受控環境和方法技術

灌溉系統的說明性實施例可以包括一種托架，所述托架可以按照往復的方式沿著預定路徑移動。所述托架可以支撐一個或多個出口，可以通過加壓輸送布置向所述一個或多個出口進給養分供給。一個或多個植物架可以配置并且設置為在所述托架沿著所述預定路徑移動時橫跨所述托架。所述一個或多個植物架可以形成腔室，植物根部可以延伸到所述腔室中，并且所述一個或多個出口可以將它們的養分供給排出到所述腔室中。所述一個或多個植物架可以包括側板和封蓋以減少光和污染物的滲入并且增強植物根部/養分供給嚙合和吸收率。所述托架和/或所述植物架可以包括促進橫向移動的減摩元件。所述托架和/或所述植物架可以由機架支撐。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】 相關申請的交叉引用 申請人聲明本實用專利申請要求于2013年3月15日提交的國際專利申請 PCT/US2013/032492的優先權，該案要求于2012年6月8日提交的美國臨時專利申請 61/657, 203的優先權；本實用專利申請還要求于2013年3月15日提交的美國臨時專利申 請61/794, 599和于2012年6月8日提交的美國臨時專利申請61/657, 203的優先權，其全 部內容以引用的方式并入本文。
本專利技術大體上涉及植物栽培，更具體地，涉及用于植物氣培的設備和方法。 專利技術背景 自從現代農業開始以來，已經開發出了給水和/或其他養分以增進植物生長的改 進型方法。各種水和/或養分輸送手段已經從由大型拖拉機運送的施肥機發展到固定開銷 噴灌系統、中心樞軸灌溉系統、溫室中最近普遍使用的滴水栽培法。 對農作物而言，經由滲透將溶液輸送至根區的灌溉系統按照以下有利方式有益于 植物。首先，它使養分得以按照更小量和更低濃度而被輸送，這減少了根部燒傷的可能性并 且使植物更能夠忍受。另外，因為向植物輸送了更小量的養分，所以減少了蒸發率和徑流 率。由于大幅減小和/或避免了田地充滿過剩的高濃度化學物質、水和/或養分的可能性， 所以對環境有利。另外，根部將以更頻繁且更規則的間隔接收養分，這有利于總體生長速 率。 常用的農作物施肥方法是使用由在作物行之間行走的大型拖拉機運送的施肥機。 這種方法的缺點在于：拖拉機每通過一個作物行僅施肥一次，這可能會導致諸如碳酸鉀和 氮等高濃度化肥沉積在作物的上部和田地上，這些化肥稍后可以通過沉淀和/或通過輔助 灌溉系統被沖走。另一個缺點在于：利用現有的輔助灌溉系統，水和/或養分通常被輸送到 作物的上部，然后可從作物的上部蒸發掉，但是，水和/或養分通常會集中并且最終向下滲 透到蓄水層，這會導致地下水污染或者徑流并且與現有的溪流和/或河流匯合，從而對溪 流和/或河流造成污染。 最近，已經開發出了其他灌溉方法。這些灌溉方法包括水培和氣培。利用水培， 植物根部不生長在土壤介質中（常常稱為"耕作"）。相反，將植物保持在框架中，而將根部 浸沒在具有養分的流體介質中，其中，流體溶劑和/或載體常常是水。流體介質循環通過根 部，如此，流體向植物給予養分和其他必要物質。這類系統的缺點在于：當浸沒植物根部時， 與它們在土壤生長介質中時與大氣的相互作用相比，植物根部不太能夠有效地與大氣相互 作用。這類系統的另一個缺點在于這類系統的建立、運行和維護費用很高。這類系統的另 一個缺點在于它們大體上是水平定向的并且占用的空間較大。 利用氣培，植物根部既不會生長在土壤介質中也不會生長在流體介質中。相反，可 以以霧和/或霧化介質的形式將養分和/或其他必要物質供給至植物根部，其中，可以將水 用作載體和/或溶劑來產生養分供給。當前現有技術的氣培系統是靜態的，并且，其最基本 的形式通常包括軟管，該軟管設有多個噴嘴，這些噴嘴沿著軟管間隔隔開，通常是每12英 寸左右設置一個噴嘴或者每棵植物設置一個噴嘴。通常，多根這樣的軟管與歧管或充氣室 嚙合，從該歧管或充氣室對養分供給進行分配，如美國專利4, 332, 105所示，其全部內容以 引用的方式并入本文。在大型操作中，可能會有幾十根軟管和上百個噴嘴。在這類現有技術 操作中，各棵植物的根部經由噴嘴暴露在霧化的養分介質中，按照特定時間間隔脈沖啟動 和關閉該噴嘴。為了在這類系統中實現最高的有益生長速率，使用定時器來脈動或間隔開 養分供給輸送。典型的開/關脈沖比可以是打開1秒關閉1分鐘，但是這種開/關脈沖比 可以具有高達打開2分鐘關閉20分鐘的開/關比，而最佳開/關脈沖比取決于多種因素。 當前氣培系統（諸如美國專利4, 514, 930、6, 807, 770和8, 225, 549中公開的氣培 系統，其全部內容以引用的方式并入本文）的一個顯著缺點在于，噴嘴的持續循環使溶解 或懸浮在養分供給中的物質沉積在噴嘴的表面上和噴嘴孔口中，當系統停止循環時，這些 物質可能會凝固。