專利名稱：一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動化控制和新苗快繁領域，具體說是一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統。
背景技術：
藍莓果實中含有花青素、天然視紫質、尼克酸等成分，具有抗癌、增強人體免疫能力等功效，堪稱世界水果之王，是一種世界公認的珍貴果品資源，開發前景極高。目前藍莓在國內發展緩慢，主要原因是育苗困難。1998年后國內才開始對藍莓的研究與開發，遠遠滯后于國外。由于藍莓采用播種、露地枝條扦插、壓條等傳統繁殖方法和普通溫室大棚枝條扦插及組培繁育，都存在自動化水平低、生根慢、育苗周期長、成本高的問題，嚴重阻礙了藍莓在我國的發展。專利號為201010112133. χ的專利文獻公開了一種甜櫻桃矮化貼新梢扦插誘導生根三級調控棚，采用大棚套小棚的雙層遮陽網、雙層塑料薄膜、雙層噴淋結構的育苗設施，能夠對育苗環境進行三級調控，把生根環境因子控制在要求指標以內，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簾機、塑料薄膜、墻體等設施，溫、濕度由人工操控，初投資高，勞動強度大，溫度不能準確調控，存在使育苗環境出現35°C以上高溫的風險，而藍莓嫩梢插穗生根過程對35°C以上溫度非常敏感，短時間的高溫就會造成大量死亡，從而影響育苗的成活率。

發明內容
為解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，采用大棚套小棚、雙層遮陽網、單層塑料薄膜的結構，結合溫控儀表、間歇噴淋控制器控制地下井水噴淋及人工操作，對小拱棚內的藍莓嫩梢扦插生根環境因子進行調控，將其控制在要求指標內，從而提高藍莓的育苗成活率及育苗質量。為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下
一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，包含有大拱棚和均勻設置于大拱棚內的小拱棚，大拱棚內設置有與潛水泵連接的主水管，每個小拱棚的上方均設置有與主水管連通的可調噴頭，小拱棚內均勻設置有生根穴盤，生根穴盤下方設置有漏水沙床，小拱棚內設置有溫度傳感器、濕度檢測器和光照檢測器，溫度傳感器通過信號電纜與設置于大拱棚外部的溫控儀表連接，其特征在于，所述大拱棚包含有鋼管支架和固定在鋼管支架上的鋼管橫梁，鋼管橫梁上方鋪設有大拱棚遮陽網，所述小拱棚的小棚支架上方依次鋪設有塑料薄膜和小拱棚遮陽網，溫控儀表與潛水泵之間連接有間歇噴淋控制器。所述間歇噴淋控制器包含有電源轉換及輸出控制電路以及分別與其連接的機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路、觸發器電路II和機械式撥碼調節分定時電路，所述機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、機械式撥碼調節分定時電路、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路順次連接，所述機械式撥碼調節秒定時電路與控制信號轉換電路連接，所述觸發器電路II分別與機械式撥碼調節秒定時電路、機械式撥碼調節分定時電路連接。所述溫控儀表的工作環境溫度為-5 53°C。所述大拱棚遮陽網的遮光率為50%。所述小拱棚遮陽網的遮光率為60%。本發明采用大棚套小棚、雙層遮陽網單層層塑料薄膜的結構模式，利用地下井水的天然低溫資源和遮陽網的遮光降溫、保溫保濕特性以及小拱棚塑料薄膜的透光保溫來調控小拱棚內溫、濕度，不但節省了初投資，還大幅度降低了勞動強度和操作難度，從而降低了育苗成本，采用遮光率50 %的遮陽網全面覆蓋在大拱棚外層，不用調節遮陽面積，就能把大拱棚氣溫控制在25°C 38°C范圍內，再通過對小拱棚遮陽網、塑料薄膜、間歇噴淋等設施的半自動的調控，就能把小拱棚溫、濕度動態控制在藍莓最佳育苗溫度25°C 35°C和最佳育苗濕度85 % 100 %范圍內，避免了小拱棚內出現高溫的風險，提高了藍莓育苗的自動化水平。在高溫季節，本發明使小拱棚內氣溫、相對濕度、光照、地溫等藍莓嫩梢扦插生根環境因子經過二次調控，動態調控范圍、精度、穩定性與傳統的溫室大棚相比，都有了實質性提高，可以快速把主要生根環境因子控制在要求指標以內，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個月提高到3個月，同時新苗根系質量也有了顯著提高。


