高密度无土植物生长系统和方法技术方案

根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种用于高密度植物生长的无土系统，所述系统包括：温室类型结构；基本上竖向地布置在所述温室类型结构中的至少一个细长支撑构件，所述支撑构件具有：具有在其中限定的流道的本体；以及对于所述本体的竖向轴线成角度地设置的多个竖向间隔开的用于容纳其中的植物的容器桶，所述容器桶与所述流道流体连通；与所述流道流体连通以用于将流体流供给至所述流道的流体供给系统；以及流体收集系统，所述流体收集系统用于收集已经流动通过所述流道的残余流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及低碳排放、无土高密度植物生长系统和方法。
技术介绍
专利技术人意识到传统的耕作方法，其中植物成行地被种植在土壤中、施肥、灌溉、并且使植物自然地生长直到它们达到它们被收获的生长阶段。这些传统的耕作方法具有多种限制和缺点，例如，每平方米低密度的植物因此需要大面积的土地来耕种，并且相对高的碳排放，这源自拖拉机和/或所使用的机械以及过度地使用基于石油化学产品的物质，例如合成肥料、除草剂和/或杀虫药。随着时间的过去，例如，传统系统已经通过覆盖通道中植物而被修改，该通道由保护植物免受昆虫和自然环境的材料制成，但是在很大程度上对增大植物密度、或使碳排放最少化的作用甚微，或使用在植物耕种中的碳受限。专利技术人意识到温室中的高密度耕种方法，例如水培法，该方法为在无土的情况下利用矿物营养溶液在水中种植植物的方法。陆生植物可以通过仅将其根在矿物营养溶液中或在惰性介质中种植，所述惰性介质例如珍珠岩、沙砾、生物炭、矿物棉、膨大的粘土卵石或椰子果皮。尽管水培法提高了可被获得的每平方米的产量并且允许在传统耕种方法基础上改善用于植物生长的条件，但是水培法仅仅解决了植物生长的某些方面。供给到植物的根部的营养、和暴露到光照、以及植物的密度仍然很受限，这由于植物被播撒到一个面内并且通常其根部延伸到营养溶液池中。已经考虑了上述问题的专利技术人因此提出了下文中所描述的本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了用于高密度植物生长的无土系统，所述系统包括：温室类型结构；基本上竖向地布置在所述温室类型结构中的至少一个细长支撑构件，所述支撑构件具有：具有在其中限定的流道的本体；以及对于所述本体的竖向轴线成角度地设置的多个竖向间隔开的用于容纳植物的容器桶，所述容器桶与所述流道流体连通；与所述流道流体连通的流体供给系统，所述流体供给系统用于将流体流供给至所述流道；以及流体收集系统，所述流体收集系统用于收集已经流动通过所述流道的残余流体。所述温室类型结构可以包括所谓的用于增加所述结构中的可见光的量的光通量增强机构。所述光通量增强机构可以是所谓的光穿透材料的形式以允许预定量的阳光穿透所述结构。所述材料可以包括耐紫外线辐射的玻璃和/或透明聚碳酸酯。该材料可以具有允许阳光穿透所述结构、但是阻止阳光反射回到所述结构的外部的反射特性。该反光材料可以包括所谓的Agri-filmTM和/或所谓的LumenmaxTM。合适的过滤器还可以包括在所述材料中以阻止所谓的红光和蓝光的波长的光线进入到温室结构中。光通量增强机构可以是温室结构的地板中的反射成分的形式，用于将阳光反射离开地板。反射成分可以是温室的地板上的红色和蓝色布置的形式。光通量增强机构可以包括优选地用于供给具有大约800nm至1000nm波长的光的光源。温室类型结构还可以包括用于调节所述结构内部的环境温度的温度调节机构。所述调节机构可以是选自由以下构成的群组中的任意一者或多者的形式：通风井和/或风扇、用于润湿所述结构的外表面的润湿系统、用于在所述结构内部喷洒细雾的喷洒系统。调节机构还可以包括用于调节温室内部的环境温度的常规的散热器系统。温室结构还可以包括用于控制所述结构内部的预定范围内的病菌水平的病菌控制机构。该病菌控制机构可以包括到该结构的双气密型通道、用于收集不需要的颗粒和病菌的地板成分。细长支撑构件可以是基本上波形的形式并且由任何合适的材料制成，优选地由聚氯乙烯和/或聚氨酯。细长支撑构件可以为模块设计并且每一支撑构件可以由一个或多个相同的部件的多个装配而成，并且当多个部件装配到一起时形成所述支撑构件。每一支撑元件具有其中用于将例如幼苗的植物容纳其中的开口部，当支撑元件被装配时，该开口部形成支撑构件的竖向间隔开的开口。