CN105120654B

CN105120654B - 植物生长系统

Info

Publication number: CN105120654B
Application number: CN201480007945.4A
Authority: CN
Inventors: 保罗·雅克·路易斯·胡贝特·布旺; 埃尔克·吉亚尔特·亨佩纽斯; 雅各布·弗兰克·德格鲁特
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwell Co ltd
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JP2016506741A; EP2953447A1; RU2015138133A; AU2014213971A1; AU2014213971B2; RU2649855C2; CN105120654A; JP6389476B2; US20150373936A1; CA2899156C; US10492388B2; CA2899156A1; WO2014122292A1

Abstract

本发明提供了一种植物生长系统，其包括：一个或多个植物生长基质(1)；一个或多个检测器(7)，其设置为用于监测至少一个所述植物生长基质的营养物水平；至少一个灌溉设备(6)，其设置为用于向所述植物生长基质供给水；以及控制装置(9)，其与所述检测器以及至少一个所述灌溉设备相连。依据所监测到的营养物水平并通过控制装置来控制至少一个灌溉设备的水供给。以这种方式，能够精确地控制所述基质的水和营养物水平。

Description

植物生长系统

技术领域

本发明涉及植物在人工基质中的生长。尤其是(但不限于)，本发明涉及植物在矿物棉基质中的生长。

背景技术

已知的是，植物可在矿物棉生长基质中生长。这种生长基质通常以连贯的插塞(plug)、块体(block)、板或垫/毯的形式提供，并且一般包含粘结剂(通常为有机粘结剂)以提供产品结构的整体性。

通常，植物生长过程分为两个阶段来管理：由“播种者(propagators)”管理的第一阶段，在该阶段中，植物由种子开始生长；以及由“栽培者(grower)”管理的第二阶段，在该阶段中，维持植物的生长并进行收割。例如，在番茄种植的情况中，播种者可将每个番茄种子播种于厚度为25-30mm且半径为约20-30mm的圆柱状插塞中。在种子发芽之后，播种者将插塞置于立方块体中，以使根系和植株继续生长。然后培育位于块体中的各植株，直至可将其由播种者移至栽培者的阶段。

尽管通常每个块体中仅放置单个植株，但是也可在每个块体中放置多个植株。在一些实例中，通过在生长的初期将茎劈开而将块体中的单个植株一分为二，从而得到了共用一个根系的两个植株。在另一实例中，可将多个植株嫁接在一起并在一个块体中生长。

播种者使用单独的插塞和块体并非对所有植株而言都是必须的，但是在(例如)欧洲专利申请EP2111746中描述了该做法可提供数个优点。具体而言，插塞的小尺寸使得能够在初始阶段对植物进行更为规律的灌溉，而不会使基质饱和。

在栽培者由播种者获得块体之后，栽培者将数个块体置于一个矿物棉板上，以形成植物生长系统。除了矿物棉板中位于上表面的开口(其用于接收种有植株的块体)以及设于下表面的排水孔以外，矿物棉板的其他部分通常被包在金属箔或其他隔水层内。

在接下来的植株生长过程中，利用滴头(dripper)提供水和营养物，其中滴头将含有水和营养物的液体通过直接输送至块体或者输送至板中的方式到达系统。植株通过根部吸收块体和板中的水和营养物，并由此进行生长。未被植株吸收的水和营养物保存在基质体系中，或者通过排水孔被排出。

希望在生长过程中尽可能有效地利用水和营养物。这是出于成本以及环保的原因。具体而言，营养物的获得价格高，而含有这种营养物的废水因为环境法规而难以处理。随着原料(尤其是磷酸盐等肥料)变得更为稀少，这些压力将会增加。人们期望改善植物生长条件，并由此通过该方式提高由植株获得的果实的产量和质量，这与避免这种浪费的期望是一致的。

与常规的基于土壤的生长方法相比，使用矿物棉本身提供了这方面的极大益处，但在进一步改善这些特性方面存在持续的需求。具体而言，在植物生长过程中收获更多且消耗更少这两方面存在矛盾的期望。即，人们期望植物的产量更高，同时降低水和/或营养物的用量。在实际中，现有的生长方法和/或基质在这两方面的均有局限性。

在此方面中，植物生长系统的重要品质包括其保水性、再饱和性、以及水/营养物分布。保水性反映了该系统可保持的水量，水的分布反映了水和营养物在板中所处的位置。再饱和性是指新添加溶液提高基质的水和营养物水平、而非替换现有溶液或溢出的趋势。

影响保水性、水分布和再饱和性的具体考虑要素包括：重力作用，其趋向于将水向下引导并由此引向排水孔；以及毛细管作用，其能将水向上吸引。在实际中，板通常置于略微倾斜的斜面上，其排水孔位于底面的最下端，这有助于确保重力将水引向排水孔。除了重力作用和毛细管作用之外，还应当考虑介质的流动阻力，其具有防止水由滴头通过板直至排水孔的作用。总之，如果要优化根茎和植物生长，则需要确保在生长根茎的基质区域中实现最优条件。

如人们所预料的，基质的非最优(sub-optimal)保水性会导致水不足或者水过剩。在水不足的情况中，这会造成水通过排水孔而损失，从而造成浪费。水分布也是重要的，这是因为板中的水需要达到植物根部。例如，当刚刚将植株置于板上时，根部会缓慢地伸入板的上部区域中。如果水不能到达根部，则会造成生长速度的损失，从而使产量受损。具体而言，为了确保位于板的上部区域中的植株根部充分地被水灌溉，则需要栽培者向板提供过量的水以维持根部周围存在充足的水，这造成更多的废液通过排水孔并造成额外的成本。一方面，水量过多还会造成真菌生长，或者另一方面造成氧损耗，这会损害植株。

植物生长中的重要因素是营养物的保持和分布。尽管通常将营养物和水一同引入，但是它们并非一定通过相同的方式分布并保持于板中。营养物通常包括含有氮、磷、钾、钙、镁和类似元素的溶解盐。营养物溶解于水中，并且其移动通过板受到平流(advection)、分散和扩散等过程的影响。平流是营养物与水流一同通过板的运动，分散是当营养物通过板中的复合孔结构而发生的营养物的混合，扩散涉及颗粒在板中的无规运动，其统计学趋势会降低浓度梯度。

与水本身一样，营养物达到植物根部是非常重要的。如果营养物分布不均，或者营养物由板处发生损失，那么板作为整体则需要过量的营养物以使植株获得所需营养物。这当然会造成营养物浪费。

对于人工基质而言，影响植物生长的另一考虑因素是营养物的更新效率(即，更新营养物的灌溉效率)。这涉及到所引入的新鲜营养物溶液是否会将板内的已有营养物冲走。在一些情况中，可能会期望在生长过程中改变板内的营养物浓度。实现这一目的的能力取决于是否能够有效地取代整个板内的已有营养物、或者至少取代板内进行根茎生长的区域中的已有营养物。此外，在一些实例中，如果营养物未被取代，则营养物的累积会达到造成脱水的程度、或者至少达到对于植株生长不理想的程度。