圖1為本發明的棚體結構示意圖2為本發明的間歇噴淋控制器的電路原理示意圖； 圖3為本發明工作原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述
如圖1所示為本發明所采用的棚體結構示意圖，包含有大拱棚1和均勻設置于大拱棚1 內的BpB2A3三個小拱棚2。棚體沿南北方向建成，大拱棚主要由1遮光率50 %的大拱棚遮陽網9、鋼管橫梁8、鋼管支架7等組成，鋼管橫梁8固定在鋼管支架7上，鋼管橫梁8上鋪設有大拱棚遮陽網9，沿南北方向為長度，其長、寬、頂高尺寸分別為80m、7m、2m;小拱棚2 建在大拱棚1內，南北方向為長度，其長、寬、頂高尺寸分別為77 m、1.9 m、0.65 m，主要由遮光率60 %的小拱棚遮陽網12、塑料薄膜11、小拱棚支架10、生根穴盤5、漏水沙床6等組成，小拱棚支架10上依次鋪設有塑料薄膜11和小拱棚遮陽網12，小拱棚2內部設置生根穴盤5，生根穴盤5下方設置有漏水沙床6，漏水沙床6高18cm，主要作用使將噴淋水漏入地下，防止在生根穴盤5下形成水洼。大拱棚1內設置有與潛水泵連接的主水管3，距小拱棚 2的頂部50cm處設置有與主水管3連通的可調噴頭4，沿南北方向每IOOcm設1個，這樣三個小拱棚2對應三根主水管3及~、A2、A33個可調噴頭4。小拱棚2內設置有溫度傳感器、 濕度傳感器、光照傳感器，分別放置在具有溫度、濕度、光照代表性的位置，通過信號電纜分別與設置于大拱棚1外部值班室的溫控儀表、濕度檢測儀、光照檢測儀連接，溫控儀表的工作環境溫度由原來的1 40°C改進為-5 53°C，適宜用于在高溫季節藍莓育苗。溫控儀表與可調噴頭4之間連接有間歇噴淋控制器。如圖2所示，所述間歇噴淋控制器包含有電源轉換及輸出控制電路以及分別與其連接的機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路、觸發器電路II和機械式撥碼調節分定時電路，所述機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、機械式撥碼調節分定時電路、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路順次連接，所述機械式撥碼調節秒定時電路與控制信號轉換電路連接，所述觸發器電路II分別與機械式撥碼調節秒定時電路、機械式撥碼調節分定時電路連接。為方便說明，根據功能劃分，將潛水泵、設置于其上的電磁閥及與潛水泵連通的可調噴頭4簡稱為執行器件。電源轉換及輸出控制電路受來自溫控儀表的信號控制，當接收到上限控制信號時，輸出轉換后的直流穩壓電源，分別為機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路、觸發器電路II和機械式撥碼調節分定時電路六個單元電路提供適宜的工作電源，當接收到下限控制信號時，無工作電源輸出，六個單元電路和執行器件均進入斷電狀態。所述機械式撥碼調節秒定時電路輸出兩種控制信號，一種輸送到控制信號轉換電路，使該電路輸出噴淋控制信號，控制輸出功率轉換電路定時輸出功率適宜的電能，推動執行器件進入噴淋工作狀態，另一種信號在機械式撥碼調節秒定時電路定時結束時產生，控制觸發器電路I產生觸發信號，該信號使機械式撥碼調節分定時電路開始計時，并輸出兩種信號，一種信號使控制信號轉換電路輸出間隔控制信號， 控制輸出功率轉換電路停止輸出電能，使執行器件斷電，另一種信號在機械式撥碼調節分定時電路定時結束時產生，用來控制觸發器電路II產生觸發信號，該信號控制機械式撥碼調節秒定時電路重新開始計時，并輸出控制信號，使執行器件又進入噴淋工作狀態，這樣， 噴淋和間隔兩種工作狀態形成自動無限循環，直到溫控儀表輸出下限控制信號為止。