每一支撑元件依次可以包括两个对称的半部，所述两个对称的半部当装配时限定了支撑元件。细长支撑构件的横截面可以为任何合适的形状和尺寸，优选地为基本上矩形形状。应当可以理解的是，支撑构件的形状不限于圆形横截面，并且它们的横截面可以为正方形、矩形或任何其它形状，并且不需要恒定的横截面形状或尺寸。细长支撑构件可以为管状形状和尺寸。竖向间隔开的容器桶可被设置成相对于竖直方向是3°到8°的角，通常相对于竖直方向是大约5°。竖向间隔开的容器桶可以位于支撑构件的凹陷区域中。多个竖向间隔开的容器桶可以位于彼此对位不准地(out of register)定位在支撑构件的相对的外表面上。间隔结构可以从容器桶的内侧壁延伸到由容器桶限定的开口中，用于将幼苗在所述容器桶内基本上居中地与所述容器桶的内表面间隔开。所述细长支撑构件可以包括导通机构，所述导通机构用于将流体流沿所述流道向下导向植物的容纳在所述容器桶内的根部区域。所述导通机构可以是从所述细长支撑构件的内表面延伸的v形脊部的形式。所述细长支撑构件可以包括分散元件，所述分散元件用于将从所述导通机构收集到的流体分散。所述细长支撑构件可以包括与所述开口流体连通的通道，所述通道用于将温度和/或氧调节的空气引导到开口中设置的幼苗的根部区域。所述流体流可以具有溶解在其中的用于促进植物生长的营养物。所述流体流具有溶解在其中的有机阴离子型表面活性剂。所述细长支撑构件的相同的部件可以通过夹子、胶水、塑料焊接或任何其它合适的手段固定到一起。富二氧化碳设备可以为配置成将来自高浓度二氧化碳流中的二氧化碳净化的二氧化碳洗涤器配置，所述高浓度二氧化碳流例如为来自压缩的二氧化碳的圆筒、以及来自生成二氧化碳的化学过程(例如，燃烧)的外排流。二氧化碳从高浓度二氧化碳流得以净化，并且富含二氧化碳的流体可以用在温室中以用于给幼苗供给营养物、用于形成雾或用于其它用途。富含二氧化碳的流体流可以具有溶解在其中的植物营养物。流体流可以通过将流体流滴落通过幼苗支撑件中的流道而滴落在幼苗的根部上。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于高密度植物生长的无土系统，所述系统包括：-温室类型结构；基本上竖向地布置在所述温室类型结构中的至少一个细长支撑构件，所述支撑构件具有：具有在其中限定的流道的本体；与所述本体分离且以1°至179°之间的角度进行延伸的臂；以及容器桶，所述容器桶限定了所述臂的相对的端部区域，所述容器桶、所述臂、和所述本体彼此流体连通以允许所述容器桶收集的流体沿着所述臂朝向所述本体向下流动；-用于将流体流供给至所述容器桶的流体供给系统；以及流体收集系统，所述流体收集系统用于收集已经流动通过所述流道的残余流体。所述支撑构件可以由任何合适的塑料和/或合成材料制成并且可以具有任何合适的深色。所述支撑元件可以包括两个对称的细长半部，所述两个对称的细长半部被装配到一起以限定所述支撑元件。用于补充地将密封元件容纳其中的密封结构可被设置成当装配时将限定在两个对称的半部之间的空间密封到一起。所述容器桶可以包括间隔结构，所述间隔结构用于将植物基本上居中地并且与所述容器桶的内表面区域间隔开。所述间隔结构可以是从所述容器桶的内表面延伸的伸出部的形式。所述容器桶可以成形并且尺寸设定成依次补充地将多孔篮式元件容纳其中，所述多孔篮式元件配置成容纳育苗穴盘插。所述多孔篮式元件允许在生长过程期间育苗穴盘插的根部沿着臂向下延伸。所述容器桶可以包括布置在其上端部区域处的固定结构以将与其流体连通的流体源容纳并且固定，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高密度植物生长的无土系统，所述系统包括：‑温室类型结构；基本上竖向地布置在所述温室类型结构中的至少一个细长支撑构件，所述细长支撑构件具有：具有在其中限定的流道的本体；以及多个竖向间隔开的用于容纳其中的植物的容器桶，所述容器桶与所述本体的竖向轴线成角度地设置，所述容器桶与所述流道流体连通；‑与所述流道流体连通的流体供给系统，所述流体供给系统用于将流体流供给至所述流道；以及流体收集系统，所述流体收集系统用于收集已经流动通过所述流道的残余流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.23 ZA 2015/12001.