专利名称：一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动化控制和新苗快繁领域，具体说是一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统。
背景技术：
蓝莓果实中含有花青素、天然视紫质、尼克酸等成分，具有抗癌、增强人体免疫能力等功效，堪称世界水果之王，是一种世界公认的珍贵果品资源，开发前景极高。目前蓝莓在国内发展缓慢，主要原因是育苗困难。1998年后国内才开始对蓝莓的研究与开发，远远滞后于国外。由于蓝莓采用播种、露地枝条扦插、压条等传统繁殖方法和普通温室大棚枝条扦插及组培繁育，都存在自动化水平低、生根慢、育苗周期长、成本高的问题，严重阻碍了蓝莓在我国的发展。专利号为201010112133. χ的专利文献公开了一种甜樱桃矮化贴新梢扦插诱导生根三级调控棚，采用大棚套小棚的双层遮阳网、双层塑料薄膜、双层喷淋结构的育苗设施，能够对育苗环境进行三级调控，把生根环境因子控制在要求指标以内，有利于提高生根速度、生根率及新苗成活率，但是需要大量的大棚卷帘机、塑料薄膜、墙体等设施，温、湿度由人工操控，初投资高，劳动强度大，温度不能准确调控，存在使育苗环境出现35°C以上高温的风险，而蓝莓嫩梢插穗生根过程对35°C以上温度非常敏感，短时间的高温就会造成大量死亡，从而影响育苗的成活率。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，采用大棚套小棚、双层遮阳网、单层塑料薄膜的结构，结合温控仪表、间歇喷淋控制器控制地下井水喷淋及人工操作，对小拱棚内的蓝莓嫩梢扦插生根环境因子进行调控，将其控制在要求指标内，从而提高蓝莓的育苗成活率及育苗质量。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，包含有大拱棚和均勻设置于大拱棚内的小拱棚，大拱棚内设置有与潜水泵连接的主水管，每个小拱棚的上方均设置有与主水管连通的可调喷头，小拱棚内均勻设置有生根穴盘，生根穴盘下方设置有漏水沙床，小拱棚内设置有温度传感器、湿度检测器和光照检测器，温度传感器通过信号电缆与设置于大拱棚外部的温控仪表连接，其特征在于，所述大拱棚包含有钢管支架和固定在钢管支架上的钢管横梁，钢管横梁上方铺设有大拱棚遮阳网，所述小拱棚的小棚支架上方依次铺设有塑料薄膜和小拱棚遮阳网，温控仪表与潜水泵之间连接有间歇喷淋控制器。所述间歇喷淋控制器包含有电源转换及输出控制电路以及分别与其连接的机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、控制信号转换电路、输出功率转换电路、触发器电路II和机械式拨码调节分定时电路，所述机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、机械式拨码调节分定时电路、控制信号转换电路、输出功率转换电路顺次连接，所述机械式拨码调节秒定时电路与控制信号转换电路连接，所述触发器电路II分别与机械式拨码调节秒定时电路、机械式拨码调节分定时电路连接。所述温控仪表的工作环境温度为-5 53°C。所述大拱棚遮阳网的遮光率为50%。所述小拱棚遮阳网的遮光率为60%。本发明采用大棚套小棚、双层遮阳网单层层塑料薄膜的结构模式，利用地下井水的天然低温资源和遮阳网的遮光降温、保温保湿特性以及小拱棚塑料薄膜的透光保温来调控小拱棚内温、湿度，不但节省了初投资，还大幅度降低了劳动强度和操作难度，从而降低了育苗成本，采用遮光率50 %的遮阳网全面覆盖在大拱棚外层，不用调节遮阳面积，就能把大拱棚气温控制在25°C 38°C范围内，再通过对小拱棚遮阳网、塑料薄膜、间歇喷淋等设施的半自动的调控，就能把小拱棚温、湿度动态控制在蓝莓最佳育苗温度25°C 35°C和最佳育苗湿度85 % 100 %范围内，避免了小拱棚内出现高温的风险，提高了蓝莓育苗的自动化水平。在高温季节，本发明使小拱棚内气温、相对湿度、光照、地温等蓝莓嫩梢扦插生根环境因子经过二次调控，动态调控范围、精度、稳定性与传统的温室大棚相比，都有了实质性提高，可以快速把主要生根环境因子控制在要求指标以内，使生根速度由90天提前到25 天，生根率由15%上升到100%，新苗成活率由50%上升到95%以上，育苗周期由12个月提高到3个月，同时新苗根系质量也有了显著提高。
