本发明属于农业工程技术领域，具体涉及一种阶段式水培牧草培养装置及培养方法。
背景技术：
牧草短缺已严重影响畜牧业的发展，特别在高寒牧区，夏秋季节很短，而在漫长的冬春季节牧草严重不足。一般依靠有限的夏秋储备天然草料或野外残留干草供牲畜冬春食用，如遇旱情或冬雪，就会出现规模化牲畜灾害。对于牛羊来说，在冬季育羔时期，需要对大小牛羊补充新鲜饲料，尤其是新鲜草料。目前利用温室大棚在冬季种植牧草，但周期长、产出率低、成本高。且生产地点固定，给应用和推广带来局限。
中国发明专利(公开号cn105660351a，发明名称：一种水培牧草系统集成及水培牧草系统控制装置和应用)公开了一种水培牧草系统集成及水培牧草系统控制装置和应用，其说明书和权利要求中均没有记载在控制装置中一体化的育种、育苗到成品采收等技术特征，也没有牧草分阶段、分生长环境的个性化培育，导致培养时间长等缺点。
公开号为cn103931472a中国发明专利和公开号为cn102124938a的中国发明专利分别公开了一种牧草连续生产方法和水培牧草连续生产装置。在生产方法方面，从种子到发芽、再到生长，都处在同样的生长环境，不符合自身生长规律，也不利于提高产出率。在生产装置方面，结构复杂，没有提供可实施的技术方案，不具备可操作性，不利于应用及推广。
而公开号为cn202799829u的中国实用新型专利公开了一种水培牧草种植盒，结构简单，属于单箱、单层培养方式，产出率低，不利用规模化生产，且没有分阶段个性培养技术特征。
技术实现要素：
为了克服目前水培牧草的方法和装置中存在的不足，本发明提供一种新的水培牧草培育方法，同时提供实现该方法的培育装置，从而弥补现有技术的不足。
本发明首先提供一种水培牧草培育方法，包括有如下的步骤：
1)种子萌发期的养殖
环境温度为25℃～26℃，对平铺在培养盘中的种子喷水，以保持种子始终湿润，不进行光照；待发芽后转入幼苗生长培育；
喷水优选为每天6～8次，每次10～30秒；
2)幼苗生长期
环境温度为23℃～24℃，利用峰值波长为660nm和440nm的红色和蓝色led灯实施光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为300～400，光照周期为每天6～12小时，培养期为3～4天后转入成草生长；
幼苗生长期喷水量为每天3～5次，每次30～60秒；
3)成草生长期
设定环境温度为21℃～22℃，同样利用波长为660nm和440nm的大功率红色和蓝色led灯实施光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为500～700，光照周期为每天12～16小时，培养期为3～4天。
成草生长期喷水量为每天1～2次、每次60～90秒。
本发明还提供一种适用于上述培养方法的培养装置，包含有种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱；在种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱内分别安装有加热器、喷水系统和换气系统；且在幼苗生长箱和成草生长箱内还安装有红光和蓝光led；
作为优选，其中红光和蓝光led的光强比为7:3；在幼苗生长箱和成草生长箱中红光led的功率均为50w，蓝光led的功率均为30w。
所述的加热系统，优选为陶瓷加热器；
所述的喷水系统，包括储水箱、水泵、出水管和喷头；
所述的换气系统，包含有进风扇和出风扇；
所述的种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱安装有用于进出的箱门；
更进一步的，种子萌发箱和幼苗生长箱；幼苗生长箱和成草生长箱之间通过抽拉式不锈钢板隔离。
本发明培养系统还包含有培养架和培养盘。
所述的培养架带有滑轮；
所述的培养盘采用不锈钢材质，在培养盘的底端带有条状排水槽，便于将喷淋其上的水及时排出。
本发明的优点在于：
1、在一个系统中设立了三个不同温度、湿度、浇水量及光照的生长环境，更有利于牧草的高效快速生长。
2、三个不同生长环境的培养箱同步错时使用，使成品牧草的产出周期达到最小，提高生产效率。
3、采用陶瓷加热器，利用其热辐射加热而不是传统培养箱风扇对热源的对流加热，更有利于保持环境湿度，更有利于牧草的生长。