鉴于此，已经认识到在植物生长中，向植物提供的水和营养物的量起到了关键作用。通常是通过分析外界因素(例如光照时间或温度)并推断该系统的可能行为(蒸发方面的行为等)，从而做出水和营养物的量的选择。尽管可在(例如)温室中控制照射和温度等因素(通过使用遮阳幕(screen)来控制照射，并通过使用加热系统来控制温度)，但是这些系统的运行成本昂贵，人们期望通过节能最大化的方式来控制水和营养物的量。

测量植物生长基质中的水和/或营养物的含量是已知的。例如，国际专利申请WO2010/031773描述了通过电容的测量从而确定矿物棉基质中的水含量的水含量测量装置。类似地，国际专利申请WO 03/005807描述了植物生长基质中的水的氧含量的测量方法。然而，尽管这些技术能够向栽培者提供有用的信息，但是这些技术本身无法确保改善板内的水、营养物和氧的含量和分布。

对于改善植物生长过程中的植物灌溉存在持续的要求。现有技术无法适当地控制这些性质，因此常常会导致水和/或营养物的损失和/或过度供应。

例如，专利文献US 2005/0240313和EP0300536分别描述了包括灌溉装置的灌溉系统，其中该灌溉装置适用于降低或提高水含量，从而可将水含量设定为固定水平。这种系统的一个不利之处在于：不能及时地适当控制EC水平，因而无法适当控制营养物水平。在已知装置中降低或提高水含量无法改变EC水平。仅仅当将营养物溶液加入到水中时才可能改变EC水平。

专利文献WO 2004/109238描述了这样一种灌溉系统，该灌溉系统对进入该系统内的水和营养物水平进行测量，其中该测量并非直接在板上进行。在该系统的控制单元中显示该系统中的水量。由所测得的水量推断出EC水平。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种植物生长系统，包括：

一个或多个植物生长基质；

一个或多个检测器，其设置为用于监测至少一个植物生长基质的营养物水平；

至少一个灌溉设备，其设置为用于向所述植物生长基质供给水；

以及

控制装置，其与所述检测器以及至少一个所述灌溉设备相连，

其中依据所监测的营养物水平并通过所述控制装置来控制至少一个所述灌溉设备的水供给。

在本发明中，利用营养物水平来控制供给至基质的水量。这反映了这样的认识，即：至少在有些时候，如果水含量在处于特定值时对营养物水平有不利影响，则不应将水含量水平维持在该特定值。例如，当努力降低基质中的水含量水平时，则存在导致营养物水平升高的风险。因此认识到，当对水含量水平进行控制时，无视营养物水平是不适当的。

与上述现有设备(例如，参见专利文献EP0300536)不同的是，可利用本发明的系统来测量EC水平，并决定是否需要降低或升高。基于所做出的决定，从而停止或进行灌溉以改变EC水平，由此准确地控制营养物水平。人们设置了诸如EP0300536中的ADS系统等已知设备以调整水含量(而不是营养物水平)。通过调节水含量，EC水平可能会发生改变，然而这并非是准确地确定EC水平，因此并未通过适当的方式确定营养物含量。相反，本发明涉及EC水平的控制，因此将通过适当的方式改变水含量。

因此本发明可提供这样的反馈系统，该反馈系统可用于密切且可靠地监测板中的营养物水平，并依据该营养物水平来控制水的施加。对一个或多个基质中的营养物水平进行了直接监测。例如，直接在基质中进行测量，而不是间接地测量由基质中排出的水或者一些其他技术。这提供了这样的系统，在该系统中，可控制各植物的环境，从而利用给定的水和/或营养物供给从而获得最大化的产出结果。

与常规依靠入射光照射水平不同的是，本发明利用基质中的营养物水平，并且还可利用基质中的水含量作为做出灌溉决定中的关键设定点。在常规情况中，更多的入射光自动地会造成更多的灌溉。相反，本发明所做出的是否进行灌溉的决定并不取决于光照水平，或者至少不仅仅取决于光照水平，而是基于对基质的直接测量。

基质优选为MMVF基质，不过也可使用其他基质。在优选实施方案中，各基质均包括板和一个块体(优选为MMVF板和一个MMVF块体)。即，在各个板上设置一个且仅仅一个容纳植物的块体，这意味着与植物被置于多个块体(这些块体会竞争板中的资源)中的系统相比，能够以更为准确的方式管理各个板中的水和/或营养物的控制。认识到通过使用单个块体可得到这样的反馈系统，该系统能够更为准确地测量相关的营养物水平，因此可通过依据这些特征从而更准确地控制水和营养物的施加。

优选地，所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个植物生长基质的水含量水平，并且根据所监测到的水含量水平，从而通过控制装置来控制至少一个灌溉设备的水供给。通过这种方式，基于在基质中所准确观测到的营养物水平和水含量水平，从而准确地控制水供给。

控制装置除了控制至少一个灌溉设备的水供给之外，其还可控制至少一个灌溉设备的营养物供给。可根据所测量的水含量和/或营养物含量来实现这种控制。

在优选实施方案中，所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个植物生长基质中的水和/或营养物中的至少一者的分布。优选的是，对水和/或营养物的供给进行控制，从而提高所监测的水、营养物和/或氧分布的均匀性。由此，不仅得知了这些物质的量，而且还得知了关于这些物质在给定系统的块体和/或板的内部和/或之间的分布情况的信息。这样提供了可供利用的额外层面的详细信息以确保提供适当的水和营养物。

在将容纳植物的块体刚刚置于板上的初期阶段中，水和/或营养物的改善的分布的优点是尤其显著的。此时，第一层含有足量的水和营养物以确保在板内进行良好的生根是非常重要的。这能够进行有利的根发育，从而确保最理想且健康的植物生长。其好处是，不仅能够向本发明的板供给充足的水和营养物，而且还能够密切控制根附近的水和营养物水平。这有助于避免不利于果实和/或蔬菜生长的植物的过度给养。

本发明的人造玻璃质纤维(MMVF)可为纤维玻璃、矿物棉或耐火陶瓷纤维。在优选实施方案中，MMVF为矿物棉。

可将一个或多个检测器固定于基质上。即，一个或多个检测器的位置是恒定的，因此每次监测水或营养物水平时无需进行再次安装。在每个板上放置有一个块体的情况中，可以理解的是可建立起对于控制系统的这种位置恒定。尤其是，可利用对植物和/或营养物的自动控制以向系统内的各植物提供理想的水平。

营养物水平可反映基质中所有营养物的总体水平、某些特定营养物的水平、或者单一营养物的水平。在这一方面中，本发明并不局限于任何一种实现方式。

可设置一个或多个检测器以规律地监测至少一个植物生长基质中的水和/或营养物含量。例如，可按照固定的时间间隔来监测其水平。或者，可设置一个或多个检测器以连续测量水和/营养物含量。

