CN107920483A - 栽培系统 - Google Patents

Abstract

一种用于栽培农作物的系统，该系统包括引导装置和多个沟槽，其中每个沟槽都被设置为容纳多个农作物单元，并且引导装置被设置为沿着第一方向引导沟槽并逐渐增加在所述方向上的相邻沟槽之间的距离，使得区域中每平方米的农作物单元的数量大体上减少，其中区域包括第一区段和第二区段，其中第一区段中的每个沟槽都容纳具有第一中间距离的农作物单元，第二区段中的每个沟槽都容纳具有第二中间距离的农作物单元，第一中间距离远小于第二中间距离，位于从第一区段到第二区段的过渡的位置处的第一区段中的沟槽之间的距离远大于位于第二区段中的沟槽之间的距离。

Description

栽培系统

技术领域

本发明涉及一种用于栽培农作物的系统。本发明特别涉及一种通过水耕栽培的方法栽培农作物的系统。

背景技术

水耕栽培是使植物在添加了必需的营养物质的水中生长。这种栽培方法得到了越来越多的应用，该方法不仅适用于室内植物，而且也适用于在保护空间(温室或建筑物)中或室外的蔬菜的栽培，例如番茄、菊苣、莴苣和其他农作物。相对于土壤栽培，水耕栽培的一个重要优势是水和营养物质可以通过简单且精确的方式供给。通常不会发生土结病害，因此使用药剂进行病害治疗的需求就少得多。

以水耕栽培栽培农作物通常包括多个阶段。第一阶段是播种阶段和发芽阶段。首先将不同介质单元(基质)设置在容器或托盘中，可选地，将不同介质单元打包(土块(根部球)、盆栽肥料、盆、网等)在容器或托盘中。然后将一个或多个种子置于介质中或介质上。根据介质的尺寸和种子的种类，按每平方米计算的数量从200到1000以上变化。发芽阶段发生在发芽室(发芽间)。这里主要控制温度和湿度从而为种子提供最佳的萌发条件。发芽之后，将容器/托盘从发芽空间移动到温室，在温室里植物可以生长到确定的大小。这是育苗阶段。在育苗阶段之后，通常将植物从植物种植者带至市场园艺人。在具有沟槽中的水耕栽培系统的市场园艺人处，植物会被移栽至托盘。通常采用每平方米100个的密度。这个阶段被称为延伸的育苗阶段。水，可选地具有肥料的水，通过喷灌施加到托盘上。延伸的育苗阶段之后是栽培阶段。在栽培阶段，植物通常被置于沟槽中，该沟槽被设置为随着农作物生长而滑动分开，使得农作物具有空间以达到完全的生长，同时最有效地利用表面区域。

WO94/07354描述了一种用于栽培农作物的可移动沟槽系统。这个系统通常用于栽培阶段。WO94/07354描述了一种用于栽培农作物的系统，该系统具有引导装置，该引导装置用于在预定区域中引导多个沟槽，每个沟槽被设置为包含农作物的多个农作物单元，该引导装置被设置为在从区域的第一边缘延伸到区域的第二边缘的第一方向上引导沟槽，该引导装置还被设置为逐渐增加在所述方向上的相邻槽沟之间的距离，使得区域中每平方米的农作物单元的数量从第一边缘到第二边缘大幅度减少。当施用水耕栽培时，温室中的表面区域可以通过这种方式被最有效地利用，其中水耕栽培相对于土壤栽培的优点如上所述。

发明内容

本发明的目的是进一步优化农作物的栽培过程。

为此目的，本发明具有的特征在于，区域包括：第一区段，其与第一边缘相邻；和第二区段，其与第二边缘相邻，其中第一区段中的每个沟槽都被设置为容纳具有第一中间距离的农作物单元，第二区段中的每个沟槽都被设置为容纳具有第二中间距离的农作物单元，第一中间距离显著小于第二中间距离，位于从第一区段到第二区段的过渡的位置处的第一区段中的相邻沟槽之间的距离显著大于位于过渡的位置处的第二区段中的相邻沟槽之间的距离。

由于具有沟槽的区域现在包括两个区段，并且第一区段中的农作物单元在沟槽中的位置非常接近，所以在该第一区段中可以用比现有技术的沟槽系统中的植物小得多的植物最佳地填充可用表面区域。随着小植物的生长，第一区段中的沟槽移动分开，直到到达第一区段和第二区段之间的过渡的位置。然后，将植物或者农作物单元至少部分地移栽到第二区段，农作物单元在沟槽的纵向上的中间距离在第二区段中要比在第一区段中大得多。由此在沟槽的纵向上为植物提供了更多的空间，因此可以显著减小相邻沟槽之间的距离。这里应该注意的是，彼此相邻的沟槽的植物优选地被置于三角形样式中。然后，随着农作物生长，沟槽可以在第二区段中分开，使得当沟槽到达第二边缘并且农作物已经达到完全生长时，可以收获农作物。

