[发明专利]用于培养作物的方法及装置

说明书

在一个设备中，在至少基本上无日光的环境中培养作物，其中将作物在至少基本上完全调节的培养空间（10）中暴露于来自存在于所述培养空间中的人造光源（30）阵列的光化人造光。在一个培养周期内，人造光源（30）的功率输出适合于由此被照亮的一部分作物（50）的能量吸收，从而靠近人造光源阵列中的每一个人造光源的作物经受至少基本上恒定且至少基本上彼此相等的蒸气亏缺。

技术领域

本发明涉及一种用于培养作物的方法，特别是在至少基本上没有日光的环境中，其中作物在至少基本上全调节的培养空间中暴露于光化人造光，该光化人造光特别地包括来自种植空间中的人造光源阵列的光合有效辐射(PAR)。

本发明还涉及一种用于生产作物的设备，特别是在至少基本上没有日光的环境中，该设备包括在进气口和排气口之间的至少基本上全调节的培养空间，用于至少基本上为层流的气流，该设备包括用于维持和必要时处理所述层流的气流的空气处理设备，该设备包括在培养空间中的灯具配件阵列，具有一个或多个能够并且配置成产生光化人造光的人造光源，该设备特别地包括光合有效辐射(PAR)，并使作物暴露于此。

背景技术

例如从美国专利US 9,357,718已知这样一种方法和装置。其描述了一种培养环境，其中作物在调节环境中受到大部分受控制的培养气候的影响。除了空调外，这种气候还包括暴露于具有光敏(PAR)辐射的适应光谱中。

当前经常使用的灯具配件利用LED照明来提供光谱。尽管其照明效率比更常规和传统的气体放电灯高很多倍，但是这种LED配件除了光敏(PAR)辐射外还产生大量的热量。该热量部分被引导通过培养空间的气流所带走，这不会改变空间温度不可避免地、或多或少地逐渐向下游升高的事实。因此，相对空气湿度下降并且作物将能够更多地蒸发。虽然这种升高的空间温度确实会导致局部作物更快地发育(生长)，本质上这是不希望的，因为固体组分物质的含量由此降至期望水平以下，并且当培养面积过度扩大时，不能保证整个培养面积上的均匀性。

另外，常规的无日光培养中作物的光合作用也限制了培养空间或单元的最大效率。这是因为，光合作用不仅取决于所供应的PAR光，还取决于作物对二氧化碳的吸收。然而，环境空气中二氧化碳的富集是有限制的，其浓度为约1500-2000ppm的水平。超过此水平，高二氧化碳浓度会对作物生长造成不利影响。因此，增强光合作用所需的对作物的二氧化碳的增加供应，需要始终具有低于该最大极限的新鲜二氧化碳供应的在作物上的气流。

为了吸收二氧化碳，叶子中的气孔必须打开，这也将导致更多的蒸发，从而导致水分流失(脱水)。随着作物上空气速度的增加，这种效果会变得更强。最终，作物可以因此“燃烧”，当然必须避免这种情况。因此，常规的培养环境对作物上的最大空气速度施加了很大的限制，从而最大规模地在实践中可以实现迄今为止针对作物的无日光、全调节培养而采取的方案。

此外，在气流再循环的情况下，通常在已知的室内农业项目中使用大量的除湿设备，以在空气被引导回到培养空间之前从空气中提取过量的水蒸气。这需要大量的额外能量，这又在很大程度上或甚至完全抵消了培养环境可能增加的生产量的价值。

发明内容

本发明的目的尤其是提供一种用于作物的调节培养的方法和装置，该方法和装置至少在很大程度上避免了对于进一步扩大工艺的上述和其他限制。

为了实现所述目的，在前序部分中描述的类型的方法具有根据本发明的特征，即在一个培养周期中，人造光源的功率输出适合于被由此照亮的部分作物的能量吸收，使得靠近人造光源阵列中的每一个的作物经受至少基本上恒定的蒸气亏缺。在本发明的范围内，此处的目的是在整个培养环境中将蒸气亏缺恒定保持在平均值(以g/kg表示)的5％以内，优选在2.5％以内。