CN102245012A - 在至少部分受调节的环境中生长植物的***和方法 - Google Patents
在至少部分受调节的环境中生长植物的***和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102245012A CN102245012A CN2009801499457A CN200980149945A CN102245012A CN 102245012 A CN102245012 A CN 102245012A CN 2009801499457 A CN2009801499457 A CN 2009801499457A CN 200980149945 A CN200980149945 A CN 200980149945A CN 102245012 A CN102245012 A CN 102245012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plant
- leaf
- root
- temperature
- requires
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 title abstract description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 13
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 13
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 claims description 11
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 2
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010413 gardening Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/245—Conduits for heating by means of liquids, e.g. used as frame members or for soil heating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/02—Treatment of plants with carbon dioxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
- A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/249—Lighting means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S47/00—Plant husbandry
- Y10S47/06—Plant growth regulation by control of light thereon
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Abstract
一种用于在至少部分受调节的环境中生长植物(1)的***,其包含栽培基座(11),用于接纳其中具有植物根系(4)的栽培基质(3)。提供了能够并适合于向根系施加预定根温的根温控制手段(12),以及能够并适合于将植物的叶暴露于光化性人造光的光照手段(20,21,22)。根据本发明,还提供了叶加热手段,其能够并且适合于向植物的叶施加不同于环境温度的叶温。因此,在用于生长植物的方法中,植物叶***的二氧化碳同化管理受到影响,并且光化性光的供应、根温和二氧化碳同化管理彼此互相适应。
Description
本发明涉及用于在至少部分受调节的环境中生长植物的***,所述***包含用于接受其中具有植物根系的栽培基质的栽培基座,能够并适合于向根系施加预定根温的根温控制手段,并包含能够并适合于将植物的叶暴露于光化性人造光的光照手段。此外,本发明涉及以至少部分受调节的方式生长植物的方法,其中向植物提供光化性光,并且其中将植物根系的根温维持在所需值。
这样的***和这样的方法适合大规模应用于温室中的玻璃园艺学中。其中,在玻璃后面至少基本上封闭和受调节的环境中产生人造气候,并使其尽可能地适应于植物栽培的最适生长条件。由此能够在植物不能在户外生存或至少不能达到完全发育的地区和季节生长植物。此外,由此能够精确地将植物的生产调适至所需的收获时间。因此能够事先相对精确地估计获得植物的量和时间。此外,如果需要,同样的产物可以全年生长,并且可以栽培出处于生命所有阶段的植物和花。
在传统的玻璃园艺中,太阳光被用作光化性光的主要光源,所述光化性光即是其波长能够引发或影响植物的响应、例如叶中的光合作用或确定的生长状态的任选可见光。此外,太阳光以红外辐射的形式提供热,由此可以在温室中维持与外部温度相比升高的空气温度。在不存在太阳光的情况下、例如特别是在夜里,可以进行加热以维持这种升高的空气温度,而在白天可以利用部分遮挡或过滤来阻止太阳光的过度进入,并且也可以利用通风来调节气候。总的说来,温室中的气候可以由此被控制在一定限度内,并可以调适到植物栽培所需的生长发育,所述生长发育进一步利用受控剂量的水分和营养以及杀虫剂来控制。这里的另一种组成要素是根温。已经发现,可以通过控制根温来影响植物的生长。鉴于此,可以提供根温控制手段以便维持根温有别于空气温度。
