一种水稻低温冷害育种试验装置及其使用方法

1.本发明涉及一种育种试验设备，尤其涉及一种水稻低温冷害育种试验装置及其使用方法。


背景技术：

2.利用遗传改良的方法来提高水稻抽穗扬花期对低温的适应能力是遗传育种学家通用的方法，其基本方法是，将经过改良的水稻材料种植在能够提供低温的环境中，观察其水稻的穗发育情况，筛选出生长表现优良的材料，将生长表现较差的材料淘汰掉。
3.在现有的方法中，有的是将水稻材料种植在较高纬度的地区，用灌入凉水来给水稻提供一个低温环境，但是，由于水稻主要是生长在大田中，其敏感的部位主要是穗部，利用人工灌凉水的方法虽然有一定的效果，但是存有一定的差距。现有技术中出现了模拟低温寒风环境进行水稻低温育种，大多采用模拟的低温风鼓吹进育苗箱的方式，这种模拟方式由于低温寒风从育苗箱或者育苗盘一侧吹到另一侧，并不能保证在一次风力模拟过程中对整个育苗盘上的水稻进行均匀的低温模拟，往往靠近风口位置的水稻试验株较远离风口位置的水稻试验株经历了更多的低温寒风处理，无法保证整个育苗箱或者育苗盘的试验株的试验稳定性。但是，如果仅增加育苗箱四周的风口，会新增较多的额外风道设计，占用面积较大，并且不利于同一制冷出风设备对多个育苗箱进行低温处理。
4.因此，需要设计一种可以同时处理多个育苗箱的低温育种设备，保证每个育苗箱内的水稻试验株可以均匀接收低温寒风的环境模拟，提高低温育种试验的稳定性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种水稻低温冷害育种试验装置及其使用方法，以解决现有技术中的技术问题。
6.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种水稻低温冷害育种试验装置，包括固定箱以及位于固定相四周的苗盘；固定箱俯视结构为正方形，在固定箱中央设置有冷风风扇，在固定箱的四个侧面设置有固定风口，固定箱的四个角位置设置有转盘；苗盘俯视结构同样为正方形，其边长与固定箱的边长相同；苗盘的四个侧面设置有苗盘风口，苗盘风口形状与固定风口的形状匹配且可以相互插接固定；四个苗盘通过固定箱四个角的转盘分别定位在固定箱的四个侧面；四个转盘同步同向转动，能够将苗盘转位至固定箱相邻一侧。
7.优选的，转盘包括一个圆形底盘，在圆形底盘上呈十字形立设有两块立板，立板的交叉中心设置有转盘转轴。
8.优选的，固定箱四周具有围板，围板中部形成固定风口；当转盘转动至其立板与围板平行的状态下，围板的端部与立板的端部对齐，固定箱四个角的立板和围板共同形成固定箱的内部空腔。
9.优选的，苗盘与固定箱相接的两个角部被两个转盘的圆形盘底承接固定，苗盘的
苗盘风口插入固定风口，将苗盘内部空间与固定箱的内部空腔接通。
10.优选的，苗盘的四个角位置，设置有与转盘圆形盘底和立板匹配的定磁体。
11.优选的，呈十字形立设于圆形盘底之上的两个立板将转盘分为四个象限区域，每个象限包括四分之一部分的圆形盘底部分以及两个立板部分，在每个象限区域上分别设置一组独立的电磁铁。
12.优选的，每组电磁铁包括位于圆形盘底的水平部以及位于立板上的竖直部，每组电磁铁的水平部和竖直部共同通电断电。
13.优选的，固定箱每个侧面包括两端的转盘的两个电磁铁共同定位一个苗盘，其中一个转盘上的电磁铁为主固定位，同侧另一个转盘上的电磁铁为副固定位。
14.优选的，固定箱每个侧面均具有一个主固定位和一个副固定位；每个转盘上仅同时具有一个主固定位和一个副固定位。
15.一种水稻低温冷害育种试验装置的使用方法，其特征在于：从固定状态——转位状态——固定状态的转位方法为：s1：在苗盘的固定状态下，每个主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁均通电，使得苗盘的两个角被主固定位和副固定位的电磁铁固定；s2：固定箱每一侧的副固定位的电磁铁断电；s3：四个转盘同步进行同向的转动，转动180
°
