灌溉系统的说明性实施例可以包括一种托架，所述托架可以按照往复的方式沿着预定路径移动。所述托架可以支撑一个或多个出口，可以通过加压输送布置向所述一个或多个出口进给养分供给。一个或多个植物架可以配置并且设置为在所述托架沿着所述预定路径移动时横跨所述托架。所述一个或多个植物架可以形成腔室，植物根部可以延伸到所述腔室中，并且所述一个或多个出口可以将它们的养分供给排出到所述腔室中。所述一个或多个植物架可以包括侧板和封盖以减少光和污染物的渗入并且增强植物根部/养分供给啮合和吸收率。所述托架和/或所述植物架可以包括促进横向移动的减摩元件。所述托架和/或所述植物架可以由机架支撑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 申请人声明本实用专利申请要求于2013年3月15日提交的国际专利申请 PCT/US2013/032492的优先权，该案要求于2012年6月8日提交的美国临时专利申请 61/657, 203的优先权；本实用专利申请还要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申 请61/794, 599和于2012年6月8日提交的美国临时专利申请61/657, 203的优先权，其全 部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术大体上涉及植物栽培，更具体地，涉及用于植物气培的设备和方法。 专利技术背景 自从现代农业开始以来，已经开发出了给水和/或其他养分以增进植物生长的改 进型方法。各种水和/或养分输送手段已经从由大型拖拉机运送的施肥机发展到固定开销 喷灌系统、中心枢轴灌溉系统、温室中最近普遍使用的滴水栽培法。 对农作物而言，经由渗透将溶液输送至根区的灌溉系统按照以下有利方式有益于 植物。首先，它使养分得以按照更小量和更低浓度而被输送，这减少了根部烧伤的可能性并 且使植物更能够忍受。另外，因为向植物输送了更小量的养分，所以减少了蒸发率和径流 率。由于大幅减小和/或避免了田地充满过剩的高浓度化学物质、水和/或养分的可能性， 所以对环境有利。另外，根部将以更频繁且更规则的间隔接收养分，这有利于总体生长速 率。 常用的农作物施肥方法是使用由在作物行之间行走的大型拖拉机运送的施肥机。 这种方法的缺点在于：拖拉机每通过一个作物行仅施肥一次，这可能会导致诸如碳酸钾和 氮等高浓度化肥沉积在作物的上部和田地上，这些化肥稍后可以通过沉淀和/或通过辅助 灌溉系统被冲走。另一个缺点在于：利用现有的辅助灌溉系统，水和/或养分通常被输送到 作物的上部，然后可从作物的上部蒸发掉，但是，水和/或养分通常会集中并且最终向下渗 透到蓄水层，这会导致地下水污染或者径流并且与现有的溪流和/或河流汇合，从而对溪 流和/或河流造成污染。 最近，已经开发出了其他灌溉方法。这些灌溉方法包括水培和气培。利用水培， 植物根部不生长在土壤介质中（常常称为"耕作"）。相反，将植物保持在框架中，而将根部 浸没在具有养分的流体介质中，其中，流体溶剂和/或载体常常是水。流体介质循环通过根 部，如此，流体向植物给予养分和其他必要物质。这类系统的缺点在于：当浸没植物根部时， 与它们在土壤生长介质中时与大气的相互作用相比，植物根部不太能够有效地与大气相互 作用。这类系统的另一个缺点在于这类系统的建立、运行和维护费用很高。这类系统的另 一个缺点在于它们大体上是水平定向的并且占用的空间较大。 利用气培，植物根部既不会生长在土壤介质中也不会生长在流体介质中。相反，可 以以雾和/或雾化介质的形式将养分和/或其他必要物质供给至植物根部，其中，可以将水 用作载体和/或溶剂来产生养分供给。当前现有技术的气培系统是静态的，并且，其最基本 的形式通常包括软管，该软管设有多个喷嘴，这些喷嘴沿着软管间隔隔开，通常是每12英 寸左右设置一个喷嘴或者每棵植物设置一个喷嘴。通常，多根这样的软管与歧管或充气室 啮合，从该歧管或充气室对养分供给进行分配，如美国专利4, 332, 105所示，其全部内容以 引用的方式并入本文。在大型操作中，可能会有几十根软管和上百个喷嘴。在这类现有技术 操作中，各棵植物的根部经由喷嘴暴露在雾化的养分介质中，按照特定时间间隔脉冲启动 和关闭该喷嘴。为了在这类系统中实现最高的有益生长速率，使用定时器来脉动或间隔开 养分供给输送。典型的开/关脉冲比可以是打开1秒关闭1分钟，但是这种开/关脉冲比 可以具有高达打开2分钟关闭20分钟的开/关比，而最佳开/关脉冲比取决于多种因素。 当前气培系统（诸如美国专利4, 514, 930、6, 807, 770和8, 225, 549中公开的气培 系统，其全部内容以引用的方式并入本文）的一个显著缺点在于，喷嘴的持续循环使溶解 或悬浮在养分供给中的物质沉积在喷嘴的表面上和喷嘴孔口中，当系统停止循环时，这些 物质可能会凝固。