图1为本发明的棚体结构示意图2为本发明的间歇喷淋控制器的电路原理示意图； 图3为本发明工作原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述
如图1所示为本发明所采用的棚体结构示意图，包含有大拱棚1和均勻设置于大拱棚1 内的BpB2A3三个小拱棚2。棚体沿南北方向建成，大拱棚主要由1遮光率50 %的大拱棚遮阳网9、钢管横梁8、钢管支架7等组成，钢管横梁8固定在钢管支架7上，钢管横梁8上铺设有大拱棚遮阳网9，沿南北方向为长度，其长、宽、顶高尺寸分别为80m、7m、2m;小拱棚2 建在大拱棚1内，南北方向为长度，其长、宽、顶高尺寸分别为77 m、1.9 m、0.65 m，主要由遮光率60 %的小拱棚遮阳网12、塑料薄膜11、小拱棚支架10、生根穴盘5、漏水沙床6等组成，小拱棚支架10上依次铺设有塑料薄膜11和小拱棚遮阳网12，小拱棚2内部设置生根穴盘5，生根穴盘5下方设置有漏水沙床6，漏水沙床6高18cm，主要作用使将喷淋水漏入地下，防止在生根穴盘5下形成水洼。大拱棚1内设置有与潜水泵连接的主水管3，距小拱棚 2的顶部50cm处设置有与主水管3连通的可调喷头4，沿南北方向每IOOcm设1个，这样三个小拱棚2对应三根主水管3及~、A2、A33个可调喷头4。小拱棚2内设置有温度传感器、 湿度传感器、光照传感器，分别放置在具有温度、湿度、光照代表性的位置，通过信号电缆分别与设置于大拱棚1外部值班室的温控仪表、湿度检测仪、光照检测仪连接，温控仪表的工作环境温度由原来的1 40°C改进为-5 53°C，适宜用于在高温季节蓝莓育苗。温控仪表与可调喷头4之间连接有间歇喷淋控制器。如图2所示，所述间歇喷淋控制器包含有电源转换及输出控制电路以及分别与其连接的机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、控制信号转换电路、输出功率转换电路、触发器电路II和机械式拨码调节分定时电路，所述机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、机械式拨码调节分定时电路、控制信号转换电路、输出功率转换电路顺次连接，所述机械式拨码调节秒定时电路与控制信号转换电路连接，所述触发器电路II分别与机械式拨码调节秒定时电路、机械式拨码调节分定时电路连接。为方便说明，根据功能划分，将潜水泵、设置于其上的电磁阀及与潜水泵连通的可调喷头4简称为执行器件。电源转换及输出控制电路受来自温控仪表的信号控制，当接收到上限控制信号时，输出转换后的直流稳压电源，分别为机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、控制信号转换电路、输出功率转换电路、触发器电路II和机械式拨码调节分定时电路六个单元电路提供适宜的工作电源，当接收到下限控制信号时，无工作电源输出，六个单元电路和执行器件均进入断电状态。所述机械式拨码调节秒定时电路输出两种控制信号，一种输送到控制信号转换电路，使该电路输出喷淋控制信号，控制输出功率转换电路定时输出功率适宜的电能，推动执行器件进入喷淋工作状态，另一种信号在机械式拨码调节秒定时电路定时结束时产生，控制触发器电路I产生触发信号，该信号使机械式拨码调节分定时电路开始计时，并输出两种信号，一种信号使控制信号转换电路输出间隔控制信号， 控制输出功率转换电路停止输出电能，使执行器件断电，另一种信号在机械式拨码调节分定时电路定时结束时产生，用来控制触发器电路II产生触发信号，该信号控制机械式拨码调节秒定时电路重新开始计时，并输出控制信号，使执行器件又进入喷淋工作状态，这样， 喷淋和间隔两种工作状态形成自动无限循环，直到温控仪表输出下限控制信号为止。