后停止转动；s4：根据s1中主副固定位的位置重新定义主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁，同时对主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁进行通电，重新进入固定状态，完成苗盘转位。
16.本发明的有益效果是：1、本技术的苗盘还可以通过转盘进行转位，一个转盘其中的一个象限的电磁铁定位固定一个苗盘的一角，四个转盘同步同向转动，可以将苗盘转位至相邻一侧，这样苗盘的另一侧的苗盘风口插入另一侧的固定风口，对于单个苗盘来说，其低温冷风吹拂的方向发生了90
°
的改变，经过四次转位后，单个苗盘的四个方向均进行了冷风模拟，保证每个苗盘内的水稻试验株可以均匀接收低温寒风的环境模拟，提高低温育种试验的稳定性。
17.2、本技术中呈十字形立设于圆形盘底之上的两个立板将转盘分为四个象限区域，每个象限包括四分之一部分的圆形盘底部分以及两个立板部分，在每个象限区域上分别设置一组独立的电磁铁，每组电磁铁包括位于圆形盘底的水平部以及位于立板上的竖直部，每组电磁铁的水平部和竖直部共同通电断电，并且苗盘四个角的定磁体形状与每个象限的电磁铁匹配，由此通过相邻两个转盘相对应的两个象限上的电磁铁对一个苗盘的两个角进行定位和固定。通过转盘的转动和电磁铁的通断电，既保证了苗盘在通风试验时的稳定性，也使苗盘可以进行转位。
附图说明
18.图1是本技术水稻低温冷害育种试验装置的俯视图；图2-3是本技术固定箱的结构示意图；图4是本技术苗盘的结构示意图；图5-6是本技术转盘的结构示意图；
图7是本技术苗盘转位状态的结构示意图；图8是本技术主副固定位结构示意图；图9是本技术转位流程示意图；固定相1、苗盘2、冷风风扇11、固定风口12、苗盘风口21、转盘3、圆形底盘31、立板32、转轴33、围板13、定磁体22、电磁铁34、水平部341、竖直部342。
具体实施方式
19.下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
20.如图1所示为本技术水稻低温冷害育种试验装置的俯视图。其包括位于中央的固定箱1以及位于固定相1四周的苗盘2。固定箱1俯视结构为正方形，在固定箱1中央设置有冷风风扇11，在固定箱1的四个侧面设置有固定风口12，固定箱1的四个角位置设置有转盘3。苗盘2俯视结构同样为正方形，其边长与固定箱1的边长相同。四个苗盘2通过固定箱1四个角的转盘3分别定位在固定箱1的四个侧面。苗盘2的四个侧面同样设置有苗盘风口21，苗盘风口21形状与固定风口12的形状匹配且可以相互插接固定。
21.如图2-3所示为固定箱1的结构示意图，如图所示，固定箱1的四个角位置设置有转盘3，转盘3包括一个圆形底盘31，在圆形底盘31上呈十字形立设有两块立板32，立板32的交叉中心设置有转盘转轴33。转盘3可以绕转盘转轴33中心主动转动，具体转动的驱动方式可以为常规的电机驱动的齿轮转动结构，该转动驱动结构为现有技术，在此不再赘述。此外，固定箱四周具有围板13，围板13中部形成固定风口12。当转盘3转动至其立板32与围板13平行的状态下，围板13的端部与立板32的端部对齐，通过固定箱1四个角的立板32和围板32共同形成固定箱1的内部空腔。在该状态下固定箱1中央的冷风风扇11进行冷风鼓风后，低温冷风经内部空腔从四周的四个固定风口12进入四个苗盘2。
22.如图4所示为苗盘2的结构示意图，苗盘2为正方形结构，苗盘的边长长度等于固定箱1上相邻两个转盘转轴33之间的距离。当转盘3转动至其立板32与围板13平行的状态下，苗盘2可以卡接进相邻两个转盘3的立板32形成的卡接空间，同时苗盘2与固定箱1相接的两个角部被两个转盘3的圆形盘底31承接固定，苗盘2的苗盘风口21插入固定风口12，将苗盘2内部空间与固定箱1的内部空腔接通。在苗盘2的四个角位置，设置有与转盘3圆形盘底31和立板32匹配的定磁体22。下面对转盘3的结构和转盘3固定苗盘2的方式进行阐述。