然而,经典的玻璃园艺学也具有缺点。首先,这里必须特别考虑到环境。它消耗能量以保持温室温暖,并且对于某些植物来说需要日夜照明。因此,重要的是尽可能有效地调节能量管理。此外,当温室建造在人口稠密地区中或附近时,空间方面也是一个重要因素。传统温室终归需要太阳光的进入并在这些地区占用相对大量的昂贵的土地面积,这些土地否则可用于办公室、住宅建设或基础设施。为了解决这个问题,正在寻求低日光、特别是地下的无日光和多层的解决方案,以便能够综合利用同一土地面积。因为在这种情况下,需要人工提供的不仅有热、而且还有光化性光,能量管理更加成问题,因此对于尽可能高效的植物栽培存在着需求。
本发明的目标尤其是提供在至少部分受调节的环境中生长植物的***和方法,其能够进一步提高效率。
为了实现所述目标,前言中所述类型的***的本发明特点在于提供了叶加热手段,所述叶加热手段能够并且适合于向植物的叶施加不同于环境温度的叶温。由此,本发明的***通过调节叶上能量的正确量,并且在光的量方面和在为植物生长反应起见的光谱比值例如蓝光/红光和红光/远红光比值方面、以及特定反应例如色素形成所需的光谱方面控制光照,以及控制和优化根压活性,从而提供了凭借叶的受控蒸发和二氧化碳同化作用的选择。这都发生在至少部分受调节的环境中,其中在空气湿度平衡、室温和二氧化碳浓度以及用于植物的水和营养等因素方面,可以将气候控制在狭窄的限度内。
本发明是基于下述认识,即成功的植物发育基本上由三种因素负责,即光合作用、在优势根压(prevailing root pressure)的影响下植物中向上推的茎流、以及主要通过植物的叶***的二氧化碳同化作用,并且这三种因素必须总是相互适应,以便在事实上实现最佳的植物生长。除了根温和光化性光的进入之外,植物的二氧化碳同化管理也可以通过在本发明的***中提供叶加热手段来控制。由于附加的加热,叶中的气孔将进一步打开,从而增加了二氧化碳进入叶和水分从叶的蒸发。如果植物中的茎流受到根温升高的刺激,后者将是特别重要的,因为这种茎流将必须通过同样的气孔排出。相反,在较低茎流下可以降低叶温,以便阻止不想要的植物干旱。总而言之,可以由此控制负责植物发育的最重要的气候参数,以便能够在每个这些组成要素中实现最佳效率,同时将能量消耗降到最低。
***的具体实施方案的本发明特点在于,光照手段能够并且适用于发射能够适应于所栽培植物的所期望的光合作用和/或生长状态的光照谱。因此,能够仅仅以精确足够的强度供应植物发育所需的光化性光成分,同时尽可能避免非光化性成分或过量,以便限制***的总体能量消耗和/或对植物发育的可能的有害效应。
在另一个具体实施方案中,本发明的***的特征在于光照手段包含一组发光二极管,这些二极管能够并且适合于发射不同波长的辐射,并且可各个地、优选成组地控制。这种所谓的LED元件产生基本上单色的光,并可获得不同波长,特别是在光谱的远红光、黄光、绿光和蓝光可见部分中。因此,通过各个LED的组合和选择,能够构建并任选修改最适合植物具体需要的光合成活性(PAR)光谱。
叶加热手段本身可以用各种方式形成,尽管在优选实施方案中,本发明***的特征在于叶加热手段包含能够并且适用于用红外辐射对叶进行辐照的至少一个热源。除了全部或部分通过中介介质传导的加热手段之外,还能够与叶进行热交换式接触,这种热源主要通过直接辐射产生热交换式接触。这不仅引起叶***的高效并且有效率的加热,而且还由此以特别有效的方式实现了所打算的与环境的温度差,其有助于所需的气孔扩大。在另一个优选实施方案中,本发明***的特征在于光照手段和热源容纳在相互分开的装置中,以便由此从光化性光源的调节范围中排除热源自身不可避免的热散逸的可能的破坏性影响。
尽管根温控制手段本身也能以各种各样的方式实现,但本发明***的优选实施方案的特征在于根温控制手段包含用于在运行过程中在其中接纳具有受控温度的液体流的封闭导管***,其中导管***能够并适合于产生与栽培基质的热交换式接触。这样的导管***可以由例如栽培基质中或下方的管或散热片***形成,液体流在其中交替迂回流动。通过如此对其中接纳根系的栽培基质进行加热和冷却,能够统一控制根温。本发明***的另一个实施方案的特征在于在叶加热手段与根温控制手段之间提供控制,其使叶温和根温相互依赖。在例如正常生长轨道中,叶温将因此依从根温的变化,任选地以成正比的方式而变,使得同化管理与根压变化保持同步。
为了实现所述目标,前言中所述类型的方法的本发明特点在于植物叶***的二氧化碳同化管理也受影响,并且光化性光的供应、根温和二氧化碳同化管理彼此互相适应。这种方法与上面描述的认识相一致,即根温、所供应的光谱和叶的二氧化碳同化管理不是独立的实体,而是只有相互关联才能获得最优结果。本发明的方法以例如这些生长因素的植物依赖性和/或生长阶段依赖性调整的形式,提供了安排这种相互关联性的选择。
在具体实施方案中,本发明方法的特征在于通过调节叶***的叶温以使其不同于环境温度,来影响二氧化碳同化管理。上面描述的本发明的***非常适合于实施这种方法,因为除了控制其他所述的生长因素之外,还可以由此调节叶温,使得如果需要的话,它不同于环境温度。在另一个具体实施方案中,本发明方法的特征在于光的供应、根温和叶温取决于植物而彼此相互适应。
出于优化植物的光合作用和生长状态的目的,本发明方法的另一个具体实施方案的特征在于所提供的光化性人造光的光谱适应于所打算的植物光合作用和/或生长状态。通过如此特定调适在植物的光合作用和生长发育中扮演角色的各种光成分的相互比例和强度,在相对低的总光强度和能耗下仍然能够实现高产率。在本发明的情形中,本发明方法的另一个具体实施方案的特征在于人造光光谱、叶的叶温和根温取决于植物而被彼此独立但相互关联地控制。
现在将在示例性实施方案和附图的基础上对本发明进行进一步阐述。在图中:
图1显示了本发明***的示例性实施方案中的装置的横截面局部视图。
图是纯粹示意性的,没有按比例绘制。为了清楚起见,一些具体尺寸可能程度或多或少地被夸大。图中对应的部件尽可能用相同的参考数字指称。
图1中显示的***使用了植物1的多层栽培,以便能够最大可能地利用可用表面积。植物容纳在培养盘2中,盘中具有适合的栽培基质3,例如土壤、玻璃棉、石棉或仅仅是水,用于接纳其中植物的根系4。培养盘2一个在另一个上方放置在几乎完全由不锈钢构造而成的框架10的梁11上。因此可以将任何所需数量的这种轮架10组合起来,以形成受调节环境中的完整栽培体系,植物在其中以完全受控的方式进行充分发育。灌溉和施肥设备(没有进一步显示)安排在轮架10上或其中,以便为植物提供充足的水和必要的养分。