4、培养架采用移动结构，在提高空间使用效率的同时，可以在不同环境的培养箱中方便移动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明培养箱中培养架结构图。
图4为本发明培养箱中培养盘结构图。
图中：1、箱体；2、种子萌发箱；3、幼苗培养箱；4、成草培养箱；5、隔离推拉门；6、陶瓷加热器；7、喷水头；8、储水箱；9、水泵；10、进水管；11、排水管；12、led光源；13、进风风扇；14、出风风扇；15、控制面板；16、箱门；17、培养架；18、培养架滑轮；19、培养盘；20、培养盘排水槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案实施进行更完整、细致的描述。
本发明首先提供一种适用于上述培养方法的培养装置，包含有种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱；在种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱内分别安装有加热器、喷水系统和换气系统；且在幼苗生长箱和成草生长箱内还安装有红光和蓝光led；
所述的加热系统，优选为陶瓷加热器；
所述的喷水系统，包括储水箱、水泵、出水管和喷头；
所述的换气系统，包含有进风扇和出风扇；
所述的种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱安装有用于进出的箱门；
更进一步的，种子萌发箱和幼苗生长箱；幼苗生长箱和成草生长箱之间通过抽拉式不锈钢板隔离。
所述的加热器、喷水系统、换气系统和红光和蓝光led通过自动控制系统进行运行。
本发明培养系统还包含有培养架和培养盘。
所述的培养架由五层独立的、可移动的架体组成，培养架带有滑轮；
所述的培养盘采用不锈钢材质，在培养盘的底端带有条状排水槽，便于将喷淋其上的水及时排出。
使用上述培养系统的培养方法，包括如下的步骤：
1)种子萌发期的养殖
环境温度为25℃～26℃，对平铺在培养盘中的种子喷水，以保持种子始终湿润，不进行光照；待发芽后转入幼苗生长培育；
喷水优选为每天6～8次，每次10～30秒；
2)幼苗生长期
环境温度为23℃～24℃，利用峰值波长为660nm和440nm的红色和蓝色led灯实施光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为300～400，光照周期为每天6～12小时，培养期为3～4天后转入成草生长；
幼苗生长期喷水量为每天3～5次，每次30～60秒；
3)成草生长期
设定环境温度为21℃～22℃，同样利用波长为660nm和440nm的大功率红色和蓝色led灯实施光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为500～700，光照周期为每天12～16小时，培养期为3～4天。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1：培养系统
结合图1、图2、图3和图4，所述的培养箱箱体1由不锈钢板制作，分3个独立的培养箱组成，即种子萌发箱2、幼苗培养箱3和成草培养箱4。3个培养箱之间是不锈钢板制成的推拉隔板5，当拉出隔板5时，可以将培养架17从一个培养箱移到另一个培养箱中。在每一个培养箱中安装有陶瓷加热器6，分别和各自的控制系统15相连，并通过培养箱中的温度传感器保持箱内环境温度在设定的温度值。每一个培养箱各有一套喷水头7，通过储水箱8供水，每个培养箱均有各自的水泵9通过pvc水管10和喷头7连接，水泵9由控制系统15控制喷水时间间隔和喷水量。在培养箱底部安装有排水管11，用于排放培养盘19流出的多余污水。在幼苗培养箱3和成草培养箱4中安装led光源12，采用峰值波长为660nm和440nm的大功率红色和蓝色led，红光和蓝光的强度比例为7:3。每个培养箱的总光强和光照周期分别由控制系统15控制。每一个培养箱均安装一个进风风扇13和出风风扇14，当培养箱中的温度超过设定值时，在停止陶瓷加热器6加热的同时，由控制系统15自动启动两个风扇，在降温的同时，也有效循环箱内空气，及时补充空气中的二氧化碳。而当温度返回到设定值时，自动停止两个风扇。三个培养箱均有箱门16，在每一扇门上留有观察玻璃窗。
控制系统15采用mcs-51单片机编程控制，来控制光照、加热器、喷水系统和换气系统。
