一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置及其培育方法与流程

1.本发明涉及一种草莓脱毒种苗智能工厂化培养装置及其培育方法，属于草莓培育技术领域。


背景技术：

2.蓝莓（blueberry），学名越桔，属于杜鹃花科（ericaceae）越橘属（vaccinium spp）植物。蓝莓为小浆果，果实呈蓝色，近圆形，果肉细腻，种子极小，甜酸适度，且具有香爽宜人的香气，可鲜食，也可作为食品、饮料、医药等的原料。蓝莓果实中富含水果中常见的多种营养成分，以及花色素苷、类黄酮等抗氧化剂和细菌生长抑制剂，属高氨基酸、高锌、高铁、高铜、高维生素的果品，具有良好的营养保健作用，包括增强视力、消除眼睛疲劳、防止脑神经老化、抗癌、软化血管、增强人体免疫等，其营养价值远高于苹果、葡萄、橘子等水果，堪称“世界水果之王”，是近几年世界发展最为迅速的集营养与保健于一身的第三代果树。
3.目前，通过全球蓝莓种植的布局，在蓝莓未完全成熟时进行采摘，经过长距离冷链运输来实现鲜果的周年供应，但鲜果品质、口感上受到极大的影响。而在同一区域蓝莓花期集中、果品供应期和货架期均较短，同时，大部分蓝莓品种一年只能开一次花，收获一次果实，造成蓝莓货架期的季节性较强。
4.为实现蓝莓一年两熟，甚至周年化生产，cn109430054a 公布了一种诱导蓝莓花芽分化并结果的方法 ，包括：恢复树势、短日照处理、梯度降温、春化处理、梯度升温，通过控制光照条件，调整培养温度控制、水分及培养时间，诱导果实采收后的蓝莓植株进行花芽分化，开花结果突破蓝莓易受季节性限制、每年只能开一次花、收获一次果实等现实问题。但是整个蓝莓生长发育过程都处于植物工厂或者人工气候培养箱内，运行成本较高，不具备规模化落地生产的意义；同时，整个生长周期采用的是常规的水肥管理及日光灯或者3：1红蓝复合光，并未考虑不同生长期内水肥需肥特性、不同光质对植株的促进作用。
5.为此，设计一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置及其培育方法，从而克服上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服以上不足，提供一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置及其培育方法，对蓝莓生长所需的环境条件、水肥进行全自动控制，诱导蓝莓快速营养生长、完成花芽分化，促进开花，合理安排插茬口，实现蓝莓的周年生产。
7.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置，包括设置在种植棚中的种植架，所述种植架为立体栽培支架，该立体栽培支架由多层支撑板和支撑架组成，每层支撑板之间平行排布分别安装在支撑架上，在支撑板的正下方以及最上层支撑板的正上方均设置有灯架，每个灯架中安装有led灯用于对支撑板提供光照，每层支撑板的上表面安装有轨道，所述轨道的正上方放置有多个盆栽栽培容器，且每个盆栽栽培容器的底部两侧设置有用于安装定滑轮的凹槽，该定滑轮与轨道相匹配，用于使得盆栽栽培容器可在轨道上进行水平移动，方便种植人员操作，所述轨道的一侧还设置有水
肥系统，所述水肥系统与盆栽栽培容器相连接，用于对盆栽栽培容器进行施肥，其中所述种植棚的温湿度、led灯以及水肥系统中的营养液浓度和阀门的开启关闭均由控制系统进行控制。
8.作为优选：所述水肥系统由配肥桶、主管、支管和出水器组成，所述配肥桶与主管相连接，该主管远离配肥桶的一侧连接有至少一根支管，且支管与主管的连接处安装有阀门，阀门通过控制系统进行控制，每根支管远离配肥桶的一侧端部上设置有出水器，该出水器放置在盆栽栽培容器内靠近蓝莓根苗处，用于对蓝莓根苗进行灌溉和施肥。
9.作为优选：所述控制系统由光照传感模块、营养液浓度传感模块、空气温湿度传感模块和控制模块组成，光照传感模块、营养液浓度传感模块、空气温湿度传感模块均与控制模块相连，并通过控制模块进行控制，其中所述光照传感模块安装在支撑板上用于感应光照，并将数据反馈给控制模块，从而控制led灯的开启或关闭，所述营养液浓度传感模块安装在盆栽栽培容器中，用于盆栽栽培容器中的营养液浓度，并将数据反馈给控制模块，从而控制主管和支管的阀门开启或关闭，所述空气温湿度传感模块安装在种植棚的侧壁上，用于监测种植棚内的温湿度情况，将数据反馈给控制模块用于预警，所述控制模块为单片机，单片机将光照传感模块、营养液浓度传感模块、空气温湿度传感模块的数据进行收集，再通过有线或无线的形式发送给控制中心，方便种植人员实时监测数据和进行管理。
10.作为优选：所述led灯为红光灯珠、蓝光灯珠、全白光灯珠、红外线灯珠中的其中一种或多种组成。
11.作为优选：所述出水器由多根毛管和滴头组成，所述毛管的一端与支管相连，另一端连接有滴头，所述滴头插入至蓝莓根苗的土壤中。
