CN106170201A

CN106170201A - 高密度无土植物生长系统和方法

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Publication number: CN106170201A
Application number: CN201580003143.0A
Authority: CN
Inventors: 皮特·吉迪奥·凡德尔莫维
Original assignee: E- Smart Global Licensing Co Ltd
Current assignee: E- Smart Global Licensing Co Ltd
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: CN106170201B; AU2015358636A1; TW201633900A; JP2018113970A; EP3264883A1; WO2016138545A1; KR20160119056A; GB2535549A; US20170339854A1; AU2018220058A1; AU2015358636B2; EP3264883A4; ZA201502803B; EP3264883B1; KR101923285B1; GB201507041D0; JP2017512456A; TWI665958B; US10327398B2; BR112016013897A2

Abstract

根据本发明的一个方面，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。

Description

高密度无土植物生长系统和方法

技术领域

本发明涉及低碳排放、无土高密度植物生长系统和方法。

背景技术

发明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。

发明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发明人因此提出了下文中所描述的本发明。

发明内容

根据本发明的第一方面，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-film^TM和/或所谓的Lumenmax^TM。

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。

根据本发明的第二方面，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；

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

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，用于将富含营养物的流体滴落到所述容器桶中。

本体的端部区域上限定的接合结构允许将多个无土培养容器连结到一起，由此限定了无土植物培养管。

所述接合结构可采取凸接合结构和凹接合结构的形式，其成形并且尺寸设定成彼此可密封地连结，以便当装配时阻止流体逸出所述无土培养管。

所述本体和所述臂可以包括被装配到一起以限定无土培养容器的两个对称的半部。

用于补充地将密封元件容纳其中的密封结构可被设置成，当两个对称的半部被装配以限定无土培养容器桶时将限定的空间密封到一起。

还可以设置固定结构，用于在装配模式下将装配的半部固定到一起。

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间隔并且与所述容器桶的内表面区域隔开。

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，所述多孔篮式元件成形并且尺寸设定成容纳育苗穴盘插。所述多孔篮式元件被打孔以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用于容纳和固定与其流体连通的流体源的固定结构，用于将富含营养物的流体源滴落到所述容器桶中。

所述接合结构可以凸接合结构和凹接合结构的形式，其成形并且尺寸设定成彼此可密封地连结，以便当装配时阻止流体逸出所述无土培养管。

所述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，所述高浓度二氧化碳流例如来自以下几者的流体流：压缩的二氧化碳的圆筒、或来自生成二氧化碳的化学过程(例如，燃烧)的外排流。

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。

通过将流体流滴落通过幼苗支撑构件中的流道，所述流体流可以滴落到幼苗的根部上。

根据本方面的第三方面，提供了一种用于高密度植物生长的无土方法，所述方法包括至少以下步骤：

-使营养物流体流富含二氧化碳；以及

-用富含二氧化碳的流体流供给幼苗。

所述方法可以包括使流体流富含二氧化碳直到所述流体流的pH值被调节到6到7之间，典型地为6.2。由于所述流体流富含二氧化碳，故所述流体流可已经提高了碳酸浓度。

在富集之前，待富集的流体流具有低溶解固体到非常低的溶解固体，例如，蒸馏水、从冷凝器回收的水、从空调系统回收的水、以及从RO系统回收的水。

根据本发明的第四发明，提供了一种用于长距离耕种的系统，所述系统包括如前面所描述的高密度无土系统，其特征在于，经由计算机化系统控制并管理对温室环境以及营养物水平的控制，所述系统所位于的位置与所述温室所位于的位置不同。