一种用于高密度植物生长的无土系统，所述系统包括：-温室类型结构；基本上竖向地布置在所述温室类型结构中的至少一个细长支撑构件，所述细长支撑构件具有：具有在其中限定的流道的本体；以及多个竖向间隔开的用于容纳其中的植物的容器桶，所述容器桶与所述本体的竖向轴线成角度地设置，所述容器桶与所述流道流体连通；-与所述流道流体连通的流体供给系统，所述流体供给系统用于将流体流供给至所述流道；以及流体收集系统，所述流体收集系统用于收集已经流动通过所述流道的残余流体。2.如权利要求1所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述温室类型结构包括用于增加其中的可见光的量的光通量增强机构。3.如权利要求2所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述光通量增强机构是光穿透材料的形式，所述光穿透材料具有用于允许阳光穿透所述结构、但是阻止阳光反射回到所述结构的外部的反射性能。4.如权利要求2所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述光通量增强机构是所述温室结构的地板中的反射成分的形式，以使阳光反射离开所述地板而朝向所述支撑构件。5.如权利要求4所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述反射成分包括用于使红光光谱和蓝光光谱反射离开所述地板的波长特定的涂层。6.如权利要求2所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述光通量增强机构是用于提供具有大约800nm至1000nm波长的光的光源的形式。7.如前述权利要求中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述温室类型结构包括用于调节所述结构内部温度的温度调节机构。8.如权利要求7所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述温度调节机构是以选自由以下构成的群组中的任意一者或多者的形式：通风井和/或风扇、用于润湿所述温室结构的外表面的润湿系统、用于在所述结构内部喷洒细雾的喷洒系统和散热器系统。9.如前述权利要求中任一项或多项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述细长支撑构件是基本上波形的形式。10.如前述权利要求中任一项或多项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述细长支撑构件的横截面为基本上矩形的形状。11.如前述权利要求中任一项或多项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述容器桶位于所述支撑构件的凹陷区域中。12.如权利要求11所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，间隔结构从所述容器桶的用于将幼苗基本上居中定位的内侧壁延伸，并且离开所述容器桶的内侧壁。13.如前述权利要求中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述细长支撑构件包括导通机构，所述导通机构用于将流体流沿所述流道向下导向植物的容纳在所述容器桶内的根部区域。14.如权利要求13所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述导通机构是从所述细长支撑构件的内表面延伸的v形脊部的形式。15.如前述权利要求中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述细长支撑构件包括用于将从所述导通机构收集到的流体分散的分散元件。16.如前述权利要求中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述支撑构件包括与所述容器桶流体连通的通道，所述通道用于将温度和/或氧调节的空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·吉迪奥·凡德尔莫维，
申请(专利权)人：E思玛特全球许可有限公司，
类型：发明
国别省市：毛里求斯;MU