一种自动培育床及包含其的气雾培工厂

1.本发明涉及植物培养技术领域，尤其涉及一种自动培育床及包含其的气雾培工厂。


背景技术：

2.现代农业为克服土壤、光照、空间等栽培条件对于植物培植过程的限制而逐步发展出可进行无土栽培的植物培养系统及植物工厂，其中，无土栽培是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作植株根系的基质固定植株，植物根系能直接接触营养液的栽培方法，其特点是以人工创造的作物根系生长环境取代土壤环境，使得植物培植过程脱离土壤限制，极大地扩展了农业生产的空间。
3.雾培技术又称喷雾栽培、气雾培，它是所有无土栽培技术中根系水气矛盾解决得最好的一种形式，易于自动化控制和进行立体栽培，提高温室空间的利用率。喷雾栽培可根据植物根系是否有部分浸没在营养液层而分为喷雾培和半喷雾培两种类型。所谓的喷雾培是指根系完全生长在雾化的营养液环境中的无土栽培培技术；而半喷雾培是指部分根系浸没在种植槽下部的营养液层中，而另外的部分根系则生长在雾化的营养液环境中的无土栽培技术。其优点在于：可解决根系氧气的供应问题，几乎不会出现由于根系缺氧而生长不良的现象；养分及水分的利用率高，养分供应快速而有效；可充分利用温室或植物工厂内的空间，提高单位面积的种植数量和产量，其空间利用率要比传统的平面式栽培提高2至3倍，也易于实现栽培管理的自动化。
4.现有雾培种植床常配置为立式培养结构以充分利用高度方向的空间，或是雾培种植床和供液系统与运动式结构联用以保证气雾作用于植株根系的均匀性和效率性。运动式结构可设置为往复式或循环式结构，从而通过雾培种植床和供液系统之间相对的往复式运动或循环运动来实现植株接受光照、气雾等营养条件的均匀性。
5.例如，公告号为cn103563679b的专利公开了一种自动化育秧苗床。该发明采用“w”型秧盘并通过排列组合成链循环的方式来保障和变换采光，受光区域均匀，相互不会遮挡光线，使得秧苗具有均匀的生长环境。但该发明的链循环结构无法对种植空间进行有效的功能分区以布置针对设置的营养设备或干预设备。另外，该方案中的气雾喷头布置于苗床顶部，气雾出口与接受气雾作用的秧苗距离较远，气雾易受到惯性及重力的影响弥散分布于苗床所在的培养空间，会对光线照射产生遮挡，也难以保证气雾作用位置的针对性以及气雾培养过程的经济性。
6.公开号为cn112568116a的专利公开了了一种智能化的多层组合式垂直雾培系统及控制方法。该方案主要通过模块化分层设计来实现针对不同生长周期的植株实现针对性的营养投放，但该方案需要重复设置多套光照雾培设备，结构复杂，不便于监控植株生长状态，也不便于播种收获，经济效益较低；另外，该方案的气雾喷头与种植板位置相对固定，导致气雾在种植板或雾培箱内呈现较大的差异化分布，使得植株营养吸收不均，易造成局部营养过剩而其它部位营养不足。
7.基于上述内容，现有技术中的利用雾培技术进行作物的方案中，气雾往往弥散于培养空间会遮挡光线并腐蚀设备，弥散分布的气雾也无法实现对于植株根系的有效浸润，尤其是在植株根系外围部分会对内部形成遮挡或是植株根系粘结的情况下，气雾难以有效进入根系内部以实现充分接触，使得气雾培养缺乏针对性和经济性。
8.特别地，在作物培养需借助培养基层而使得植株全部根系或部分根系未直接暴露于培养空间的情况下，例如作物种子布置于培养基层以及植株萌发初期根系尚未突出培养基层的情况，完全采用气雾喷射进行雾培的方案在对喷淋功率及营养液供给系统提出较高要求的同时，也无法通过喷射在培养基层表面的营养液来有效浸润位于培养基层内部的根系或种子。
9.尤其是针对周期培养运动的植株及承载植株的设备，气雾分布受到植株运动气流的扰动影响导致气雾分布不均或气雾作用时间不足，气雾难以有效渗透进入根系内部并至少在周期培养运动的光照培养阶段保持适于植株高效生长的目标营养成分浓度。
10.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

11.针对现有技术所提出的至少一部分不足之处，本技术提供了一种自动培育床，培育床设置有用于驱动植株沿设定路径进行运动的移动模块和至少用于对植株进行气雾培养的营养模块，其中，移动模块设置有沿设定路径延伸布置并用于承载植株的传送单元，使得跟随传送单元移动的植株按照至少能够相对营养模块产生周期性角度变化和/或周期性距离变化的方式进行布置；营养模块至少包括用于对植株执行浸泡培养的若干营养单元，其中，营养单元执行浸泡培养是按照营养单元通过至少部分结构与承载植株的培养单元的相对运动来驱动营养液浸润植株的方式来进行的。
12.针对现有技术中利用雾培技术的方案大多依靠弥散分布于培养空间的气雾来实施气雾培养，导致气雾难以有效突破植株根系表面屏障或是在植株根系粘结时难以充分浸润内部根系的问题，本技术提供有一种自动培育床，自动培育床设置用于对植株进行气雾培养的营养模块，营养模块可设置若干用于对植株根系执行浸泡培养的营养单元。在植株跟随传送模块相对营养单元进行周期运动的情况下，植株与营养单元的相对运动可迫使营养液以浸泡浸润的方式作用于植株根系。
13.尤其是在植株由于生长阶段初期(种子阶段或萌发初期)而使得植株根系全部位于培养基质/培养容器或大部分位于培养基质/培养容器的情况下，弥散分布的气雾难以突破培养基质/培养容器的表面而充分浸润位于培养基质/培养容器内的植株根系；或是在植株根系外围部分会对内部形成遮挡或是植株根系粘结的情况下，弥散分布的气雾难以有效进入根系内部以实现充分接触。
14.因此，本技术用于执行浸泡培养的营养单元可通过承载在传送单元的植株与布置在营养单元的营养液之间的相互运动来实施，浸泡培养过程可通过传送单元承载植株的周期性运动来定期实施，使得浸泡过程能够让部分液态的营养液由营养单元转移至植株的培
养基质/培养容器，相比于气态的营养液，液态营养液的浸润能力显然更强，营养液可以快速充满培养基质/培养容器并充分浸润位于其内部的植株种子或植株根系。营养液与植株的相对运动也能够迫使植株突出于培养基质/培养容器的根系发生摆动，在与营养液充分接触的同时，也能够避拨散根系以改善根系的分布形态。浸泡培养的作用频次可根据传送单元的移动速度来确定。
15.另外，上述浸泡培养过程可配合其它气雾培养过程来实施自动化的雾培种植过程。具体地，浸泡培养可与气雾培养同时设置，使得浸泡培养与气雾培养在作用时间和作用空间上配合实施。在作用时间上的配合实施是指：气雾培养在对应设置的功能区间实施以是实现对于植株，尤其是植株突出培养容器/培养基质的根系实施具有针对性的集中作用，而浸泡培养可在光照培养对应的功能区间实施，使得植株跟随传送单元移动的大部分时间内均会保持在较高的营养浓度。在空间上的配合实施指：气雾培养主要作用于植株突出培养容器/培养基质的根系或根系表面，浸泡培养则可充分浸润根系内部以及位于培养容器/培养基质的植株根系，由此保证营养液与植株根系的充分接触。
16.优选地，在移动模块的传送单元由于设定路径的方向变化而形成若干局部低点的情况下，用于对植株执行浸泡培养的若干营养单元布置于局部低点的竖向下侧，使得跟随传送单元进行周期性运动或往复运动的培养单元在局部低点接受营养单元的浸泡培养。