实施例2：培养植物
称取2.5kg春性二棱大麦(hordeumdistichum)为牧草种源，经过12小时的浸泡、清洗后，分别盛入如图4所示的5个培养盘19中，每个培养盘19均有10°的倾角，在盘的底端开有0.5cm宽的排水槽20，种子铺设厚度约为1cm。将5个盛有种子的培养盘19分别置入如图3所示的五层培养架17之中，培养架17带有4只滑轮18。
将盛有种子的培养架17推入种子萌发箱2中，设定环境温度为26℃，喷水量为每天8次，每次10秒，培养期为3天。
三天后，拉开隔离门5，将种子萌发箱2中已出幼苗的牧草培养架17移入幼苗培养箱3中，同时，在种子萌发箱2中再重复置入一批新的种子。幼苗培养箱3的生长环境设定为：温度24℃；喷水量为每天5次、每次30秒；总光强为300；光照周期为每天12小时，培养期为3天。
再过三天后，再次拉开两个隔离门5，将幼苗培养箱3中的培养架移入成草培养箱4之中，同时，将后期置入种子萌发箱2中的幼苗移入幼苗培养箱3之中。将种子萌发箱2中再次置入一批新的种子。成草培养箱4的生长环境设定为：温度22℃；喷水量为每天2次；每次60秒；总光强为500；光照周期为每天16小时，培养期3天。
九天培养期后，从成草培养箱4中推出培养架17，收获牧草。同时，种子萌发箱2中再次置入新的种子，如此循环往复，各个培养箱错时利用，使得成品牧草的收获周期为3天。如果采用传统培养方式，成品牧草的收获周期为9天，且在9天内采用同样的生产培育环境，达不到最佳阶段式生长环境，达不到成品牧草的最优质量和产量。
1.一种水培牧草培育方法，其特征在于，所述的方法包括有如下的步骤：
1)首先进行种子萌发期的养殖
养殖期间的环境温度为25℃～26℃，对平铺在培养盘中的种子喷水，以保持种子始终湿润，不进行光照；待发芽后转入幼苗生长培育；
2)进入幼苗生长期的养殖
环境温度为23℃～24℃，利用峰值波长为660nm和440nm的红色和蓝色led灯进行光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为300μmol·m-2·s-1～400μmol·m-2·s-1，光照周期为每天6～12小时，培养期为3～4天后转入成草生长；
3)进入成草生长期的养殖
设定环境温度为21℃～22℃，利用波长为660nm和440nm的大功率红色和蓝色led灯进行光照，红光和蓝光的强度比例为7:3，总光强为500μmol·m-2·s-1～700μmol·m-2·s-1，光照周期为每天12～16小时，培养期为3～4天。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的1)种子萌发期的养殖中，喷水为每天6～8次，每次10～30秒。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的2)中幼苗生长期喷水量为每天3～5次，每次30～60秒。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3)中成草生长期喷水量为每天1～2次、每次60～90秒。
5.一种权利要求1-4任一项所述的方法所使用的培养装置，其特征在于，所述的培养装置包含有种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱；在种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱内分别安装有加热器、喷水系统和换气系统；且在幼苗生长箱和成草生长箱内还安装有红光和蓝光led。
6.如权利要求5所述的培养装置，其特征在于，所述的加热系统为陶瓷加热器；所述的喷水系统，包括储水箱、水泵、出水管和喷头；所述的换气系统，包含有进风扇和出风扇；
所述的种子萌发箱、幼苗生长箱和成草生长箱安装有用于进出的箱门。
7.如权利要求5所述的培养装置，其特征在于，所述的种子萌发箱和幼苗生长箱、幼苗生长箱和成草生长箱之间通过抽拉式不锈钢板隔离。
8.如权利要求5-7任一项所述的培养装置，其特征在于，所述的培养装置包含有培养架和培养盘。
9.如权利要求8所述的培养装置，其特征在于，所述的培养架带有滑轮。
10.如权利要求8所述的培养装置，其特征在于所述的培养盘采用不锈钢材质，在培养盘的底端带有条状排水槽。
技术总结