按照萌发阶段和成熟前期进行设置栽培区域的空气温度（昼夜）、空气相对湿度、二氧化碳浓度、光照强度、光谱、风速、灌溉频率和灌溉量，进行培养；种子萌发阶段，栽培区域的湿度为85%；叶片破种而出后至成熟期前，栽培区域的湿度从80%逐渐降低为65%；成熟期，栽培区域的湿度保持为65%；

[0106] 温度的设置随栽培天数的变化如图1所示；

[0107] 光照强度随栽培天数的变化如图2所示，每日补光时长为14小时；光谱占比随栽培天数的变化如图3所示；种子播撒至种植槽后的第二天采用红光和蓝光（红光和蓝光按光质光谱积分百分比为95%和5%）进行光照，第三天开始采用红光、蓝光和远红外光（红光、蓝光和远红外光按光质光谱积分百分比为90%、5%和5%）进行照射，所述远红外光的峰值波长大于700 nm，成熟期采用红光、蓝光、绿光和远红外光（红光、蓝光、绿光和远红外光按光质光谱积分百分比为80%、10%、5%和5%）进行照射；二氧化碳含量随栽培天数的变化如图4所示；每4小时通风1小时，风速随栽培天数的变化如图5所示；营养液灌溉频率和灌溉量随栽培天数的变化如图6所示；每100L所述连续水培牧草栽培的营养液由以下组分组成：

[0108]  Ca(NO3)2·4H2O（四水合硝酸钙）53.13g；MgSO4·7H2O（七水硫酸镁） 20.53g；KH2PO（4 磷酸二氢钾）1.22g； FeSO4·7H2O（七水合硫酸亚铁） 0.75g； ZnSO4· 7 H2O （七水硫酸锌）0.17g； MnSO4·4 H2O（四水硫酸锰）0.20g； CuSO4· 5 H2O（五水硫酸铜）0.01g； H3BO（3 硼酸）0.02g； NaCl（氯化钠）0.03g； K2SO（4 硫酸钾）17.08g； NH4NO3 （硝酸铵）3.43 g；

[0109] （4）随着生长状态的进程，种植槽从1号塔顶的出口处通过双塔间顶部的连接通道进入2号塔中，按照成熟期第6‑10天进行设置温度、湿度、营养液灌溉、光照、二氧化碳含量和通风；最终传送至2号塔的出口，从而完成整个生产过程，整个生产过程持续10天，苜蓿牧草的高度长到10‑15cm，培养完成。。

[0110] 通过本发明在栽培过程中涉及的各项环境参数动态变化的控制方式和方法，保证牧草处于最优生长环境下，加速生长进程，使牧草在短期7   15天内完成；达到生产效率更~高、牧草质量更高的效果，可显著增加新鲜牧草产品的有效营养含量，缩短生长周期，在更短的时间内获得更高的有效产量。

[0111] 传统大田栽培方法：

[0112] 用根瘤菌拌苜蓿牧草种(1千克根瘤菌可拌10千克种子)，播种到大田中，行距15‑2
20cm，5 kg/m的密度播种。冬前、返青后各浇一遍水，每亩施用底肥（过磷酸钙）20‑30kg。与厩肥2000kg同时施入，30‑40天收割一次，苜蓿牧草的高度长到10‑15cm。

[0113] 应用本发明栽培方法进行栽培实验，结果与传统大田栽培的产能及产品质量对比如下表1：

[0114] 表1 本发明栽培方法与大田栽培的产能及产品质量对比产量 使用本发明栽培方法的苜蓿牧草 传统大田栽培苜蓿牧草
平均每平米面积单日湿重产量 (kg/m2/day) 125.4 5.3
平均每平米面积单日干重产量 (kg/m2/day) 37.6 1.54
 质量 / /
粗蛋白(%) 21.3 14.3
粗灰分(%) 3.6 1.8
粗纤维(%) 12.3 7.9
粗脂肪(%) 1.97 1.02

[0115] 从表1可以看出，采用本发明的栽培方法培养的苜蓿牧草每平米单日干重产量和湿重均远远高于传统大田栽培方法培养的苜蓿牧草，而且，粗蛋白、粗灰分、粗纤维和粗脂肪含量均较高。

[0116] 对比固定环境参数栽培，本发明的栽培方法显著提升各类资源的使用效率。

[0117] 对比实验的环境参数设置如下：

[0118] 恒定环境参数设置的对照实验中，维持二氧化碳浓度为800 ppm；灌溉频率与灌溉2 ‑2 ‑1
量分保持为每2小时1次与每天共1 L/m ；恒定光通量为150 μmol m  s 和光谱为红：蓝 = 
90%：10%，每日补光时长为固定12小时。其余栽培流程与本栽培方法中保持一致。

[0119] 牧草由种子至成品的单轮栽培过程中，应用本发明栽培方法的栽培实验与恒定环境参数设置的栽培实验的各项资源平均每平米生产面积内的消耗量对比如下表2：

[0120] 表2 本发明栽培方法与恒定环境参数设置的栽培实验的消耗量对比项目 使用本发明栽培方法的各项资源消耗量 使用恒定环境设置的栽培方法的各项资源消耗量 二氧化碳（kg/m2） 16.3 19.2
营养液（L/m2） 7.3 9.5
补光系统能耗（kwh/m2） 6.7 8.0

[0121] 从表2中可以看出，本发明的栽培方法可提升二氧化碳使用效率10‑20%；节约灌溉用水26‑45%；减少补光系统能耗17‑23%。

[0122] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。