优选的是，设置一个或多个检测器以监测至少一个植物生长基质中的水含量以及营养物含量。

在一些优选实施方案中，还设置一个或多个检测器以监测至少一个植物生长基质的温度，并且依据所监测的温度并通过控制装置来进一步控制至少一个灌溉设备的水和/或营养物的供给。

优选的是，设置一个或多个检测器以由至少一个植物生长基质中的液体、或者从至少一个植物生长基质中排出的液体的电导率(EC)来确定营养物含量。电导率可准确地指示液体中盐的数量，由此可得到离子的数量。其提供了营养物水平的良好表征。尤其是，设置一个或多个检测器以将电导率维持在预定范围内。有利的是，通过本发明，用户可设定优选的EC水平(“目标”)数值，并基于该数值来供给水和营养物。换言之，通过本发明，可“操控”EC水平从而实时地控制营养物水平。

优选地，设置两个或多个检测器以延伸通过板的侧壁，从而在使用中，对板的不同高度处的营养物水平进行监测。通过这种方式，可获得EC的竖直方向上的测量值，并说明了板高度上的EC变化，从而提供了EC水平、以及由此得到的营养物含量的更为准确的值。

在优选实施方案中，板的体积在3升至20升范围内。优选地，板的体积为5升至15升，更优选为5升至11升，在尤其优选的实施方案中，板体积为6升至8升。这种相对较小的体积使得可对水和营养物水平进行密切控制，而其体积不会过小以至于抑制所需的根生长。

与常规的较大的板相比，所述板的尺寸还使得能够更为有效地控制水和营养物水平。与此前的板(其通常设计为在其上表面上接收多个容纳有植物的块体)相比，在优选实施方案中，本发明的板设置为用于容纳有植物的单个块体。通过这种方式，可以密切地管理供给至单一植株或来自单一块体中的植物的水和营养物。这使得能够优化供给至植物的水和营养物水平，尤其是对于生殖生长方案(generative growth strategies)更是如此，其中与营养生长方案(generative growth strategies)相比，生殖生长方案的产量更高且浪费(waste)更少。

在一些优选实施方案中，各植物生长基质还包括置于MMVF块体内的单个MMVF插塞。可使用插塞以由种子生长出植株，然后将插塞置于块体内。

优选地，MMVF板包括由MMVF构成的第一层，该第一层与由MMVF构成的第二层存在界面接触，所述第一层的密度大于所述第二层的密度。已经发现可通过提供不同的密度以增强对基质中的水和营养物分布的控制。在优选实施方案中，由MMVF构成的第一层的密度在40kg/m³至90kg/m³范围内，由MMVF构成的第二层的密度在35kg/m³至85kg/m³范围内。更优选地，第一层的密度在50kg/m³至80kg/m³范围内，并且/或者第二层的密度在45kg/m³至75kg/m³范围内。在尤其优选的实施方案中，第一层的密度为70kg/m³，第二层的密度为50kg/m³。发现这些密度为植物生长提供了良好的性质，包括水和营养物的保持力。

第二层的密度小于第一层的密度。优选地，第二层的密度比第一层的密度小至少5kg/m³，更优选地，比第一层的密度小至少10kg/m³，最优选地，比第一层的密度小约20kg/m³。层之间的密度差异有助于确保水和营养物适当地分布在板中，尤其是能够有助于避免水和/或营养以不合理的比例存在于第二层中。

在优选实施方案中，基质包含亲水性粘结体系和/或含有有机粘结剂的粘结体系，其中该有机粘结剂选自无甲醛粘结剂。粘结体系可包含粘结剂和润湿剂，或仅包含粘结剂。通过确保粘结体系具有亲水性，相对于粘结体系不具有亲水性或具有疏水性的情况而言，可改善板的保水性。

优选地，粘结剂包含多元羧酸组分和多元醇和/或胺组分的反应产物，优选的是，其为与糖组分和/或苯酚的混合物。更优选地，粘结剂为多元羧酸或其酸酐、胺和糖的反应产物，其中所述胺优选为链烷醇胺，所述糖优选为还原糖。发现这些粘结剂在MMVF板中可提供尤其优异的性质。

润湿剂可为非离子表面活性剂，但是优选包含分布在所述层中的一层或两层内的离子表面活性剂。优选地，表面活性剂为阴离子表面活性剂，尤其为磺酸盐表面活性剂，优选为直链烷基苯磺酸盐(LABS)。已经发现，这些优选的润湿剂能够提供有益的效果，尤其是改善粘结剂体系的亲水性。

MMVF块体优选以与第一层接触的方式设置。此外，在使用中，第一层优选位于第二层之上。另外，优选将水和营养物供至块体或者供至第一层。通过这种方式，水和营养物剂可被第一层(更致密的层)接收。已经发现这可提供良好的保水性和分布性。

在优选实施方案中，第一层的厚度小于第二层的厚度。在优选实施方案中，第一层厚度与第二层厚度之比在1:1至1:3范围内，优选为1:1.2至1:2.5，更优选为1:1.2至1:1.8。例如，第一层的厚度可为第二层厚度的一半以上。已经发现，第一层和第二层的优选相对厚度使得能够密切控制整个基质中的水和营养物保持性。

在优选实施方案中，块体的体积在50ml至5000ml范围内，并且/或者各块体的密度在30kg/m³至150kg/m³范围内。已经发现，这些尺寸和密度可有效用于植物生长系统中。

在优选实施方案中，第一层的厚度小于第二层的厚度。优选的是，第一层的厚度为第二层厚度的至少一半。已经发现，这些比例有助于维持板内水和营养物的优选分布。

在优选实施方案中，第一层和第二层中的主要纤维取向是水平的。在此方面中，水平表示与第一层和第二层之间的接触界面平行。在其他优选实施方案中，第一层和第二层中的一者或两者的主要纤维取向是竖直的(即，垂直于接触界面)。例如，在尤其优选的实施方案中，第一层的主要纤维取向是竖直的，而第二层的主要纤维取向是水平的。在另一实施方案中，第一层的主要纤维取向是水平的，而第二层的主要纤维取向是竖直的。纤维取向可影响液体通过板的流速。例如，水平纤维取向可降低液体通过板的流速，因此对于液体的溢出量存在有益的影响。