12.一种利用上述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置的培养方法，所述方法包括以下步骤：1）营养生长将采收后的蓝莓植株放置于栽培系统内进行营养生长培养15-20天。其中培养温度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为500-800μmol /（m2s） ；营养液浓度ec值为1.3-1.5ms/cm，ph值4.5-5.5；2）花芽分化经过步骤1）培养后，进行花芽分化培养40-60天。其中，培养温度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：6-8小时/天，光量子强度为500-800μmol /（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；3）春化处理经过步骤2）培养后，进行春化处理培养10-15天。其中，培养温度5-10℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为300-500μmol /（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；4）常规培养温室或露天常规培养，开花、结果、采收。
13.作为优选：所述步骤1）中，该蓝莓为南高丛蓝莓或者蓄冷量低的北高丛蓝莓，且采后的蓝莓植株为容器栽培，进行了采后修剪，该采后修剪具体是将结过果的枝条剪除，疏除过密枝条、内堂枝条、细弱枝，徒长枝、基生新枝在10-20cm处进行回缩，整个植株留取4-5个
主枝。
14.作为优选：所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中的培养光照为红蓝复合光，其中步骤1）、步骤2）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（1-2）：1，步骤3）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（3-6）：1，且步骤1）、步骤2）、步骤3）中的每个步骤结束后，环控、水肥逐步过渡到下一个步骤的参数，时间为5-7天。
15.作为优选：所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中，所述营养液为全元素营养物质添加了硫酸铵的高氮营养液，其中步骤1）的硫酸铵与全元素营养物质的配比为1：2；步骤2）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：1；所述步骤3）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：2。
16.作为优选：所述全元素平衡营养物质成分配比如下：总氮n17%，水溶性磷p2o517%，水溶性钾k2o17%，edta螯合态水溶性镁mgo3200ppm，edta螯合态水溶性钙ca2000ppm，edta螯合态水溶性铁fe1000ppm，edta螯合态水溶性锰mn500ppm，edta螯合态水溶性硼b200ppm，edta螯合态水溶性锌zn150ppm，edta螯合态水溶性铜cu110ppm，edta螯合态水溶性钼mo110ppm。
17.本发明的有益效果如下：（1）蓝莓营养生长、花芽分化、春化处理约80-110天于植物工厂内进行，而开花、结果、采收约65-120天于温室大棚或露天培养，明显缩短了蓝莓盆栽在植物工厂培养的时间，在实现蓝莓促成栽培、周年化产生的前提下，极大的降低了成本，适合规模化工厂化生产。
18.（2）通过光照时间、光照强度、光质、水肥不同时期的需求特性进行调控，利用各因素的协同作用，极大地促进了营养生长、花芽分化。
19.（3）通过控制系统模式的设置，一次多个模式设置，全程全自动代替人工控制完成促成栽培，省时省力。
20.（4）不同模式之间切换设置了缓冲时间，有效地避免了植株因环境变化的应激反应而影响生长进程。
21.（5）植株进行了采后修剪，不断更新结果枝条，有效的平衡了营养生长和生殖生长，能够可持续的进行生产。
附图说明
22.图1是本发明的整体结构示意图。
23.图2是控制模块的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本发明作详细的介绍：如图1所示，一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置，包括设置在种植棚中的种植架1，所述种植架1为立体栽培支架，该立体栽培支架由多层支撑板2和支撑架3组成，每层支撑板2之间平行排布分别安装在支撑架3上，在支撑板2的正下方以及最上层支撑板2的正上方均设置有灯架4，每个灯架4中安装有led灯用于对支撑板2提供光照，每层支撑板2的上表面安装有轨道5，所述轨道5的正上方放置有多个盆栽栽培容器6，且每个盆栽栽培容器6的底部两侧设置有用于安装定滑轮7的凹槽8，该定滑轮7与轨道5相匹配，用于使得盆栽栽培容器6可在轨道5上进行水平移动，方便种植人员操作，