23.如图5-6所示，呈十字形立设于圆形盘底31之上的两个立板32将转盘3分为四个象限区域，每个象限包括四分之一部分的圆形盘底部分以及两个立板部分，在每个象限区域上分别设置一组独立的电磁铁34，每组电磁铁34包括位于圆形盘底的水平部341以及位于立板上的竖直部342每组电磁铁34的水平部341和竖直部342共同通电断电。苗盘2四个角的定磁体22形状与每个象限的电磁铁34匹配。由此通过相邻两个转盘3相对应的两个象限上的电磁铁34对一个苗盘2的两个角进行定位和固定。
24.为了使苗盘2的四个方向均可以进行低温冷风的吹拂处理，本技术的苗盘2还可以通过转盘进行转位。如图7所示，在转位状态下，一个转盘3其中的一个象限的电磁铁34定位固定一个苗盘2的一角，四个转盘3同步同向转动，可以将如图1所示的苗盘2转位至相邻一侧，这样苗盘2的另一侧的苗盘风口21插入另一侧的固定风口12，对于单个苗盘2来说，其低温冷风吹拂的方向发生了90
°
的改变，经过四次转位后，单个苗盘2的四个方向均进行了冷
风模拟，保证每个苗盘内的水稻试验株可以均匀接收低温寒风的环境模拟，提高低温育种试验的稳定性。
25.下面对苗盘2进行转位时转盘3电磁铁34的控制方法进行阐述。当苗盘2与固定箱1对接进行通风模拟时称为固定状态，将苗盘2转位过程称为转位状态。下面以从固定状态——转位状态——固定状态的一个完整循环为例，对苗盘2的转位过程中转盘3的控制方式进行阐述。
26.根据前述内容可知，在固定状态下，相邻转盘3通过两个相对的象限上的电磁铁34对同一个苗盘进行固定。对于固定箱1，以其四个侧面的其中一个侧面为例，则包括两端的两个电磁铁34，以其中一个转盘3上的电磁铁34为主固定位a，同侧另一个转盘3上的电磁铁34为副固定位b。因此，固定箱1每个侧面均具有一个主固定位a和一个副固定位b。同时规定每个转盘3上仅同时具有一个主固定位a和一个副固定位b，则形成了如图8所示的转盘3主副固定位结构示意图。对于固定箱1来说，每个侧面均具有一个主固定位a和一个副固定位b，对于转盘3来说，每个转盘同时具有一个主固定位a和一个副固定位b，并且转盘3上主固定位a的象限和副固定位b的象限不相邻。
27.下面结合图9对从固定状态——转位状态——固定状态的转位方法进行阐述：s1：在苗盘2的固定状态下，每个主固定位a的电磁铁34和副固定位b的电磁铁34均通电，使得苗盘2的两个角被主固定位a和副固定位b的电磁铁34固定；s2：固定箱1每一侧的副固定位b的电磁铁34断电，苗盘2的一角脱离副固定位b的固定；s3：四个转盘3同步进行同向的转动，转动180
°
后停止转动；此时通过转盘3的转动，苗盘2被转位至固定箱1的相邻的另一侧对接。在转动过程中，由于转动前固定状态下每个转盘3的主固定位a的电磁铁34仍然通电保持对苗盘2其中一个角的固定，使得苗盘2可以同步转位至另一侧位置。
28.s4：重新定义主固定位a的电磁铁34和副固定位b的电磁铁34，同时对主固定位a的电磁铁34和副固定位b的电磁铁34进行通电，重新进入固定状态，完成苗盘转位。在该步骤需要指出，由于转盘3的转动，在前一个固定状态主固定位a的电磁铁34在转动180
°
后进入另一侧的副固定位b的位置，此时需要重新对每个转盘3上的电磁铁34的主固定位a和副固定位b进行定义，才能保证下一转位循环的正常运转。
29.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种水稻低温冷害育种试验装置，包括固定箱以及位于固定相四周的苗盘；固定箱俯视结构为正方形，在固定箱中央设置有冷风风扇，在固定箱的四个侧面设置有固定风口，固定箱的四个角位置设置有转盘；苗盘俯视结构同样为正方形，其边长与固定箱的边长相同；苗盘的四个侧面设置有苗盘风口，苗盘风口形状与固定风口的形状匹配且可以相互插接固定；四个苗盘通过固定箱四个角的转盘分别定位在固定箱的四个侧面；四个转盘同步同向转动，能够将苗盘转位至固定箱相邻一侧。