17.传送单元可根据植株的培养需求而设置具有针对性的移动路径，则用于执行浸泡培养的营养单元可配合移动路径进行设置。例如，传送单元在接受光照培养的区间内设置为起伏式结构，使得移动路径存在局部低点，且光照培养阶段正是植株营养需求最旺盛的阶段，因此，将若干营养单元布置在移动路径的局部低点，在植株跟随传送单元进行周期运动的过程中，植株的培养基质/培养容器的部分结构会浸入和移出营养单元的营养液以完成浸泡培养。用于执行浸泡培养的营养单元的数量可根据作物生长需求进行自定义设置，使得作物植株可在单次运动周期内进行多次浸泡培养，从而保证植株获得的营养液长时间保持在适于植株生长的较高浓度范围。
18.优选地，用于承载植株的培养单元设置有用于限定植株位置的定植层，在竖向下侧承载定植层的支撑层以及在侧面围绕定植层布置的种植框，其中，种植框的竖向上侧表面高于定植层的竖向上侧表面。种植框的竖向上侧表面指种植框环绕定植层的竖向上端面，用于阻挡营养液水浪进入培养单元内部的定植层；定植层的竖向上侧表面指定植层的竖向上端面，用于布置作物种子或作物植株。
19.进一步地，培养单元通过与营养单元的相对运动来驱动营养单元的营养液作用于培养单元的种植框，种植框在不同侧面布置有区别设置的导流孔以引导营养液浸润植株，其中，区别设置包括孔位分布、孔径分布以及孔形分布中的一种或多种存在区别。种植框通过导流孔引导营养液浸润植株是按照营养液从种植框的导流孔输入、输出培养单元并利用区别设置的导流孔来控制营养液在不同高度的输入流量以及输出流量的方式来实施的。
20.为使得植株或植株种子在与营养液的相对运动中保持布置位置的相对稳定，本技术用于布置植株并与传送单元连接的培养单元设置有用于限定植株或植株种子的定植层以及部分包围定植层的种植框，使得定植层可用于布置培养基质或是与种植框组合形成培养容器，随着作物生长阶段的变化，植株根系可向下突出于定植层以及种植框。在培养单元浸入、移出营养单元的营养液以执行浸泡培养的过程中，定植层可限定植株或植株种子的
位置，种植框可抵挡由相对运动过程引起的营养液水浪，避免营养液不受控地进入种植框内的空间，从而降低植株以及植株种子受到水浪冲击的风险。浸泡培养的作用频次可根据传送单元的移动速度来确定，浸泡培养的作用参数可根据培养单元的结构设置以及营养单元的营养液参数来设置。具体地，设置在种植框侧面的导流孔可用于控制营养液流入、流出种植框内空间的流量以便控制浸泡培养中相对植株的目标液位高度。
21.优选地，培养单元在定植层的竖向上侧表面设置有若干在横向上和/或纵向上间隔布置的若干过流槽，过流槽与布置在种植框侧面的导流孔对齐设置，使得过流槽可以为由导流孔输入输出培养单元的营养液提供流动通道。
22.过流槽可形成允许营养液快速流动的流动通道，避免营养液在刚进入种植框内时对植株产生较大冲击，使得营养液能够在过流槽的引导下快速覆盖种植框内的所有植株；另外，过流槽也可以存留部分营养液，且过流槽内的营养液可缓慢浸入定植层以及位于定植层下部的植株根系，从而保证高营养浓度的持续时间。
23.优选地，用于对植株执行浸泡培养的营养单元设置有用于盛装营养液的营养槽，使得营养单元通过调节营养槽内液位高度并配合布置在培养单元种植框侧面的导流孔的方式控制营养单元对植株执行浸泡培养的目标液位高度。
24.在培养单元的种植框侧面的导流孔布置方式确定的情况下，营养槽内液位高度与目标液位高度的相对变化规律根据预设规则确定，使得营养槽内液位高度根据植株生长阶段对应的目标液位高度进行调节。当培养单元的结构设置确定且传送单元的移动速度确定时，浸泡培养对于植株的实施浸润的目标液位高度则主要由营养液的液位高度来确定，则营养槽内液位高度与目标液位高度可基于仿真实验或模拟实验获得确定的相对变化规律，则控制营养单元内营养槽的液位高度即可控制对于植株实施浸泡培养的目标液位高度。
25.优选地，培育床设置有用于调整种植过程的控制单元，用于监测种植过程的感知单元，用于控制移动模块的运动单元，用于控制营养模块的雾培单元以及用于信息传输存储的服务器。控制单元与感知单元、运动单元、雾培单元及服务器数据连接，使得控制单元能够根据服务器的输入信息以及感知单元的监测信息来控制运动单元和雾培单元进行气雾培种植。
26.优选地，在营养单元对植株执行浸泡培养过程中，控制单元通过感知单元获取的植株信息确定浸泡培养的目标液位高度，雾培单元控制营养单元调整营养槽内的液位高度至目标液位高度根据预设规则对应设置的液位区间。
27.优选地，控制单元通过运动单元设置有适用于不同作物品种或不同培养阶段的若干运动模式，若干运动模式至少通过运动速度不同的方式进行区别设置，控制单元根据预设规则获取不同运动模式下营养槽内液位高度与目标液位高度的相对变化规律，使得不同运动模式下的营养槽内液位高度根据相对变化规律进行调节以获得针对不同培养阶段的浸泡培养的目标液位高度。
28.本技术还提供了一种包含自动培育床的气雾培工厂，气雾培工厂在培育床设置有用于对植株进行气雾培养的营养模块，其中，营养模块按照能够以区别方式对植株执行气雾培养的若干营养单元，区别方式至少包括一般培养、干预培养和浸泡培养。具体地，营养单元进行一般培养是按照营养单元向植株根区和/或植株叶区发射气雾流和/或射流的方式执行的；营养单元进行干预培养是按照营养单元向被拨动梳理的植株根区和/或被限定
截面分布的作用流道发射气雾流和/或射流的方式执行的；营养单元进行浸泡培养是按照营养单元通过高度可调的营养液与植株的相对运动浸润植株至少部分组织的方式执行的。
附图说明
29.图1是本技术实施例的培育床整体结构示意图；
30.图2是本技术实施例的培育床局部结构示意图；
31.图3是本技术实施例的培养单元与营养槽的作用示意图；
32.图4是本技术实施例的培养单元结构侧视示意图；
33.图5是本技术实施例的培养单元结构俯视示意图；
34.图6是本技术实施例的培育床的功能连接示意图。
35.附图标记列表
36.100：生长模块；101：主架；102：培养单元；103：定植层；104：支撑层；105：种植框；106：过流槽；107：隔离板；200：移动模块；201：传送单元；202：驱动轴；203：从动轴；204：操作区；205：培养区；206：雾化区；300：营养模块；301：第一功能单元；3011：拨动杆；3012：挡流板；3013：第一调节杆；3014：第二调节杆；302：第一营养单元：3021：第一喷头；3022：第二喷头；303：第二功能单元；3031：导向板；304：第二营养单元；3041：第三喷头；3042：第四喷头；305：第三营养单元；3051：营养槽；400：控制单元；401：感知单元；402：运动单元；403：雾培单元；404：服务器。
具体实施方式
37.本技术中规定的任何方向仅为读者阅读方便而设置，并不对本技术做出相应的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
38.下面结合附图对本发明进行详细说明。
39.本技术提供了一种自动培育床及包含其的气雾培工厂，尤其涉及一种分区循环式培育床及包含其的气雾培工厂。本技术的自动培育床通过雾培技术和运动结构构建而成，使得包含本技术的培育床以及包含其的气雾培工厂可用于牧草、蔬菜、花卉等作物的高效自动化种植。
40.实施例1
