一种超低温的种子保存装置以及保存方法

技术领域

本发明涉及种子保存技术领域，具体为一种超低温的种子保存装置以及保存方法。

背景技术

将正常型种子进行低温保藏可以极大的延长其寿命，这在国际上已经形成共识，并且基于这一理论建立了多个农作物及野生植物种子库，目前种质资源保存方式为常温、低温保存和超低温三种方式，此三种保存方式的环境要求如下：

1、短期种子保存（常温）：种子库温度控制在15℃～20℃，相对湿度50%～60%，种子含水量12%以下，种子预期寿命2～5年。

2、中期种子保存（低温）：种子库温度控制在0℃～10℃范围，相对湿度不大于60％，种子含水量6%～9%，种子预期寿命10～30年。

3、长期种子冷库（超低温），种子库温度控制在-10℃～-20℃范围，相对湿度不大于60%。国际上对正常种子长期保存推荐的参考标准为-18℃或更低的温度条件，种子含水量5±1%（以湿重为基础），种子预期寿命30～50年，或者更长时间。

由于超低温方式的种子保存温度较低，加之环境中水份的影响，附着在种子上的水份会结冰，而种子吸收水份进行呼吸作用时也会产生水份，而目前种子基本都是堆积存放在种质资源库或种质箱内，导致种子在超低温环境下凝结在一起，在结束保存进行后期处理时，种子之间容易相互影响，造成种子表皮或整个损坏，降低了种子保存的存活率；其次，种子保存的过程中边缘的种子会凝结在箱体内壁，导致在取出种子时需要分离种子，造成种子取出的不便，同时也容易损坏种子，间接性降低了种子超低温保存的存活率，对后期的使用造成影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超低温的种子保存装置以及保存方法，将种子进行单腔保存，避免种子之间相互影响与凝结在一起，其次，定期或持续对种子进行翻动，防止种子凝结在种子腔的内壁上，保证在取出种子时不会损坏种子，提高超低温保存下种子的存活率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超低温的种子保存方法，包括以下步骤：

S1、种子保存前预处理；

S2、种子单腔保存；将种子单独放置在种子腔内进行保存；

S3、超低温种子保存；种子保存温度控制在-10℃～-20℃范围内；

S4、定期翻动种子；震动调整种子的姿态，保持种子的呼吸与活力；

S5、阶梯性升温解除种子休眠。

采用上述技术方案的效果为，将种子进行单腔保存，避免种子之间相互影响与凝结在一起，其次，定期或持续对种子进行翻动，防止种子凝结在种子腔的内壁上，保证在取出种子时不会损坏种子，提高超低温保存下种子的存活率。

在一些实施例中，在步骤S1中还包括种子清洗、种子饱满度筛选和种子阴干等过程。

一种超低温的种子保存装置，包括保存箱，所述保存箱的外侧壁设置有激振器，所述保存箱内设置有单腔储存机构，所述单腔储存机构包括偏转外框、偏转底板和储存板，所述偏转外框转动连接于所述保存箱的内壁，所述偏转底板转动连接于所述偏转外框的内壁，所述偏转底板上设置有所述储存板，其中，所述偏转外框的偏转轴线垂直于所述偏转底板的偏转轴线，所述储存板上开设有多个种子腔，所述种子腔的空间只能容纳一颗种子，所述偏转底板内开设有负压腔，所述储存板在种子腔的内壁位置开设有多个负压孔，所述负压孔与所述负压腔相通。

采用上述技术方案的效果为，将众多的种子直接放置在储存板上，然后偏转外框带动储存板转至倾斜状态，使种子产生运动或运动趋势，配合激振器产生的震动，使种子在储存板上运动，使种子自动滚入种子腔内，由于种子腔内只能储存单个种子，实现种子的单腔保存，而负压孔的设置将落入种子腔内的种子吸附，使落入种子腔内的种子不会因震动从种子腔内脱离，而未落入的种子移动到储存板的一侧，此时偏转外框反向转动带动储存板反转至倾斜状态，使种子从储存板的一侧向另一侧运动，如此反复多次，使绝大数的种子腔内均放置有种子，从而自动对种子进行单腔保存，降低了人工劳动强度，且提高了种子的放置效率。