附图说明

下面将参照附图对本发明的优选实施方案进行描述，其中：

图1示出了根据本发明优选实施方案的用于植物生长的板；

图2示出了包括块体以及图1中的板的植物生长系统；

图3示出了图2中的块体以及插塞和植物；

图4示出了位于图2中植物生长系统旁边的灌溉设备；

图5示出了位于图2中植物生长系统上的水和营养物检测器的位置；

图6示意性地示出了包括多个图2中的植物生长系统的植物生长控制系统；

图7A示出了根据第一实施例的植物生长系统；

图7B示出了根据本发明第二实施例的植物生长系统；

图8示出了在长期研究中第一和第二实施例的植物生长基质中测得的水含量水平；

图9示出了在长期研究中板内的EC水平的变化；

图10示出了在长期研究中植物的叶长。

具体实施方式

参见图1，示出了矿物棉板1，其具有设置于第二层之上的第一层，其中该第一层具有第一密度，第二层具有第二密度。板1的体积为6.8升，不过对于优选实施方案，该体积更通常在3升至20升范围内、更优选在5升至15升范围内，最优选在5升至11升范围内。一些实施方案包括体积在6升至8升范围内的板。在其他实施方案中，例如，体积可在3升至15升范围内，或在3升至10升范围内。可供替代的优选实施方案包括体积为9升的板。

图1中板1的高度h为100mm，不过更通常的是，其高度为75mm至150mm，更优选为85mm至125mm。板1的宽度w为150mm，不过更通常的是，宽度w在(例如)100mm至300mm范围内。板1的长度l为450mm，不过该值还可改变，例如，其可在200mm至800mm范围内，或者优选在250mm至600mm范围内。尤其优选的实施方案包括高度h为100mm、宽度w为150mm且长度l为600mm的板1。

在图1中示出的优选实施方案中，第一层的高度a为40mm、密度为70kg/m³，第二层的高度b为60mm、密度为50kg/m³。同样的，在其他优选实施方案中，可选择这些参数的不同数值。例如，第一层的高度a可在25mm至50mm范围内，底层的高度可在50mm至100mm范围内。类似地，顶层的密度优选在40kg/m³至90kg/m³范围内，更优选在50kg/m³至80kg/m³范围内，而底层的密度优选在35kg/m³至85kg/m³范围内，更优选在45kg/m³至75kg/m³范围内。

与图1中示出的实施方案的情况一样，底层的高度优选大于顶层的高度。例如，顶层与底层间的高度比可为1:(1-3)，或者优选为1:(1.2-2.5)。更优选的是，该高度比为1:(1.2-1.8)。

已经发现，在优选实施方案的板中通过使用两种不同的密度、再加上其相对较小的尺寸，可有助于水和营养物的保持，并且还能够确保水和营养物基本上均匀地分布于整个板内。

现在参见图2，其示出了块体2置于板1的上表面。板1还包括包裹矿物棉的隔水性覆层，该覆层具有两个开口。首先，在上表面处有一个开口，从而使得板1的矿物棉与块体2之间发生接触。其次，在下表面上有一个开口，其起到了排水孔3的作用。

从图2中可看出，板1仅与用于容纳植物的单一块体2(即，一个且仅一个块体)连接。通过这种方式，能够更有效地直接管理单一块体2中的一个或多个植物的环境。这与此前的系统不同，在此前的系统中，在每个板1上设置有多个块体2。具体而言，这避免了不同块体2中的植物之间相互干扰、以及随之导致的向这些植物供给的水或营养物的不一致性。

块体2设置于板1的上表面上，排水孔3设置于板1的下表面的边缘或邻近边缘处。关于块体2的位置，通过由块体2的中心点处起沿板1的长度进行测量，块体2距离排水孔3的距离为x。距离x优选大于板1的长度l的50％，更优选大于该长度的60％，并且可大于该长度的70％，不过最优选为65％至70％。在图2中所示出的该尤其优选的实施方案中，块体2距离排水孔3的距离为板长度的约66.7％。具体而言，板1的长度l为450mm，而块体2被置于距离板1的设置有排水孔3的一端达300mm距离的位置。通过增大块体2与排水孔3之间的距离，增大了供至块体或供至块体附近的含有水和营养物的溶液的路径长度。已经发现这提供了板1的营养物更新效率方面的益处。

块体2和板1优选由相同或类似材料形成。由此下面关于板1的材料的说明同样适用于块体2。具体而言，块体2可包含下述的石棉和粘结剂和/或润湿剂。在优选实施方案中，块体2的体积为1200ml。更常见块体的体积在50ml至5000ml范围内，更优选为100ml至3500ml，更优选为250ml至2500ml，最优选为100ml至2000ml。板1和块体2组合在一起的总体积优选在6至11升范围内。

可根据所种植的植物来选择块体尺寸。例如，用于辣椒或黄瓜植株的块体的优选长度和宽度为10cm。对于番茄植株，长度增至15cm。块体的高度优选在7cm至12cm范围内，更优选在8cm至10cm范围内。

因此，对于辣椒和黄瓜而言，其优选尺寸在10cm*10cm*7cm至10cm*10cm*12cm范围内，更优选在10cm*10cm*8cm至10cm*10cm*10cm范围内。因此，在体积方面，对于黄瓜和辣椒植株而言，其优选范围为0.7升至1.2升，更优选为0.8升至1升。对于番茄植株而言，其优选尺寸为10cm*15cm*7cm至10cm*15cm*12cm，更优选为10cm*15cm*8cm至10cm*15cm*10cm。因此，在体积方面，对于番茄植株而言，其优选范围为1.05升至1.8升，更优选为1.2升至1.5升。因此对于这些作物来说，体积的总范围优选为0.7升至1.8升，更优选为0.8升至1.5升。

块体2的密度优选在30kg/m³至150kg/m³范围内，更优选在40kg/m³至120kg/m³范围内，最优选在50kg/m³至100kg/m³范围内。块体2的高度优选在50mm至160mm范围内，更优选在60mm至125mm范围内，最优选在80mm至100mm范围内。块体2的长度和宽度可在50mm至250mm范围内、优选在60mm至200mm范围内、最优选在70mm至150mm范围内独立地变化。已经发现这些尺寸和密度可有效用于植物生长系统中。

图3示出了植株5位于设于块体2(例如，图2中示出的块体)内的插塞4中。与块体2类似，插塞4通常由下文中在板1部分中所描述的矿物棉以及粘结剂和/或润湿剂形成。插塞4优选为圆柱体，其直径为20mm至50mm、优选为20mm至40mm，其高度为20mm至50mm、优选为25mm至35mm。

在优选实施方案中，每个块体2容纳有单个植株5。然而，通过提供分别容纳有单个植株5的多个插塞4、或者通过提供容纳有多个植株的单个插塞4，从而可在每个块体2中设置多个植株5。在另一优选实施方案中，通过在生长的初期将植株的茎劈开，从而将单个植株分为两个。

在一些实施方案中，未设置插塞4，而是直接将种子置于在块体中的穴内，从而植株5由穴中生长。采用该方式的植株的实例为黄瓜。

优选的是，植株5为水果或蔬菜植株，如番茄植株等。在其他优选实施方案中，植株为黄瓜、茄子或甜椒植株。本发明的优选实施方案可提高植株的水果或蔬菜产量，并且还可提高水果或蔬菜的质量。