试验表明，以这种方式构建栽培农作物的系统，可以使延伸的育苗阶段和栽培阶段得到相当大的优化。通常在市场园艺人处，植物传统上在延伸的育苗阶段被置于托盘上(容器中)。在这样的容器或托盘中的农作物单元比在沟槽中的农作物单元更加难以提供水分和营养物质。由于托盘或容器是从上方浇灌的，因此水分和营养物质的分布更加不均匀。这通常会导致位于区段边缘的农作物单元干枯，从而导致损失。通过浇灌的方式给农作物浇水的效率远低于在沟槽中浇水的效率。还发现的是，在托盘或容器区域的周边的农作物的根部的生长要比在沟槽中的生长差得多，这是因为这些农作物经常失去水分并且受容器或托盘中的光照的影响。托盘植物的根部与由于营养液(含有肥料的水)间歇地流过沟槽而持续保持湿润的根部是不同的。间歇浇水完全由计算机控制，并且一旦设置了开始时间和结束时间(基于时间的开始和基于光照的开始的组合(直到达到光照的阈值))，植物必须接收营养液的次数就不用再考虑了。在托盘(容器)区域，这是完全不同的而且是不能自动化的，并且围绕根部的区域在湿润区域和干燥区域之间不断变化。

因为根据本发明的系统使得相对小的植物能够以最佳方式被置于沟槽中，所以来自育苗阶段的植物可以被直接置于沟槽中。当这些植物被置于沟槽中时，可以通过最佳地方式进行浇水，植物的根部可以适当地生长，因为它们遭受的干燥空气(和光照)要少得多，并且不会因不均匀或不规则的浇水而发生损失。沿着从第一区段到第二区段的过渡，至少一部分植物被移栽，其中在沟槽中的相邻植物的中间距离是大得多的。

将植物从第一区段中的沟槽移栽或转移到第二区段中的沟槽表现出意想不到的和令人惊讶的优势。已经确定的是，将植物移栽或转移至第二区段中的沟槽，植物没有经受明显的压力，因为根部已经在营养液间歇流过的沟槽中发育。这种情况在第二区域也是一样的，由此植物继续保持最佳的生长。这与将植物从托盘或容器移栽至沟槽形成对比。当来自容器或托盘的植物被种植到沟槽中时，由于浇水和施肥的方式不同，植物将经受压力。托盘场里的植物实际上在夏季每天最多浇水两次，在冬季甚至每周只浇水几次。这种不连续的浇水导致形成不同类型的根部(气生根部)。移栽到沟槽中的托盘植物必须适应从不连续浇水(从每周数次到最多每天两次)到间歇浇水(从冬季的每天六次到夏季的两倍以上于冬季的浇水频率)的转变，这将引起压力(产生新的根部)，从而使得植物的生长速率遭受负面影响。在根据本发明的系统中，由于转移的发生是从一个沟槽到另一个沟槽，因此植物和根部周围的区域大体上保持相同，植物将不会经受明显的压力。在托盘植物的情况下，容易发生数日的生长滞后。

沟槽中相邻植物之间的中间距离的逐步增加至少部分地由于位于过渡的位置处的第二区段中的相邻沟槽之间的距离比位于过渡的位置处的第一区段中的相邻沟槽之间的距离小得多而得到补偿。由此，表面区域得到最佳利用。

第一中间距离和第二中间距离的比率，以及位于过渡的位置处的第二区段和第一区段中相邻槽沟之间的距离的比率优选为使得每平方米的农作物单元的数量沿着过渡的位置保持大体上的恒定。这里每平方米农作物单元保持大体上恒定被定义为每平方米农作物单元的数量差异小于25％，优选为小于20％，更优选为小于15％。由于每平方米农作物单元的数量保持大体上恒定，表面区域可以沿着从第一区段到第二区段的过渡保持被最佳地利用。在这方面应注意的是，具有可移动沟槽的系统的目的在于使每个农作物单元可用表面区域大体上连续地增加。这里大体上连续地增加也可以是小阶梯式增加，并且沿着从第一区段到第二区段的过渡，这样的阶梯可以被执行使得每平方米植物的数量在过渡的位置确实具有绝对的跳跃。但是，这种跳跃仍然被认为是大体上恒定的，因为这种跳跃远小于位于第一边缘位置和第二边缘位置的每平方米植物数量的差异。

引导装置优选地包括用于沿第一方向移动沟槽的驱动装置，其中驱动装置被设置为改变在所述方向上的相邻沟槽之间的距离。这样的驱动装置可以通过不同的方式形成，例如通过机器人，或者通过具有卡扣的驱动杆或拉杆或驱动链来形成，卡扣被置于与沟槽之间的距离相对应的相互距离。这里可以提供一个或多个这样的驱动装置，其中多个驱动装置被设置为例如，每次驱动区域的一个区段。