該間歇噴淋控制器專為果樹扦插育苗設計，具有操作簡單、時控準確、適應惡劣工作環境、故障率極低的特點，可以在頻繁斷電、電源電壓大幅度波動的惡劣用電環境中使用。噴淋時間可在廣99內秒任意設定，間隔時間可在廣99分內任意設定，噴淋和間隔時間自動無限循環運行，定時誤差<0.6%。通電和斷電狀態均可調整設定時間，意外斷電再通電后，不用重新設定參數，可自動回復到斷電前工作狀態繼續工作。如圖3所示，本發明采用大棚套小棚、兩層遮陽網一層塑料薄膜的結構模式，改進了溫控儀表的工作環境溫度，充分利用天然低溫的地下井水，結合人工操作和間歇噴淋控制器對小拱棚內的主要環境因子進行調控，使其動態保持在要求指標內，適合在高溫季節進行藍莓育苗。改進后的溫控儀表在大拱棚1外以LED方式顯示檢測值及設定值，同時根據檢測值的變化自動輸出控制信號，由人工根據顯示值和小拱棚2內育苗環境因子的變化規律， 調節小拱棚2的遮陽面積、薄膜縫隙、噴水形狀，設定噴淋及間隔時間，與溫控儀表輸出的控制信號結合，共同控制間歇噴淋控制器的工作狀態，實現利用地下井水對小拱棚2的遮陽網12、塑塑料薄膜11及棚內育苗基質的間歇性自動噴淋，在大拱棚遮陽網9調控的基礎上，控制小拱棚2內主要育苗環境因子溫度、濕度、光照和地溫動態保持在最佳范圍內。氣溫、地溫、濕度、光照四種參數是藍莓嫩梢扦插育苗的主要環境因子，因光照和地溫都與氣體溫、濕度調控關系密切，所以在調控某一項因子時，需根據氣體溫、濕度與光照和地溫的相互影響規律進行。下面具體說明對氣溫、地溫、濕度、光照四種環境因子的調控情況。1)氣溫調控
藍莓嫩梢扦插育苗過程要求的氣溫變化范圍是25°C 35°C，每年的5月中旬到9月初的時間段，光照強度大，氣溫高，如沿用傳統的塑料薄膜大棚，稍有不慎，就會在棚內造成遠高于35°C的高溫環境，使大批藍莓嫩梢插穗在生根過程死亡。因此，大拱棚1不設塑料薄膜，只有一層遮陽網，利用大拱棚遮陽網9的遮光降溫、保溫保濕、等特性來調控大拱棚1內的溫度，效果良好。采用遮光率50 %的遮陽網全面覆蓋在大拱棚1外層，不用調節遮陽面積，就能把大拱棚1氣溫控制在25°C 38°C范圍內。小拱棚2內溫度調控包括氣溫和地溫，由溫控儀表自動控制間歇噴淋控制器、結合人工操作共同完成。當小拱棚2氣溫達到溫控儀表的上限設定值時，溫控儀表自動輸出上限控制信號，使間歇噴淋控制器得電工作，控制潛水泵、可調噴頭等執行器件開始自動間歇噴淋，使小拱棚2氣溫下降。同理，當氣溫達到溫控儀表的下限設定值時，間歇噴淋控制器斷電，執行器件停噴，使氣溫上升。當大拱棚1氣溫符合要求時，將小拱棚遮陽網12和塑料薄膜11同時卷起，使大小棚氣溫一致。人工操作主要是調節溫度上升、下降的速度。當小拱棚2氣溫需快速升高時，把小拱棚2遮陽面積調到最小，小拱棚2由塑料薄膜11密閉覆蓋，靠塑料薄膜11的透光和保溫特性快速提升小拱棚2氣溫。同理，當小拱棚2氣溫需保持或慢速升高時，增加小拱棚2遮陽面積。當小拱棚2氣溫需快速降低時，將塑料薄膜11和小拱棚遮陽網12都調整到密閉狀態，由天然低溫的井水間歇噴淋在塑料薄膜11和小拱棚遮陽網12上，在塑料薄膜11上形成薄層水流，在小拱棚遮陽網12上形成水膜，并不斷蒸發，靠這種水流和蒸發及大小棚遮陽網的二次遮光，使小拱棚2內氣溫不斷降低，同理，需保持或慢速降低小拱棚2氣溫時， 減少小拱棚2遮陽面積。人工操作還包括噴淋和間隔時間、噴水形狀(霧狀、點狀、細絲狀)的調節，需快速降溫時，增加噴淋時間或減少間隔時間，同時，噴點狀或細絲狀水。需慢速降溫或保溫時，減少噴淋時間或增加間隔時間，同時，噴霧狀水或不噴水。當要保持小拱棚2氣溫時，需根據當時的自然光溫條件及小拱棚2內氣溫變化規律，適當調節井水噴淋時間和噴水形狀，使小拱棚2氣溫穩定在要求值。2)地溫調控
地溫(育苗基質的溫度)調控，要與氣溫調控相結合，主要靠調整氣溫和噴水時間及形狀完成，需升高基質溫度時，增加或保持小拱棚2氣溫，調節可調噴頭4噴霧狀水或不噴水， 使基質內漏過的水量減小，基質溫度自然回升。反之需降低或保持小拱棚2氣溫，調節可調噴頭4噴絲狀水，使基質內漏過的水量增加，基質溫度下降。本基質為苔蘚，本調控可以把育苗基質動態控制在最佳育苗溫度25-32 °C的任何值。3)濕度調控