如上所述，板1为矿物棉板。所采用的矿物纤维可为任何人造玻璃质纤维(MMVF)，如玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、渣棉、石棉及其它，但是通常为石棉纤维。石棉一般含有至少3％的氧化铁，并且其碱土金属(氧化钙和氧化镁)的含量为10％至40％，其还含有矿物棉中常见的其它氧化物成分。这些成分为：二氧化硅；氧化铝；碱金属(氧化钠和氧化钾)，它们的含量通常较低；并且还可包含氧化钛和其它少量氧化物。通常，所述产品可以由用于制备生长基质的常规已知的任意类型的人造玻璃质纤维来形成。

矿物棉通常通过粘结体系粘合，该粘结体系包含粘结剂组合物，并且还包含润湿剂。在优选实施方案中，板包含通过粘结剂组合物粘合的矿物棉，该粘结剂组合物在固化之前含有：a)糖组分，以及b)多元羧酸组分与链烷醇胺组分的反应产物，其中基于粘结剂组分的总重量(干物质)，粘结剂组合物在固化前包含至少42重量％的糖组分。

该组合物包含在将用于板1的矿物棉中，然后被固化，从而在图1中示出的板中，该组合物被固化，从而这些组分将发生反应。由此所述板含有通过使所限定的粘结剂组合物固化而获得的固化粘结剂，其中所限定的粘结剂组合物包含组分(a)和(b)，下文所讨论的粘结剂组合物的组分是指固化之前的组成。

根据本发明所使用的糖组分(a)优选选自蔗糖和还原糖、或它们的混合物。

还原糖为在溶液中具有醛基或酮基以使糖起到还原剂作用的任何糖。根据本发明，还原糖可以原样存在于未固化的粘结剂组合物中，或者以在热固化条件下能原位产生一种或多种还原糖的碳水化合物的形式存在于未固化的粘结剂组合物中。所述的糖或碳水化合物可为：单糖的醛糖或酮糖形式、或者为二糖、三糖、四糖、戊糖、己糖或庚糖；或二糖、寡糖或多糖；或者为它们的组合。具体例子为葡萄糖(即右旋糖)、淀粉水解产物(如玉米糖浆)、阿拉伯糖、木糖、核糖、半乳糖、甘露糖、果糖、麦芽糖、乳糖和转化糖。

组分(b)主要包含多元羧酸组分与链烷醇胺组分的反应产物。

优选的是，链烷醇胺组分选自二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、正丁基二乙醇胺、甲基二异丙醇胺、乙基异丙醇胺、乙基二异丙醇胺、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇和三(羟甲基)氨基甲烷。最优选的是，链烷醇胺组分为二乙醇胺。

在用于本发明产品中的粘结剂组合物中，优选具有反应产物(b)。然而，在实际中，在未固化的粘结剂组合物中通常还存在一些未反应的链烷醇胺组分。

多元羧酸组分通常选自：二元羧酸、三元羧酸、四元羧酸、五元羧酸等多元羧酸，以及它们的酸酐、盐和它们的组合。

用作与其它粘结剂组分发生反应的起始材料的优选的多元羧酸组分为羧酸酐。

在用于本发明产品中的粘结剂组合物中，优选具有反应产物(b)。然而，在实际中，在未固化的粘结剂组合物中通常还存在一些未反应的多元羧酸组分。

为了提高粘结剂的水溶性和稀释性，可加入碱直到pH为约8，优选pH介于约5-8之间，还更优选pH为约6。此外，碱的加入将使未反应的酸被至少部分中和，并伴随着腐蚀性的下降。通常，碱的加入量为足以获得期望的水溶性或稀释性的量。所述碱优选地选自挥发性碱，该挥发性碱将在固化温度下或低于固化温度时蒸发，因而不会影响固化。合适的碱的具体例子为氨(NH₃)和有机胺(如二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA))。优选的是，通过加入水而使得在链烷醇胺和羧酸酐之间的反应的活性终止，之后向反应混合物中加入所述碱。

可供替代的另一种粘结剂组合物可基于呋喃树脂。这种呋喃粘结剂组合物在欧洲专利EP0849987中有所说明。呋喃粘结剂组合物中无甲醛且具有亲水性，因此在本发明的情况中尤其具有益处。

尽管本发明的优选实施方案使用了无甲醛粘结剂，但是在适当的情况中，也可使用包含苯酚-甲醛(PF)、或者尤其是苯酚-尿素-甲醛(PUF)并且包含或不包含葡萄糖的粘结剂体系。这些粘结剂体系可包括超低甲醛(ULF)粘结剂。

如上所述，粘结体系优选包含润湿剂。其可为非离子表面活性剂，但是优选的是，润湿剂为离子表面活性剂。通过使用上述粘结剂，润湿剂对于提供亲水性粘结剂体系并非是必不可少的。因此，无需使用润湿剂，即可实现足够的保水性和再饱和性。然而，已经发现润湿剂的使用可提高板的饱和速度，因而润湿剂的使用是优选的。

所述润湿剂优选为阴离子表面活性剂。合适的阴离子表面活性剂包括：阴离子硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐以及肌氨酸盐表面活性剂类的盐(包括例如钠盐、钾盐、铵盐和取代铵盐，如单乙醇胺盐、二乙醇胺盐和三乙醇胺盐)。其它阴离子表面活性剂包括羟乙基磺酸盐(如酰基羟乙基磺酸盐)、N-酰基牛磺酸盐、甲基牛磺酸酸脂肪酸铵(fatty acid amines ofmethyl tauride)、烷基琥珀酸盐和磺基琥珀酸盐、磺基琥珀酸单酯盐、磺基琥珀酸二酯盐和N-酰基肌氨酸盐。优选阴离子硫酸盐表面活性剂和阴离子磺酸盐表面活性剂、阴离子羧酸盐表面活性剂和阴离子皂表面活性剂。

特别优选阴离子磺酸盐表面活性剂，如直链或支链的烷基苯磺酸盐、烷基酯磺酸盐、伯亚烷基或仲亚烷基磺酸盐、烯烃磺酸盐、磺化多元羧酸、烷基丙三醇磺酸盐、脂肪酰基丙三醇磺酸盐、脂肪油烯基丙三醇磺酸盐和它们的混合物。

阴离子表面活性剂最优选为直链烷基苯磺酸盐，其中所述烷基链具有5至20个碳原子。钠盐和钾盐是优选的。该类型的表面活性剂为相对较高的生长基质提供特别有利的水分配特性，并且还提供优异的再饱和性，并且不会在灌溉水中产生发泡问题。常规的非离子表面活性剂允许生长基质摄取水，但是它们的保水能力、在高度方向上的水分配、以及再润湿性不如本发明优选类型的表面活性剂那么好。