优选地，还提供一种装置，该装置用于沿着从第一区段到第二区段的所述过渡移栽农作物单元中的至少一部分农作物单元。该装置可以是完全自动化的或者也可以需要工作人员介入，该装置被设置为例如，使第一区段的全部沟槽定位到邻近第二区段的一个或多个沟槽，使得工作人员可以手动地将植物从第一区段的沟槽转移到第二区段的沟槽或者多个沟槽。可选择地，可以提供一种装置，该装置被设置为从第一区段自动提升农作物单元中的至少一部分农作物单元，并将这些被提升的农作物单元放置在第二区段的沟槽中。

优选地，该设备被设置为将所有农作物单元从第一区段中的沟槽移栽到第二区段中的沟槽中。当所有农作物单元从第一区段的沟槽被转移到第二区段的沟槽时，第一区段的沟槽可以被充分利用于相对较小的植物，而第二区段的沟槽可以被充分利用于相对较大的植物。

优选地，每个沟槽包括用于容纳农作物单元的多个装置，这些多个装置在沟槽的纵向上具有预定的中间距离。这里沟槽优选为具有大体上管状或U形的横截面并且具有封盖(盖子)，其中多个装置形成为管或封盖中的开口，每个开口被形成为包含一个或多个农作物单元，使得农作物单元的介质和根部大体上位于封盖的下方，而农作物单元的叶子大体上位于封盖的上方。该沟槽结构被认为具有多个优点，一方面相邻农作物单元之间的中间距离是预定的，因此可以被优化。另一方面，封盖将确保更少的光照到达农作物单元的根部，从而使这些根部能够生长。封盖还确保了沟槽中的水不会从沟槽中直接蒸发。

优选地，沟槽以排水方式放置，并且系统在沟槽的一端的位置包括水供给系统，并且在沟槽的另一端的位置包括水收集系统，使得通过该系统的使用，营养液以受控制的方式流过沟槽。更优选地，水收集系统(例如通过收集罐)可操作地连接到水供给系统，使得大体上所有的营养液都可以被回收。以这种方式获得了带有营养物的水的流动所处的闭合回路。这样可以高效地处理水和肥料，使得水分只能通过蒸发而减少，而肥料被植物吸收。

优选地，设置多个水供给系统和多个水收集系统，使得可以向不同的沟槽提供不同数量的水和/或具有不同性质的水。然后，可以将多个营养液供给系统和收集系统置于该区域的预定区段中，从而可以根据农作物所处的生长阶段来优化营养液(具有肥料的水)。这里显而易见的是，小的植物与大的植物需求不同。

优选地，系统还包括育苗区段，该育苗区段具有另外的引导装置，该另外的引导装置用于在邻近第一边缘的另外的区域中引导多个育苗沟槽，其中每个育苗沟槽都被设置为容纳多个农作物单元，该多个农作物单元具有另外的中间距离，该另外的中间距离远小于第一中间距离，其中该引导装置被设置为在所述方向上逐渐增加相邻育苗沟槽之间的距离，位于从育苗区段到第一区段的另外的过渡的位置处的相邻育苗沟槽之间的距离远小于位于另外的过渡的位置处的相邻沟槽之间的距离，使得每平方米的农作物单元的数量沿着另外的过渡保持大体上的恒定。正如从第一区段到第二区段的过渡，这的目的是从例如200到100没有尖锐的过渡，但是每平方米的单元数量的下降具有连续下降的趋势。因此该育苗区段通过使用沟槽而得到优化。育苗区段中的植物之间的中间距离远小于第一区段中的植物之间的中间距离。这使得表面区域能够得到最佳利用。这也使得通过随着植物在育苗阶段的生长而移动育苗沟槽使育苗沟槽不断分开，可以在育苗阶段为植物提供更多空间。这使得整个系统能够被进一步优化，例如，育苗阶段更长，植物可以变得比以传统方式进行的育苗阶段更大。在根据本发明的系统中，还可以选择在延伸的育苗阶段与栽培阶段之间的过渡位置，以进一步优化农作物的生长、生产过程和表面区域的利用。在传统系统中，即使栽培阶段在可移动的水槽中进行，这也是不可能的。

本发明还涉及一种栽培农作物的方法，该方法包括以下步骤：

在位于预定区域的第一边缘的位置处的多个沟槽中种植农作物单元；

沿第一方向引导多个沟槽，该第一方向从区域的第一边缘延伸到区域的第二边缘，其中在引导期间，相邻沟槽之间的距离逐渐增大，使得每平方米农作物单元的数量从第一边缘到第二边缘减少；