41.本实施例给出一种自动培育床，如图1所示，本技术的培育床包括用于构成培养空间并承载植株的生长模块100，用于驱动植株进行运动的移动模块200和用于对植株进行气雾培养的营养模块300，生长模块100通过框架式结构形成植株布置培养空间，移动模块200在生长模块100的框架式结构内布置运动结构，使得运动结构能够驱动植株进行循环移动或往复移动，营养模块300通过移动模块200驱动植株运动而获得针对植株气雾作用角度的变化以及气雾作用位置的变化，从而实现均匀化的雾培效果。
42.为便于描述本技术培育床的结构及方位，定义植株移动立面的长度方向为纵向，定义植株移动立面的宽度方向为竖向，定义垂直于纵向和竖向的方向为横向，其中，植株移
动立面指植株循环移动或往复移动所在的空间平面。本技术中，纵向和横向组平行于水平方向的培育床平面，竖向为垂直于培育床平面的高度方向，植株移动立面为垂直与培育床平面的竖直方向平面。
43.如图1所示，生长模块100包括主架101，主架101通过若干沿纵向、竖向及横向的梁架来构成包围和/或支撑移动模块200及营养模块300的框架式结构，其中，生长模块100的主架101通过若干隔离板108形成至少覆盖局部位置的物理分隔。具体地，生长模块100包括框架式结构的主架101，主架101由若干支撑于地面并沿竖向延伸的竖梁、连接于竖梁并与植株移动立面平行的纵梁以及连接于纵梁并向横向延伸的横梁，使得主架101通过框架式结构形成或分隔成能够容纳种植设备、雾化设备及其它设备的结构空间。例如，生长模块100的竖向上部为布置光照设备的空间，生长模块100的竖向下部为布置雾化设备的空间，光照设备和雾化设备也可以布置在生长模块100的横向侧面。生长模块100通过主架101形成布置植株的培养空间，培养空间内布置有若干沿横向延伸布置的培养单元102，培养单元102设置有用于限定作物种子或作物植株的定植层103以及用于承载定植层103的支撑层104。用于承载植株进行移动的移动模块200包括在横向两侧布置的传送单元201，使得布置在横向两侧的传送单元201能够作用于培养单元102的横向两侧。传送单元201在运动方向变化的转角位置布置有若干驱动轴202和从动轴203，其中，驱动轴202用于承载传送单元201并向传送单元201提供动力，从动轴203用于承载传送单元201，使得传送单元201通过驱动轴202和从动轴203形成可循环移动或往复移动的运动路径。
44.优选地，为充分利用竖向空间以提升单位面积的种植效率并将运动结构和雾培技术有效联用以保证雾培作用的针对性和经济性，在本技术的培育床根据移动模块200的设定路径与生长模块100和/或营养模块300至少部分结构之间相对空间位置关系的不同划分为若干功能分区的情况下，移动模块200承载植株沿设定路径在若干功能分区之间进行往复运动和/或循环运动，使得营养模块300基于至少部分结构与植株的相对运动对植株进行气雾培养。设定路径由传送单元201在驱动轴202和从动轴203的约束作用下形成，该约束作用为传送单元201顺序连接若干布置在植株移动立面的驱动轴202和从动轴203，使得植株可按照相对营养模块300的雾培设备和/或光源设备产生周期性角度变化和/或周期性距离变化的方式沿设定路径移动。
45.具体地，培育床包括移动模块200的设定路径沿生长模块100的纵向延伸布置的操作区204、移动模块200的设定路径沿生长模块100的纵向起伏布置的培养区205以及移动模块200的设定路径沿营养模块300的纵向延伸布置的雾化区206，操作区204至雾化区206的移动模块200的设定路径相互衔接以形成可往复移动或循环移动的运动路径。即操作区204内移动模块200的传送单元201以近似平行式或与培育床平面呈固定倾角的方式进行布置，可作为操作平面或观察平面，适用于对植株执行播种、观察、干预以及收获等操作并形成操作干预空间；培养区205内移动模块200的传送单元201在不同高度之间起伏布置以形成能够充分利用竖向空间的波浪形运动路径，配合光源可产生照射角度周期变化的照射光线，可模拟植株接受自然阳光照射下的照射角度及强度变化规律，适用于对植株执行培养操作并形成光照培养空间；雾化区206内移动模块200的传送单元201以近似平行或与培育床平面呈固定倾角的方式进行布置，使得跟随传送单元201移动的植株能够发生与营养模块300喷淋结构的相对移动以获得均匀有效的气雾培养，适用于对植株执行雾化喷淋操作并形成
雾化培养空间。
46.优选地，为保证系统能够实现有效的功能分区而避免相互干扰，尤其是避免用于雾培的气雾流在培养空间内弥漫分布或射流在培养空间内溅射而影响光照或损伤设备，生长模块100在各功能分区之间设置有用于物理分隔的隔离板108，如图1和图3所示，隔离板108至少包括布置在生长模块100横向两侧主架101的第一隔离板，第一隔离板用于隔开布置培养单元102的培养空间和用于布置驱动轴202及从动轴203的设备空间，即第一隔离板可将移动模块200的传送单元201和驱动设备物理隔离，可避免培养空间过高的湿度和存在的杂质影响设备运行状态以及设备使用寿命，也可以对转动设备进行包裹保护以避免意外卷入杂质导致的非预期故障或意外。隔离板108还包括布置在生长模块100竖向两侧的第二隔离板，第二隔离板用于将照明设备以及雾培设备同传送培养设备隔离开来，照明设备拥有电路电子结构，第二隔板可以隔开培养空间的高湿环境以避免影响电路电子设备的运行状态，雾培设备用于产生气雾并作用于植株，为保证气雾作用的针对性，应当避免气雾弥散分布于整个培养空间，则第二隔板可用于隔开光照培养空间和气雾培养空间，在提升气雾作用的针对性的基础上，也可避免气雾对光照的不利影响。隔离板108在空间外侧也布置第三隔离板，第三隔离板用于形成相对封闭的雾化培养空间，从而尽可能地将气雾弥漫范围限制于雾化区206而实现针对性的雾化培养。第一隔离板在横向上设置沿纵向轴线对称分布的开孔，用于连接驱动轴202及从动轴203以控制传送单元201的移动；第二隔离板设置有用于培养单元102和传送单元201移动的开口，使得承载培养单元102的传送单元201能够在操作干预空间、照明培养空间以及雾化培养空间之间往复运动或循环运动。
47.优选地，移动模块200的传送单元201沿设定路径延伸布置，传送单元201布置于主架101横向两侧，使得传送单元201可按照连接沿横向延伸布置的培养单元102的横向两端的方式承载培养单元102沿设定路径进行移动。用于布置作物种子及作物植株的培养单元102设置有利用疏松多孔的结构为作物种子及作物植株提供限位的定植层103和至少用于承载定植层103的支撑层104。具体地，用于布置作物种子及作物植株的培养单元102沿横向延伸布置，使得培养单元102两端连接移动模块200的传送单元201并跟随传送单元201进行移动。为有效固定作物种子或作物植株，培养单元102设置有定植层103，定植层103可以由轻质疏松多孔的有机材料或无机材料制成，例如石棉、有机聚合物材料等，使得定植层103能够为播种以及作物生长提供较为稳定的表面环境，且定植层103疏松多孔的形态也能够为作物根系发展提供附着引导，促进雾培状态下的根系发展速度，有利于气生根生长繁殖，相比于坑位式定植层可将同条件下根系繁殖数量提升至少20％。定植层103在竖向下部设置有支撑层104，支撑层104可以是由金属金属材料或其它材料制成的网状结构，在不影响植株根系向竖向发展的情况下，支撑层104能够承托定植层103和植株的重力并将其转移至与传送单元201连接的培养单元102。作物种子播种于定植层103内，对于作物根系发达的作物，随着生长过程的进行，种子根系发展逐渐突出定植层103下部支撑层104并将部分根系直接暴露于空气中；而对于植株根系尺寸较小的作物，植株根系主要位于定植层内。