不同位置可以是不同的国家。

所述计算机化系统接收来自温室环境的数据输入，例如但不限于室内温度、水中营养物浓度、水中碳浓度以及病菌浓度。

所接收的数据可以使得计算机化系统的用户以通信待采取的正确的措施以便优化生长条件。仅仅通过非限制性的示例，现在将描述本发明。

附图说明

图1显示了根据本发明的支撑元件的第一实施方式的一个对称半部；

图2显示了当装配时，图1中所显示的支撑元件；

图3至图4显示了根据本发明的支撑元件的第二实施方式；

图5显示了本发明的温室；以及

图6显示了用在本发明中的用于使流体流富含碳酸和/或CO₂的CO₂洗涤器系统。

具体实施方式

图5和图6显示了用于生长例如生菜和香草的多叶植物的高密度无土系统10，该系统10也被称为创新的可控的环境加速的促生长室。系统10不是水培法系统，因为该术语被本发明人理解为根部不长期地浸入培养液中或浸入培养流体浸泡的介质中，然而在传统的气培法系统中根部被喷洒有富营养流体，由于根部暴露到成滴的富营养流体中，因此该系统而更接近于气培法系统。

温室类型结构包括用于增加结构中的可见光的量的所谓的光通量增强机构。光通量增强机构可以是所谓的覆盖该结构的光穿透材料的形式以允许预定量的光穿透该结构。该材料可以包括抗紫外线辐射的玻璃和/或透明聚碳酸酯。该材料通常还将包括用于允许阳光穿透该结构，但是阻止阳光反射回到该结构的外部的反射特性，即所谓的Agri-film^TM。合适的过滤器还可以包括在该材料中以促进所谓的红光线和蓝光线波长进入温室结构中。

通常还将包括温室结构的地板中的用于将阳光反射离开地板的反射成分以用于增多温室内部的可见的阳光。将地板涂覆成红色和蓝色布置还促进了将红色和蓝色波长从地板朝向植物反射。

为了调节温室内部的环境温度，可以应用通风井和/或风扇、用于润湿所述温室结构的外表面的润湿系统、用于在该结构内部喷洒细雾的喷洒系统。还可以包括用于结构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结构内部的预定范围内的病菌浓度的病菌控制手段。该病菌控制手段包括到该结构的双气密型通道、和用于收集不需要的颗粒和病菌的地板成分。

在优选的实施方式中，在温室结构中，以网格布置形式设置有多个波形的支撑部12(图1和图2)，而非简单的直线形竖直管部，该支撑部具有用于流体或蒸汽流(例如富含营养物和/或CO₂的水流)的内部流道14以在其上部和下部之间流动。

波形支撑部12具有相对其竖向轴线成角度地设置的竖向间隔的分离开口16，所述开口尺寸设定成用于在其中容纳幼苗，从而在使用时，幼苗被种植在开口中，其根部悬挂在流道中，即，开口与流道流体连通，从而其根部可以与沿着流道向下流的流体或流道中的气体或湿气接触。

流体供给部连接至支撑部中的每一者的上端，从而流体沿着流道向下流动并且使幼苗的根部与其接触。

在支撑部的底部处，并且与流道的底部出口流体连通处，设置了用于收集已经流动通过该支撑部的剩余流体的流体收集系统。

用于幼苗的开口相对于竖直以大约5°的角度而设置，因为这被认为将用于幼苗的阳光最优化。

在本发明的示例中，支撑构件为模块设计，并且每一支撑构件由多个相同部件装配到一起，并且当多个部件装配到一起时形成该支撑构件。这具有以下的优点：仅仅需要制成一个模具并且竖直管状支撑部可以由多个这些相同的部件装配而成，这节约了成本并且降低了复杂度。然而，不难想象，可以有两个或多个部件类型装配到一起以形成单元，管状支撑部由该单元装配而成。

任意数目的相同部件可被固定在一起以形成所需长度的竖直支撑部。同样地，可选择相同部件的尺寸以形成任何所需的等效直径的竖直管状支撑部和/或匹配可用的任何标准的管尺寸，该等效直径例如为50mm。

因此，本发明的系统的植物和幼苗支撑部具有以下的优点：培养液有方向的流动，这是由流道内部具有风扇18以及其形状而协助，这确保了培养液将在其中种植的幼苗的根部区域上流动。分配元件20确保了流体被分配以增大其充氧作用。

通过用于使充氧空气被引入到植物的根部区域，实现了容器桶中和/或植物根部区域中的温度控制。通过沿着通道向下引入所需温度的空气经由狭槽结构进入到根部区域，实现了围绕植物根部区域16℃至25℃的优选区域中的温度控制。通道和狭槽结构有助于该系统的能效，这因为无需控制温室结构内部的整个环境即可调节围绕根部区域的温度。所需温度的空气经由狭槽而间歇地被引入通过通道到达根部区域以便于植物生长。