烷基链的长度优选在8至16的范围内，更优选所述链的至少90重量％在10至13的范围内，并且更优选所述链的至少90重量％在10至12的范围内。

润湿剂优选包括直链烷基苯磺酸盐，并且在这种情况下，所述产品优选通过这样的方法制备：其中矿物纤维产品中的润湿剂中包括多元醇(如单乙二醇)。直链烷基苯磺酸盐与单乙二醇(或其它多元醇，如丙二醇或三羟甲基丙烷)的重量比优选地为0.3:1至3.75:1，优选地为1:1至2:1。多元醇通常在随后的处理和固化过程中蒸发掉，因此在终产品中通常仅存在痕量(如果有的话)的多元醇。

或者，所述离子表面活性剂可为阳离子型或两性离子型的。阳离子表面活性剂的例子包括季铵表面活性剂。例如，这些表面活性剂可以选自单C6至单C16(优选C6至C10)N-烷基或烯基铵表面活性剂，其中，其余的N位被诸如甲基、羟乙基和羟丙基之类的基团取代。

合适的两性离子表面活性剂包括仲胺和叔胺的衍生物、杂环仲胺和叔胺的衍生物、或季铵的衍生物、季磷鎓或叔硫鎓化合物。甜菜碱和磺基甜菜碱表面活性剂为两性离子表面活性剂的例子。

基于粘结剂(干物质)的重量，离子表面活性剂的量(以重量计)优选地在0.01％至5％的范围内，优选地在0.1％至4％的范围内。

基于矿物纤维产品，存在于所述矿物纤维产品中的离子表面活性剂的量优选为0.01重量％至3重量％，更优选为0.05重量％至1重量％，特别为0.1重量％至0.8重量％。

根据本发明所用的粘结剂组合物可另外包含一种或多种常用的粘结剂添加剂。这些添加剂包括(例如)：固化加速剂，如β-羟烷基酰胺；磷酸、次磷酸和膦酸的游离酸和盐形式。也可使用其它强酸，如硼酸、硫酸、硝酸和对甲苯磺酸，它们可以单独使用或与上述提到的酸(特别是磷酸、次磷酸或膦酸)联合使用。其它合适的粘结剂添加剂为：氨；硅烷偶联剂，如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷；热稳定剂；UV稳定剂；增塑剂；抗迁移助剂；聚结剂；填料和增量剂，如粘土、硅酸盐和氢氧化镁；颜料，如二氧化钛；阻燃剂；腐蚀抑制剂，如硫脲、脲；消泡剂；抗氧化剂；以及其它。

这些粘结剂添加剂和助剂可以按常规量使用，通常不超过粘结剂固体的20重量％。粘结剂组合物中固化促进剂的量通常介于固体的0.05重量％至5重量％之间。

施加于矿物纤维的水性粘结剂组合物通常具有1重量％至20重量％的固含量和大于或等于5的pH。

采用的矿物纤维可为任意的人造玻璃质纤维(MMVF)，如玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、渣棉、石棉及其它，但是通常为石棉纤维。石棉一般含有至少3％的氧化铁，并且其碱土金属(氧化钙和氧化镁)的含量为10％至40％，其还含有矿物棉中常见的其它氧化物成分。这些成分为：二氧化硅；氧化铝；碱金属(氧化钠和氧化钾)，它们的含量通常较低；并且还可包含氧化钛和其它次要氧化物。通常，所述产品可以由用于制备生长基质的常规已知的任意类型的人造玻璃质纤维来形成。

板的烧失量(LOI)是所存在的有机物质(例如粘结剂和润湿剂)的量的度量。干样品的LOI可通过BS2972,1989第16节的方法(方法1)测量。LOI优选为至少2.5％，优选最高达5.3％，尤其优选为3％-4％。尤其是，LOI最优选地为3.5％。对于所述板而言，优选的LOI可提供良好的强度，并且在使用上述粘结剂时，尽管使用更高水平的粘结剂，植物的生长也不会受到不利的影响。

更高的LOI意味着产品更坚固。这意味着在使用时(特别是在自动化操作中，例如在繁殖设施中)较不易被损坏。更高的粘结剂含量的另一优点在于：生长基质(例如通常具有种穴的插塞和块体)中可形成更平滑的种床/穴。更平滑的种穴意味着种子更容易在种床/穴中的理想位置繁殖。另外，种子还不易弹离期望的区域、并且/或者被所述矿物纤维产品的另一部分捕获。种子的精确定位使得所得的作物具有更好的均一性，这对于播种者而言是有利的。

板1中纤维的直径优选在2μm至10μm范围内，更优选在3μm至8μm范围内，尤其优选在4μm至7μm范围内。这些数值同样可适用于块体2和/或插塞4中的纤维的直径。

在优选实施方案中，板1中第一层和第二层的主要纤维取向是水平的。发现这减少了水分布中竖直方向上的不均匀性。在这一方面中，水平表示与第一层和第二层之间的接触界面平行。在其他实施方案的第一层和/或第二层中可应用其它的纤维取向。

图4示出了包括图1至3中的板1、块体2和插塞4的植物生长系统以及灌溉设备。灌溉设备6设置为用于向该系统提供含有水和营养物的溶液，该溶液被直接提供至块体或者被提供至所述板。在优选实施方案中，灌溉设备设置为用于将水和/或营养物溶液直接提供至块体2。由于块体置于远离排水孔3的位置(如上文中参照图2所述)，因此由灌溉设备提供的溶液必须在通过大于板1长度的50％之后才能到达排水孔3。在其他优选实施方案中，灌溉设备可将水和营养物溶液直接提供至板1，但是优选将灌溉设备设置在邻近所述块体处、或者设置在块体2的相对排水孔3的远端侧，从而将水和营养物溶液直接提供至板1。

已经发现，延长灌溉设备6(即，将水和营养物溶液提供至系统的位点)与排水孔3之间的距离可改善该系统的营养物更新效率。这意味着当利用灌溉设备6供给溶液时，溶液不会通过排水孔3损失，而是会替换系统中的已有液体。因此，更新了板1的总体积，而非仅更新了板1中的有限的一部分。

灌溉设备6可与单独的营养物存贮器(reservoirs)和水存贮器相连，且可受到控制以选取适当比例的营养物和水。或者，可设置营养物和水的单一组合存贮器，使得所述灌溉设备可将含有与上述存贮器中相同比例的水和营养物的液体提供至系统。

优选利用控制系统来实施对灌溉设备的控制。控制系统可控制灌溉设备以向多个植物生长系统提供营养物和水，其中每个植物生长系统均包括板1，在板1上设有容纳植株的块体2。基于在一个或多个板中所检测到的水和营养物水平从而控制该控制系统。可基于所检测到的一个或多个板中的水含量水平和/或温度来进行其他控制。图5中示出了一个实施方案中用于检测这些水平的检测器7的位置。检测器7可为已知类型，其通常包括与一个或多个、通常三个探针相连的本体部分，这些探针由本体延伸至板。探针通常由不锈钢或其他导电性材料制成，并且用于通过分析基质的温度、电阻和/或电容从而测量基质的水含量和/或电导率(EC)水平。由于EC水平反映了板1中溶液的离子含量，因此可利用EC水平来推断该溶液中的营养物水平。