48.优选地，如图1所示，操作区204内，移动模块200的传送单元201沿设定路径延伸布置，使得承载植株的培养单元102能够跟随传送单元201相对外部播种收割及其它干预设备进行移动。具体地，移动模块200的传送单元201沿纵向延伸布置以形成与培育床平面近似平行或呈固定角度的运动路径，传送单元201承载的培养单元102及植株相对外部播种收割
设备以及其它干预设备进行移动。作物种子在培养单元102内可以是规律播种，规律播种可适用于株型独立且对植株间距有要求的作物，例如部分品种的牧草、蔬菜、花卉等；相比于随机播种，规律播种通过额外布置的播种设备进行，播种设备控制播种参数并在操作区204进行播种作业，播种设备可相对培育床静止设备，培育床控制传送单元201规律移动，使得传送单元201相对播种设备移动以实现规律播种，可显著降低播种设备播种参数的控制难度。例如，针对作物为苜蓿草的情况，本技术的培育床将培养单元102的横向尺寸设置为3米，纵向尺寸设置为0.5米，植株在纵向上分行播种，行距为6公分，植株在横向上的株距控制为6公分，可获得苜蓿草每平米产量超过2公斤，且培养周期相比于土地种植缩短3倍以上。
49.优选地，培养区205内，移动模块200的传送单元201按照在第一高度和第二高度之间呈起伏式运动的方式接受光线照射，使得位于与传送单元201连接的培养单元102的作物可通过光线照射角度的周期变化进行光照培养。具体地，移动模块200的传送单元201沿纵向起伏布置以形成与培育床平面呈倾斜角度的波浪式运动路径，传送单元201承载的培养单元102及植株相对照明设备进行移动并接受光照培养。照明设备布置于竖向顶部，移动模块200的传送单元201承载培养单元102按照在第一高度和第二高度之间呈起伏式运动的方式接受照明设备的光线照射，使得位于培养单元102的作物能够通过光线照射角度的周期变化进行光照培养。具体地，培养区205内，移动模块200在第一高度和第二高度分别布置驱动轴202或从动轴203，且第一高度和第二高度的驱动轴202或从动轴203在纵向上间隔分布，使得连接相邻驱动轴202或从动轴203的传送单元201呈现波浪形起伏布置的运动路径。第一高度为靠近照明设备的位置，第二高度为远离照射设备的位置，移动模块200在第一高度布置从动轴203，在第二高度将从动轴203和驱动轴202混合布置，例如，第二高度位置间隔若干组从动轴203布置一组驱动轴202，使得驱动轴202在纵向上均匀布置，使得传送单元201能够获得稳定连续的驱动作用力。调整第一高度和第二高度中从动轴203及驱动轴202的布置间隔，使得传送单元201相对竖向的倾斜角度控制在10度至70度之间，例如，针对叶冠株型较大的作物，可适当增加传送单元201与竖向的夹角以降低传送单元201的坡度，从而保证照明设备能够有效照射培养单元102的边缘区域。
50.优选地，雾化区206内，移动模块200的传送单元201按照沿设定路径延伸布置的方式与营养模块300的若干功能单元和若干雾化单元进行相对运动，使得雾培模块至少能够通过分阶段的气雾作用的方式对传送单元201连接培养单元102承载的植株进行气雾培养。气雾作用至少包括气雾流及射流，气雾流指小液滴聚集形成的雾状流，射流指由大尺寸液滴以及连续液体形成的流体。具体地，移动模块200的传送单元201沿纵向延伸布置以形成与培育床平面近似平行或呈固定角度的运动路径，传送单元201承载的培养单元102及植株相对雾培设备进行移动以接受雾化培养。雾化区206的传送单元201与分别连接第一空间和第二空间的传送单元201以组成可往复移动或循环移动的运动路径。当移动模块200的传送单元201承载植株按照由操作区204至培养区205至雾化区206再返回操作区204的方式进行循环运动时，雾化区206的传动带可承载植株依次与营养模块300的若干辅助设备和喷淋设备进行相互作用以实现气雾对植株均匀有效的浸润作用。
51.为克服气雾由于根系过密或根系缠绕导致的外湿内干以及浸润不足的缺陷，营养模块300设置有用于对植株根系进行梳理拨动的第一功能单元301和配合第一功能单元进
行雾化培养的第一营养单元302，其中，第一营养单元302配合第一功能单元301进行雾化培养是按照由第一营养单元302产生的若干方向的气雾流和/或射流对被第一功能单元301拨开的植株根系进行组合喷淋的方式进行的。第一功能单元301设置有用于梳理拨动植株根系的拨动杆3011，其中，拨动杆3011通过若干调整杆改变其布置高度，第一营养单元302至少设置有从两个角度发射气雾流或射流以进行组合喷淋的第一喷头3021和第二喷头3022，若干第一喷头3021和若干第二喷头3022沿横向延伸布置且分置于拨动杆3011位于纵向投影轴线的两侧。
52.具体地，如图2所示，营养模块300设置有用于对植株根系进行梳理拨动的第一功能单元301，第一功能单元301按照能够调节作用高度的方式进行布置，使得第一功能单元301能够针对不同作物根系或同种作物根系的不同生长阶段进行梳理操作。配合第一功能单元301对植株根系的梳理操作，营养模块300设置有用于对被第一功能单元301进行干预的植株根系进行气雾作用第一营养单元302，第一营养单元302通过若干角度的射流和/或气雾流对植株根系进行气雾作用，即第一功能单元301用于梳理并拨散植株根系，第一营养单元302则对梳理过程中的植株根系进行气雾作用，气雾作用包括气雾流及射流，气雾流指小液滴聚集形成的雾状流，射流指由大尺寸液滴或连续液体形成的流体，使得营养模块300能够利用辅助结构来解决植株根系缠绕以及外湿内干的问题。
53.进一步地，第一功能单元301和第一营养单元302通过结构设置和运作配合进行气雾培养，例如，如图2所示，第一功能单元301设置在雾化区206与培养区205的连接位置，即第一功能单元301位于营养模块300纵向一端，使第一辅助模块可对刚进入雾化区206的植株进行梳理操作。第一功能单元301包括直接接触植株根系并沿横向延伸设置的拨动杆3011，拨动杆3011两端与分置在营养模块300横向两侧的第二调节杆3014连接，第二调节杆3014与布置在主架101上的第一调节杆3013连接，第一调节杆3013和第二调节杆3014用于调整拨动杆3011的布置位置，布置位置至少包括布置高度。当拨动杆3011靠近传送单元201承载的培养单元102时，拨动杆3011可对突出于支撑层104的植株根系进行梳理操作，植株在传送单元201的作用下沿纵向移动，使得植株根系相对拨动杆3011移动，拨动杆3011高度位于培养单元102支撑层104下部，使得拨动杆3011高度大于植株根系下端的高度，则培养单元102的植株根系依次扫过拨动杆3011并利用拨动杆3011的拨动作用打开植株根系内部，在改善植株根系分布的同时也可以为气雾作用于植株根系内部提供条件。第一营养单元302布置于第一功能单元301纵向下侧，为保证第一营养单元302能够对被第一功能单元301拨动的植株根系进行更充分浸润，第一营养单元302至少包括能够从两个角度发射气雾流或射流的若干第一喷头3021和若干第二喷头3022，若干第一喷头3021和若干第二喷头3022沿横向延伸布置。例如，第一喷头3021位于拨动杆3011在纵向上投影轴线的一侧，其用于产生第一方向的气雾流或射流以作用于位于拨动杆3011纵向一侧的植株根系，第二喷头3022位于拨动杆3011在纵向投影轴线另一侧，其用于产生第二方向的气雾流或射流以作用于位于拨动杆3011纵向另一侧的植株根系，则第一营养单元302能够通过第一方向和第二方向的气雾流或射流来充分利用拨动杆3011拨动植株根系产生的开口空间，使得气雾流或射流能够有效地进入植株根系内部，且分别作用在拨动杆3011两侧的气雾流或射流能够分别作用于同一批次植株根系的两侧，从而实现气雾作用的均匀性。
54.更进一步地，为实现拨动杆3011在拨开植株根系的过程能够对根系进行有效梳理
以增加气雾作用面积，第一功能单元301在拨动杆3011竖向一侧设置有用于扩大气雾流或射流作用范围的挡流板3012，作用在挡流板3012的气雾流或射流能够利用挡流板3012的反射作用形成作用范围扩大的气雾流或射流并作用于在拨动杆3011纵向两侧的植株根系。在第一功能单元301的挡流板3012跟随拨动杆3011进行布置高度调节时，第一营养单元302的第一喷头3021和第二喷头3022按照气雾流或射流作用方向分别指向挡流板纵向两侧中心的方式进行角度调节，使得由第一喷头3021和第二喷头3022产生的气雾流或射流能够适应第一功能单元301挡流板3012的布置高度调节并利用挡流板3012扩大对波动杆3011纵向两侧植株根系的作用范围。
55.具体地，第一功能单元301在拨动杆3011竖向下部设置有用于扩大气雾流或射流作用范围的挡流板3012，挡流板3012沿横向延伸布置，使得挡流板3012在纵向的投影轴线位于第一营养单元302的第一喷头3021和第二喷头3022之间，则第一营养单元302产生的第一方向的气雾流或射流由第一喷头3021指向挡流板3012靠近第一喷头3021一侧，则作用在挡流板3012的气雾流或射流能够利用挡流板3012的反射作用形成作用范围扩大的气雾流或射流并作用于被拨动杆3011托起的植株根系的一侧。第一营养单元302产生的第二方向的气雾流或射流有第二喷头3022指向挡流板3012靠近第二喷头3022一侧，则作用在挡流板3012的气雾流或射流能够利用挡流板3012的反射作用形成作用范围扩大的气雾流或射流并作用于被掠过拨动杆3011的植株根系的另一侧，使得培养单元102的植株根系分批次掠过拨动杆3011，且同一批次植株根系在拨动杆3011两侧依次接受经挡流板3012反射而分别作用于两侧的气雾流或射流，从而通过第一功能单元301和第一营养单元302的配合作用来提升植株根系内外接受气雾作用的均匀性。
56.优选地，为有效解决植株根系缠绕而导致拨动杆3011无法有效分隔植株根系为若干批次的问题，可对第一功能单元301的拨动杆3011进行结构设计。第一功能单元301的拨动杆3011设置有梳齿结构，其中，拨动杆3011在周向表面设置有若干沿径向突出于拨动杆3011表面的凸脊，且凸脊突出于拨动杆3011表面的高度沿轴向渐变设置，若干凸脊沿拨动杆3011横向间隔布置，使得凸脊可以作为置入相邻根系之间并利用相对根系的运动来梳理打结位置的梳齿结构。例如，第一功能单元301的拨动杆3011在周向表面设置有若干沿径向突出于拨动杆3011表面的凸脊，且凸脊突出于拨动杆3011表面的高度沿轴向渐变设置，若干凸脊沿拨动杆3011横向间隔布置，使得凸脊可以作为置入相邻根系之间并利用相对根系运动来梳理打结位置的梳齿结构。进一步地，拨动杆3011相对植株根系的运动可通过传送单元201承载植株沿纵向移动实现，拨动杆3011也可配置为在第二调节杆3014作用下进行主动旋转运动，其旋转运动产生的线速度方向与传送单元201移动方向相反，使得拨动杆3011能够通过主动旋转来增加拨动杆3011梳齿结构与植株根系的相对运动速度，在增强拨动杆3011梳理效果的同时而不会对传送单元201承载植株进行移动的速度产生干扰。另外，拨动杆3011对植株根系的梳理作用也会清理植株根系内部的衰弱根系和残留根，保证内部新生根系和健康根系的生长空间，并利用梳理过程来保证适宜的根系间距，从而有效促进植株根系发展并提升植株根系的气雾作用效率。
57.优选地，第一功能单元301和第一营养单元302可通过由下至上的气雾流或射流对突出于支撑层104的植株根系起到有效的浸润作用，但对于植株根系尚未突出于支撑层104的生长阶段以及位于定植层103内的植株根系，由下至上的气雾流或射流仅能接触定植层
103表面难以有效深入定植层103内部，且第一功能单元301和第一营养单元302的作用时间有限，难以实现良好的持续渗透效果。因此，营养模块300设置有用于限定气雾流或射流作用流道范围的第二功能单元303和配合第二功能单元303进行雾化培养的第二营养单元304，其中，第二营养单元304配合第二功能单元303进行雾化培养是按照第二营养单元304可通过若干位置产生的气雾流和/或射流对第二功能单元303限定的作用流道进行组合喷淋的方式进行的。第二功能单元303设置有沿纵向延伸且倾斜布置的导向板3031，使得营养模块300利用导向板3031形成气雾流和/或射流作用范围沿与传送单元201移动方向相反方向逐渐缩小的作用流道。第二营养单元304设置有至少布置在作用流道端部和中部的若干喷头，使得若干喷头产生的气雾流和/或射流至少按照与传送200模块的传送单元201的运动方向相反的方式进行移动。
58.如图2所示，本技术的营养模块300设置有沿营养模块300纵向延伸布置的第二功能单元303，第二功能单元303用于形成限定气雾流通范围的流道，从而提升气雾作用的针对性，营养模块300还配合第二功能单元303设置有用于向第二功能单元303形成的流道产生气雾流或射流的第二营养单元304。具体地，第二功能单元303布置于第一功能单元301的下游，为缩小气雾作用流道范围以提升气雾作用的针对性，第二功能单元303设置有沿营养模块300纵向延伸布置的导向板3031，导向板3031与培育床平面呈倾斜设置，使得第二功能单元303利用倾斜布置的导向板3031形成流动范围沿与传送单元201移动方向相反方向逐渐缩小的流道，使得流道能够克服气雾流作用于植株或设备而导致气雾浓度下降而将气雾保持在较高的浓度水平。配合第二功能单元303设置的第二营养单元304设置有第三喷头3041和第四喷头3042，第三喷头3041用于在导向板3031形成的流道进口处产生气雾流，第四喷头3042用于在流道中间产生气雾流，使得第四喷头3042产生的气雾流能够对第三喷头3041产生的气雾流起到补充作用，从而配合第二功能单元303的结构设置保证流道内气雾浓度，当传送单元201承载植株在流道内沿纵向移动时，与传送单元201移动方向相反的气雾流由第二营养单元304的第三喷头3041和第四喷头3042产生并持续通过流道，则植株与气雾流的相对运动能够促进气雾与植株根系的浸润作用，气雾接触植株叶区及设备并凝结流入定植层103内并利用定植层103疏松多孔的结构特性来进行蓄积存储，使得第二功能单元303和第二营养单元304能够促进气雾充分渗透定植层103并为定植层103内的根系提供充足的营养供给。营养模块300还设置有营养液回收处理箱，第一营养单元302和第二营养单元304产生的气雾流或射流作用于植株后的剩余部分凝结滴落，通过第二功能单元303导流板的倾斜布置汇集凝结滴落的营养液至回收处理箱。