收获位于第二边缘的位置处的农作物单元；

该方法的特征在于，还包括：

沿着从区域中与第一边缘相邻的第一区段到区域中与第二边缘相邻的第二区段的过渡移栽至少部分的农作物单元，使得第一区段中的每个沟槽都被设置为容纳具有第一中间距离的农作物单元，以及第二区段中的每个沟槽都被设置为容纳具有第二中间距离的农作物单元，其中第一中间距离远小于第二中间距离，并且位于过渡的位置处的第一区段中的相邻沟槽之间的距离远大于位于过渡的位置处的第二区段中的相邻沟槽之间的距离。该方法描述了上述系统的使用。因此，上述效果和优点也适用于根据本发明的方法。

优选地，该方法还包括通过驱动装置使多个沟槽中的至少一部分在所述第一方向上前进。

附图说明

现在将基于附图中示出的示例性实施例来进一步描述本发明。

在图中：

图1示出了根据本发明的实施例的栽培系统的俯视示意图；

图2示出了图1所示的栽培系统的区段的侧视图；

图3示出了应用于根据本发明的栽培系统的沟槽的透视图；

图4示出了具有农作物单元的沟槽的横截面；

图5示出了具有根据本发明的多个系统的温室的示意图；

图6示出了根据本发明的优选系统的不同区段的不同沟槽；

图7示出了应用于根据本发明的栽培系统中的优选驱动系统；

图8示出了说明根据本发明的栽培系统的效果的图表。

相同或相似的元件在附图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的用于栽培农作物的系统的俯视图，该系统被置于预定区域1中。该预定区域1在实际中优选由暖房或温室或室外装置形成。这里暖房或温室的一部分也可以形成预定区域，其中暖房或温室的另一部分用于其他目的。根据本发明的用于栽培农作物的多个系统也可以被置于图5所示的一个暖房或温室中。可以在预定区域1中限定第一边缘2和第二边缘3。第一边缘2和第二边缘3位于彼此相对的位置并限定从第一边缘2延伸到第二边缘3的第一方向。第一方向是农作物在栽培过程中将移动的方向。预定区域1还包括用于划分区域1的侧面4。在这方面应该指出的是，来自另一区域的沟槽同样可以转移至区域2。

在第一边缘2的位置处，将农作物的农作物单元引入用于栽培农作物的系统，这在图中用箭头5示意性地表示，并且在第二边缘3的位置处，完全成长的农作物单元被收获并由此从用于栽培农作物的系统中移除，这用箭头6示意性地表示。用于栽培农作物的系统包括两个区段：第一区段7，其邻近预定区域1的第一边缘2；和第二区段8，其邻近预定区域1的第二边缘3。第一区段7和第二区段8还在预定区域1的大体上位于中心的部分12的位置处彼此相邻。大体上位于中心的部分在这里被定义为位于同时距离第一边缘2和第二边缘3至少第一距离的位置，其中第一距离优选为第一边缘2和第二边缘3之间的距离的至少5％，更优选为至少10％。因此，大体上位于中心并不意味着必须位于第一边缘和第二边缘之间的数学中点。

分别用附图标记9和附图标记10表示的多个沟槽被置于第一区段7和第二区段8中。这里每个沟槽大体上平行于第一边缘2和第二边缘3延伸，并且设置有引导装置11，该引导装置11用于在第一方向上引导沟槽9和沟槽10。第一方向大体上垂直于沟槽9和沟槽10。在图1所示的实施例中，引导装置11位于大体上水平((从边缘2到边缘3的纵向))放置的多个支撑轮廓上。在横向(沟槽的方向)上，支撑轮廓位于与沟槽的排水相对应的斜面上。这里支撑轮廓的数量(从边缘2到边缘3)可以根据沟槽的支撑要求进行调整。支撑轮廓优选地在其纵向上，在从第一区段7到第二区段8的过渡的位置12处被中断，使得第一区段7的沟槽也可以保留在该第一区段中并且可以被带回到第一边缘2，而第二区段8的沟槽可以保留在该第二区段中并且在第二边缘3的位置收获之后被带回到过渡12。包括引导装置11的支撑轮廓优选具有平坦的上侧，使得沟槽9和沟槽10可以在支撑轮廓的平坦上侧上滑动。通常在实际情况下，区域2相对于引导系统被划分成两个部分。因此，支撑轮廓和引导系统也在划分点发生变化。

第一区段7和第二区段8之间的技术差异在于沟槽中的相邻农作物单元之间的中间距离。具体地，第一区段7的沟槽9中的农作物单元之间的中间距离13远小于第二区段8的沟槽10中的农作物单元之间的中间距离14。除了中间距离13和中间距离14之间的差异之外，系统的技术构造和操作在第一区段7中和在第二区段中基本相同。(由于长度有限)区域7现在只具有一个被驱动的拉杆系统。