如果该容器桶由于植物根部生长过快由此阻止了流体的流动，则导向结构24防止流体溢出该容器桶。

与竖向成5°的开口设置被认为对于地球上的纬度位置和阳光的角度是最佳的。

例如花椰菜的某些植物在生成期间变得非常重，为了防止植物掉出生长容器桶，提出了如描绘在图3和图4中的支撑构件26。支撑构件的该实施方式还包括多孔的容器桶28用以固定该幼苗。该实施方式还包括容器桶中相对居中的用于间隔植物的间隔器30。固定结构32允许流体源连接至容器桶的边缘，由此允许流体沿着容器桶向下流动。

在该系统中，由于流体流动是在竖直方向上从顶部到底部，故施肥的水培法或气培法供给和气体的混合由于流动流体而改善。

该系统提供了通过该系统的最大化的透光度，因此当竖直支撑部在温室中极为接近地面放置时，一些管处于在其它管的阴影中的风险，因此本发明的竖直支撑部的形状和形式为：使邻近的竖直管状支撑部的阴影风险最小化，该竖直管状支撑部已知为竖向的生长堆叠。

因此，该系统提供了当前生长系统的从100％到1000％的密度或更大的密度，并且通常允许每平米从200到400棵植物，尽管这可以通过使用人工照明而增加。

因此，该系统允许在相同系统中的定向的气体增强和生长介质再循环。

该系统还允许气流良好地通过具有竖直管状支撑形式的生长环境，允许空气良好地流动通过多行生长植物。

通过利用绝热蒸馏和冷凝方法而收集水，常规的大气水生成器和处理水和/或通过暴露到UV和臭氧的流体的循环，形成相对自我维持的植物生长环境，其中，该自我维持性通过温室内部的流体/水的闭环循环来辅助。

本发明的系统的示例的操作

不限制本发明的范围或其如何被使用，该系统通常可以方便地如下使用：

富CO₂流通过M3T^TM表面活性剂处理的水流净化以形成水中的碳酸和高浓度的CO₂，因此离开洗涤器的水包括溶解的CO₂和碳酸。

CO₂可以来自工业过程或从空气收集，例如，碳收集及储存。

富含碳酸和/或CO₂的洗涤器水被用作用于竖直生长堆叠根部侧供给的水基。具有溶解的碳酸的水最佳地pH值在6.2，但是pH值可以在6和7之间的范围内。用于形成碳酸的水必须具有非常低的溶解性固体，例如蒸馏水、从空调系统的冷凝器回收的水，且该水具有大约25℃的最高温度。

在温室中，通过自然循环或喷雾，温度应当在17℃和20℃之间。

因此，在系统的通常操作中，以下步骤如下：

1、对于3天的周期，幼苗、种子、枝条或鳞茎首先为所谓的“使受冷而变得耐寒”并且在可控的环境培养器中进行灭菌，其中，它们被暴露到以下几者的组合：人造光、臭氧、紫外线(UV)和红外线(IR)，同时持续地喷洒有包括以下几者的组合的水雾：有机杀菌剂、M3T^TM、柑橘油、绿茶提取物、有机农药和有机杀菌剂。该步骤是必要的，以使植物准备下文中所描述的第二生长阶段，并且还减少了真菌或昆虫攻击的风险。水可以通过臭氧或UV消毒并且可以可选择地通过磁体以磁化处理水。该雾为非常细微的雾。水或雾可以例如通过使喷嘴偏振而电离。该微滴的尺寸范围为从1微米到100微米。