轮架的梁11各包含以规则的间距迂回的软管或管的封闭导管***12。在这点上,连续的中空散热片***也可以任选用作导管***。这种导管***12,穿过它可以导引受控温度的载热介质例如水以便控制根系的温度,形成了根温控制手段的一部分。加热的介质在运行过程中将热释放给例如梁,所述梁接着将热经培养盘传导给其中具有植物根系的栽培基质。相反,也可以利用冷却的载热介质从根床提取热量。因此,按照本文描述的方法,在运行期间将根系以或高或低的精确度保持在所需根温。为了给这种热运输提供更特异的控制,从而提供更有效的热交换能力,梁采取多层的形式,具有泡沫塑料例如聚氨基甲酸酯泡沫或聚苯乙烯泡沫的隔热基底13,具有反射顶层14例如反射金属涂层或提供有这种涂层的其他中间层,然后是导管***12和在其上的具有良好导热性的金属板15例如不锈钢。
栽培体系10的每一层都提供有照明装置形式的人造光源20,其中具有发光二极管(LED)组21,此外还可能有其他光源22例如紫外或红外辐射器。第一组中的LED二极管发射的光至少主要在光谱的可见部分中,特别是红、黄、绿或蓝光,而第二组22向其中加入不可见组分例如红外光和近紫外光。照明装置20提供有控制器(没有进一步显示),使用它可以选择性并个别地控制不同的组和组中的元件,以便在运行过程中使发射光的具体光谱组成适合于所栽培的植物1的需求和类型。因为梁任选以显著的程度彼此分离,因此如果需要可以向每根梁提供不同的光谱,以便由此彼此组合地栽培不同的植物并为每种植物提供最适光谱。这种***非常适合应用在低日照或甚至无日照环境中,例如在地下场所中。
在栽培体系中还提供了红外辐射器形式的叶加热手段30,其置于层中轮架的架子的任一侧上。红外辐射器在植物的叶的方向上发射直接热辐射,因此如果需要的话,能够使叶的叶温相对于环境温度升高。由此可以在相当程度上控制叶的二氧化碳同化管理,特别是适应于植物中由根系4产生的茎流的根压。这是因为叶的加热导致叶中气孔的扩大,由此使它们更好地能够通过允许水蒸发而释放过剩的根压,同时光合作用所需的充分的二氧化碳同化继而使用光照手段激活和控制,仍然通过这些同样的气孔继续。然而,另一方面,如果取的是植物的插条,则叶***不被加热或至少在根增长模拟(increased rootsimulation)下加热较少,从而限制了蒸发并确保在插条表面上存在多余水分。总而言之,在本发明的***中能够由此个别地调节主要的生长因素,即光合作用、根压和二氧化碳同化,并且这些因素在每个生长阶段并对于每个植物相互关联地精确调适,以便增进最佳生长和生长状态。
尽管上面仅仅在一个示例性实施方案的基础上对本发明进行了进一步阐述,但显然本发明决不仅限于此。相反,专业技术人员不需以不太明显的方式脱离本发明的范围,就能做出许多其他修改和实施方案。因此,根温控制手段也能包含直接位于栽培基质中的导管***,其或多或少直接与根系进行热交换式接触。在水或水性基质例如玻璃棉或石棉上进行栽培的情形下,也可以通过受控地控制向其供应的水的温度,来控制根温。
在实例中使用的人造光是利用发光二极管(LED),尽管在本发明的范围内常规的生长用白炽灯也可以适合地代用,并且本发明也适用于完全或部分日光的情况。
在给定实例中使用的是在活动轮架上的多层栽培,尽管在本发明的范围内也可以设想以单层栽培和/或以固定的排列方式栽培。
在本发明的范围内,借助叶***的二氧化碳同化和水分蒸发可以受到控制并具体适应于根压。代替使用直接红外灯,这也可以利用靠近叶***放置的螺旋形灯丝、加热板等来实现。如果需要,叶加热手段例如实施例中的红外辐射器,可以进一步整合在人造光照手段的同一个装置中,以达到例如节约空间和/或易于安装的目的。
在本发明中,真正重要的是植物的生长发育由最重要的生长因素即光合作用、根压和二氧化碳同化的链条中最微弱的环节所决定,并且按照本发明,所有这些因素以相互关联的方式受到控制,并且如果需要,通过人工方式改变,以便获得最佳的链条。
Claims (12)
1.用于在至少部分受调节的环境中生长植物的***,所述***包含用于接纳其中具有植物根系的栽培基质的栽培基座,能够并适合于向根系施加预定根温的根温控制手段,并包含能够并适合于将植物的叶暴露于光化性人造光的光照手段,其特征在于,提供能够并且适合于向植物的叶施加不同于环境温度的叶温的叶加热手段。
2.权利要求1中要求的***,其特征在于,光照手段能够并且适用于发射能够适应于所栽培植物的所期望的光合作用和/或生长状态的光照谱。
3.权利要求2中要求的***,其特征在于,光照手段包含一组发光二极管,这些二极管能够并且适合于发射不同波长的辐射,并且个别地、任选成组地可控。
4.前述权利要求的一项或多项中要求的***,其特征在于,叶加热手段包含能够并且适合于用红外辐射辐照叶的至少一个热源。
5.权利要求4中要求的***,其特征在于光照手段和热源容纳在相互分开的装置中。
6.前述权利要求的一项或多项中要求的***,其特征在于,根温控制手段包含用于在运行过程中在其中接纳具有受控温度的液体流的封闭的导管***,其中导管***能够并适合于产生与栽培基质的热交换式接触。
7.前述权利要求的一项或多项中要求的***,其特征在于,在叶加热手段与根温控制手段之间提供控制,所述控制使叶温和根温相互依赖。
8.以至少部分受调节的方式生长植物的方法,其中向植物供应光化性光,并且其中将植物根系的根温维持在所需值,其特征在于,植物叶***的二氧化碳同化管理也受影响,并且光化性光的供应、根温和二氧化碳同化管理彼此互相适应。
9.权利要求8中要求的方法,其特征在于,通过调节叶***的叶温以使其不同于环境温度,来影响二氧化碳同化管理。
10.权利要求9中要求的方法,其特征在于,光的供应、根温和叶温取决于植物而彼此相互适应。