因為噴嘴孔口可能非常小，所以這便是一個重要問題。要了解，一層薄薄 的表面沉積物或者不能流過孔口的未溶解顆?？赡軙淖兺ㄟ^孔口和/或噴嘴產生的操 作特性和噴射形式。長時間使用之后，噴嘴按預期運行的能力可能會下降，直到噴嘴被完全 堵塞。這可能會導致干斑、不完全養分供給輸送、生長萎縮和/或最終的作物歉收。 雖然可以對噴嘴進行監控以確保它們都正確運行，但是，因為可能需要對各個噴 嘴進行目測，所以這可能是一個勞動強度較高的過程。而且，如果需要更換和/或清洗噴 嘴，則需要額外的勞力和成本。即，一個或多個工人需要周期性地在行間行走并檢查植物根 部以確保該系統正按設計運行。如果一個或多個噴嘴存在問題，那么通常必須關閉系統，減 壓并糾正問題。這可能會是移除并且清洗噴嘴，或者可能是更換噴嘴。而且，因為在系統關 閉時植物不會接收任何養分，所以這必須按照一定的效率和速度來完成。 在已經糾正了問題之后，必須重新對系統進行加壓和測試。如果工人未正確識別 并且糾正所有噴嘴故障，那么需要再次關閉系統，并且在重新加壓和測試之前糾正問題。在 可以包括沿著供給軟管每隔特定距離間隔隔開的上百個噴嘴的當前氣培系統中，這可能是 一項必須定期重復的艱巨的、昂貴的并且耗時的任務。 使用當前氣培系統的另一個缺點在于，難以制作可由諸如不銹鋼或黃銅等材料形 成的噴嘴，并且這增加了制造成本。要了解，當系統使用的噴嘴數量可輕易超過100并且可 更高時，單單用于噴嘴的初始費用和隨后的更換成本可能會非常昂貴。 使用當前氣培系統的另一個缺點在于它們旨在為永久結構。一旦建立，它們便不 能輕易移動。另外，它們的大小不能輕易改變。即，在不做出明顯的高成本努力的情況下， 它們不能增大或減小。 使用當前氣培系統的另一個缺點在于，它們缺少使植物及其相關植物托盤選擇性 地定位從而使它們可以暴露于根據植物的需求和發展階段定制的不同生長環境的跟蹤系 統。 使用當前氣培系統的另一缺點在于，大多數氣培系統都是水平定向的并且是平面 的，這限制了種植密度的大小，最終限制了每計量單位（例如，每平方英尺）可以實現的作 物產量。這種水平定向的系統也會產生較大的占用空間。因此，在本領域中需要一種克服 這些和其他缺點的氣培系統。
技術實現思路
根據本公開，可以通過來克服上述缺點，在某些實施例中，該受控 環境和方法可以包括灌溉系統。灌溉系統的一個說明性實施例可以包括托 架，該托架包括具有平臺的主體，該托架可按照往復的方式在第一位置與第二位置之間移 動。灌溉系統的一個實施例還可以包括具有吸入部和排出部的養分供給輸送布置。排出部 可以操作性地與托架嚙合從而能夠在托架在第一位置與第二位置之間移動時隨著托架一 起移動。灌溉系統還可以包括植物架。該植物架配置并且設置為能夠保持植物從而使植物 根部能夠按照常規的方式向下延伸。植物架可定位為使植物根部能夠接收來自輸送布置的 排出部的養分供給。 根據的一個方面，植物架的一個說明性實施例可以包括具有頂部 構件、相對的側部構件、一根或多根橫桿和底部構件的第一框架。植物架的第一說明性實施 例還可以包括具有頂部構件、相對的側部構件、一根或多根橫桿和底部構件的第二框架。第 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在受控環境中生長作物的方法，所述方法包括以下步驟：a.在框架上設置第一多棵植物，其中，所述框架相對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個噴嘴，其中，所述噴嘴可相對于所述框架移動，以及其中，所述噴嘴與供給線流體連通；c.向所述供給線提供養分供給，其中，所述養分供給包括所述第一多棵植物生長所需的至少一種養分；d.對所述養分供給進行增壓，從而使所述養分供給在朝著所述第一多棵植物的方向上離開所述至少一個噴嘴；e.移動所述至少一個噴嘴，從而使所述養分供給在朝著第二多棵植物的方向上離開所述至少一個噴嘴，其中，所述第二多棵植物設置在所述框架上與所述第一多棵植物相鄰；f.將所述養分供給中未被所述第一多棵植物吸收的部分收集起來；以及g.將所述養分供給中未被所述第一多棵植物吸收的所述部分重新分配給所述第一多棵植物和所述第二多棵植物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：德納·安德森，艾倫·詹姆斯，
申請(專利權)人：生活綠色農場股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US