高产量北虫草培育照明系统及培育方法与流程

本发明属于食用菌栽培技术领域，具体涉及一种北虫草培育照明系统和培育方法。

背景技术

北虫草是一种药用真菌，属真菌门子囊菌纲肉座菌目麦角菌科虫草属。现已实现人工栽培，主要生长在我国北方地区。

北虫草为一种高经济价值的真菌，存在的药用价值。在冬虫夏草自然资源稀缺，无法人工培育的情况下，可作为冬虫夏草的一种良好替代品，富含丰富的甘露醇，腺苷，多糖等，有保肺益肾，止血化痰，调节身体机能，提高人体免疫力与抵抗力，抗癌，防癌等作用。

近年，北虫草人工培育产量在逐渐增加。其参考其他真菌的培育方式，缺乏针对性，适宜北虫草栽培的条件尚未推广，带来了一系列问题，比如产量低，外形小，单株质量轻，出芽数量少，影响其最终产量。不适宜的照明系统会影响其化学成分的含量，对其批量生产的经济价值造成影响。

纵观既有专利研究中，不乏对北虫草补光灯具的设计，不同光谱对北虫草补光的选择，不同培养阶段光照照度的选择。我们注意到，led已普及于生产生活中各个领域，北虫草补光领域也不例外，现有生产及研究部分仍使用传统灯具进行照明，其光谱和能耗相较于led均存在一定缺陷，因此使用led的北虫草培育方法；同时，北虫草的补光系统尚为粗糙，未能形成一个闭环控制系统，从而实现准确、精细的控制。

现阶段对北虫草生长阶段补光的方式粗糙，主要存在的不足有：

第一、对北虫草的补光系统，未能形成一个闭环控制系统；

第二、批量栽培时，照明灯具的选用落后，常选用紧凑型荧光灯。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种应用于北虫草高产量培育照明系统及培育方法，旨在实现高效补光，并通过检测匹配照明条件选择，通过反馈提高照明控制精度。

本发明提供的应用于北虫草高产量培育照明系统，如图1所示，包括培育箱1、照明控制元件2、led照明灯具3、照明测试元件4；其中，培育箱1用于放置北虫草培养瓶，培育箱1与照明控制元件2相连，照明控制元件2与led照明灯具3相连，培育箱1与照明测试元件4相连，照明测试元件4与照明控制元件2相连；培育箱1与led照明灯具3形成照明系统；照明控制元件2包括输入模块、检测模块和输出模块，用于对北虫草生长状况的记录、阶段的评价、需要照明条件的选择和输出，并对照明装置进行调节控制；照明测试元件4根据对实际照明条件的测量，完成对照明条件的反馈。

本发明中，培育箱1由铝架实现，其中铝架的大小根据生产环境而定，内可均匀放置北虫草培养瓶，大小可调、可移动、便于拆卸移动组装，可组合放置满足批量管理的要求；同时，铝架外由不透光的材料包装，选择黑色或白色遮光纸或遮光布，保证内部不受外部光系统影响。

本发明中，所述的照明控制元件2包括输入模块5、检测模块6和输出模块7；所述的输入模块5与所述的检测模块6相连；所述的检测模块6与输出模块7相连，构成照明控制系统的信号与输出；其中，所述输入模块5可通过电脑实现，检测模块可通过取样比对、图像检测及电脑等器件完成，和输出模块7可通过电脑和led灯具控制元件实现。

本发明中，所述的led照明灯具3可接收所述的输出模块7的输出信号，为所述的培养箱1提供照明，并实现均匀的照明系统。

本发明中，所述的照明测试元件4可实现对培养箱1内照明条件的测量，并反馈给检测模块6，形成负反馈闭环控制。

本发明还提供基于上述照明系统的北虫草高产量培育方法，具体包括环节（参见图2）：

（1）生长检测，即对北虫草的生长时间，长度和重量（包括干重和鲜重）进行记录，对于北虫草的颜色进行分级，对北虫草的生长阶段进行评估，该过程可以通过测量元件和电脑完成，其中测量元件包括电子天平、色度计、游标卡尺等，电子天平对重量(包括干重和鲜重),并通过三次测量取平均值,色度计对北虫草子实体的颜色进行测量,能够得到子实体颜色在cie1931坐标系中的坐标值,其中颜色越原理等能白点便可反映其颜色转变越明显,游标卡尺可完成对北虫草子实体长度的测量，以上数据以及生长时间可通过电脑记录，完成批量管理；

（2）参数设置，该部分接收来自所述生长检测环节获得的信息，即读取电脑中记录的北虫草基本生长信息，并通过其基本信息对北虫草生长阶段进行判断；

其中，无子实体出草，全为白色菌丝的阶段为菌丝生长阶段，菌丝表面有白色小点状为菌丝出草阶段，出草至形成柱状子实体为子实体生长阶段。并通过下描述得到与生长特征和周期匹配的照明参数设置要求；

与生长特征和周期匹配的照明参数设置满足：菌丝生长阶段，生长环境为黑暗环境；菌丝出草阶段，照度为50-100lx，色温为4000-7000k；子实体生长阶段，照度为100-300lx，色温为3000-5000k；