11.权利要求8、9或10中要求的方法,其特征在于,所供应的光化性人造光的光谱适应于植物的所期望的光合作用和/或生长状态。
12.权利要求11中要求的方法,其特征在于,人造光光谱、叶的叶温和根温取决于植物而被独立于彼此但相互关联地控制。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2002091A NL2002091C (nl) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Systeem en werkwijze voor het telen van een gewas in een althans ten dele geconditioneerde omgeving. |
NL2002091 | 2008-10-13 | ||
PCT/NL2009/050617 WO2010044662A1 (en) | 2008-10-13 | 2009-10-13 | System and method for growing a plant in an at least partly conditioned environment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102245012A true CN102245012A (zh) | 2011-11-16 |
CN102245012B CN102245012B (zh) | 2016-12-14 |
Family
ID=
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102668963A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-19 | 杭州恒农科技股份有限公司 | 一种多层立体式的温室自动化移动苗床式的植物工厂装置 |
CN104429688A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-25 | 深圳市雅瑞安光电有限公司 | 一种以led植物助长灯为背景的智能控制室内种植场*** |
CN105142391A (zh) * | 2012-12-12 | 2015-12-09 | 贺利氏特种光源有限责任公司 | 用于辐射植物的辐射装置 |
CN107329511A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-11-07 | 西北农林科技大学 | 基于适宜根温区间的水培蔬菜光环境高效调控方法与*** |
WO2018111202A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Muanchart Mankaew | Light control method and apparatus for cultivation |
CN110545657A (zh) * | 2017-02-07 | 2019-12-06 | 普瑞瓦控股有限公司 | 用于栽培作物的方法和装置 |
CN111050543A (zh) * | 2018-03-15 | 2020-04-21 | 植物实验室株式会社 | 植物栽培方法、植物栽培***以及支架 |
CN112367831A (zh) * | 2018-06-11 | 2021-02-12 | 布卢斯基埃斯1989私人有限公司 | 用于培养作物的方法及装置 |
CN113924925A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-14 | 上海沃尔农业科技有限公司 | 一种耐贮藏金瓜的育种方法 |
CN115500164A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-23 | 四川新叶光生物科技有限公司 | 一种用于动植物生长的智慧照明装置及方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1402261A (en) * | 1971-07-17 | 1975-08-06 | Protag Mechanics Ltd | Growing cabinets |
US5009029A (en) * | 1987-07-06 | 1991-04-23 | Wittlin Seymour I | Conductive temperature control system for plant cultivation |
US5174793A (en) * | 1983-10-28 | 1992-12-29 | Mitsubishi Denki K.K. | Method of enhancing plant growth using light levels lower than photo saturation intensity |
US5269093A (en) * | 1990-11-30 | 1993-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling plant growth with artificial light |
US5283974A (en) * | 1991-05-09 | 1994-02-08 | Graf Jr David B | Environmentally controlled display cabinet |
TW421993U (en) * | 2000-05-30 | 2001-02-11 | Wei Fang | Plant cultivation box using ultra-bright LED as artificial light source |
