[发明专利]植物生长控制系统

说明书

一种用于控制水培生长系统中的植物生长条件的系统(10、11)，该用于控制植物生长条件的系统包括：至少一个检测器(7、22、1101)，其用于测量植物生长基质或环境条件的至少一种特性；第一数据处理装置(9、1103)和第二数据处理装置(9、12、1107)；数据存储装置(1120)；并且该检测器或每个检测器(7、1101)布置成测量植物生长基质或环境条件的一种或多种特性，并且通过通信链路将检测器标识符和所测量的一种或多种特性传输到第一数据处理装置；第一数据处理装置(9、1103)布置成：在存储器中保存预定义的生长数据，所述预定义的生长数据包括灌溉数据、环境数据、植物数据、收割数据、作物数据和/或气候数据，并限定以下两者之间的关系：基质的温度、pH水平、水含量、养分含量、氧含量、空气温度、湿度和光照水平、气候条件、植物参数、收割和作物条件中的一个或多个的多个值；和多个期望的灌溉参数和环境参数；处理从每个检测器接收的所测量的特性以获得基质的经处理的特性；基于经处理的特性和预定义的生长数据，提供指示生长基质的期望生长输入的输出，并且将经处理的数据发送到数据存储装置(1120)，数据存储装置布置成将所发送的数据存储为记录数据；第二数据处理装置(9、12、1107)布置成：从数据存储装置(1120)接收数据；基于记录数据计算基质的预测特性；确定基质的经处理的特性与基质的预测特性之间的差异；接收用于基于差异输出消息的消息条件输入；以及当该差异满足消息条件时输出消息。

技术领域

本发明涉及在包括人工基质的水培生长系统中的植物的生长，该系统包括控制植物生长条件(诸如用于植物生长的矿棉基质中的植物生长条件)以及环境条件。

背景技术

水培生长系统在本领域中是已知的，该系统用于使用矿物营养溶液在没有土壤的情况下生长植物(即无土培养)。水培生长系统中的植物可以在各种类型的基质中生长，这些基质诸如为矿棉、玻璃棉、椰糠(椰壳纤维)或泥炭板。

已知植物可以在矿棉生长基质中生长。这种生长基质通常以粘结的塞、块、板或垫/毡的形式提供，并且通常包括粘合剂(通常为有机粘合剂)，以便为产品提供结构完整性。

通常，植物的生长过程分为两个阶段进行管理：由“培育者”管理的第一阶段，在第一阶段植物从种子开始生长；以及由“种植者”管理的第二阶段，在该阶段期间植物被维持并且进行任何收割。例如，在番茄植物的情况下，培育者可以在具有大约25mm至30mm厚度和大约20mm至30mm半径的圆筒形塞中种植单个的番茄种子。在种子发芽之后，培育者将塞放置在长方体块内，以允许根系和植物的进一步生长。然后，照料块内的单个植物，直到该单个植物可以从培育者转移到种植者的阶段。

尽管通常在每个块中仅提供单个植物，但是也可以在单个块中提供多个植物。在一些示例中，在生长的早期阶段，通过分裂茎将块中的单个植物分裂成两个植物，导致两个植物共享单个根系。在另一个替代方案中，多个植物可以被嫁接在一起并且在单个块内生长。

培育者使用单独的塞和块不是对所有植物都必需的，但是已经在例如欧洲专利申请EP2111746中描述了使用单独的塞和块提供了许多优点。特别地，塞的小尺寸允许在初始阶段更规则地对植物浇水而不会使其基质浸透。

在从培育者接收植物之后，种植者将许多块放置在矿棉的单个板上以形成植物生长系统。矿棉板通常被包在箔或其他防渗层中，除了上表面上的用于接收具有植物的块的开口和设置在底表面上的排水孔不被包住。

在植物随后的生长期间，使用滴头提供水和养分，该滴头将包含水和养分的液体直接输送到系统或输送到块或板。块和板中的水和养分被植物的根吸收，从而植物生长。未被植物吸收的水和养分或者保留在基质系统中，或者通过排水孔排出。

期望在生长过程中尽可能有效地使用水和养分。这是出于成本和环境两者的原因。特别是，获得养分是昂贵的，而含有这些养分的废水由于环境法规而难以处理。这些压力将随着原料(特别是肥料，如磷酸盐)变得日益缺乏而增加。避免这种浪费的期望与改善植物生长条件的期望相匹配，从而以这种方式增加从植物获得果实的产量和质量。