在确定照明参数设置后可通过pwm等数字调光方式代替传统模拟调光方式，利用电脑对照明参数进行精确设置，并将设置参数输入给所述照明系统；

（3）照明调节，主要完成调节光源照度和色温的任务，可接收所述参数设置环节输出信号，通过直流交流变压器，输出相应电压给led为北虫草提供照明，同时选择合适的扩散板实现均匀的照明；

其中，照明调节应满足能够接收所述照明检测环节（4）的各项参数，并对其与照明设置要求参数之间差值进行调整，完成照明参数的自反馈，该接收过程可通过电脑实现，并通过软件实现与照明设置要求参数之间差值比较，如果不存在差值，则电脑无需重新进行照明参数输入，如果存在差值，则通过电脑软件自动重新进行照明参数设置；

（4）照明检测，主要完成对所述照明系统进行测量，并将测量结果将测量结果反馈至电脑，如步骤（3）中所陈述与参数设置进行比较，完成后续任务。

本发明具有以下优点和积极效果：

第一、由于北虫草生长期间，不同阶段对光照存在不同需求，该照明系统可人工输入照明参数，匹配北虫草生长的不同阶段，具有针对性；

第二、该照明系统包括照明控制元件和照明测试元件，该照明系统通过照明测试元件对实际照明条件的测量，反馈给照明控制元件，并通过照明控制元件的输出模块实现对照明条件的闭环控制，提高了照明系统的控制精度；

第三、照明灯具使用led代替传统气体放电灯，采用全光谱白光led代替紧凑型荧光灯，并通过扩散板实现目标面均匀度要求，显色性ra=90，高于紧凑型荧光灯，光效达110lm/w以上，更节能。

本发明一年四季均可以使用。本发明生产北虫草简便，无污染，投资少，见效快，效果好，并可以重复利用，分批种植，控制简便精确。本发明节省空间资源，大棚厂房内均可搭建，实现大批量高产量北虫草栽培，产业化程度高，效益好。

附图说明

图1为本发明的照明系统图示。

图2为本发明北虫草高产量培育流程控制图示。

图中标号：1为培育箱，2为照明控制元件，3为led照明灯具，4为照明测试元件，5为输入模块，6为检测模块，7为输出模块。

具体实施方式

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合以下具体实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例1提供的一种新型北虫草高产量培育照明系统，如图1所示，包括相互连接的培育箱、照明控制元件、照明灯具、照明测试元件。

培育箱1内可均匀放置北虫草培养瓶，大小可调、可移动、便于拆卸移动组装，同时可组合放置满足批量管理的要求，表面材料保证内部不受外部光系统影响。

照明控制元件2记录了北虫草生长状况，并根据北虫草生长阶段与照明条件需求关系，输出满足北虫草当前生长阶段所需的照度数据。

照明灯具3可接收照明控制元件2输出信号，为培养箱1提供照明。使用全光谱白光可控led，实现均匀可控的照明系统。

照明测试元件4使用光学检测器件，包括照度计、光度计等，对培养箱1底部的色温、照度进行测量，并反馈给照明控制元件2，完成闭环控制。

照明控制元件2包括输入模块5、检测模块6和输出模块7，其中，输入模块5与检测模块6通过电脑与输出模块7连接，输出模块5通过电脑实现信号反馈与照明测试元件4连接，输出模块7通过电路搭建与照明灯具3连接。

如图2，照明控制元件2包括输入模块5、检测模块6和输出模块7。照明测试元件4通过电脑输入与输入模块5连接，照明灯具3通过电路与输出模块7与连接。

输入模块5通过电脑，接收输入的的北虫草生长信息，包括日期、温度、湿度、培养瓶编号、培养箱编号、培育批次、该批次菌丝体培育方式、菌丝培育开始日期、子实体培育开始日期。

检测模块6通过对菌丝和子实体的物理指标和化学指标的检测，对北虫草生长状况进行检测并记录检测结果。

输出模块7通过电脑接收输入模块5和检测模块6的信息，处理并输出给照明灯具3。

基于上述照明系统，北虫草高产量培育方法，包括如下内容（图2所示）：

生长检测环节1，可对北虫草的生长时间进行记录，对北虫草的长度和重量（包括干重和鲜重）进行记录，对于北虫草的颜色进行分级，对北虫草的生长阶段进行评估。

参数设置环节2，可接收来自所述生长检测环节的信号，得到与生长特征和周期匹配的照明参数设置要求，并通过pwm调光方式，精确完成对照明参数的设置，并输入给所述照明环节。

与生长特征和周期匹配的照明参数设置满足：菌丝生长阶段，生长环境为黑暗环境；菌丝出草阶段，照度为50-100lx，色温为4000-7000k；子实体生长阶段，照度为100-300lx，色温为3000-5000k。

实现照明设置要求参数的输出，需满足：能够接收所述照明检测环节的各项参数，并对其与照明设置要求参数之间差值进行调整，完成照明参数的自反馈。

照明环节3，可调节光源照度和色温，可接收所述参数设置环节输出信号，使用led为北虫草提供照明，实现均匀的照明方法。

照明检测环节4，可实现对所述照明环节的测量，并反馈给参数设置环节。

由于本实施例的照明系统采用了上述照明系统的技术方案，因此该照明系统具有上述照明系统所有的有益效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。