具有区段7和区段8这两个区段的系统的特征在于，过渡12可以被指定为至少部分农作物单元从一个沟槽移栽或转移到另一个沟槽的位置。在如图1所示的示例性实施例中，所有的农作物单元从位于过渡12的位置处的沟槽9转移到位于过渡的位置处的第二区段8的一个或多个沟槽10。这可以自动地、机械地或在工作人员的介入下完成。在图1所示的实施例中，沟槽9保留在第一区段7中并且被带回到第一边缘2。第二区段8的沟槽10也保留在第二区段8中，并且当沟槽10到达第二边缘3的位置时，沟槽10被带回到过渡位置12，并且在那里被再次装填。在可替换的实施例中，沟槽继续从第一区段7到第二区段8是连续的，并且在过渡12的位置处增加沟槽，使得部分农作物单元可以从第一区段中的沟槽转移或移栽到附加沟槽，以便增加沟槽中相邻农作物单元之间的中间距离。为了清楚起见，在本说明书中两个农作物单元之间的空间称为术语“中间距离”，而两个沟槽之间的空间称为术语“距离”。

在每个区段7、8中，沟槽9和沟槽10沿第一方向移动，使得可以为每个区段7、8定义始端和末端，其中区段的末端是沟槽在沿第一方向移动时到达的部分。在每个区段7、8的始端位置，沟槽9、10被定位成在相邻的沟槽9、10之间具有第一距离，该第一距离分别用附图标记15和附图标记17表示。第一距离是最小的，同时取决于系统的配置，第一距离对于第一区段7和第二区段8可以不同。沟槽之间的距离被定义为沟槽的中心轴线之间的距离。位于过渡12的位置处的第二区段8中的沟槽10的第一距离17优选地比沟槽的宽度大+0mm，更优选地比沟槽的宽度大+5mm(+1mm)，更优选地比沟槽的宽度大+10mm，使得沟槽10在过渡12的位置处不会彼此接触。当位于过渡12的位置处的第二区段8中的沟槽10没有相互挤压时，农作物的叶子也不会在相邻沟槽10之间受到挤压，使得农作物不被损坏。然而，当沟槽10没有相互挤压时，在沿过渡位置12填充沟槽或者填充至少部分沟槽期间，沟槽10的前进会困难得多。这在下面参考图7作进一步解释。在每个区段7、8的末端位置，沟槽9、10在相邻的沟槽之间具有第二距离，该第二距离分别用附图标记16和附图标记18表示，该第二距离比第一距离15、17大得多。第二距离是预定的最大距离，并且取决于系统的配置，第二距离对于第一区段7和第二区段8可以不同。

在每个区段7、8的长度上，相邻沟槽之间的距离，在区域的始端和末端之间，从第一距离15、17到第二距离16、18逐步地或连续地增加。其效果是，每平方米的农作物单元的数量从每个区段的始端到每个区段的末端递减。其结果是，每个农作物单元的表面区域从每个区段的始端到末端递增，这使得每个农作物单元都能够生长，并且为了每个农作物提供实现该目的所需的表面区域。这里，因为当农作物单元较小并且每个农作物单元需要较小的表面区域时，沟槽之间的距离也较小，所以在每个区域的始端，表面区域都被最佳地利用，并且因为沟槽之间的距离从每个区域的始端到末端都是递增，所以在每个区段都为每个农作物单元提供了足够的生长空间。

在过渡12的位置处，第一区段7的末端与第二区段8的始端相邻。由此，在过渡12的位置处的第一区段的沟槽与在过渡12的位置处的第二区段8的沟槽10相比，相邻沟槽之间的距离要大得多。由于在从第一区段7到第二区段8的过渡12中的一个沟槽中的农作物单元的中间距离的明显增加与沿过从第一区段到第二区段8的过渡的相邻沟槽之间的距离的明显减少的相互结合，每平方米的农作物单元的数量可以沿从第一区段7到第二区段8的过渡保持大体上的恒定。这里关于大体上的恒定在上文中有定义。试验表明，这种基于区段7和区段8的两个区域的作业方式可以使农作物以明显更加有效的方式进行栽培。因此，在预定区域1中的每平方米的农作物单元的数量可以从第一边缘2朝第二边缘3连续地和/或逐步地减小。这里农作物单元可以按照根据要种植的农作物单元的尺寸优化的每平方米的农作物单元的数量种植在第一边缘2的位置。在第二边缘3的位置处，农作物单元被收获，并且每个农作物单元已达到完全生长，根据完全生长的农作物单元的尺寸优化每平方米的农作物单元的数量。这使得农作物能够以表面区域得到优化的方式进行栽培。

图2示出了图1所示的系统的第一区段7的侧视图，并且示出了如何将沟槽带回到位于导轨11下方的区段的始端，如箭头19所示。为此目的，首先将沟槽清空，其中农作物单元首先从第一区段的沟槽9被移栽到第二区段的沟槽10，如箭头20所示。然后，可以经由导轨11下方的运输系统将沟槽9运输到第一区段的始端。在第一区段的始端位置，沟槽9被放置到第一引导装置的始端并且被填充农作物单元。这在图中用箭头21表示。在引导装置的作用下，沟槽10返回。

