用于水培种植的设备的制作方法

本发明涉及一种用于水培种植的设备，该设备包括一个或多个室和一个或多个人造光源，所述一个或多个室用于容纳一个或多个种子，所述一个或多个人造光源被布置成给所述一个或多个室产生光合有效辐射。

水培意味着没有土壤的植物的种植。采用水和营养物的液体溶液种植植物。

已经在终端用户环境(诸如家庭环境、餐馆和公共机构的厨房等)中创造出了用于例如蔬菜和草本植物的种植的水培室内园艺设备。

由于对简单和方便的园艺的需要，所述水培室内园艺设备经常采用其中包含生长介质的可移动的篮子、杯子或盒体。植物在所述生长介质中成长到成熟。这些篮子或杯子易于布置在种植设备中或从种植设备中移除。然而，本领域需要更加方便的用于室内园艺的设备。

技术实现要素：

从一方面看，设备还包括控制单元，所述控制单元用于基于在设备中生长的植物的生长阶段而调节所述人造光源的光合有效辐射(PAR)。

因此可以实现简单和方便的用于水培种植的设备。

用于水培种植的设备以独立权利要求的特征部分中所陈述的内容为特征。一些其他实施例以其他权利要求中陈述的内容为特征。本专利申请的说明书和附图中也公开了发明性实施例。除了在以下权利要求中限定以外，本专利申请的发明性内容还可以以其他的方式限定。特别地如果按照表达的或暗示的子任务或者鉴于获得的利益或利益群组而审视本发明，发明性内容还可以由若干单独的发明形成。鉴于单独的发明构思，则以下权利要求中包含的一些定义可能是不必要的。在基本发明构思的范围内，可以将本发明不同实施例中的特征应用到其他实施例中。

附图说明

在附图中更加详细地描述了例示本公开的一些实施例，在附图中：

图1是用于室内水培种植的示例性设备的局部截面的示意性侧视图；

图2a和图2b是图1中示出的用于室内水培种植的设备的示意性立体图；以及

图3a至图3d是用于室内水培种植的示例性设备的示意性侧视图。

在图中，为了清楚的目的而简化地示出了一些实施例。在附图中采用相同的附图标记对同样的部件进行标记。

具体实施方式

图1是用于室内水培种植的示例性设备的局部截面的示意性侧视图，并且图2a和图2b是该设备的示意性立体图。

在水和营养物的液体溶液中的植物的无土水培生长中，人造介质用于为待发芽的种子和任何幼苗或由其长出的成熟植物提供力学支撑。因此，待发芽和生长的种子可提供为埋入种子盒中，该种子盒通常由坚固得足以支撑种子的材料制成。另外，该材料应当具有多孔性和保水性特征，以允许液体营养物溶液流入植物根部但防止根部持续浸泡在溶液中，这样的持续浸泡使根部容易腐烂。在下文中，所述材料被称为“生长介质”。

植物可以选自例如绿叶蔬菜、像蔬菜的水果或花。

如这里使用的，术语“绿叶蔬菜”指代叶子和茎部用作食物的植物。该术语包括绿色蔬菜或叶子蔬菜，诸如莴苣(例如切叶莴苣、巴达维亚莴苣、茎莴苣、卷心莴苣和罗马莴苣)、菠菜(例如嫩菠菜和新西兰菠菜)、白菜、塌菜(tatsoi，瓢儿菜)、芜青、小松菜、紫苏、甜菜和香草(诸如芝麻菜(例如火箭菜)、罗勒(例如香草罗勒、肉桂罗勒、柠檬罗勒、红罗勒、泰国罗勒和灌木罗勒)、百里香、香菜、薄荷(例如绿薄荷、胡椒薄荷和苹果薄荷)、迷迭香、芫荽、马郁兰、牛至、鼠尾草等。

如这里使用的，术语“像蔬菜的水果”指代像蔬菜但是植物学上是水果的植物。这样的植物的非限定性实例包括西红柿、黄瓜、红椒和红辣椒。

适合通过本发方法栽培的花包括但是不限于年生花卉，诸如菫菜(violet，紫罗兰)(例如，角菫菜、甜菫菜和野生三色堇)、美国藏红花、矢车菊和金盏花。

设备1包括一个或多个室2和一个或多个人造光源3，该一个或多个室用于容纳一个或多个种子8，该一个或多个人造光源被布置成给所述一个或多个室2产生光合有效辐射(PAR)。