因为喷嘴孔口可能非常小，所以这便是一个重要问题。要了解，一层薄薄 的表面沉积物或者不能流过孔口的未溶解颗粒可能会改变通过孔口和/或喷嘴产生的操 作特性和喷射形式。长时间使用之后，喷嘴按预期运行的能力可能会下降，直到喷嘴被完全 堵塞。这可能会导致干斑、不完全养分供给输送、生长萎缩和/或最终的作物歉收。 虽然可以对喷嘴进行监控以确保它们都正确运行，但是，因为可能需要对各个喷 嘴进行目测，所以这可能是一个劳动强度较高的过程。而且，如果需要更换和/或清洗喷 嘴，则需要额外的劳力和成本。即，一个或多个工人需要周期性地在行间行走并检查植物根 部以确保该系统正按设计运行。如果一个或多个喷嘴存在问题，那么通常必须关闭系统，减 压并纠正问题。这可能会是移除并且清洗喷嘴，或者可能是更换喷嘴。而且，因为在系统关 闭时植物不会接收任何养分，所以这必须按照一定的效率和速度来完成。 在已经纠正了问题之后，必须重新对系统进行加压和测试。如果工人未正确识别 并且纠正所有喷嘴故障，那么需要再次关闭系统，并且在重新加压和测试之前纠正问题。在 可以包括沿着供给软管每隔特定距离间隔隔开的上百个喷嘴的当前气培系统中，这可能是 一项必须定期重复的艰巨的、昂贵的并且耗时的任务。 使用当前气培系统的另一个缺点在于，难以制作可由诸如不锈钢或黄铜等材料形 成的喷嘴，并且这增加了制造成本。要了解，当系统使用的喷嘴数量可轻易超过100并且可 更高时，单单用于喷嘴的初始费用和随后的更换成本可能会非常昂贵。 使用当前气培系统的另一个缺点在于它们旨在为永久结构。一旦建立，它们便不 能轻易移动。另外，它们的大小不能轻易改变。即，在不做出明显的高成本努力的情况下， 它们不能增大或减小。 使用当前气培系统的另一个缺点在于，它们缺少使植物及其相关植物托盘选择性 地定位从而使它们可以暴露于根据植物的需求和发展阶段定制的不同生长环境的跟踪系 统。 使用当前气培系统的另一缺点在于，大多数气培系统都是水平定向的并且是平面 的，这限制了种植密度的大小，最终限制了每计量单位（例如，每平方英尺）可以实现的作 物产量。这种水平定向的系统也会产生较大的占用空间。因此，在本领域中需要一种克服 这些和其他缺点的气培系统。
技术实现思路
根据本公开，可以通过来克服上述缺点，在某些实施例中，该受控 环境和方法可以包括灌溉系统。灌溉系统的一个说明性实施例可以包括托 架，该托架包括具有平台的主体，该托架可按照往复的方式在第一位置与第二位置之间移 动。灌溉系统的一个实施例还可以包括具有吸入部和排出部的养分供给输送布置。排出部 可以操作性地与托架啮合从而能够在托架在第一位置与第二位置之间移动时随着托架一 起移动。灌溉系统还可以包括植物架。该植物架配置并且设置为能够保持植物从而使植物 根部能够按照常规的方式向下延伸。植物架可定位为使植物根部能够接收来自输送布置的 排出部的养分供给。 根据的一个方面，植物架的一个说明性实施例可以包括具有顶部 构件、相对的侧部构件、一根或多根横杆和底部构件的第一框架。植物架的第一说明性实施 例还可以包括具有顶部构件、相对的侧部构件、一根或多根横杆和底部构件的第二框架。第 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在受控环境中生长作物的方法，所述方法包括以下步骤：a.在框架上设置第一多棵植物，其中，所述框架相对于水平面向上成一定角度；b.在所述框架的下方定位至少一个喷嘴，其中，所述喷嘴可相对于所述框架移动，以及其中，所述喷嘴与供给线流体连通；c.向所述供给线提供养分供给，其中，所述养分供给包括所述第一多棵植物生长所需的至少一种养分；d.对所述养分供给进行增压，从而使所述养分供给在朝着所述第一多棵植物的方向上离开所述至少一个喷嘴；e.移动所述至少一个喷嘴，从而使所述养分供给在朝着第二多棵植物的方向上离开所述至少一个喷嘴，其中，所述第二多棵植物设置在所述框架上与所述第一多棵植物相邻；f.将所述养分供给中未被所述第一多棵植物吸收的部分收集起来；以及g.将所述养分供给中未被所述第一多棵植物吸收的所述部分重新分配给所述第一多棵植物和所述第二多棵植物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：德纳·安德森，艾伦·詹姆斯，
申请(专利权)人：生活绿色农场股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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