US20030005626A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Ccs Inc. | Plant cultivator and control system therefor |
JP2006262852A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sharp Corp | 栽培システムおよびその制御方法 |
CN1957668A (zh) * | 2005-11-02 | 2007-05-09 | 中国林业科学研究院林业研究所 | 一种春石斛花期调控方法 |
CN101081001A (zh) * | 2007-06-20 | 2007-12-05 | 浙江虹越花卉有限公司 | 一种郁金香盆栽的新的栽培方法 |
CN101268750A (zh) * | 2007-03-22 | 2008-09-24 | 北京威斯无土草坪毯有限公司 | 一种无冬眠期无土草坪的种植方法及其装置 |
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1402261A (en) * | 1971-07-17 | 1975-08-06 | Protag Mechanics Ltd | Growing cabinets |
US5174793A (en) * | 1983-10-28 | 1992-12-29 | Mitsubishi Denki K.K. | Method of enhancing plant growth using light levels lower than photo saturation intensity |
US5009029A (en) * | 1987-07-06 | 1991-04-23 | Wittlin Seymour I | Conductive temperature control system for plant cultivation |
US5269093A (en) * | 1990-11-30 | 1993-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling plant growth with artificial light |
US5283974A (en) * | 1991-05-09 | 1994-02-08 | Graf Jr David B | Environmentally controlled display cabinet |
TW421993U (en) * | 2000-05-30 | 2001-02-11 | Wei Fang | Plant cultivation box using ultra-bright LED as artificial light source |
US20030005626A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Ccs Inc. | Plant cultivator and control system therefor |
JP2006262852A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sharp Corp | 栽培システムおよびその制御方法 |
CN1957668A (zh) * | 2005-11-02 | 2007-05-09 | 中国林业科学研究院林业研究所 | 一种春石斛花期调控方法 |
CN101268750A (zh) * | 2007-03-22 | 2008-09-24 | 北京威斯无土草坪毯有限公司 | 一种无冬眠期无土草坪的种植方法及其装置 |
CN101081001A (zh) * | 2007-06-20 | 2007-12-05 | 浙江虹越花卉有限公司 | 一种郁金香盆栽的新的栽培方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
刘明池等: "陶瓷管负压控温栽培***在番茄日光温室冬季生产中的应用效果", 《农业工程学报》 * |
李临颖等: "辐射增温效应对水稻叶片温度及光合速率的影响", 《应用气象学报》 * |
杜永臣: "蔬菜生产中的根区温度", 《中国蔬菜》 * |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102668963A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-19 | 杭州恒农科技股份有限公司 | 一种多层立体式的温室自动化移动苗床式的植物工厂装置 |
CN105142391A (zh) * | 2012-12-12 | 2015-12-09 | 贺利氏特种光源有限责任公司 | 用于辐射植物的辐射装置 |
CN104429688A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-25 | 深圳市雅瑞安光电有限公司 | 一种以led植物助长灯为背景的智能控制室内种植场*** |
CN104429688B (zh) * | 2014-10-27 | 2016-04-20 | 深圳市雅瑞安光电有限公司 | 一种以led植物助长灯为背景的智能控制室内种植场*** |
AU2017377839B2 (en) * | 2016-12-14 | 2022-01-20 | Mankaew MUANCHART | Light control method and apparatus for cultivation |
WO2018111202A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Muanchart Mankaew | Light control method and apparatus for cultivation |