所述轨道5的一侧还设置有水肥系统9，所述水肥系统9与盆栽栽培容器6相连接，用于对盆栽栽培容器6进行施肥，其中所述种植棚的温湿度、led灯以及水肥系统9中的营养液浓度和阀门的开启关闭均由控制系统19进行控制。其中，所述轨道可以是一排，也可以是多排设置，方便大规模摆放以及移动盆栽栽培容器。
25.所述水肥系统9由配肥桶10、主管11、支管12和出水器13组成，所述配肥桶10与主管11相连接，该主管11远离配肥桶的一侧连接有至少一根支管12，且支管12与主管11的连接处安装有阀门14，阀门14通过控制系统19进行控制，每根支管12远离配肥桶10的一侧端部上设置有出水器13，该出水器13放置在盆栽栽培容器6内靠近蓝莓根苗处，用于对蓝莓根苗进行灌溉和施肥。
26.所述控制系统19由光照传感模块15、营养液浓度传感模块16、空气温湿度传感模块17和控制模块18组成，光照传感模块15、营养液浓度传感模块16、空气温湿度传感模块17均与控制模块18相连，并通过控制模块18进行控制，其中所述光照传感模块15安装在支撑板2上用于感应光照，并将数据反馈给控制模块18，从而控制led灯的开启或关闭，所述营养液浓度传感模块16安装在盆栽栽培容器6中，用于盆栽栽培容器6中的营养液浓度，并将数据反馈给控制模块，从而控制主管11和支管12的阀门14开启或关闭，所述空气温湿度传感模块17安装在种植棚的侧壁上，用于监测种植棚内的温湿度情况，将数据反馈给控制模块18用于预警，所述控制模块18为单片机，单片机将光照传感模块15、营养液浓度传感模块16、空气温湿度传感模块17的数据进行收集，再通过有线或无线的形式发送给控制中心，方便种植人员实时监测数据和进行管理。由于立体栽培支架是多层的，为了方便种植人员进行操作，还可以设置有升降装置方便对立体栽培支架进行升降操作，为了更好更及时地管理，还可以设置有预警提示灯，设置一个阈值，当数值异常时，预警提示灯亮起，提醒工作人员进行维护。
27.所述控制系统具体可以由下位机控制系统与上位机软件平台组成。
28.所述下位机控制系统包括传感终端和控制终端：传感终端包括传感器设备、信号采集设备、信号转换电路、单片机、存储单元等模块，接收空气温湿度、光照度、二氧化碳浓度、ec值、ph值、风速等环境因子的监测数据以及调控设备的开关数据、运行数据并汇聚至单片机，通过4g网络上传至上位机服务器端；控制终端包括现场控制、自动控制和远程控制等控制方式：现场控制通过按键调控设备；自动控制将预先设定的调控方案保存至上位机软件平台中进行自动调用；远程控制通过手机移动端或上位机软件平台向下位机控制系统发生指令从而控制调控设备，从而方便工作人员进行操作和管理，全程全自动代替人工控制完成促成栽培，省时省力。
29.所述出水器13由多根毛管和滴头组成，所述毛管的一端与支管相连，另一端连接有滴头，所述滴头插入至蓝莓根苗的土壤中。
30.所述led灯为红光灯珠、蓝光灯珠、全白光灯珠、红外线灯珠中的其中一种或多种组成。
31.一种利用上述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置的培养方法，所述方法包括以下步骤：1）营养生长将采收后的蓝莓植株放置于栽培系统内进行营养生长培养15-20天。其中培养温
度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为500-800μmol /（m2s）；营养液浓度ec值为1.3-1.5ms/cm，ph值4.5-5.5；2）花芽分化经过步骤1）培养后，进行花芽分化培养40-60天。其中，培养温度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：6-8小时/天，光量子强度为500-800μmol/（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；3）春化处理经过步骤2）培养后，进行春化处理培养10-15天。其中，培养温度5-10℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为300-500μmol/（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；4）常规培养温室或露天常规培养，开花、结果、采收。
32.所述步骤1）中，该蓝莓为南高丛蓝莓或者蓄冷量低的北高丛蓝莓，且采后的蓝莓植株为容器栽培，进行了采后修剪，该采后修剪具体是将结过果的枝条剪除，疏除过密枝条、内堂枝条、细弱枝，徒长枝、基生新枝在10-20cm处进行回缩，整个植株留取4-5个主枝。