小拱棚2內濕度調控，由間歇噴淋控制器控制潛水泵、主水管3、可調噴頭4等執行器件自動完成，間歇噴淋控制器的噴淋和間隔時間，由人工根據濕度檢測值設定，并根據小拱棚 2內濕度變化規律定期對育苗穴盤5噴淋，噴水形狀可以是霧狀、點狀和細絲狀，通過增加噴水時間或減少間隔時間來加小拱棚2內濕度。同理，通過減少噴水時間或增加間隔時間降低小拱棚2內濕度。本調控可以把小拱棚2內濕度動態控制在最佳育苗濕度85 % -100%內的任何值。4)光照調控
小拱棚2內光照調控由人工根據光照監測值調節小拱棚2遮陽網遮蓋面完成，需結合當時光溫相互影響規律，與溫度共同調控，需增加光照時，減小遮陽面積，反之增加遮陽面積。綜上所述，使用該系統育苗與常規藍莓露地扦插育苗相比，生根時間縮短，生根率及新苗成活率升高，育苗周期明顯縮短，同時新苗根系質量普遍顯著提高。與組培育苗相比，平均育苗成本下降了 85 %，與大棚套小棚的雙層遮陽網、雙層塑料薄膜、雙層噴淋結構的育苗設施相比，節省了大棚卷簾機、塑料薄膜、墻體等設施，溫、濕度由人工操作改為半自動聯控，顯著降低了初投資和勞動強度，提高了自動化水平。當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，包含有大拱棚(1)和均勻設置于大拱棚(1)內的小拱棚(2)，大拱棚(1)內設置有與潛水泵連接的主水管(3)，每個小拱棚(2)的上方均設置有與主水管(3)連通的可調噴頭(4)，小拱棚(2)內均勻設置有生根穴盤(5)，生根穴盤(5)下方設置有漏水沙床(6)，小拱棚(2)內設置有溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器，上述三種傳感器分別通過信號電纜與設置于大拱棚(1)外部的溫控儀表、 濕度檢測儀和光照檢測儀連接，其特征在于，所述大拱棚(1)包含有鋼管支架(7)和固定在鋼管支架(7)上的鋼管橫梁(8)，鋼管橫梁(8)上方鋪設有大拱棚遮陽網(9)，所述小拱棚 (2)的小棚支架(10)上方依次鋪設有塑料薄膜(11)和小拱棚遮陽網(12)，溫控儀表與潛水泵之間連接有間歇噴淋控制器。
2.根據權利要求1所述的一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，其特征在于，所述間歇噴淋控制器包含有電源轉換及輸出控制電路以及分別與其連接的機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路、觸發器電路 II和機械式撥碼調節分定時電路，所述機械式撥碼調節秒定時電路、觸發器電路I、機械式撥碼調節分定時電路、控制信號轉換電路、輸出功率轉換電路順次連接，所述機械式撥碼調節秒定時電路與控制信號轉換電路連接，所述觸發器電路II分別與機械式撥碼調節秒定時電路、機械式撥碼調節分定時電路連接。
3.根據權利要求1所述的一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，其特征在于，所述溫控儀表的工作環境溫度為-5 53°C。
4.根據權利要求1所述的一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，其特征在于，所述大拱棚遮陽網(9)的遮光率為50%。
5.根據權利要求1所述的一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，其特征在于，所述小拱棚遮陽網(12)的遮光率為60%。
全文摘要
本發明公開了一種藍莓嫩梢扦插育苗環境溫、濕度半自動調控系統，涉及自動化控制和新苗快繁領域，采用大棚套小棚、雙層遮陽網、單層塑料薄膜的結構，結合溫控儀表、間歇噴淋控制器控制地下井水噴淋及人工操作，對小拱棚內的藍莓嫩梢扦插生根環境因子進行調控，將其控制在要求指標內，從而提高藍莓的育苗成活率及育苗質量。
文檔編號A01G9/22GK102405802SQ20111025741
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者劉慶忠, 宗曉娟, 張道輝, 徐麗, 李國田, 王甲威, 王絳輝, 陳凱, 魏海蓉 申請人:山東省果樹研究所