2、该幼苗被转移到生长环境中(例如温室)，其包括：

a、可移除的冰雹盖以保护免受冰雹损害并且如有必要还充当遮蔽物；

b、在温室的顶部上的水分配系统，当需要时经由包括管和喷嘴的系统用于将水喷洒在通道的顶部上；

c、气候控制系统，所述气候控制系统包括常规的水冷却器、冷却装置、红外光源以及加湿器，以用于将环境温度控制在15℃至24℃、理想地为17℃的范围内、以及控制通道内部的相对湿度；

d、加热机构，所述加热机构例如为用于提高温室温度、以及当该温度达到5℃时的水温的管配置；

e、包括反射镜元件的反射镜，所述反射镜优选地以聚碳酸酯板的形式，所述反射镜定位在通道内部用于将通道内部的入射光反射，以便将通道内部的光密度在周围的环境光线之上增大大约5％至17％；

f、地板覆盖件，所述地板覆盖件包括反光材料和/或银的涂层和/或具有抗菌的特性，以获得200watt/m²至1000watt/m²，通常大约(50watt/ft²)500watt/m²。理想的光的波长为400nm至700nm；

g、通道的顶部为铰接的，从而允许该顶部部分被移除，以便如果温度和/或湿度达到最大浓度，使温室通风；

h、双进入系统，所述双进入系统形成两扇门之间的闭合隔间。具有地板的隔间配置成保持消毒混合物，该消毒混合物包括以下几者的水相混合物：绿茶提取物、柑桔油、M3T、用于对进入到通道的人的脚消毒的有机杀菌剂；

i、该隔间还连接至空气供给源以维持该隔间内部的相对正压，以防止外部空降物被引入到该隔间和通道中；

j、经由居中的远程控制的系统，控制通道内部的温度和湿度，其中，所述系统收集关于例如温度和湿度的参数的输入，并且经由但不限于气候控制单元而实现该控制，在通道的内部喷洒雾并且部分地移除该顶部；

k、水收获系统，所述水收获系统用于将水收获为水冷却器系统的副产品以及通过隔热蒸馏和例如Skywater^TM的冷凝方法从大气中收获；

l、水处理系统，所述水处理系统用于处理保存在容器桶中用于被施加到生长堆叠的根部的水；

m、鼓风机或风扇，所述鼓风机或风扇以通常2m/s(以1m/s至5m/s的范围)以用于使得温室中的气流连续，以便防止在植物繁殖期间所交换的气体的积累，典型地为CO₂和臭氧；

n、太阳电池板，所述太阳电池板用于生成用于驱动马达驱动设备的电能，马达驱动设备例如是水冷却器、鼓风机和例如Smart Power^TM概念的风扇；

o、特制的“Hortimax^TM”以监控实时的植物繁殖过程和早期检查影营养损失、pH波动、病菌爆发以便允许远程管理；

p、通过将胶质银和过氧化氢释放到喷洒的雾和/或点滴的水供给中，用于对例如腐霉、疫霉和镰刀菌的病菌的电化学处理。

水处理系统包括紫外(UV)光源、电磁阳离子交换器、臭氧源、用于移除有机物质的有机过滤器、双过滤器、沙过滤器、纳米过滤器、活性炭或油页岩过滤器、超声、经由串联机构和/或所谓的喷嘴的通风、用于富含水、氧气以及例如铜和铁的微量元素的逆向水化学活化。

水容器桶为与互连的管的系统流体连通的密封单元，以用于收集沿着管模块向下滴落的水，容器桶还包括形成在容器桶内部的正的空气压力的空气源，通过在与营养物流相反方向上，气体在流动通道中向上流动的逆向流动，允许在同一系统中的方向气体增强和生长媒介循环。

将选择竖直生长堆叠(竖直管状支撑部)的定位以允许植物具有其叶子最大程度地暴露到阳光。生长环境被设计成限制气体和热从温室的损失，以便温室在稍微正压力下操作。红外光和紫外光用于补偿气候条件引起的阳光缺乏。

成雾系统用于将细微的水雾、或具有M3T^TM和海藻提取物的水喷洒到叶子上以便改善细胞的结构。该雾喷射用于4重功效：即，温度控制、叶子供给、害虫防治/病菌防治、以及控制湿度。

营养物(即，常量元素，例如有机NPK)混合与通过M3T^TM处理的水混合，并且然后这被供给至竖直生长堆叠的其中其滴落通过根部上的竖直管状支撑部根部侧并且使它们用富含营养物的水浇湿的根部一侧。微量元素可被提供通过电化学过程，例如，将金属(例如，铁和镁)电极经由逆水化学活化而溶解到水中。