在无土种植中，人造介质可以用于为待发芽的种子8和任何幼苗或由其长出的成熟植物提供力学支撑。

因此，如图1所示，通过本方法待发芽和生长的任何种子8均可以被埋入种子盒5中。种子盒5通常可以由坚固得足以支撑种子8的材料组成。另外，该材料应当具有多孔性和保水性特征，以允许液体营养物溶液流至植物根部但防止根部持续浸泡在溶液中，这样的持续浸泡容易使根部腐烂。

种子盒5的形式和尺寸可以变化但是通常为柱形。如技术人员容易理解地，盒体可以由各种不同材料组成。然而，包括例如玄武岩或珍珠岩的矿棉或矿物纤维(诸如岩棉或矿棉)是优选的材料。另一优选的材料是水藓，因为水藓具有杀菌和抗菌特性。还可以使用其他的有机材料，如木纤维、亚麻纤维、椰壳等。

若需要，种子盒的顶面可以包括不透光或者非透明的盖体。盖体的用途之一是当暴露在光和潮湿中时，防止在种子盒的顶部生长藻类和霉菌。另一用途是在种子盒中保持适当的水分，从而在发芽期间防止种子干枯。当生长中的种子具有很长的发芽期时，这些方面特别重要。盖体可以由水分散材料(诸如棉纸)制成，该水分散材料不会防止发育中的植物穿过其生长。

种子盒5的形状允许插入到水培种植设备1中，例如家庭水培种植设备。设备1包括至少一个开口2，该开口适于容纳盒体5。开口2可以仅是一个开口，或者可以是凹部或者井状部的开口。开口2在植物生长期间支撑盒体5。

根据一个实施例，种子盒5可以被插入到篮子23中，该篮子可拆卸地布置在开口2中。篮子23具有开放结构从而允许水培溶液进入种子盒5中。篮子23可以减少对种子盒5的操作，例如，种子盒插入设备1或者从设备1移除。

植物从种子8的生长可以分成不同的阶段。

如这里使用的，第一阶段被称为“发芽”，发芽是一个过程，通过该过程种子发育为幼苗。通常，在给种子提供水时，发芽开始。因此，水解酶变得活跃并且它们开始将存储在种子中的营养物质储备(例如淀粉、蛋白质或油)分解成用于生长过程的能量和对代谢有用的化学物质。另外，水的吸收导致种皮的膨胀和破裂。幼苗从种皮中露出的第一部分是根部，接着是苗芽，最后是种子叶(即，子叶)。到这时，通常种子的营养物质储备被耗尽并且用于持续生长所需的未来能量将由光合作用提供。如这里使用的，种子叶的出现终结了发芽期。发芽期的持续时间的典型的、非限定性的实例是约七至约十天。

植物生长的第二阶段被称为“幼苗期”，并且，如这里使用的，它从种子叶的出现持续到幼苗约为几厘米(诸如，三厘米)的高度。如技术人员容易理解地，确切的测量可以依据例如植物种类而变化。总之，所有幼苗都是富有营养物的并且它们经常被认为是烹饪之喜悦。

植物的生命中的接下来的生长阶段被称为“营养期”和“强营养期”。这两个生长阶段的区别基于生长速度。在营养期早期，即，迟滞期，植物生长速度很慢。然而，在强营养期，生长速度以指数比率快速增加。在这两个阶段，在光合作用下植物是非常活跃的，以便在下个阶段开始前尽可能地生长，取决于待生长的植物，下个阶段是花期、生殖生长期或保存期。植物将要生长经过哪个适合的阶段对本领域技术人员而言显而易见的。

有时在强营养期、花期和生殖生长期之间画出任何精确的分割线是很困难的。例如，植物的不同部分可以处于不同的生长期中，并且根据种类，实际上花期的第一周更可能是茎和叶的快速伸长和生长的营养期。

如这里使用的，术语“生殖生长期”指代植物的能量主要致力于生成果实的生长期。因此，在本方法中包括该阶段特别适用于像蔬菜的水果，例如西红柿、黄瓜、红椒和红辣椒。

如这里使用的，术语“保存期”指代植物不再显著地伸长的静止阶段。这个阶段也可以被称为“维持”期或“收获”期。

如这里使用的，术语“保存期”指代植物不再显著地伸长的静止阶段。这个阶段也可以被称为“维持”期或“收获”期。

本水培种植设备1可以用于所有所述阶段或者所有阶段中的仅一些阶段。换言之，设备1可以仅用于发芽期或该设备可以包括从发芽期到幼苗期、早期营养期、强营养期或者花期或保存期的阶段。因此，本设备1可以用于获得发芽的种子、新芽、幼苗或成熟植物。总之，起始原料是优选地设置在种子盒5中的植物种子8。