图3示出了第二区段的沟槽10的透视图。每个沟槽10的横截面优选为管状或U形，在内侧具有大体上略微弯曲的底面25(营养液因此穿过沟槽的中央)，其中沟槽优选地设置有向下突出的腿部23，该腿部23沿沟槽10的纵向延伸。突出的腿部23使得沟槽10能够通过图7所示的驱动装置以简单的方式前进。在U形沟槽的上侧优选地设置有封盖24的情况下，管状沟槽不需要单独的封盖。在上侧或这些封盖中形成有多个开口22，其中每个开口被设置为接纳一个农作物单元。开口22可以具有任何尺寸和形状(圆形、椭圆形、正方形、矩形等)并且具有中间距离14，该中间距离14具有如上文所讨论的长度。第一区段7的沟槽9以与图3所示的沟槽类似的方式构造，然而，开口22之间的中间距离比图3所示的中间距离14小得多，在图6中示出了这种差异。

图4示出了在开口22的位置的沟槽10的横截面，并且示出了被置于其中的农作物单元。农作物单元在基质(介质)26中生长。农作物的根部不仅生长在介质中，也在生长在介质之外，生长在沟槽的底部。农作物有叶子和/或果实27。这里叶子和/或果实27通常在封盖24上方延伸，而具有根部26的介质大体上在封盖24下方延伸。这样做的好处是，根部与光照隔离。水与空气混合，从而吸收氧气。氧气对根部和植物的生长非常重要。这种在沟槽中栽培农作物的方式通常被称为NFT(营养膜技术)，即作为一种水耕栽培形式，营养液的薄膜流过沟槽，然后植物的根部在沟槽中生长。

图5示出了预定区域1，其中放置了根据本发明的多个系统，设置有与预定区域1的第一边缘相邻的另外的区域28。该另外的区域28设置有与每个区段7、8的系统类似的系统，由此产生了第三区段，也被称为育苗区段，该育苗区段与第一区段和第二区段一样设置有引导装置和多个育苗沟槽，其中每个育苗沟槽被设置为包含具有比第一中间距离13小的中间距离的多个农作物单元，其中另外的导向装置被设置为沿预定区域1的第一边缘的方向移动育苗沟槽，同时相邻的育苗沟槽之间的距离增加。因此，从育苗区段28到第一区段7的另外的过渡将具有与上述过渡12相同的作用。这意味着，沿着从育苗区段到第一区段的过渡的每平方米的农作物单元的数量可以保持大体上恒定。另外的区域28的表面区域也可以被最佳地利用。

图6示出了三个不同区域7、8和28的三种沟槽。这里图中示出了第二区段8的沟槽10、第一区段7的沟槽9和育苗区段28的沟槽29。该图清楚地表明，育苗沟槽29中的相邻农作物单元之间的中间距离远小于第一区段(延伸的育苗区段)中的沟槽9中的相邻农作物单元之间的中间距离，并且第一区段7中的相邻农作物单元之间的中间距离远小于第二区段8的沟槽10中的相邻农作物单元之间的中间距离。结合相邻槽沟9、10和29之间距离的减少，这使得每平方米的农作物单元的数量在区段之间的每个过渡能够保持大体上恒定。

图7示出了应用于根据本发明的系统的优选的驱动装置。这里显而易见的是，为了执行本发明的原理，可以应用不同种类和类型的驱动装置，包括沟槽的手动驱动，其中沟槽被手动地转移。机器人系统也可以用来使沟槽前进。图7的优选的驱动系统包括驱动杆，例如具有多个卡扣31的拉杆30。如图箭头33所示，驱动杆30被设置为向前和向后移动。每次控制系统的长度的其中一段的多个这样的驱动杆设置在用于栽培农作物的系统从第一边缘2延伸到第二边缘3的长度上。区域2的物理分区和材料阻力通常决定了拉杆或引导系统的长度。

每个卡扣31可以在卡扣大体上平行于驱动杆30延伸所处的横躺位置和卡扣31至少部分地在驱动杆30上方延伸的至少部分向上位置之间倾斜，以便能够在后方钩住沟槽的腿部并因此沿第一方向34拉动沟槽。这里卡扣31在向上的方向上被弹簧承载，使得卡扣31总是倾向于向上延伸。然而，当向下的力作用在卡扣31上时，卡扣31将逆着弹簧力倾斜并大体上横躺地延伸。当驱动杆30沿第一方向34移动时，这样的布置使得沟槽10能够被驱动，同时卡扣31向上延伸并拉动沟槽。当驱动杆沿着相反的方向移动时，卡扣31将被沟槽10向下按压，克服卡扣31的弹簧力，使得沟槽不会向后移动。因此，可以由此得到驱动沟槽的单向系统，其中可以通过简单的方式改变沟槽之间的距离。