在一些实施例中，所述储存板的侧壁环绕设置有限位侧板，所述限位侧板位于所述储存板的上方，所述限位侧板的高度小于种子的尺寸，所述储存板的上方设置有遮挡机构，所述遮挡机构包括移动设置的遮挡带，所述遮挡带用于在震动翻动种子时遮盖在所述储存板上。

在一些实施例中，所述遮挡机构还包括主动辊轴、从动辊轴和小型电机，所述偏转外框的两个相对侧壁上分别设置有移动支架和固定支架，所述主动辊轴和从动辊轴分别转动连接在所述固定支架和移动支架上，所述小型电机安装在所述固定支架上，所述小型电机的输出轴与所述主动辊轴的一端传动连接，所述遮挡带为环形，所述遮挡带传动套装在所述主动辊轴和从动辊轴上，所述偏转外框位于所述遮挡带的内环，所述遮挡带上开设有矩形通槽，所述矩形通槽的尺寸与所述储存板的尺寸相同，且所述矩形通槽能运行到所述储存板的正上方。

在一些实施例中，所述偏转外框设置移动支架的侧壁开设有矩形槽，所述矩形槽内滑动设置有张紧柱，所述张紧柱远离偏转底板的一端与所述移动支架连接，所述矩形槽内转动设置有丝杠，所述张紧柱螺纹连接在所述丝杠上，所述丝杠远离所述张紧柱的一端穿过固定支架并连接有旋帽。

在一些实施例中，所述丝杠轴线的两侧均设置有加强杆，所述加强杆包括固定杆和滑动杆，所述固定杆的一端与所述偏转底板固定连接，另一端滑动穿设有所述滑动杆，所述滑动杆远离所述固定杆的一端与所述移动支架连接，所述固定杆的侧壁螺纹连接有紧固螺栓，所述紧固螺栓穿入固定杆内与所述滑动杆抵接。

在一些实施例中，所述储存板为薄板结构，所述储存板采用向下凹陷突出的形式形成所述种子腔，所述偏转底板上对应所述种子腔开设有负压凹槽，所述负压凹槽的内壁包裹有弹性层，所述种子腔的柱体位于所述负压凹槽内并与所述弹性层过渡适配，所述负压凹槽的底部开设有通孔，所述通孔与所述负压腔相通，所述保存箱上设置有负压泵，所述负压泵通过负压管连通所述负压腔。

在一些实施例中，所述偏转底板的侧壁固定有偏转轴，所述偏转轴上套设有扭簧，所述偏转轴通过扭簧与所述偏转外框转动连接。

在一些实施例中，所述单腔储存机构设置有多个，多个所述单腔储存机构从上至下间隔设置，所述偏转外框的侧壁固定有从动轴，所述从动轴通过轴承与所述保存箱转动连接，所述保存箱的外壁固定有驱动箱，所述从动轴延伸至所述驱动箱内并设置有第一齿轮，相邻两个所述第一齿轮之间啮合有中间齿轮，所述驱动箱内转动设置有蜗杆，所述蜗杆的一端传动连接有电机，所述驱动箱内转动设置有传动轴，所述传动轴上键连接有蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述传动轴上键连接有第二齿轮，所述第二齿轮与最上方或最下方的所述第一齿轮啮合。

本发明的有益效果是：

1、将种子进行单腔保存，避免种子之间相互影响与凝结在一起，其次，定期或持续对种子进行翻动，防止种子凝结在种子腔的内壁上，保证在取出种子时不会损坏种子，提高超低温保存下种子的存活率。