US11622508B2 (en) | 2017-02-07 | 2023-04-11 | Priva Holding B.V. | Method and device for cultivating a crop |
CN110545657A (zh) * | 2017-02-07 | 2019-12-06 | 普瑞瓦控股有限公司 | 用于栽培作物的方法和装置 |
CN110545657B (zh) * | 2017-02-07 | 2022-05-24 | 普瑞瓦控股有限公司 | 用于栽培作物的方法和装置 |
CN107329511A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-11-07 | 西北农林科技大学 | 基于适宜根温区间的水培蔬菜光环境高效调控方法与*** |
CN107329511B (zh) * | 2017-05-31 | 2019-09-03 | 西北农林科技大学 | 基于适宜根温区间的水培蔬菜光环境高效调控方法与*** |
CN111050543A (zh) * | 2018-03-15 | 2020-04-21 | 植物实验室株式会社 | 植物栽培方法、植物栽培***以及支架 |
US11716940B2 (en) | 2018-03-15 | 2023-08-08 | Plants Laboratory, Inc. | Plant cultivation method, plant cultivation system, and rack |
CN112367831A (zh) * | 2018-06-11 | 2021-02-12 | 布卢斯基埃斯1989私人有限公司 | 用于培养作物的方法及装置 |
CN112367831B (zh) * | 2018-06-11 | 2024-03-22 | 布卢斯基埃斯1989私人有限公司 | 用于培养作物的方法及装置 |
CN113924925A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-14 | 上海沃尔农业科技有限公司 | 一种耐贮藏金瓜的育种方法 |
CN115500164A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-23 | 四川新叶光生物科技有限公司 | 一种用于动植物生长的智慧照明装置及方法 |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210321574A1 (en) | System and method for growing a plant in an at least partly conditioned environment | |
EP2184967B1 (en) | Led lighting device for growing plants | |
EP2278870B1 (en) | Method and apparatus for using light emitting diodes in a greenhouse setting | |
WO2012067499A1 (en) | Growth system and method for growing a plant in a conditioned environment | |
Merrill et al. | Next evolution of agriculture: A review of innovations in plant factories | |
CN104813857A (zh) | 一种基于无自然光条件下led植物灯的西瓜秧苗培育技术 | |
CN105830685B (zh) | 一种运用led植物灯进行黄瓜育苗的方法 | |
JP2005192517A (ja) | 植物育成方法 | |
US20190000020A1 (en) | Light-Emitter Device and Method for Promoting Grass Growth | |
CN102245012B (zh) | 在至少部分受调节的环境中生长植物的***和方法 | |
KR200446513Y1 (ko) | 유리온실의 냉난방 및 생육환경 조절장치 | |
KR20110004710U (ko) | 유리온실의 냉난방 및 생육환경 조절장치 | |
JP2017046651A (ja) | 植物栽培用照明装置及びそれを用いた植物栽培方法 | |
JP2007082489A (ja) | 植物栽培方法 | |
CN115500164A (zh) | 一种用于动植物生长的智慧照明装置及方法 | |
Nederhoff | LEDs for greenhouse lighting | |
Islam et al. | MANAGEMENT OF LIGHT, TEMPERATURE, HUMIDITY AND CARBON DI OXIDE (CO2) IN PROTECTED STRUCTURE | |
Navas et al. | Saffron (Croccus sativus L.) substrateless hydroponic cultivation and illumination with light-emitting diodes. | |
Singh et al. | LIGHT MANAGEMENT STRATEGIES IN GREENHOUSE PRODUCTION SYSTEM FOR VEGETABLE CROPS | |
KR20160000863U (ko) | 식물 공장용 베드 구조물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |