随着我国苹果矮砧密植栽培模式的快速发展,苹果矮化自根砧苗木需求量逐年增加。近年来,苹果砧木扦插育苗越来越受到园艺专家的重视,因苹果砧木扦插生根比较困难,其所需环境参数控制亦更加严格,目前多采用拱棚温室通过人工调控实现,并且存在苗木基质温度不均匀的问题。根据影响苹果砧木扦插生根环境参数要求,针对上述问题提出采用培养箱调节苹果砧木生根环境参数和基质温度,以及减少人工参与,为实现苹果工厂化育苗提供技术支撑。通过调研苹果砧木扦插育苗园艺技术要求,明确了苹果砧木扦插枝条规格和基质配比,分析了不同阶段影响苹果矮化自根砧扦插生根的环境因子和具体参数指标。为减小整体基质受热不均匀和局部基质温度过高问题,提出利用恒温母盘水循环加热调控基质温度的总体方案,分析了恒温母盘功能组成和结构要求,结合培养箱环境要求对其操作功能和主体结构进行设计。利用Autodesk Inventor三维设计软件建立了培养箱的总体四层结构模型,重点对培养层的恒温母盘穴槽结构参数、水循环密封装置等进行了细化设计,为结构参数进一步优化提供了模型基础。针对恒温母盘水循环加热基质调控的问题,结合水升（降）温具有延迟性,利用CFD和传热模拟的方法,对恒温母盘内部通道流场进行单因素仿真实验,得出恒温母盘内部通道增设45°的T型导流板后,可使其各通道内水流平均速度达到0.502 m/s,与入口速比达到1.002,恒温母盘内部通道结构最优。通过分析恒温母盘传热过程,进行壁面基质导热实验,简化传热数学模型,建立气、液、固耦合仿真模型,计算结果显示恒温母盘各穴槽温度均可达到要求,对应进水口温为18℃、20℃、22℃、24℃、26℃。进口水流速度在0.2 m/s时,初始状态和变温状态下恒温母盘壁面温度稳定时长为6min,基质达到要求温度所需时长为14 min,通过基质测温试验验证了仿真结果可靠。基于培养箱环境因子和流场传热数值模拟结果,分析了培养箱环境控制系统基本要求、系统结构以及系统的工作方式,完成了培养箱环境控制系统的硬件和软件设计。硬件设计主要包括数据采集模块、人机交互模块、执行输出控制模块、电源模块的电路设计及器件选型;软件设计主要包括总体方案、系统主程序和各模块子程序。试制培养箱样机,在培养箱的培养层中搭建控制系统,对传感器进行合理布点,重点对恒温母盘基质温度测点进行选取,然后进行样机性能测试试验,结果显示恒温母盘整体基质温度均匀性良好。空气温度传感器和基质温度传感器测量误差均小于0.5℃,通过试验获取的测量结果与系统设定值进行分析对比,系统各环境参数均稳定在误差允许范围内,培养箱性能指标达到园艺DG1178生根环境标准要求。