59.基于上述内容，本技术通过营养模块300的若干功能单元和若干雾化单元进行干预操作下的气雾培养，干预状态包括对植株突出于支撑层104的植株根系进行梳理拨动以及限定气雾作用流道，但是随着植株根系的发展，植株根系逐渐充满支撑层104的孔洞而造成接触支撑层104的气雾难以渗透进入支撑层104上部的定植层103内部，即植株根系的遮挡以及重力作用因素会进一步阻碍气雾由下而上地渗透进入定植层103内，由侧面作用的气雾也难以突破培养单元102的侧面结构并渗透进入定植层103内。因此，对于植株根系全部位于定植层103内的作物或作物根系发展初期阶段根系尚未突出于支撑层104的情况，由下部或侧面作用的气雾流及射流难以有效突破培养单元102的表面屏障而大量渗透进入定植层103内部，表面屏障包括固体结构的阻挡以及表面水膜。则针对特定品种以及生长初期
根系全部或多数位于定植层103内的情况，本技术的培育床还设置有用于进行浸泡培养的第三营养单元305以及用于由上至下进行气雾培养的第四营养单元，从而克服由下部或侧面作用的气雾流及射流难以有效突破培养单元102的表面屏障而大量渗透进入定植层103内部的缺陷，从而保证本技术的培育床适针对由于品种因素或作物生长初期导致植株根系全部或大部位于定植层103内的情况也具备良好的适用性。
60.优选地，如图1和图2所示，用于对植株进行浸泡培养的第三营养单元305布置于传送单元201设定路径发生方向变化的转角位置，使得跟随传送单元201运动的培养单元102能够通过设定路径的方向变化与第三营养单元305产生周期性接触作用。例如，第三营养单元305设置于培养区，由于培养区内传送单元201按照在第一高度和第二高度之间呈起伏式运动的方式接受光线照射，传送单元201运动至第一高度或第二高度时会发生方向变化并形成局部高点或局部低点的转角位置，当第一高度大于第二高度时，局部低点位于第二高度，则第三营养单元305布置于局部低点，使得跟随传送单元201运动的植株能够在经过局部低点时与第三营养单元305进行作用。具体地，第三营养单元305设置有用于盛装营养液的营养槽3051，营养槽3051布置于传送单元201的局部低点，使得培养单元102的植株可在传送单元201的作用下移入和移出营养槽3051以进行浸泡培养。如图3所示，培养单元102在定植层103和支撑层104的周向布置有种植框105，种植框105与传送单元201连接以承受培养单元102内的重量，种植框105包围定植层103和支撑层104以配合支撑层104形成向上开口的空间，则布置在定植层103的植株的叶区利用向上开口的空间沿竖向向上发展，植株的根区在定植层103发展或者突出于支撑层104沿竖向向下发展。
61.优选地，由于布置在支撑层104竖向上侧的定植层103或穿过支撑层104的植株根系会堵塞支撑层104的孔洞，从而对营养液由下至上地作用于位于定植层103内的根系产生阻碍作用，因此，当营养槽3051内营养液高度仅覆盖位于局部低点的培养单元102的支撑层104时，营养液难以由下至上地通过支撑层104以作用于位于定植层103内的植株根系，则营养槽3051内营养液高度应当高于位于局部低点的支撑层104，使得培养槽内的营养液能够从侧面进入培养单元102的定植层103并由上至下地作用于位于定植层103内的植株根系。在承载植株的培养单元102跟随传送单元201通过培养槽的过程中，培养单元102的部分结构会倾斜浸入营养液并倾斜移出营养液，则培养单元102与营养槽3051内营养液的相对运动会导致营养液高度变化并产生可能漫过种植框105的水浪，不受控的水浪以及剧烈的相对运动会对位于种植层的作物种子或作物植株产生干扰而使得作物种子或作物植株出现非预期的分布变化或倒伏现象。因此，本技术通过培养单元102的结构设计来控制由侧面进入培养定植层103的营养液的流动状态，流动状态可包括流量、流动速度以及流量在横向的分布等，使得第三营养单元305对于植株的浸泡培养能够获取适量的营养液而不会由于营养液的非受控流动对植株产生不利影响。
62.优选地，本技术的培养单元102设置有包围定植层103和支撑层104并用于阻挡营养液水浪的种植框105，当培养单元102位于局部低点时，营养槽3051内的营养液高度被设定为高于支撑层104下沿且低于种植框105上沿，则营养液可对突出于支撑层104的植株根系进行浸泡。为将营养液从培养单元102侧面受控地引入定植层103，培养单元102在种植框105布置有导流孔，导流孔允许营养液从种植框105的侧面进入或流出，使得导流孔能够将作用于种植框105侧面的营养液水浪及正常液位的营养液分层引入种植框105的定植层
103，从而避免营养液水浪直接漫过种植框105的侧面而导致植株移位或倒伏。由于培养单元102与第三营养单元305的营养槽3051沿纵向产生相对运动，则营养液及营养液水浪作用在培养单元102种植框105不同侧面的方式及强度不同，例如，将种植框105的侧面分为纵向前侧、纵向后侧以及横向两侧，营养液与种植框105沿纵向的相对移动导致作用于纵向前侧的营养液高度为第一高度，作用于横向两侧的营养液高度为第二高度，作用于纵向后侧的营养液高度为第三高度，且第一高度至第三高度逐渐递减。因此，为有效控制营养液从侧面进入培养单元102的流动状态以保证充足的营养液供应而尽量降低对作物分布及生长状态产生不利影响，导流孔在种植框105侧面区别分布以有效控制营养液的流动状态并引导营养液受控浸润定植层103。
63.优选地，导流孔用于控制营养液通过种植框105的流动状态，其中，控制营养液通过种植框105的流动状态是按照导流孔在种植框105不同侧面区别设置的方式实现的，区别设置可包括导流孔的孔位分布、孔径分布以及孔形分布中的一种或多种，孔位分布为导流孔中心在种植框105侧面的分布位置，孔径分布指导流孔尺寸大小在种植框105侧面的分布规律，孔形分布指导流孔的形状在种植框105侧面的分布规律。例如，如图4和图5所示，对于种植框105纵向前侧处于第一高度的营养液，导流孔在种植框105纵向前侧的竖向上分层设置，每层导流孔在横向上间隔分布，使得若干导流孔在种植框105的纵向前侧呈阵列式分布或者均匀分布。为控制由种植框105纵向前侧进入培养单元102的营养液流量，布置在种植框105纵向前侧导流孔的孔径按照由竖向下侧向竖向上侧逐渐递减的方式设置，即位于竖向下侧的导流孔孔径或导流孔尺寸大于位于竖向上侧的导流孔孔径或导流孔尺寸，当营养液高度由于培养单元102的相对运动而相对正常液位上升时，逐渐缩小的导流孔尺寸会降低液位上升带来的流量增长，从而避免由种植框105纵向前侧进入培养单元102的营养液流量过多。相应地，对于种植框105纵向后侧处于第三高度的营养液，位于种植框105纵向后侧的导流孔可配合位于种植框105纵向前侧的导流孔控制存留于定植层103的营养液容量，则导流孔在种植框105纵向后侧的竖向上分层设置，每层导流孔在横向上间隔分布，且导流孔的孔径按照由竖向下侧向竖向上侧逐渐递增的方式设置，即位于竖向下侧的导流孔孔径或导流孔尺寸小于位于竖向上侧的导流孔孔径或导流孔尺寸，当定植层103营养液浓度过高时，种植框105纵向后侧的导流孔分布能够增加定植层103营养液的排出流量以保证定植层103上营养液液位处于合理范围。而位于种植框105横向两侧的导流孔主要用于引导营养液在定植层103的流动分布并辅助种植框105纵向后侧的导流孔排出多余的营养液。为引导营养液在定植层103的流动分布，种植框105横向两侧的导流孔的孔径按照由纵向前侧到纵向后侧递增并按照由竖向下侧到竖向上侧递增的方式设置，使得种植框105的横向两侧的导流孔能够通过孔径分布来引导营养液向纵向后侧流动并在靠近纵向后侧导流孔辅助位于种植框105纵向后侧的导流孔将多余的营养液排出，在促进营养液沿纵向流动的同时辅助营养液在定植层103的均匀分布。