该间歇喷淋控制器专为果树扦插育苗设计，具有操作简单、时控准确、适应恶劣工作环境、故障率极低的特点，可以在频繁断电、电源电压大幅度波动的恶劣用电环境中使用。喷淋时间可在广99内秒任意设定，间隔时间可在广99分内任意设定，喷淋和间隔时间自动无限循环运行，定时误差<0.6%。通电和断电状态均可调整设定时间，意外断电再通电后，不用重新设定参数，可自动回复到断电前工作状态继续工作。如图3所示，本发明采用大棚套小棚、两层遮阳网一层塑料薄膜的结构模式，改进了温控仪表的工作环境温度，充分利用天然低温的地下井水，结合人工操作和间歇喷淋控制器对小拱棚内的主要环境因子进行调控，使其动态保持在要求指标内，适合在高温季节进行蓝莓育苗。改进后的温控仪表在大拱棚1外以LED方式显示检测值及设定值，同时根据检测值的变化自动输出控制信号，由人工根据显示值和小拱棚2内育苗环境因子的变化规律， 调节小拱棚2的遮阳面积、薄膜缝隙、喷水形状，设定喷淋及间隔时间，与温控仪表输出的控制信号结合，共同控制间歇喷淋控制器的工作状态，实现利用地下井水对小拱棚2的遮阳网12、塑塑料薄膜11及棚内育苗基质的间歇性自动喷淋，在大拱棚遮阳网9调控的基础上，控制小拱棚2内主要育苗环境因子温度、湿度、光照和地温动态保持在最佳范围内。气温、地温、湿度、光照四种参数是蓝莓嫩梢扦插育苗的主要环境因子，因光照和地温都与气体温、湿度调控关系密切，所以在调控某一项因子时，需根据气体温、湿度与光照和地温的相互影响规律进行。下面具体说明对气温、地温、湿度、光照四种环境因子的调控情况。1)气温调控
蓝莓嫩梢扦插育苗过程要求的气温变化范围是25°C 35°C，每年的5月中旬到9月初的时间段，光照强度大，气温高，如沿用传统的塑料薄膜大棚，稍有不慎，就会在棚内造成远高于35°C的高温环境，使大批蓝莓嫩梢插穗在生根过程死亡。因此，大拱棚1不设塑料薄膜，只有一层遮阳网，利用大拱棚遮阳网9的遮光降温、保温保湿、等特性来调控大拱棚1内的温度，效果良好。采用遮光率50 %的遮阳网全面覆盖在大拱棚1外层，不用调节遮阳面积，就能把大拱棚1气温控制在25°C 38°C范围内。小拱棚2内温度调控包括气温和地温，由温控仪表自动控制间歇喷淋控制器、结合人工操作共同完成。当小拱棚2气温达到温控仪表的上限设定值时，温控仪表自动输出上限控制信号，使间歇喷淋控制器得电工作，控制潜水泵、可调喷头等执行器件开始自动间歇喷淋，使小拱棚2气温下降。同理，当气温达到温控仪表的下限设定值时，间歇喷淋控制器断电，执行器件停喷，使气温上升。当大拱棚1气温符合要求时，将小拱棚遮阳网12和塑料薄膜11同时卷起，使大小棚气温一致。人工操作主要是调节温度上升、下降的速度。当小拱棚2气温需快速升高时，把小拱棚2遮阳面积调到最小，小拱棚2由塑料薄膜11密闭覆盖，靠塑料薄膜11的透光和保温特性快速提升小拱棚2气温。同理，当小拱棚2气温需保持或慢速升高时，增加小拱棚2遮阳面积。当小拱棚2气温需快速降低时，将塑料薄膜11和小拱棚遮阳网12都调整到密闭状态，由天然低温的井水间歇喷淋在塑料薄膜11和小拱棚遮阳网12上，在塑料薄膜11上形成薄层水流，在小拱棚遮阳网12上形成水膜，并不断蒸发，靠这种水流和蒸发及大小棚遮阳网的二次遮光，使小拱棚2内气温不断降低，同理，需保持或慢速降低小拱棚2气温时， 减少小拱棚2遮阳面积。人工操作还包括喷淋和间隔时间、喷水形状(雾状、点状、细丝状)的调节，需快速降温时，增加喷淋时间或减少间隔时间，同时，喷点状或细丝状水。需慢速降温或保温时，减少喷淋时间或增加间隔时间，同时，喷雾状水或不喷水。当要保持小拱棚2气温时，需根据当时的自然光温条件及小拱棚2内气温变化规律，适当调节井水喷淋时间和喷水形状，使小拱棚2气温稳定在要求值。2)地温调控
地温(育苗基质的温度)调控，要与气温调控相结合，主要靠调整气温和喷水时间及形状完成，需升高基质温度时，增加或保持小拱棚2气温，调节可调喷头4喷雾状水或不喷水， 使基质内漏过的水量减小，基质温度自然回升。反之需降低或保持小拱棚2气温，调节可调喷头4喷丝状水，使基质内漏过的水量增加，基质温度下降。本基质为苔藓，本调控可以把育苗基质动态控制在最佳育苗温度25-32 °C的任何值。3)湿度调控