33.所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中的培养光照为红蓝复合光，其中步骤1）、步骤2）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（1-2）：1，步骤3）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（3-6）：1，且步骤1）、步骤2）、步骤3）中的每个步骤结束后，环控、水肥逐步过渡到下一个步骤的参数，时间为5-7天。
34.所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中，所述营养液为全元素营养物质添加了硫酸铵的高氮营养液，其中步骤1）的硫酸铵与全元素营养物质的配比为1：2；步骤2）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：1；所述步骤3）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：2。
35.所述全元素平衡营养物质成分配比如下：总氮（n）17%，水溶性磷（p2o5）17%，水溶性钾（k2o）17%，edta螯合态水溶性镁（mgo）3200ppm，edta螯合态水溶性钙（ca）2000ppm，edta螯合态水溶性铁（fe）1000ppm，edta螯合态水溶性锰（mn）500ppm，edta螯合态水溶性硼（b）200ppm，edta螯合态水溶性锌（zn）150ppm，edta螯合态水溶性铜（cu）110ppm，edta螯合态水溶性钼（mo）110ppm。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置，包括设置在种植棚中的种植架（1），其特征在于：所述种植架（1）为立体栽培支架，该立体栽培支架由多层支撑板（2）和支撑架（3）组成，每层支撑板（2）之间平行排布分别安装在支撑架（3）上，在支撑板（2）的正下方以及最上层支撑板（2）的正上方均设置有灯架（4），每个灯架（4）中安装有led灯用于对支撑板（2）提供光照，每层支撑板（2）的上表面安装有轨道（5），所述轨道（5）的正上方放置有多个盆栽栽培容器（6），且每个盆栽栽培容器（6）的底部两侧设置有用于安装定滑轮（7）的凹槽（8），该定滑轮（7）与轨道（5）相匹配，用于使得盆栽栽培容器（6）可在轨道（5）上进行水平移动，方便种植人员操作，所述轨道（5）的一侧还设置有水肥系统（9），所述水肥系统（9）与盆栽栽培容器（6）相连接，用于对盆栽栽培容器（6）进行施肥，其中所述种植棚的温湿度、led灯以及水肥系统（9）中的营养液浓度和阀门的开启关闭均由控制系统（19）进行控制。2.根据权利要求1所述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置，其特征在于：所述水肥系统（9）由配肥桶（10）、主管（11）、支管（12）和出水器（13）组成，所述配肥桶（10）与主管（11）相连接，该主管（11）远离配肥桶的一侧连接有至少一根支管（12），且支管（12）与主管（11）的连接处安装有阀门（14），阀门（14）通过控制系统（19）进行控制，每根支管（12）远离配肥桶（10）的一侧端部上设置有出水器（13），该出水器（13）放置在盆栽栽培容器（6）内靠近蓝莓根苗处，用于对蓝莓根苗进行灌溉和施肥。3.根据权利要求2所述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置，其特征在于：所述控制系统（19）由光照传感模块（15）、营养液浓度传感模块（16）、空气温湿度传感模块（17）和控制模块（18）组成，光照传感模块（15）、营养液浓度传感模块（16）、空气温湿度传感模块（17）均与控制模块（18）相连，并通过控制模块（18）进行控制，其中所述光照传感模块（15）安装在支撑板（2）上用于感应光照，并将数据反馈给控制模块（18），从而控制led灯的开启或关闭，所述营养液浓度传感模块（16）安装在盆栽栽培容器（6）中，用于盆栽栽培容器（6）中的营养液浓度，并将数据反馈给控制模块，从而控制主管（11）和支管（12）的阀门（14）开启或关闭，所述空气温湿度传感模块（17）安装在种植棚的侧壁上，用于监测种植棚内的温湿度情况，将数据反馈给控制模块（18）用于预警，所述控制模块（18）为单片机，单片机将光照传感模块（15）、营养液浓度传感模块（16）、空气温湿度传感模块（17）的数据进行收集，再通过有线或无线的形式发送给控制中心，方便种植人员实时监测数据和进行管理。4.