64.优选地，为保证第三营养单元305营养槽3051内的液位高度能够适用于不同作物生长阶段，即培养单元102内浸泡培养的目标液位高度随作物生长阶段的变化而变化，则第三营养单元305通过调节营养槽3051内液位高度的方式控制培养单元102内浸泡培养的目标液位高度。例如，根据预设规则确定营养槽3051内液位高度与目标液位高度的相对变化规律，预设规则是指通过模拟实验、仿真实验或预运行进行确定的数据库，使得数据库存储
有营养槽3051内液位高度与目标液位高度的相对变化规律。具体地，种植框105的导流孔布置的最低高度高于种植框105竖向下侧高度，通过调节营养槽3051内液位高度与导流孔布置的最低高度之间差值的方式来控制培养单元102内浸泡培养的目标液位高度。当营养槽3051内液位高度位于第一液位区间时，营养液与培养单元102的相对运动激发位于种植框105纵向前侧的液位高度增加至第一高度，使得第一高度与导流孔布置的最低高度的差值小于第一液位阈值，即第一高度小于或稍大于导流孔布置的最低高度，使得由导流孔进入培养单元102的营养液流量较小，可适用于作物处于种子阶段或刚萌发的幼苗阶段，可先不浸泡培养或降低浸泡培养的目标液位高度以避免对作物种子分布状态或作物种子形态产生不利影响，此时营养液可由第一营养单元302、第二营养单元304提供。当营养槽3051内液位高度位于第二液位区间时，营养液与培养单元102的相对运动激发位于种植框105纵向前侧的液位高度增加至第一高度，使得第一高度与导流孔布置的最低高度的差值小于第二液位阈值而大于第一液位阈值，可适用于作物处于生长阶段的情况，此时植株根茎发展使得其稳固性较好，且植株营养液需求量增加，即浸泡培养的目标液位高度增加。因此，营养槽3051内液位高度的液位区间可根据植株浸泡培养的目标液位高度进行调节，使得浸泡培养的目标液位高度随营养槽3051内液位高度正向变化。
65.优选地，为配合导流孔对营养液在培养单元102内的流动进行有效引导，如图4和图5所示，培养单元102在定植层103上设置有若干在横向上和/或纵向上间隔布置的过流槽106，定植层103上的过流槽106与布置在种植框105侧面的导流孔对齐设置，即在横向上间隔设置的过流槽106与种植框105纵向前侧和纵向后侧在横向上设置的导流孔对齐，使得过流槽106可以为由导流孔进入培养单元102的营养液提供流动通道；在纵向上间隔设置的过流槽106与种植框105横向两侧的导流孔对齐布置，使得过流槽106可以辅助进入培养单元102的营养液快速流动至定植层103的各处，从而保证浸泡培养在横向上以及纵向上的均匀性，也可避免营养液的流动冲刷原本可布置于过流槽106位置的植株。
66.优选地，营养模块300还设置有用于由上至下向承载植株的培养单元102进行气雾作用的第四营养单元，在承载植株的培养单元102沿传送单元201经过第四雾化单元时，第四雾化单元通过若干沿横向布置的喷头对植株产生气雾流和/或射流。具体地，第四营养单元以由上而下发射气雾流或射流的方式作用于定植层103，则定植层103上的过流槽106为第四雾化单元提供气雾作用空间，使得第四营养单元的喷头能够向过流槽106以及过流槽106两侧进行气雾作用，过流槽106也可用于暂存气雾流以及射流作用在定植层103上而凝聚汇集产生的营养液，使得营养液逐渐渗透进入定植层103内部以作用于植株根系。定植层103上的过流槽106也可以为干预作用提供操作空间，过流槽106所在位置未布置植株，使得植株在横向上被分隔为若干区域，则过流槽106所在位置可用于对植株叶区发展状态或病变状态进行观察及干预。
67.实施例2
68.为实现本技术自动培育床以及包含其的气雾培工厂的高效自动化种植，如图6所示，培育床设置有用于调整种植过程的控制单元400，用于监测种植过程的感知单元401，用于控制移动模块200的运动单元402，用于控制营养模块300的雾培单元403以及用于信息传输存储的服务器404。控制单元400以芯片作为硬件载体并与感知单元401、运动单元402、雾培单元403及服务器404数据连接，使得控制单元400能够根据服务器404的输入信息以及感
知单元401的监测信息控制运动单元402和雾培单元403进行气雾培种植。输入信息可包括预设种植方案或干预指令，预设种植方案包括：移动模块200的运动周期、移动速度和移动状态，营养模块300的气雾作用参数和气雾作用成分及成分浓度等。气雾作用参数至少包括气雾作用方向、气雾作用压力、气雾作用流量以及气雾流射流比例中的一种或多种。
69.优选地，在控制单元400根据服务器404的输入信息控制营养模块300以预设种植方案对植株执行气雾培种植的基础上，为保证营养模块300的若干营养单元对于跟随传送单元201移动的不同生长阶段的植株气雾作用的适用性和针对性，本技术的控制单元400还根据感知单元401的监测信息控制营养模块300的若干营养单元进行气雾培养。
70.具体地，针对营养模块300的第一功能单元301和第一营养单元302，感知单元401通过传感器获得植株根系突出于培养单元102支撑层104的第一长度，雾培单元403通过第一功能单元301的调节杆控制拨动杆3011的布置高度位于距离支撑层104竖向下侧第一长度的设定比例的位置，设定比例可根据植株种类以及根系发展阶段进行设置，使得拨动杆3011的布置高度能够动态调整以适应植株根系在不同生长阶段的发展，在提供有利于第一营养单元302进行气雾作用空间的同时，可避免对植株根系造成破坏。进一步地，感知单元401获取连接拨动杆3011的挡流板3012的中心高度，雾培单元403调整第一营养单元302的气雾作用方向指向挡流板3012中心，使得挡流板3012对于气雾流及射流的反射作用达成最大扩散范围。
71.针对营养模块300的第二功能单元303和第二营养单元304，感知单元401获取植株根系突出于培养单元102支撑层104的第一长度，雾培单元403通过第二功能单元303的导向板3031控制作用流道的截面大小沿纵向的分布规律，使得导向板3031与培育床平面的夹角大小与植株根系的第一长度呈负向关变化；雾培单元403调整第二营养单元304的气雾流射流比例，使得气雾流射流比例与植株根系的第一长度呈负相关变化。作用流道以及气雾流射流比例的调整主要是为了适应不同作物的气雾培养需求，改变作用流道可调整气雾作用的集中程度，对于植株根系不发达的生长阶段或作物品种，提升气雾流射流比例可增加气雾在植株叶区的凝结作用以及气雾对于植株根区的持续浸润，从容达成更适宜的气雾浸润效果。