2.如权利要求1所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：转盘包括一个圆形底盘，在圆形底盘上呈十字形立设有两块立板，立板的交叉中心设置有转盘转轴。3.如权利要求2所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：固定箱四周具有围板，围板中部形成固定风口；当转盘转动至其立板与围板平行的状态下，围板的端部与立板的端部对齐，固定箱四个角的立板和围板共同形成固定箱的内部空腔。4.如权利要求3所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：苗盘与固定箱相接的两个角部被两个转盘的圆形盘底承接固定，苗盘的苗盘风口插入固定风口，将苗盘内部空间与固定箱的内部空腔接通。5.如权利要求4所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：苗盘的四个角位置，设置有与转盘圆形盘底和立板匹配的定磁体。6.如权利要求5所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：呈十字形立设于圆形盘底之上的两个立板将转盘分为四个象限区域，每个象限包括四分之一部分的圆形盘底部分以及两个立板部分，在每个象限区域上分别设置一组独立的电磁铁。7.如权利要求6所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：每组电磁铁包括位于圆形盘底的水平部以及位于立板上的竖直部，每组电磁铁的水平部和竖直部共同通电断电。8.如权利要求7所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：固定箱每个侧面包括两端的转盘的两个电磁铁共同定位一个苗盘，其中一个转盘上的电磁铁为主固定位，同侧另一个转盘上的电磁铁为副固定位。9.如权利要求8所述的一种水稻低温冷害育种试验装置，其特征在于：固定箱每个侧面均具有一个主固定位和一个副固定位；每个转盘上仅同时具有一个主固定位和一个副固定位。10.如权利要求9所述的一种水稻低温冷害育种试验装置的使用方法，其特征在于：从固定状态——转位状态——固定状态的转位方法为：s1：在苗盘的固定状态下，每个主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁均通电，使得苗盘的两个角被主固定位和副固定位的电磁铁固定；s2：固定箱每一侧的副固定位的电磁铁断电；s3：四个转盘同步进行同向的转动，转动180
°
后停止转动；s4：根据s1中主副固定位的位置重新定义主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁，同时对主固定位的电磁铁和副固定位的电磁铁进行通电，重新进入固定状态，完成苗盘转位。

技术总结
一种水稻低温冷害育种试验装置，包括固定箱以及位于固定相四周的苗盘；在固定箱中央设置有冷风风扇，在固定箱的四个侧面设置有固定风口，固定箱的四个角位置设置有转盘；苗盘的四个侧面设置有苗盘风口，苗盘风口形状与固定风口的形状匹配且可以相互插接固定；四个苗盘通过固定箱四个角的转盘分别定位在固定箱的四个侧面；四个转盘同步同向转动，能够将苗盘转位至固定箱相邻一侧，保证每个苗盘内的水稻试验株可以均匀接收低温寒风的环境模拟，提高低温育种试验的稳定性。低温育种试验的稳定性。低温育种试验的稳定性。


技术研发人员：郭震华 蔡丽君 冯延江 马文东 单莉莉 潘国君 刘传雪 关世武 王瑞英 黄晓群 郭俊祥 姜树坤 周雪松 杜晓东 张希瑞 王翠 韩笑 田崇兵 王麒 孙羽 宋秋来 曾宪楠 马波 李坤 董健
受保护的技术使用者：黑龙江省农业科学院水稻研究所
技术研发日：2023.08.25
技术公布日：2023/10/20