专利名称：一种家电型育苗箱及其育苗方法育苗移栽技术较大田直播具有节省用种量、延长作物生长期、促进早熟、提高单产等优点。育苗移栽技术自本世纪初开始迅速发展，主要有营养钵育苗、轻简化育苗、大型集中智能育苗温室育苗等方式。营养钵育苗移栽应用广泛，但随着我国农村劳动力转移，出现农业种植用工难、管理难的局面一方面家庭承包这种分散农业经营方式表现为劳力老龄化；另一方面大户承包、专业合作组织等集中管理农业经营方式存在管理粗放的问题，导致营养钵育苗移栽过程中钵体变小、钵土变瘦、营养不足等问题的出现。 轻简化育苗技术多是建设或利用现有的日光温室、塑料大棚和小型拱棚等设施进行操作，育苗过程受自然条件和设施设备的性能影响一是天气剧烈变化会导致设施育苗环境温度骤升骤降，不利于幼苗出苗和生长；二是设施内往往光照不合理，一部分长波自然光被设施的外层薄膜/玻璃等反射吸收，导致幼苗生长受影响，健壮苗比率下降。建设大型集中智能育苗温室耗资巨大、需耕地多，不符合集约化和资源高效利用原则。以上现状表明传统的育苗移栽技术需要向更轻简、更智能的技术发展。
为解决传统育苗移栽技术所需劳动量大、受气候骤变影响大、设施内光照不合理等问题，进一步发展更轻简、更智能便捷的育苗设备和方法，同时满足家庭用户和作业简单需要，本发明的目的在于提供一种家电型育苗箱。本发明提供的家电型育苗箱由育苗箱体、育苗抽板、给水系统、温控系统、补光系统和控制系统构成，育苗抽板设于育苗箱体内，将育苗箱体内的空间划分为若干层，每层设有补光系统，给水系统供水至每层育苗抽板，温控系统控制育苗箱体内的温度，控制系统控制给水系统、温控系统、补光系统。所述育苗箱体，设有4根竖直的支架，支架材料优选角铁；包裹支架的箱底、箱壁、箱顶和门为透明的材料，优选透明的有机亚克力板；门为滑动门，通过门滑轨安装在支架上。所述的育苗抽板，由板身和导轨活动杆构成；板身长宽比的比值范围为2. 3-2. 6，长度和宽度范围分别优选235-245cm和90-100cm ;板身分为板沿和板底；板沿高3-5cm，优选4cm ;板底设有用于储水的周槽和条槽，各条槽与周槽相连。所述的给水系统，由水管、控制阀和湿度传感器组成。其中，所述的水管具有进水接口和出水口 ；所述的控制阀，优选电磁阀。进水接口将外接水源引入水管，水管穿过箱体通过出水口分别向每层育苗抽板的周槽内供水，水经过周槽流入条槽。育苗时，穴盘/育苗盒放置在育苗抽板上，其底部接触条槽，水流入条槽后通过穴盘/育苗盒底部溢水孔补给穴盘/育苗盒内的基质。周槽上装有湿度传感器，检测周槽内空气含水量或穴盘/育苗盒内基质含水量，将检测结果发送到控制系统，通过控制阀的通断来供/停水，保持周槽水位深度和基质含水量在设定范围内。所述的温控系统，由通风散热装置、加热装置和温湿度传感器组成。每个育苗层都安装有温湿度传感器，连接到控制系统，用于检测各层温湿度；每个育苗层装有通风散热装置，通风散热装置优选风扇；加热装置优选空气加热线。当温湿度传感器检测到温湿度超过设定范围时，加热装置与通风散热装置开启或关闭，进行加热或抽湿排气降温。所述的补光系统，主要由各层育苗抽板上方的LED光源板组成，光源板上灯具组排列如下由9个接插式LED灯组成一个3X3正方形，每个3X3正方形有位于四个角和中心的红光LED灯(中心峰值为660nm) 5个，有位于四条边中点的蓝光LED灯(中心峰值为450nm) 4个；若干个3X3正方形排成行，间距优选9-lOcm ;再沿育苗箱长向排列若干行，行距优选13-15cm ;每行的所有红光LED灯连接为一条线路后连接一个电源和一个开关，每行的所有蓝光LED灯连接为一条线路后连接一个电源和一个开关。一块光源板上各行LED 灯连接成的各条线路之间独立工作，互不影响，各块光源板组成一个可组合的补光体系。其中，LED灯优选直径为3mm的接插式LED灯；电源优选电压为220V的电源。所述的控制系统，由触摸屏、PLC控制系统和电源组成触摸屏与PLC控制系统连接，用于输入和设定工作参数；PLC控制系统连接控制给水系统、温控系统和补光系统；控制系统电力可在蓄电池和外接电源电路间切换。