2、将众多的种子直接放置在储存板上，然后偏转外框带动储存板转至倾斜状态，使种子产生运动或运动趋势，配合激振器产生的震动，使种子在储存板上运动，使种子自动滚入种子腔内，由于种子腔内只能储存单个种子，实现种子的单腔保存，而负压孔的设置将落入种子腔内的种子吸附，使落入种子腔内的种子不会因震动从种子腔内脱离，而未落入的种子移动到储存板的一侧，此时偏转外框反向转动带动储存板反转至倾斜状态，使种子从储存板的一侧向另一侧运动，如此反复多次，使绝大数的种子腔内均放置有种子，从而自动对种子进行单腔保存，降低了人工劳动强度，且提高了种子的放置效率。

3、定期或持续翻动种子，防止种子凝结在种子腔的内壁上，翻动种子时，遮挡带移动至储存板的正上方后，启动激振器，通过激振器使保存箱产生震动，进而使单腔储存机构产生震动，使种子在种子腔内跳动，使种子进行翻动，一方面防止种子凝结在种子腔的内壁，另一方面调整种子的姿态，避免种子部分区域长期接触种子腔的内壁影响透气，保证种子呼吸所需氧气，保持种子活力，由于遮挡带与储存板之间的高度小于种子的尺寸，保证在震动翻动种子时，种子不会从种子腔内脱离。

附图说明

图1为本发明一种超低温的种子保存方法的流程图；

图2为本发明一种超低温的种子保存装置中单腔储存机构的局部示意图；

图3为本发明一种超低温的种子保存装置中单腔储存机构的俯视图；

图4为图3中A-A向剖视图；

图5为图4中A处放大图；

图6为本发明中单腔储存机构的种子放置时的状态图；

图7为本发明中单腔储存机构的种子翻动时的状态图；

图8为本发明一种超低温的种子保存装置的内部结构示意图；

图9为本发明一种超低温的种子保存装置的外部结构示意图；

图中，1-保存箱，2-激振器，3-偏转外框，4-偏转底板，5-储存板，6-种子腔，7-负压腔，8-负压孔，9-限位侧板，10-遮挡带，11-主动辊轴，12-从动辊轴，13-小型电机，14-移动支架，15-固定支架，16-矩形槽，17-张紧柱，18-丝杠，19-旋帽，20-固定杆，21-滑动杆，22-紧固螺栓，24-负压凹槽，25-通孔，26-负压泵，27-负压管，28-偏转轴，29-从动轴，30-驱动箱，31-第一齿轮，32-中间齿轮，33-蜗杆，34-电机，35-蜗轮，36-传动轴，37-第二齿轮，38-矩形通槽。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种超低温的种子保存方法，包括以下步骤：

S1、种子保存前预处理；

S2、种子单腔保存；将种子单独放置在种子腔6内进行保存，将种子进行单腔保存，避免种子之间相互影响与凝结在一起，并保证每个种子的透气性，保证种子的活性不受到影响。

S3、超低温种子保存；种子保存温度控制在-10℃～-20℃范围内；

S4、定期翻动种子；震动调整种子的姿态，保持种子的呼吸与活力，一方面防止种子凝结在种子腔6的内壁，另一方面调整种子的姿态，避免种子部分区域长期接触种子腔6的内壁影响透气，保证种子呼吸所需氧气，保持种子活力；

S5、阶梯性升温解除种子休眠。

此保存方法的目的在于：将种子进行单腔保存，避免种子之间相互影响与凝结在一起，其次，定期或持续对种子进行翻动，防止种子凝结在种子腔6的内壁上，保证在取出种子时不会损坏种子，提高超低温保存下种子的存活率。