优选地，EC水平保持在1.2mS/cm至8.5mS/cm范围内，更优选在2mS/cm至7mS/cm范围内。可根据作物类型来选择优选的EC水平。如果EC过低(例如，小于1.2mS/cm)，则作物的营养物不足。如果EC在2mS/cm至3.5mS/cm范围内，则会使产量最大化。如果EC稍稍更高，则会得到更好的果实质量(例如，EC在3.5mS/cm至5mS/cm范围内)。如果EC过高(例如，对于辣椒和黄瓜而言大于5mS/cm，对于番茄而言，大于8.5mS/cm)，这会导致果实质量问题，例如蒂腐病(Blossom End Rot)。高EC意味着在基质中存在高水平的钠和氯，这会导致产量损失，并且需要丢弃温室中的水。

在现有技术的系统中，将检测器7置于板1的上表面，探针竖直延伸通过板。这种方式旨在提供能够反映板1在竖直范围内的水或营养物总体含量的测量。然而，在实际中，这种探针所通常返回的结果受到了板1的一个或多个区域(如板的顶部)中的条件的不成比例的影响。出现这种不一致的一个原因为：板1中的EC水平不同，这会明显影响电阻和/或电容等所测得的电学性质，而(例如)水含量是由这些电学性质计算得到的。

现有技术的方法中所出现的其他问题的原因在于通常置于板1上的块体2的个数。通常难以为各块体2在板1上找到功能相当的位置，尤其是考虑到由排水孔3的位置(其位于板1的一端)造成的系统的固有不对称性。

在本发明中，这些困难得以克服。具体而言，图5示出了检测器7置于板1的一侧(即，检测器7的本体部分置于与板的垂直面相对的位置，并且探针沿水平方向延伸)。由于板1中的水含量分布和EC分布得以改善，因此这种方式是可行的。由于在优选实施方案的板1中，水含量分布和EC分布基本上均匀，因此这些沿水平方向延伸的探针能够提供准确的读数。

事实上，尽管图5中的板1示出了多个检测器7，但是并非在所有优选实施方案中都是如此。图5中示出的检测器7的阵列能够测量水含量分布和EC分布，并且被用于分析板1的特性，从而提供如下面所详细描述的结果等。然而，在实际中，发现仅需要一个检测器7。该检测器7优选包括水平延伸的探针，该探针位于远离块体朝向排水孔3的位置处。尤其是，在优选实施方案中，检测器7与排水孔3之间的距离为200mm，与块体2之间的距离为100mm。在此方面中，块体2和检测器7的位置是由其中心点测得的。

通过利用(例如)图6中所示的控制系统，从而用检测器7来控制提供至板1的水量。控制系统还可改变由灌溉设备6供至板1的溶液中的营养物浓度。从图6中可看出，检测器7观察板1中的数据，并通过网络8将该数据传输至控制单元9。随后控制单元驱动网络8中的灌溉设备(滴头)6，以向板1提供水和营养物。控制单元9经编程具有所需的灌溉方案(如下文所详细描述的那样)，并且控制单元9能够自动地确保进行所述灌溉以控制板1中的营养物水平，并且还可通过该方式控制水含量水平。通过该方式，实现了灌溉过程的自动控制以得到所需结果。

通常，各控制系统均包括大量的板1。每个板1上均可放置有检测器7，或者可在所选择的板1上放置检测器，以提供代表性的结果。检测器1被固定安装在板1上，以使得它们能够每隔一定时间便向控制单元9提供结果。例如，检测器可每隔1分钟、5分钟或其他合适时长提供结果。这能够持续地监测系统内的板1，从而适当地对板进行灌溉。

可通过应用特定的灌溉方案来控制系统中的灌溉设备6。例如，这种方案可包括多个不同的时期，这些时期被设计为引导植物通过生殖生长和营养生长。如本领域中所理解的，生殖生长是指促进花/果实产生的生长类型，而在植物的营养生长过程中，会产生更高比例的叶子和其他绿色部分。当植物相对缺少水和/或营养物时，会促进生殖生长，而通过提供充分的水和/或营养物，则促进了营养生长。营养生长使得所产生的植物整体生物质大幅增加，而生殖生长增加了有助于产生果实或花的生长的比例。

已知通过应用灌溉方案来利用这些不同生长类型的优点，其中在所述灌溉方案中，优选的水含量水平发生改变。根据这种灌溉方案，每天对植物生长基质进行浇水，以达到所需的水含量水平。所测得的基质的水含量表示为当基质完全饱和时的基质水含量的百分比。由此，0％表示干燥基质，而100％表示完全饱和的基质。

通常，这种灌溉方案包括多个不同的阶段。首先，在将块体2置于板1上之前，通常用水使板1饱和或者接近饱和。这有助于确保当初次将块体2置于板1上时，可促使根茎生长至板1中。然而，此时，栽培者急于确保植株5能够尽快长出果实。为了实现该目的，栽培者会给予“生殖刺激”(即，引发生殖生长的刺激)。该刺激在灌溉方案的第一阶段中进行，其通过将所需水含量降至最低水平并随后再次提高水含量。其宗旨在于：水含量的降低将促进植株的生殖生长，因而植物的开花会使得尽快长出果实。

在实施了生殖刺激之后，栽培者期望使植株返回至营养生长占主导的持续时期，以获得叶子以及可支持正在生长的果实的植株结构。由此在进行至灌溉方案的第一阶段末时，提高所需水含量。提高所需水含量，直至达到可在灌溉方案的第二阶段基本保持恒定的持续的值。

在第二阶段中，由于基质中的水含量更高，因此更好地促进了营养生长。第二阶段大致对应于夏季，在该阶段中，相对大量的光照使植株以更高的速度蒸腾。因此，必须向植株提供相对高比例的水。应当认识到，尽管与其他阶段相比，在该阶段中生长更多地被引导向营养生长，但是果实仍在持续生长，只不过其生长速度受到了这种引导的控制。随着季节变换至秋季和随后的冬季，蒸腾速度降低。由此，无需在基质中保持相同的水含量。此外，在植株到达周期终点之前，在该阶段需要促进果实的进一步生长。基于这两个原因，灌溉方案可包括降低水含量水平的第三阶段。降低速度相对缓和。

第三阶段中水含量的降低促进了植株的生殖生长，由此延长了可由植株得到有用果实的季节。

因此，可利用灌溉方案以期在生殖生长状态和营养生长状态之间引导植株，从而提高由植株获得的果实产量。常规上，通过使基质中的水含量水平达到所需水平来进行该过程。

然而，目前认识到这种控制不足以提供最佳的生长条件。具体而言，本发明的发明人发现了导致非最佳结果的板中水含量水平改变与营养物水平改变之间的关联。具体而言，水含量水平的降低会造成营养物水平升高，已经发现这会抑制植物生长。因此，在本发明实施方案中，依据营养物水平来控制供给至板的水的水平，从而避免不期望的效果。