本发明还提供上述家电型育苗箱在农作物育苗中的应用，包括如下步骤I)准备基质；2)播种；3)开启本发明所述的家电型育苗箱电源，设置补光、给水、温控的工作参数；4)施肥。所述的家电型育苗箱，优选棉花家电型育苗箱所述的育苗抽板水平装入育苗箱体，将育苗箱体内的空间划分为若干层，针对棉花，层高优选为50-70m。利用上述家电型棉花育苗箱在棉花育苗中的应用，包括如下步骤I)准备基质在育苗箱的每层育苗抽板上放置育苗穴盘或者育苗盒，在育苗穴盘/育苗盒中装填育苗基质，育苗穴盘以装满为准，育苗盒以装至基质高9-lOcm为准，播种前烧透水，抹平表面；2)播种适时播种(播种时间同棉花营养钵育苗技术，一般长江流域早春棉在4月上中旬，连作晚春棉在4月下旬或5月初，黄河流域播种在4月初，短季棉移栽在5月初);商品种需达到棉花种子行业执行标准(GB4407. 1-1996)，毛子脱绒后精选健康优质的种子播种；穴盘育苗在穴盘孔中心将棉种点入，每穴1-2粒，育苗盒育苗按行距9-lOcm、粒距2-3cm摆播，播深2_3cm，播后刮平床面轻压；3)开启控制系统，设置补光、给水、温控的工作参数，具体设定如下a光源管理播种后开全部LED灯补光增温；出苗后，改用白天全部红光LED灯照12小时，晚上1/2的蓝光LED灯照12小时；第一片真叶长出后，改用白天1/2红光LED灯和全部蓝光LED灯照10小时；长出第二片真叶至移栽前，改用白天全部蓝光LED灯照14小时；b给水管理出苗前不补水，出苗后5-7天补水I次，每次开启给水系统阀门浇足基质;c温湿度管理育苗期间，控制箱内温度19_30°C，湿度> 85%，育苗基质含水量15-30% ；4)施肥在子叶平展后，用助壮素5-10ppm喷施，使用量为500-800ml/m2,或用O.5-2%促根剂溶液浇灌床底，使用量为1000-2000ml/m2 ;在移栽，喷施O. 2-0. 6%的磷酸二氢钾水溶液或O. 5-1. 5%的尿素水溶液，喷施量为200-400ml/m2。本发明的有益效果在于·(I)利用育苗箱在室内育苗，节省了耕地；育苗箱内用育苗抽盘分为若干层，提高了空间利用率；一个育苗箱育成的幼苗量基本能满足一户普通农户的需求，家电式的管理更简单。以棉花育苗为例，一个育苗箱育成的幼苗量达2000-3000株，基本能满足一户普通棉农1-2亩棉田的棉株的需求。(2)层高针对可针对不同作物设计，以棉花育苗为例，棉花育苗时适宜的天数大概为30-40天，此时棉花生长苗高在18-25cm，比较适合移栽成活返苗，将层高设计为50-70cm，可以保证育苗全过程中幼苗叶片和近地茎的受光照均匀度，通过光温促控棉花壮苗，同时育苗人员操作方便，在使用最小空间的同时，保障棉花幼苗健壮生长。(3)育苗箱底装有轮子，可自由移动箱体室外温度合适时将育苗箱移动到室外，利用室外自然光照，节省能源；室外温度不利于幼苗生长时，将育苗箱移动到室内，避免幼苗受到伤害。(4)育苗箱的门和育苗抽板可自由抽拉调整，当环境温度适宜育苗时，可将育苗箱的门抽离，将育苗抽板拉出至合适位置，各层间错开，使层间接受外界光照时不相互遮挡干涉，最大限度利用自然光，节省补光时的能源消耗。(5)育苗箱的箱底、箱壁、箱顶和门选用透明的有机亚克力板，光线可以直接透过，增加了箱内自然光照。(6)植物只对光谱中280_1000nm的光有不同生物效应，并表现为2个吸收峰值610-720nm的红、橙光和400_510nm的蓝、紫光。本发明用红光LED灯和蓝光LED灯进行人工补充光源，增强光质以满足幼苗的生长需求。(7)光源板上16排的LED灯连接设计为并联式，这样首先保证每个LED灯有一致的电源电压，且当个别灯出现问题时不影响其他灯，另外，根据幼苗对光照的需求，可以灵活的控制各条线路的LED灯的开关进行最适合的光照补充。(8)育苗箱的给水系统和温控系统严格控制幼苗生长的水分、温度、湿度，使幼苗生长健壮一致，提高了成苗系数。(9)通过控制系统可设定育苗期间的补光、给水、温湿度等参数，操作简单，便捷有效，大大降低了对劳动力的需求，实现家电式育苗。