在一些实施例中，在步骤S1中还包括种子清洗、种子饱满度筛选和种子阴干等过程，使保存的种子具有较高的质量，降低种子保存的死亡率。

如图2至图9所示，一种超低温的种子保存装置，包括保存箱1，保存箱1的外侧壁设置有激振器2，保存箱1内设置有单腔储存机构，单腔储存机构包括偏转外框3、偏转底板4和储存板5，偏转外框3转动连接于保存箱1的内壁，偏转底板4的侧壁固定有偏转轴28，偏转轴28上套设有扭簧，偏转轴28通过扭簧与偏转外框3转动连接，偏转底板4上设置有储存板5，其中，偏转外框3的偏转轴线垂直于偏转底板4的偏转轴线，储存板5上开设有多个种子腔6，种子腔6的空间只能容纳一颗种子，偏转底板4内开设有负压腔7，储存板5在种子腔6的内壁位置开设有多个负压孔8，负压孔8与负压腔7相通；将众多的种子直接放置在储存板5上，然后偏转外框3带动储存板5转至倾斜状态，使种子产生运动或运动趋势，配合激振器2产生的震动，使种子在储存板5上运动，使种子自动滚入种子腔6内，由于种子腔6内只能储存单个种子，从而实现种子的单腔保存，而负压孔8的设置将落入种子腔6内的种子吸附，使落入种子腔6内的种子不会因震动从种子腔6内脱离，而未落入的种子移动到储存板5的一侧，此时偏转外框3反向转动带动储存板5反转至倾斜状态，使种子从储存板5的一侧向另一侧运动，如此反复多次，使绝大数的种子腔6内均放置有种子，从而自动对种子进行单腔保存，降低了人工劳动强度，且提高了种子的放置效率；由于偏转底板4通过扭簧与偏转外框3转动连接，在激振器2未工作时，偏转底板4在扭簧的作用下成水平状态，当激振器2工作使保存箱1产生震动时，扭簧因震动发生弯曲，从而使偏转底板4产生震动，而偏转底板4的偏转方向垂直于偏转外框3的偏转方向，从而打破种子的定向滑动，加之配合震动的效果，使种子在储存板5上多方向移动，使储存板5上更多的种子腔6能落入种子，保证种子保存的数量满足要求。

进一步地，如图3至图5所示，储存板5为薄板结构，储存板5采用向下凹陷突出的形式形成种子腔6，偏转底板4上对应种子腔6开设有负压凹槽24，负压凹槽24的内壁包裹有弹性层，种子腔6的柱体位于负压凹槽24内并与弹性层过渡适配，通过弹性层的设置密封种子腔6的柱体与负压凹槽24之间的间隙，保证负压凹槽24内的负压环境不受到影响，负压凹槽24的底部开设有通孔25，通孔25与负压腔7相通，如图8所示，保存箱1上设置有负压泵26，负压泵26通过负压管27连通负压腔7，通过负压泵26使负压凹槽24内产生负压，通过通孔25和负压孔8的设置，使负压传入种子腔6内吸附其内种子，其次，储存板5为可拆结构，便于根据种子的颗粒大小更换与之匹配的储存板5，使之满足种子腔6只能容纳一颗种子的要求。

进一步地的，如图8所示，单腔储存机构设置有多个，多个单腔储存机构从上至下间隔设置，偏转外框3的侧壁固定有从动轴29，从动轴29通过轴承与保存箱1转动连接，保存箱1的外壁固定有驱动箱30，从动轴29延伸至驱动箱30内并设置有第一齿轮31，相邻两个第一齿轮31之间啮合有中间齿轮32，驱动箱30内转动设置有蜗杆33，蜗杆33的一端传动连接有电机34，驱动箱30内转动设置有传动轴36，传动轴36上键连接有蜗轮35，蜗轮35与蜗杆33啮合，传动轴36上键连接有第二齿轮37，第二齿轮37与最上方或最下方的第一齿轮31啮合，通过多个单腔储存机构扩大种子的保存数量，由于单腔储存机构设置有多个，因此，通过自动的方式将种子放置在种子腔6内就非常有必要了，多个单腔储存机构能同步运行，相对于人工放置种子的方式大大提高了种子的放置效率，具体为，通过电机34驱动蜗杆33转动，通过蜗轮35与蜗杆33的啮合带动传动轴36转动，传动轴36通过第二齿轮37与其中一个所述第一齿轮31的啮合带动从动轴29转动，通过中间齿轮32的设置，使多个偏转外框3之间的转动方向一致，进而带动多个偏转外框3同步偏转，当种子放置完成后，偏转外框3转至水平位置进行种子的超低温保存。