小拱棚2内湿度调控，由间歇喷淋控制器控制潜水泵、主水管3、可调喷头4等执行器件自动完成，间歇喷淋控制器的喷淋和间隔时间，由人工根据湿度检测值设定，并根据小拱棚 2内湿度变化规律定期对育苗穴盘5喷淋，喷水形状可以是雾状、点状和细丝状，通过增加喷水时间或减少间隔时间来加小拱棚2内湿度。同理，通过减少喷水时间或增加间隔时间降低小拱棚2内湿度。本调控可以把小拱棚2内湿度动态控制在最佳育苗湿度85 % -100%内的任何值。4)光照调控
小拱棚2内光照调控由人工根据光照监测值调节小拱棚2遮阳网遮盖面完成，需结合当时光温相互影响规律，与温度共同调控，需增加光照时，减小遮阳面积，反之增加遮阳面积。综上所述，使用该系统育苗与常规蓝莓露地扦插育苗相比，生根时间缩短，生根率及新苗成活率升高，育苗周期明显缩短，同时新苗根系质量普遍显著提高。与组培育苗相比，平均育苗成本下降了 85 %，与大棚套小棚的双层遮阳网、双层塑料薄膜、双层喷淋结构的育苗设施相比，节省了大棚卷帘机、塑料薄膜、墙体等设施，温、湿度由人工操作改为半自动联控，显著降低了初投资和劳动强度，提高了自动化水平。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，包含有大拱棚(1)和均勻设置于大拱棚(1)内的小拱棚(2)，大拱棚(1)内设置有与潜水泵连接的主水管(3)，每个小拱棚(2)的上方均设置有与主水管(3)连通的可调喷头(4)，小拱棚(2)内均勻设置有生根穴盘(5)，生根穴盘(5)下方设置有漏水沙床(6)，小拱棚(2)内设置有温度传感器、湿度传感器和光照传感器，上述三种传感器分别通过信号电缆与设置于大拱棚(1)外部的温控仪表、 湿度检测仪和光照检测仪连接，其特征在于，所述大拱棚(1)包含有钢管支架(7)和固定在钢管支架(7)上的钢管横梁(8)，钢管横梁(8)上方铺设有大拱棚遮阳网(9)，所述小拱棚 (2)的小棚支架(10)上方依次铺设有塑料薄膜(11)和小拱棚遮阳网(12)，温控仪表与潜水泵之间连接有间歇喷淋控制器。
2.根据权利要求1所述的一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，其特征在于，所述间歇喷淋控制器包含有电源转换及输出控制电路以及分别与其连接的机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、控制信号转换电路、输出功率转换电路、触发器电路 II和机械式拨码调节分定时电路，所述机械式拨码调节秒定时电路、触发器电路I、机械式拨码调节分定时电路、控制信号转换电路、输出功率转换电路顺次连接，所述机械式拨码调节秒定时电路与控制信号转换电路连接，所述触发器电路II分别与机械式拨码调节秒定时电路、机械式拨码调节分定时电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，其特征在于，所述温控仪表的工作环境温度为-5 53°C。
4.根据权利要求1所述的一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，其特征在于，所述大拱棚遮阳网(9)的遮光率为50%。
5.根据权利要求1所述的一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，其特征在于，所述小拱棚遮阳网(12)的遮光率为60%。
全文摘要
本发明公开了一种蓝莓嫩梢扦插育苗环境温、湿度半自动调控系统，涉及自动化控制和新苗快繁领域，采用大棚套小棚、双层遮阳网、单层塑料薄膜的结构，结合温控仪表、间歇喷淋控制器控制地下井水喷淋及人工操作，对小拱棚内的蓝莓嫩梢扦插生根环境因子进行调控，将其控制在要求指标内，从而提高蓝莓的育苗成活率及育苗质量。
文档编号A01G9/22GK102405802SQ20111025741
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者刘庆忠, 宗晓娟, 张道辉, 徐丽, 李国田, 王甲威, 王绛辉, 陈凯, 魏海蓉 申请人:山东省果树研究所