(10)电力可在外接电源电路和蓄电池间切换，确保断电时补光系统、温控系统、补水系统、控制系统的用电，杜绝断电对对幼苗生长的影响。图I为本发明育苗箱的结构示意图；图2为本发明育苗箱的正面结构示意图；图3为育苗抽板结构示意图图4为育苗抽板剖视图；图5为一排LED灯排列不意图；图6为一个3X3正方形LED灯的串联线路图。图中，I :箱体、11 :支架、12 :轮子、13 :导轨、14 :门滑轨、15 :门、2 :育苗抽板、21 导轨活动杆、22 :板沿、23 :板底、231 :周槽、232 :条槽、3 :给水系统、31 :水管、311 :进水接口、312 :出水口、32 :电磁阀、33 :湿度传感器、41 :轴流风扇、42 :空气加热线、43 :温湿度传感器、5 :光源板、51 :蓝光LED灯、52 :红光LED灯、61 :触摸屏、62 :PLC控制系统、63 :蓄电池。

I、育苗抽板2、给水系统3、温控系统、补光系统和控制系统构成，育苗抽板2设于育苗箱体I内，将育苗箱体I内的空间划分为若干层，每层装有光源板5作为补光系统，给水系统3供水至每层育苗抽板2，温控系统控制育苗箱体内的温度，控制系统控制给水系统3、温控系统、补光系统。育苗箱体I的支架11由4根竖直的角铁构成，箱体I尺寸为240cmX IOOcmX 160cm(长X宽X高)，包裹支架的箱底、箱壁、箱顶和门15为厚I. 5cm的透明有机亚克力板，门15通过门滑轨14安装在支架11上，可左右自由滑动甚至滑离箱体1，育苗箱体底部距地表20cm，装有轮子12。育苗抽板2通过固定在箱体支架11上的导轨13安装到箱体I内。育苗抽板2的具体构造如图3、图4所示，由板身和导轨活动杆21构成；板身分为板沿22和板底23 ;板底设有用于储水的周槽231和条槽232，各条槽232与周槽231相连。育苗抽板2尺寸设计为235CmX90CmX4Cm (长X宽X高)，导入育苗抽板2的位置自箱底部向上依次高0cm、60cm、110cm。给水系统3由水管31、电磁阀32和湿度传感器33 (见图3、图4)组成，水管31具有进水接口 311和出水口 312。进水接口 311将外接水源引入水管31，水管31穿过箱体I通过出水口 312分别向每层育苗抽板2的周槽231内供水，水经过周槽231流入条槽232。周槽上装有湿度传感器33，检测周槽内空气含水量或穴盘/育苗盒内基质含水量，并经由控制系统控制电磁阀32的通断来供/停水，保持周槽水位深度和基质含水量在设定范围内。温控系统由轴流风扇41、空气加热线42和温湿度传感器43组成每个育苗层都安装温湿度传感器43，连接到控制系统，用于检测各层温湿度；育苗箱体I的每层空间箱壁上装有轴流风扇41，连接到控制系统；空气加热线42呈M字形无交叉往复排绕在箱体I后壁上，连接到控制系统上。当温湿度传感器43检测到温湿度超过设定范围时，空气加热线42与对应层的轴流风扇41开启或关闭，进行加热或抽湿排气降温。补光系统主要由各层育苗抽板上方的LED光源板5组成,光源板上灯具组排列如下共计1440个直径为3mm的接插式LED灯，沿育苗箱长向等距排成16排，每排等距分为10束，每束排列具体见图6 :由9个LED灯组成一个3X3正方形，每个3X3正方形有位于四个角和中心的红光LED灯52 (中心峰值为660nm)5个，有位于四条边中点的蓝光LED灯51 (中心峰值为450nm)4个。每排LED灯排列情况参见图5，每排的所有红光LED灯52连接为一条线路后连接一个电源和一个开关，每排的所有蓝光LED灯51连接为一条线路后连接一个电源和一个开关，每排灯具的使用电压为220V ;—块光源板上16排的LED灯连接的32条线路(16条红光LED灯线路，16条蓝光LED灯线路)之间独立工作，互不影响；各块光源板组成一个可组合的补光体系。控制系统由触摸屏61、PLC控制系统62和电源组成触摸屏61与PLC控制系62统连接，用于输入和设定工作参数；PLC控制系统62连接控制给水系统3、温控系统和补光系统；控制系统电力可在蓄电池63和外接电源电路间切换。