在图7的右侧示出了另一选择，其中驱动杆30的一部分的顶部由覆盖物35覆盖，该覆盖物35确保位于覆盖物上方的沟槽10a不能通过卡扣在第一方向上共同地转移。这使得预定区段能够在区域中前进，而另一区段由于覆盖物35而刻意地不能前进。当在预定区域1的第二边缘3进行的收获以及分别在第一边缘2和过渡12进行的种植和/或移栽不同时发生时，该选择变得特别重要。

收获和(沿过渡12的)不同时进行的移栽在区段8中产生间隙，该间隙在种植和/或移栽期间被再次填充。然后，通常通过连接到驱动链的驱动杆进行该间隙的闭合，该驱动链与驱动杆相结合，该驱动杆开始于移栽区段12，结束于覆盖板35过去的N个沟槽。连接到链条的驱动杆通常位于覆盖物35所处位置的沟槽下方的起始位置。在收获期间，沟槽将通过结束于第二边缘并且开始于覆盖物35的驱动杆与其共同移动。在移栽过程中必须被填充的间隙将出现在覆盖板35的后方。为了填充间隙，链条上的拉杆将首先向前移动N个位置，使得卡扣被拉过覆盖板35并向上延伸。然后，开始于移栽区域12的驱动杆将N个沟槽推过盖板。重复这个过程重复，直到链条已经将沟槽通移动过整个间隙。因此，具有沟槽的场地中的间隙可以被填充，而不必将沟槽互相推挤。

如图7所示的驱动装置为设计和控制沟槽沿第一方向的运动提供了许多选项。具体地，图7所示的这种驱动装置使得沟槽能够被添加在区域的始端，而无需将这些沟槽互相推挤。如上所述，驱动装置使得这些沟槽能够与相邻沟槽之间的距离一起被拉动，其中相邻沟槽之间不会有叶子被挤压。

图8示出了表示使用如图1所示的系统的效果的图表。该图表的横坐标表示出农作物已经生长的天数，而纵坐标表示每平方米的农作物单元的数量。该图表包含中的数值仅仅是一个示例，显而易见的是，根据农作物品种，这些数值可以明显不同。然而，该图表所示的原理是根据本发明的系统的特征，因此该原理通常是可应用的。该图示出了三个阶段，其中第一阶段37表示育苗阶段。在图8所示的示例中，农作物单元以每平方米216个农作物单元的比率被种植在育苗沟槽中。

在育苗阶段37之后，将农作物单元从沟槽29移栽到位于第一边缘2的位置处的沟槽9(延伸的育苗阶段区域7)，然后沟槽9紧靠在一起，使得每平方米有108个农作物单元被安置在第一边缘2的位置处的沟槽9中。在图8所示的示例中，通过逐步地增加在第一区段7中的相邻槽沟之间的距离，当沟槽9位于过渡12的位置处时，每平方米的农作物单元的数量系统性地下降到每平方米49个农作物单元。然后，在图8所示的示例中，农作物单元以每平方米38个农作物单元的比率被转移或移栽到第二区段8的沟槽10中。当第二区段8中的沟槽紧靠在一起时，获得每平方米的农作物单元的数量为38，这是通过显著增加相对于第一区段7的沟槽10中相邻农作物单元之间的中间距离来实现的。当沟槽从过渡12移动到第二边缘3时，通过增加第二区段8中的沟槽之间的距离，每平方米的农作物单元的数量会系统性地减少，以便为农作物的完全生长给予足够空间。位于第二边缘3的位置处的农作物单元具有约每平方米15个农作物单元的密度，农作物单元已经达到完全生长，并且可以被收割。通过这种方式，可以最佳地利用预定区域1的表面区域。

基于以上描述将显而易见的是，当权利要求限定引导装置(拉杆)被设置为在从区域的第一边缘延伸到第二边缘的第一方向上引导沟槽时，这并不意味着一个引导装置覆盖从第一边缘到第二边缘的整个路线。这些引导装置确实都会在第一方向上移动。该第一方向从第一边缘延伸到第二边缘。多个引导装置将共同确保农作物单元从第一边缘移动到第二边缘。

基于附图和说明书，技术人员将能够理解本发明的操作和优点以及不同的实施例。这里显而易见的是，说明书和附图仅用于理解本发明的目的，而不是将本发明限制于其中使用的一些实施例或示例。因此，需要强调的是，保护范围将仅在权利要求中限定。

Claims (14)