在一些实施例中，如图1、图6和图7所示，储存板5的侧壁环绕设置有限位侧板9，限位侧板9位于储存板5的上方，限位侧板9的高度小于种子的尺寸，储存板5的上方设置有遮挡机构，遮挡机构包括移动设置的遮挡带10，遮挡带10用于在震动翻动种子时遮盖在储存板5上，遮挡机构还包括主动辊轴11、从动辊轴12和小型电机13，偏转外框3的两个相对侧壁上分别设置有移动支架14和固定支架15，主动辊轴11和从动辊轴12分别转动连接在固定支架15和移动支架14上，小型电机13安装在固定支架15上，小型电机13的输出轴与主动辊轴11的一端传动连接，遮挡带10为环形，遮挡带10传动套装在主动辊轴11和从动辊轴12上，偏转外框3位于遮挡带10的内环，遮挡带10上开设有矩形通槽38，矩形通槽38的尺寸与储存板5的尺寸相同，且矩形通槽38能运行到储存板5的正上方，通过小型电机13带动主动辊轴11转动，配合从动辊轴12的设置带动遮挡带10运行，实现种子放置与种子翻动之间的切换，具体为，当种子放置时，遮挡带10运行至矩形通槽38位于储存板5的正上方，避免遮挡带10对种子的移动产生阻挡，使种子能顺利落入种子腔6内，而限位侧板9的设置，有效的避免种子从储存板的侧边落出的情况；当翻动种子时，遮挡带10的矩形通槽38位于储存板5的下方，使遮挡带10的完整面与限位侧板9接触，以覆盖在储存板5的上方，启动激振器2，通过激振器2使保存箱1产生震动，进而使单腔储存机构产生震动，使种子在种子腔6内跳动，使种子进行翻动，一方面防止种子凝结在种子腔6的内壁，另一方面调整种子的姿态，避免种子部分区域长期接触种子腔6的内壁影响透气，保证种子呼吸所需氧气，保持种子活力，由于遮挡带10与储存板5之间的高度小于种子的尺寸，保证在震动翻动种子时，种子不会从种子腔6内脱离。

进一步地，如图1所示，偏转外框3设置移动支架14的侧壁开设有矩形槽16，矩形槽16内滑动设置有张紧柱17，张紧柱17远离偏转底板4的一端与移动支架14连接，矩形槽16内转动设置有丝杠18，张紧柱17螺纹连接在丝杠18上，丝杠18远离张紧柱17的一端穿过固定支架15并连接有旋帽19，丝杠18因避开偏转轴28安装，同时丝杠18位于偏转底板4的下方，避免偏转底板4偏转时与丝杠18产生干涉，其次，主动辊轴11与固定支架15之间留有转动旋帽19的间隙，方便使用工具转动旋帽19以调整移动支架14的位置，移动支架14与固定支架15之间的距离可调，便于将遮挡带10安装在主动辊轴11和从动辊轴12上，在安装好遮挡带10后，还能调节移动支架14的位置，使遮挡带10处于张紧状态，保证遮挡带10能顺利运转，具体为，通过旋帽19带动丝杠18转动，由于张紧柱17与矩形槽16滑动连接，从而限制了张紧柱17的旋转自由度，使张紧柱17沿着丝杠18的轴向移动，从而带动移动支架14移动，实现移动支架14与固定支架15之间的间距调节；丝杠18轴线的两侧均设置有加强杆，加强杆包括固定杆20和滑动杆21，固定杆20的一端与偏转底板4固定连接，另一端滑动穿设有滑动杆21，滑动杆21远离固定杆20的一端与移动支架14连接，固定杆20的侧壁螺纹连接有紧固螺栓22，紧固螺栓22穿入固定杆20内与滑动杆21抵接，通过加强杆的设置提高移动支架14的连接强度，在调节移动支架14与固定支架15之间的间距时，需先拧松紧固螺栓22，使滑动杆21能在固定杆20内滑动，防止与张紧柱17的移动产生干涉，当调节完成后，拧紧紧固螺栓22即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。