实施例2双层家电型育苗箱按照本发明设计制造双层家电型育苗箱,箱体尺寸250cmX 105cmX 140cm (长X宽X高)，育苗箱体底部距地表5cm，抽板尺寸设计为245cmX99cmX5cm (长X宽X高)，导入育苗抽板的位置自箱底部向上依次高0cm、70cm，其它构造同实施例I。实施例3使用三层家电型育苗箱进行棉花育苗使用实施例I中的家电育苗箱进行棉花育苗。通过调研，以河南安阳(N36. 30° )气候和建筑条件为例，自3月底室内平均气温就可以达到14°C以上，夜间最低温度可达到12°C;4月平均室温在19°C以上，日最高最低气温差值仅在1-4°C内，不存在霜冻，大风等室外剧烈天气变化，是较为稳定的棉花育苗温度环境。 具体育苗过程包括如下步骤I)准备基质准备育苗盒(购自农贸市场，长X宽X高为55cmX33cmX15cm)，在育苗盒中装填育苗基质，以装至基质高9-lOcm为准，播种前浇透水，抹平表面。2)播种4月3日播种，棉花种子购自中棉种业有限责任公司，品种为中棉所50(发芽率为92%)，按行距10cm、粒距3cm摆播，播深2-3cm，播后刮平床面轻压，将播种后的育苗盒放置到育苗抽板上，每层放置8个，共24个，关上箱门。a光源管理播种后开全部LED灯补光增温；出苗后，改用白天全部红光LED灯照12小时，晚上1/2的蓝光LED灯照12小时；第一片真叶长出后，改用白天1/2红光LED灯和全部蓝光LED灯照10小时；长出第二片真叶至移栽前，改用白天全部蓝光LED灯照14小时；b给水管理出苗前不补水，出苗后5-7天补水I次，每次开启给水系统阀门浇足
基质;c温湿度管理育苗期间，控制箱内温度19_30°C，湿度> 85%，育苗基质含水量15-30% ；4)施肥在子叶平展后，用助壮素5ppm喷施，使用量为800ml/m2 ;在移栽，喷施
O.6%的磷酸二氢钾水溶液200ml/m2。
至4月10日出苗，出苗率为93.6% ;5月5日移栽，栽前测定幼苗参数，平均苗高为22. 5cm，平均茎粗I. 866cm，平均真叶数2. 6片/株，移栽成活率达到98%。实施例4使用双层家电型育苗箱进行棉花育苗使用实施例2中的家电育苗箱进行棉花育苗。具体包括如下步骤I)准备基质准备育苗穴盘(购自农贸市场，穴盘规格为100孔，长X宽X高为58cmX32cmX4. 5cm),在穴盘中装填育苗基质，以装满穴空孔为准，播种前浇透水，抹平表面。2)播种5月I日播种，棉花种子购自中棉种业有限责任公司，品种为中棉所50(发 芽率为92%)，每穴点播I粒种子，播深2-3cm，播后刮平表面轻压，将播种后的穴盘放置到育苗抽板上，每层放置12个，共24个，关上箱门。3)开启控制系统电源开关(停电时，系统自动切换至蓄电池供电)，在箱体侧面的触摸屏上设置补光、给水、温控的工作参数，各个时期的具体设定如下a光源管理播种后开全部LED灯补光增温；出苗后，改用白天全部红光LED灯照12小时，晚上1/2的蓝光LED灯照12小时；第一片真叶长出后，改用白天1/2红光LED灯和全部蓝光LED灯照10小时；长出第二片真叶至移栽前，改用白天全部蓝光LED灯照14小时；b给水管理出苗前不补水，出苗后5-7天补水I次，每次开启给水系统阀门浇足
基质;c温湿度管理育苗期间，控制箱内温度19_30°C，湿度> 85%，育苗基质含水量15-30% ；4)施肥在子叶平展后，用2%促根剂溶液浇灌床底，2000ml/m2 ;在移栽前3天，喷施I. 5%的尿素水溶液，喷施量为200ml/m2。至5月7日出苗，出苗率为94. 5% ;6月8日移栽，栽前测定幼苗参数，平均苗高为24. 5cm，平均茎粗I. 748cm，平均真叶数2. 8片/株，移栽成活率达到99%。


本发明属于农作物育苗装置领域，涉及一种家电型育苗箱及其育苗方法。本发明提供一种家电化育苗箱，由育苗箱体、育苗抽板、给水系统、温控系统、补光系统和控制系统构成。本发明还提供使用上述家电型育苗箱的育苗方法。本发明利用育苗箱在室内育苗，节省了耕地，避免育苗过程中受气候骤变的影响，且采用PLC控制系统控制育苗工程中的补光、给水、温度、湿度，大大降低了对劳动力的需求，并精准提供了幼苗生长的最佳环境条件。