根据权利要求2所述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置，其特征在于：所述出水器（13）由多根毛管和滴头组成，所述毛管的一端与支管相连，另一端连接有滴头，所述滴头插入至蓝莓根苗的土壤中。5.根据权利要求3所述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置，其特征在于：所述led灯为红光灯珠、蓝光灯珠、全白光灯珠、红外线灯珠中的其中一种或多种组成。6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的蓝莓智能工厂化促成栽培装置的培养方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1）营养生长将采收后的蓝莓植株放置于栽培系统内进行营养生长培养15-20天，其中培养温度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为500-800μmol /（m2s）；营养液浓度ec值为1.3-1.5ms/cm，ph值4.5-5.5；
2）花芽分化经过步骤1）培养后，进行花芽分化培养40-60天，其中，培养温度：昼温23-35℃，夜温20-25℃；空气湿度为50-70％；光照时间：6-8小时/天，光量子强度为500-800μmol/（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；3）春化处理经过步骤2）培养后，进行春化处理培养10-15天，其中，培养温度5-10℃；空气湿度为50-70％；光照时间：13-17小时/天，光量子强度为300-500μmol/（m2s）；营养液浓度ec值为1.4-1.8ms/cm，ph值4.5-5.5；4）常规培养温室或露天常规培养，开花、结果、采收。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中，该蓝莓为南高丛蓝莓或者蓄冷量低的北高丛蓝莓，且采后的蓝莓植株为容器栽培，进行了采后修剪，该采后修剪具体是将结过果的枝条剪除，疏除过密枝条、内堂枝条、细弱枝，徒长枝、基生新枝在10-20cm处进行回缩，整个植株留取4-5个主枝。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中的培养光照为红蓝复合光，其中步骤1）、步骤2）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（1-2）：1，步骤3）中，所述红蓝复合光的光配比为红光：蓝光＝（3-6）：1，且步骤1）、步骤2）、步骤3）中的每个步骤结束后，环控、水肥逐步过渡到下一个步骤的参数，时间为5-7天。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤1）、步骤2）、步骤3）中，所述营养液为全元素营养物质添加了硫酸铵的高氮营养液，其中步骤1）的硫酸铵与全元素营养物质的配比为1：2；步骤2）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：1；所述步骤3）中的磷酸二氢钾与全元素营养物质的配比为1：2。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述全元素平衡营养物质成分配比如下：总氮（n）17%，水溶性磷（p2o5）17%，水溶性钾（k2o）17%，edta螯合态水溶性镁（mgo）3200ppm，edta螯合态水溶性钙（ca）2000ppm，edta螯合态水溶性铁（fe）1000ppm，edta螯合态水溶性锰（mn）500ppm，edta螯合态水溶性硼（b）200ppm，edta螯合态水溶性锌（zn）150ppm，edta螯合态水溶性铜（cu）110ppm，edta螯合态水溶性钼（mo）110ppm。

技术总结
本发明设计一种蓝莓智能工厂化促成栽培装置及其培育方法，包括设置在种植棚中的种植架，所述种植架为立体栽培支架，该立体栽培支架由多层支撑板和支撑架组成，每层支撑板之间平行排布分别安装在支撑架上，在支撑板的正下方以及最上层支撑板的正上方均设置有灯架，每个灯架中安装有LED灯用于对支撑板提供光照，每层支撑板的上表面安装有轨道，所述轨道的正上方放置有多个盆栽栽培容器，且每个盆栽栽培容器的底部两侧设置有用于安装定滑轮的凹槽，该定滑轮与轨道相匹配，所述轨道的一侧还设置有水肥系统，水肥系统与盆栽栽培容器相连接，所述种植棚的温湿度、LED灯以及水肥系统中的营养液浓度和阀门的开启关闭均由控制系统进行控制。行控制。行控制。


技术研发人员：孔德栋 钟远香 叶自然 代梦迪 谭向峰 陈旭艇
受保护的技术使用者：浙江径禾农业科技有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/9