[发明专利]受毛细作用控制的浮性种植体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年6月11日提交的美国专利申请第60/804,438号 的优先权。

背景技术

本发明涉及浮性种植体(buoyant planter)。具体而言，本发明涉及受 毛细作用控制的浮性种植体。

在农学科学中，亚表层中的湿润的植物生长带被划分成“饱和带” 和不饱和带或“渗流带”。饱和带是亚表层中位于或者低于水位的区域， 该区域土壤中所有的孔隙空间都被水填充。渗流带是亚表层中在饱和带 上面的部分，其含有一些水但不被水饱和。在渗流带中的土壤颗粒之间 的孔隙空间含有水和气体的组合。“渗流带水”(或“渗流水”)通过吸湿 力和毛细管力保持在适当位置。特定渗流带中能够保持的水的最大量取 决于颗粒尺寸和形状。进入渗流带的多余的水(例如，来自降雨)通过重力 穿过渗流带向下排到饱和带。陆生植物已经进化成能在渗流带中茂盛生 长，因为它们需要它们的根部能够在里面吸收水和空气的生长介质。相 反，水生植物已经进化成能在饱和带中茂盛生长；这些植物不需要它们 的根部周围的填充有空气的孔隙空间。

背景技术的浮性种植体中的生长介质常常太过潮湿而不能种植许多 想要的植物物种，因为这些产品没有为植物生长提供适合的渗流带。在 背景技术的实施方式中，水从漂浮有种植体的池塘中供应给生长介质中 的植物。水通过种植体外表面中的孔、筛网或者其它开口进入种植体。 对于这种类型的供水系统，生长介质必须向下延伸到池塘里的水位线下 以获得水分。生长介质的延伸到水位线下的部分变得被水饱和。这种饱 和带适合支撑水生植物物种，但是不适合大多数陆生植物物种和滨水植 物物种，这些陆生植物物种和滨水植物物种不能在水饱和条件中生存， 除非向根部提供强制通气。常规的浮性种植体通常依靠强制通气来支持 水培植物的生长；例如，Tepper在美国专利第6,086,755号中描述了他的 用于“通氧的”(oxygenated)(即通气的)水中的发明。在某些情况中，随 着植物长高，种植体被施加负向的浮力，生长介质被推入到更深的水中， 使得随着植物的成熟而逐渐导致更多的饱和条件。因此，背景技术的漂 浮种植体不能很好地适合种植高或者大的植物。

世界上有很多天然漂浮岛屿的例子。这些天然岛屿中的一些岛屿支 持广泛的植物类型。这些岛屿的研究显示它们通过水培方式生长有水生 植物，并且根部生长在死亡根和有机材料的水饱和的混合物中。另外， 这些岛屿生长有需要恒定但不饱和的水分水平的滨水植物。最后，这些 天然岛屿支持需要一些水分的大型陆生植物(例如松树)的生长，但它 们不能持久地耐受饱和条件。坑木松树可能是这一规律的一个例外。坑 木松常见于沿着阿拉斯加东南海岸存在的饱和的苔藓沼泽中。

通常，天然漂浮岛屿通过随时间变得更厚而生长。一个成熟的天然 漂浮岛屿可能具有超过50英尺高的50年树龄的树。这些岛通过向岛体 的顶部和内部增加有机腐质而变得更厚。岛的下部边缘由周期性脱落到 水中的死亡材料组成。这些岛的垂直生长模式通常导致岛随着时间的推 移而变得更厚，并伴有渗流带的相应增厚。通过这种方式，更大的天然 岛屿趋向于支持更大的陆生植物(例如树)的生长，这些陆生植物因其 根系较大而需要较厚的渗流带。

天然漂浮岛屿通过在岛屿体内持续产生气体而产生其厚的渗流带。 这些气体是通过多种类型的天然存在的在构成岛体的材料上建立群落的 细菌和其它微生物而产生的。产生的气体置换岛体内的水，从而降低它 的重量并且产生向上的力或者浮力。如果岛体由渗透性相对较低的材料 组成，则气体产生的速率可等于或超过气体从岛体泄漏的速率，导致自 维持性浮力的产生。喜好湿润但不饱和条件的陆生植物和滨水植物在岛 体的这种不饱和带中茂盛生长。适应了饱和条件的水生植物的根部在天 然漂浮岛屿的饱和带中生长并穿过该饱和带。

背景技术在美国专利第5,224,292号、第5,528,856号、第5,766,474 号、第5,980,738号、第6,086,755号和第6,555,219号和美国专利申请第 2003/0051398号、第2003/0208954号、第2005/0183331号中有描述；所 述专利和专利申请的公开内容通过参考而以如同在本文中充分阐述的方 式引入。

发明内容