在收获之前，植物通过阴离子型表面活性剂、有机pH稳定剂、有机抗细菌和有机防腐剂处理达到48小时期间，这导致了碳水化合物浓度的提高以及所谓的植物叶子的白利糖度(BRIX)含量的提高。

在夜间进行收获并且利用加压的空气供给而切割植物。所有的扦插和仪器通过M3T^TM和Zoonocide^TM等等进行处理。从收获点直到运输，保持温度低于10℃。所有人员穿戴保护性服饰以限制污染。打包的产品储存在3℃至7℃之间。

为了提高保存期限和新鲜度，包含营养物和水分的成分被添加在包装中。在运输期间，植物将从成分中继续吸收水分和营养物。

为了进一步改善温室中的生长，植物被暴露至一定范围的声波，这被认为是声学生长。

氧化过程的使用(通常被称作AOP)进一步改善了富含营养物的流体的质量和纯度。

在此所描述的阴离子型表面活性剂(例如M3T^TM)的使用促进了根部的润湿，由此提高了渗透、扩散、根部压力差的缓和，由此增大了水吸收速率以及这样做降低了能量消耗。

M3T^TM为可从南非的Marine 3 Technologies(Pty)有限责任公司获得的表面活性剂产品并且为专利产品。

申请人认为本发明的优点在于：描述了低碳排放的高密度植物培养系统和方法，其中，低碳排放归功于以下因素：例如，使用用于发电的太阳电池板、用于增强通道内部的可见光的反光材料、空气流动通道并入竖直植物支撑部中的狭槽结构中用于局部地调节植物根部区域周围的温度、没有基于石化的物质，例如，通常用在传统的耕种实践中的合成肥料、杀虫剂和/或除草剂。富含碳的洗涤器设备通过充当碳汇还有助于该系统的低碳排放量，其中，该净化的碳被转化成可食用的植物材料。

Claims

1.一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

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/或氧调节的空气引导到其中容纳的幼苗的根部区域。

17.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，所述流体供给系统包括用于使所述流体流富含二氧化碳的富二氧化碳设备。

18.如权利要求17所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述富二氧化碳设备是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布置形式。

19.如权利要求中18所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述高浓度二氧化碳流选自由以下构成的群组中的任意一者或多者：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的外排流。

20.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，所述流体流具有溶解在其中的用于促进植物生长的营养物。

21.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，所述流体流具有溶解在其中的有机阴离子型表面活性剂。

22.一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；

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°之间的角进行延伸的臂；以及

-用于将流体流供给至所述容器桶的流体供给系统；以及

23.如权利要求22所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述容器桶包括间隔结构，所述间隔结构用于将植物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。

24.如权利要求21或22中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述容器桶包括用于在其中容纳育苗穴盘插的多孔篮式元件。

25.如权利要求22至24中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述流体供给系统包括用于使所述流体流富含二氧化碳的富二氧化碳设备。

26.如权利要求25所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述富二氧化碳设备是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布置形式。

27.如权利要求26所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述高浓度二氧化碳流选自由以下构成的群组中的任意一者或多者：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的外排流。

28.如权利要求22至27中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述流体流具有溶解在其中的用于促进植物生长的营养物。

29.如权利要求22至28中任一项所述的用于高密度植物生长的无土系统，其中，所述流体流具有溶解在其中的有机阴离子型表面活性剂。

30.一种用于高密度植物生长的无土方法，所述方法包括至少以下步骤：

-使营养物流体流富含二氧化碳；以及

-用富含二氧化碳的流体流供给幼苗。

31.如权利要求30所述的用于高密度植物生长的无土方法，其中，由于所述流体流富含二氧化碳，故所述流体流已经提高了碳酸浓度。

32.一种用于长距离耕种的系统，所述系统包括如前述权利要求中任一项所述的高密度无土系统，其特征在于，经由计算机化系统控制并管理对温室环境以及营养物水平的控制，所述系统所位于的位置与所述温室所位于的位置不同。