可参见图7A、7B、8、9和10来理解水含量和营养物水平之间的关系，这些附图证明了针对灌溉方案效果的长期研究结果。图7A和7B示出了用于对比的两种植物生长基质。该植物生长基质用于生长番茄植株。从图中可看出，每个系统均包括位于板的一端的单一排水孔。图7A中的第一实施例系统包括置于板的上表面的三个单独的块体，而图7B中的第二实施例系统仅包括单个块体。

图7A中的第一实施例板的尺寸为1330mm*195mm*75mm(长*宽*高)，而块体尺寸为100mm*100mm*65mm(长*宽*高)。块体在板的方向上与排水孔间的距离为150mm至200mm、650mm至700mm、以及1100mm至1150mm(由块体的中心测量)，并且每个块体均设有灌溉设备，从而在块体距排水孔的远端侧向块体输送水和营养物溶液。

图7B中的第二实施例板的尺寸为450mm*150mm*100mm(长*宽*高)，而块体尺寸为100mm*100mm*65mm(长*宽*高)。块体在板的方向上与排水孔间的距离为300mm(由块体的中心测量)，并且设有灌溉设备，从而在块体距排水孔的远端侧向块体输送水和营养物溶液。

图8示出了在研究过程中，在第一实施例板(虚线)和第二实施例板(实线)中测得的水含量。可看出在第一阶段中，水含量由初始相对较高的点开始降低，随后水含量升高，这符合上述的生殖刺激概念。

图9示出了在第一实施例基质(虚线)和第二实施例基质(实线)的研究过程中测得的EC水平。可回忆起EC水平代表板中的营养物水平。显而易见的是，在向植株施加生殖刺激的初期阶段，EC水平迅速上升。这种上升达到了EC水平的峰值，该峰值高于在灌溉方案的后期阶段所通常预期的EC水平。

图10中示出了EC水平与有效植物生长之间的关系，其中图10示出了在对第一实施例(虚线)和第二实施例(实线)二者的研究中测得的叶长。在研究中的第五周左右观察到叶长的明显降低。其降低与该阶段中所表现出的EC水平升高有关。因此理解为EC水平会影响植株的生长。由于还表明水含量的改变会使EC水平发生变化，因此需要控制施加至植株的水，从而使EC水平维持在所需范围内。这与现有技术的方法不同，其中现有技术的方法会改变营养物浓度以实现所需的EC水平，但是其并未认识到应通过基质的所需营养物含量来抑制水的总施加量。

对上述实施方案的改变和修改对本领域技术人员是显而易见的。这种改变和修改可涉及已知的相当特征和其他特征，这些特征可代替本文所述特征使用，或者除了本文所述特征之外，还可额外使用这些特征。在独立实施方案中描述的特征可在单一实施方案中组合使用。反之，在单一实施方案中描述的特征可单独使用、或者在任何合适的亚组合中使用。

应注意到，表述“包括”并不排除其他元素或步骤，表述“一个”或“一种”并不排除多个，单个特征可满足权利要求中所引用的多个特征的功能，并且权利要求中的参考符号不应理解为限制权利要求的范围。还应注意到，附图并不一定按比例绘制；而是着重于说明本发明原理。

Claims

1.一种植物生长系统，包括：

一个或多个植物生长基质，其中所述各基质均包括人造玻璃质纤维MMVF板和人造玻璃质纤维MMVF块体，其中所述MMVF板包括由人造玻璃质纤维MMVF构成的第一层，该第一层与由人造玻璃质纤维MMVF构成的第二层存在界面接触，第一层位于第二层之上，且MMVF块体以与第一层接触的方式设置，

所述第一层的密度大于所述第二层的密度；

一个或多个检测器，其设置用于监测至少一个所述植物生长基质的营养物水平；

至少一个灌溉设备，其设置用于向所述植物生长基质供给水；以及

其中依据所监测的所述营养物水平并通过所述控制装置而对至少一个所述灌溉设备的水供给加以控制，其中所述一个或多个检测器设置为用于由至少一个所述植物生长基质中的液体的电导率来确定营养物含量，其中所述电导率水平维持在预定范围内。

2.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中所述一个或多个植物生长基质为人造玻璃质纤维MMVF植物生长基质。

3.根据权利要求1或2所述的植物生长系统，其中所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个所述植物生长基质的水含量水平，并且其中依据所监测的所述水含量水平并通过所述控制装置而对至少一个所述灌溉设备的水供给加以控制。

4.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中至少一个所述灌溉设备还设置为用于向所述植物生长基质提供营养物。

5.根据权利要求4所述的植物生长系统，其中依据所监测的所述营养物水平并通过所述控制装置而对至少一个所述灌溉设备的营养物供给加以控制。

6.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个所述植物生长基质中的水或营养物中的至少一者的分布。

7.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中所述一个或多个检测器还设置为用于监测至少一个所述植物生长基质的温度，并且还依据所监测的温度并通过所述控制装置而对至少一个所述灌溉设备的水供给加以控制。

8.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中所述MMVF板的体积在3升至20升范围内。

9.根据权利要求8所述的植物生长系统，其中所述各植物生长基质还包括置于所述人造玻璃质纤维MMVF块体内部的一个人造玻璃质纤维MMVF插塞。

10.根据权利要求1所述的植物生长系统，其中所述由人造玻璃质纤维MMVF构成的第一层的密度在40kg/m³至90kg/m³的范围内，所述由人造玻璃质纤维MMVF构成的第二层的密度在35kg/m³至85kg/m³的范围内。

11.根据权利要求1-2、4-9中任意一项所述的植物生长系统，其中所述人造玻璃质纤维MMVF板包含粘结体系，该粘结体系含有选自无甲醛粘结剂的有机粘结剂。

12.根据权利要求1-2、4-9中任意一项所述的植物生长系统，其中设置有两个或多个检测器，所述检测器延伸通过所述MMVF板的侧壁，从而在使用中监测所述MMVF板的不同高度处的营养物水平。

13.一种用于管理植物生长系统的灌溉的方法，该植物生长系统包括一个或多个人造玻璃质纤维MMVF植物生长基质，其中所述各基质均包括人造玻璃质纤维MMVF板和人造玻璃质纤维MMVF块体，其中所述MMVF板包括由人造玻璃质纤维MMVF构成的第一层，该第一层与由人造玻璃质纤维MMVF构成的第二层存在界面接触，第一层位于第二层之上，且MMVF块体以与第一层接触的方式设置，

所述第一层的密度大于所述第二层的密度，

所述方法包括：

监测至少一个所述植物生长基质的营养物水平；

向所述植物生长基质供给水，其中

根据所监测到的所述营养物水平来控制水的供给，

其中监测营养物水平包括由至少一个所述植物生长基质中的液体的电导率来确定营养物含量。