1.一种用于栽培农作物的系统，所述系统包括引导装置，所述引导装置用于在预定的区域中引导多个沟槽，其中每个所述沟槽都被设置为容纳农作物的多个农作物单元，并且所述引导装置被设置为沿着从所述区域的第一边缘延伸到所述区域的第二边缘的第一方向引导所述沟槽，所述引导装置被还被设置为逐渐增加在所述方向上的相邻沟槽之间的距离，使得在所述区域中的每平方米的所述农作物单元的数量从所述第一边缘到所述第二边缘大体上减少，其特征在于，所述区域包括与所述第一边缘相邻的第一区段，和与所述第二边缘相邻的第二区段，其中所述第一区段中的每个所述沟槽都被设置为容纳具有第一中间距离的农作物单元，所述第二区段中的每个所述沟槽都被设置为容纳具有第二中间距离的农作物单元，所述第一中间距离远小于所述第二中间距离，位于从所述第一区段到所述第二区段的过渡的位置处的所述第一区段中的相邻沟槽之间的距离远大于位于所述过渡的位置处的所述第二区段中的相邻沟槽之间的距离。

2.根据权利要求1所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述第一中间距离和所述第二中间距离的比率，以及位于所述过渡的位置处的所述第二区段中的相邻槽沟之间的距离和位于所述过渡的位置处的所述第一区段中的相邻槽沟之间的距离比率被选择为使得每平方米的农作物单元的数量沿着所述过渡保持大体上恒定。

3.根据权利要求1或2所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述引导装置包括用于沿所述第一方向移动所述沟槽的驱动装置，其中所述驱动装置被设置为改变在所述方向上的相邻沟槽之间的距离。

4.根据权利要求3所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述驱动装置由多个拉杆形成，其中拉杆系统的至少一个覆盖物连接至链条，并且提供有单独的拉杆系统以将农作物单元填补在场地中形成的间隙，使得所述沟槽被拉入所述间隙中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，还提供有沿着从所述第一区段到所述第二区段的所述过渡移栽所述农作物单元中的至少一部分农作物单元的装置。

6.根据权利要求5所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述装置被设置为将所有农作物单元从所述第一区段中的所述沟槽移栽到所述第二区段中的所述沟槽。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，每个沟槽包括用于容纳农作物单元的多个装置，所述多个装置在所述沟槽的纵向上具有预定的中间距离。

8.根据权利要求7所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述沟槽具有管状或U形的横截面并且具有盖子，其中所述多个装置形成为所述盖子中的开口，每个所述开口都被形成为容纳农作物单元，使得所述农作物单元的介质和根部大体上位于所述盖子的下方，而所述农作物单元的叶子大体上位于盖子的上方。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述沟槽以排水方式放置，所述系统在所述沟槽的一端的位置包括水供给系统，并且在所述沟槽的另一端的位置包括水收集系统，使得在使用所述系统期间，水以受控制的方式流过所述沟槽。

10.根据权利要求9所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述水收集系统可操作地连接到所述水供给系统，使得所述水能够被回收。

11.根据权利要求9或10所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，设置有多个水供给系统和多个水收集系统，使得能够向不同的沟槽提供不同数量的水和/或具有不同性质的水。

12.根据前述权利要求中任一项所述的用于栽培农作物的系统，其特征在于，所述系统还包括育苗区段，所述育苗区段具有另外的引导装置，所述另外的引导装置用于在与所述第一边缘相邻的另外的区域中引导多个育苗沟槽，每个所述育苗沟槽都被设置为容纳具有另外的中间距离的多个农作物单元，所述另外的中间距离远小于所述第一中间距离，所述引导装置被设置为逐渐增加在所述方向上的相邻育苗沟槽之间的距离，位于从所述育苗区段到所述第一区段的另外的过渡的位置处的相邻育苗沟槽之间的距离远大于位于所述另外的过渡的位置处的相邻沟槽之间的距离，使得每平方米的农作物单位的数量沿着所述另外的过渡保持大体上的恒定。

13.一种用于栽培农作物的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在位于预定的区域的第一边缘的位置处的多个沟槽中种植所述农作物的农作物单元；

沿第一方向引导所述多个沟槽，所述第一方向从所述区域的第一边缘延伸到所述区域的第二边缘，其中在引导期间，相邻沟槽之间的距离逐渐增大，使得每平方米的农作物单元的数量从所述第一边缘到所述第二边缘减少；

收获位于所述第二边缘的位置处的农作物单元；

其特征在于，所述方法还包括：

沿着从与所述第一边缘相邻的所述区域的第一区段到与所述第二边缘相邻的所述区域的第二区段的过渡移栽所述农作物单元中的至少一部分农作物单元，使得所述第一区段中的每个所述沟槽都被设置为容纳具有第一中间距离的农作物单元，以及所述第二区段中的每个所述沟槽都被设置为容纳具有第二中间距离的农作物单元，所述第一中间距离远小于所述第二中间距离，并且位于所述过渡的位置处的所述第一区段中的相邻沟槽之间的距离远大于位于所述过渡的位置处的所述第二区段中的相邻沟槽之间的距离。

14.根据权利要求13所述的用于栽培农作物的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过驱动装置使所述多个沟槽中的至少一部分沟槽在所述第一方向上前进。