72.针对营养模块300的第三营养单元305，感知单元401获取植株叶区长度，控制单元400根据叶区长度和生长阶段确定浸泡培养的目标液位高度，雾培单元403控制第三营养单元305调整营养槽3051内的液位高度至目标液位高度根据预设规则对应设置的液位区间，使得与营养槽3051内营养液发生相对作用的培养单元102能够通过当前液位区间的营养高度获得适宜当前植株叶区高度以及生长阶段的浸泡培养深度，从而为植株提供充足的营养供给。
73.优选地，由于培养单元102跟随传送单元201进行运动而用于执行浸泡培养的营养单元可固定设置，则培养单元102承载作物种子或作物植株相对营养单元的运动速度会影响到营养单元的营养槽3051内液位高度与浸泡培养的目标液位高度之间的相对变化规律，当培养单元102跟随传送单元201的运动速度发生变化时，营养槽3051内液位高度与浸泡培养的目标液位高度之间的相对变化规律也会发生变化。例如，当营养槽3051内液位高度确定时，运动速度越大，则当前营养槽3051内液位高度可产生的浸泡培养目标高度越大；反言之，当浸泡培养的目标液位高度确定时，运动速度越大，则营养槽内液位高度就可设置为较
小值。因此，控制单元400通过运动单元402设置有适用于不同作物品种或不同培养阶段的若干运动模式，若干运动模式至少根据运动速度不同的方式进行区别设置，控制单元400根据预设规则获取不同运动模式下营养槽3051内液位高度与目标液位高度的相对变化规律，使得不同运动模式下的营养槽3051内液位高度根据相对变化规律进行调节以获得针对不同培养阶段的浸泡培养的目标液位高度。预设规则是指通过模拟实验、仿真实验或预运行的等方式确定的数据库，数据库可存储运动单元在不同运动模式下营养槽3051内液位高度与目标液位高度的相对变化规律，即针对不同培养阶段的浸泡培养的目标液位高度，数据库存储有不同培养模式下该目标液位高度对应的营养槽3051内液位高度或营养槽3051内液位高度范围。不同培养阶段可包括作物种子阶段、作物萌发阶段、作物生长阶段以及作物成熟阶段。
74.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种自动培育床，其特征在于，所述培育床设置有用于驱动植株沿设定路径进行运动的移动模块(200)和至少用于对植株进行气雾培养的营养模块(300)，其中，所述移动模块(200)设置有沿所述设定路径延伸布置并用于承载植株的传送单元(201)，使得跟随所述传送单元(201)移动的植株按照至少能够相对所述营养模块(300)产生周期性角度变化和/或周期性距离变化的方式进行布置；所述营养模块(300)至少包括用于对植株执行浸泡培养的若干营养单元，其中，所述营养单元执行浸泡培养是按照营养单元通过至少部分结构与承载植株的培养单元(102)的相对运动来驱动营养液浸润植株的方式来进行的。2.根据权利要求1所述的培育床，其特征在于，在所述移动模块(200)的所述传送单元(201)由于所述设定路径的方向变化而形成若干局部低点的情况下，用于对植株执行浸泡培养的若干所述营养单元布置于局部低点的竖向下侧，使得跟随所述传送单元(201)进行周期性运动或往复运动的所述培养单元(102)在所述局部低点接受所述营养单元的浸泡培养。3.根据权利要求1或2所述的培育床，其特征在于，用于承载植株的所述培养单元(102)设置有用于限定植株位置的定植层(103)，在竖向下侧承载所述定植层(103)的支撑层(104)以及在侧面围绕所述定植层(103)布置的种植框(105)，其中，所述种植框(105)的竖向上侧表面高于所述定植层(103)的竖向上侧表面。4.根据前述权利要求1至3之一所述的培育床，其特征在于，所述培养单元(102)通过与所述营养单元的相对运动来驱动营养单元的营养液作用于培养单元(102)的所述种植框(105)，种植框(105)在不同侧面布置有区别设置的导流孔以引导营养液浸润植株，其中，所述区别设置包括孔位分布、孔径分布以及孔形分布中的一种或多种存在区别。5.根据前述权利要求1至4之一所述的培育床，其特征在于，所述种植框(105)通过所述导流孔来引导营养液浸润植株是按照营养液从种植框(105)的导流孔输入、输出所述培养单元(102)并利用区别设置的导流孔来控制营养液在不同高度的输入流量以及输出流量的方式来实施的。6.根据前述权利要求1至5之一所述的培育床，其特征在于，所述培养单元(102)在所述定植层(103)的竖向上侧表面设置有若干在横向上和/或纵向上间隔布置的若干过流槽(106)，所述过流槽(106)与布置在所述种植框(105)侧面的导流孔对齐设置，使得过流槽(106)能够为由导流孔输入输出培养单元(102)的营养液提供流动通道。7.根据前述权利要求1至6之一所述的培育床，其特征在于，用于对植株执行浸泡培养的所述营养单元设置有用于盛装营养液的营养槽(3051)，使得营养单元通过调节所述营养槽3051内的液位高度并配合布置在所述培养单元(102)种植框(105)侧面的导流孔的方式控制营养单元对植株执行浸泡培养的目标液位高度。8.根据前述权利要求1至7之一所述的培育床，其特征在于，在所述培养单元(102)的种植框(105)侧面的导流孔布置方式确定的情况下，所述营养槽(3051)内的液位高度与所述目标液位高度的相对变化规律根据预设规则确定，使得营养槽(3051)内的液位高度根据植株生长阶段对应的目标液位高度进行调节。9.一种包含自动培育床的气雾培工厂，其特征在于，所述气雾培工厂在所述培育床设置有用于对植株进行气雾培养的营养模块(300)，其中，
所述营养模块(300)设置有能够以区别方式对植株执行气雾培养的若干营养单元，所述区别方式至少包括一般培养、干预培养和浸泡培养。10.根据权利要求9所述的气雾培工厂，其特征在于，所述营养单元进行所述一般培养是按照营养单元向植株根区和/或植株叶区发射气雾流和/或射流的方式执行的；所述营养单元进行所述干预培养是按照营养单元向被拨动梳理的植株根区和/或被限定截面分布的作用流道发射气雾流和/或射流的方式执行的；所述营养单元进行所述浸泡培养是按照营养单元通过高度可调的营养液与植株的相对运动浸润植株至少部分组织的方式执行的。

技术总结
本发明涉及一种自动培育床及包含其的气雾培工厂，属于植株培养技术领域。培育床包括用于驱动植株沿设定路径进行运动的移动模块和用于对植株进行气雾培养的营养模块，移动模块设置有沿设定路径延伸布置的传送单元，使得跟随传送单元移动的植株按照至少能够相对营养模块产生周期性角度变化和/或周期性距离变化的方式进行布置；营养模块至少包括用于对植株执行浸泡培养的若干营养单元，其中，营养单元执行浸泡培养是按照营养单元通过至少部分结构与承载植株的培养单元的相对运动来驱动营养液浸润植株的方式进行的。本申请的培育床及包含其的气雾培工厂可利用浸泡培养以及干预状态下的气雾培养等多种方式实现作物的高效雾培种植。效雾培种植。效雾培种植。


技术研发人员：王森 杨其长 周成波 李宗耕 卢威 巫小兰 袁泉
受保护的技术使用者：中国农业科学院都市农业研究所
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/9