植物需要用于其生长和发育的能量。通过光合作用从阳光中获得能量，光合作用是一种方法，在该光合作用中，叶绿素(即，在植物中发现的绿色素)利用光能量将水和二氧化碳转化成单糖和氧气。然后这些单糖用于形成更复杂的糖和淀粉从而作为植物的能量储备或结构部分使用。对于光合作用，植物能够利用400至700纳米波长范围的阳光，该范围的阳光或多或少与人眼可见光的范围相对应。这部分光谱被称为光合有效辐射(PAR)并且其仅占太阳能量的37％，太阳能量的62％落在红外波长(>700nm)内并且剩余的1％落在紫外波长内(200nm至400nm)。

在植物中，叶绿素a是光合作用中涉及的主要色素，而叶绿素b作为辅助色素并且扩展光合作用期间吸收的光谱。叶绿素a在约400nm至450nm以及在650nm至700nm的波长处具有吸收峰值；叶绿素b在450nm至500nm以及在600nm至650nm的波长处具有吸收峰值。蓝色光谱，即，约400nm至500nm，更具体地约420nm至约480nm，主要负责营养的叶子生长。而红色光谱，即，约600nm至700nm，更具体地约640nm至约690nm，对于发芽和根的发育尤为重要。此外，红光在与蓝光组合时，促进开花。

另一方面，植物在绿黄光区域中吸收得不好，而相反会反射绿黄光。这就是植物给人眼呈现绿色的原因。

根据上面所述，在本设备1中使用一个或多个人造光源3，例如发光二极管(LED)6，人造光源被设计成通过发射适于光合作用的电磁光谱来促进植物生长和发育。尽管植物不能很好地吸收绿光，但是特别是在本方法的营养生长期和维持期，可以使用绿色光谱，即，约500nm至600nm，更具体地约510nm至约540nm，以增强被植物反射的绿色，从而增加美学效果。

叶绿素b在某种程度上吸收黄橙色光。因此，如果需要，在本发明方法中使用的植物光也可以包括黄色光谱，即，约560nm至约620nm。人造光源3或者人造光源中的至少一些可以被设置在光单元11中，光单元11被放置在待生长的植物上方的第一距离D处。光单元11被布置在支撑结构12中，该支撑结构是可以从设备1的下部20移除的。支撑结构12可以形成遮光物，该遮光物用于抑制光扰乱周围环境。

在一个优选的实施例中，人造光源3包括多个LED 6。单独的LED 6可以用于在设备1中以任何想要的组合使用的光的每个光谱范围。在一个更优选地实施例中，每种植物在发射红光的LED、发射蓝光的LED以及发射绿光的LED下生长，这些LED的光辐射的相互比例水平可以根据被种植的植物的生长阶段和/或需求而调节。可以线性地或步进地调节光的光谱特性。

可通过控制穿过LED的电流调节由LED发射的光的波长，以及因此调节光的颜色。LED的峰值波长可以在LED技术的限制内转换。因此，可以调节具有不同主波长的LED从而共同覆盖主波长之间的以及更宽的光谱范围。

除了适当的光谱范围外，人造光源3还必须提供充足的光强度以满足植物的需要。在LED技术中，可通过控制穿过LED的电压而调节发射的光的强度。

光合有效辐射(PAR)通常被量化为μmol光子m^-2s^-1(每平方米每秒的微摩尔光子)，这是光合作用的光子通量密度(PPFD)的测量。在南半球，夏天正午的充分阳光为约2000PPFD，在冬天为约1000PPFD。通常，植物的生长和发育需要约200μmol m^-2s^-1至约700μmol m^-2s^-1的PPFD。更具体地，很多绿叶蔬菜例如莴苣、生菜和香草需要约200μmol m^-2s^-1至约400μmol m^-2s^-1的PPFD，而很多像蔬菜的水果例如西红柿、红椒和红辣椒需要约400μmol m^-2s^-1至约700μmol m^-2s^-1的PPFD。特别地，通常室内光照条件约等于15μmol m^-2s^-1。因此，由人造光源提供的充足的光强度对于生长具有可口味道或大量开花的健康茁壮的成熟植物而言是重要的。然而，很多目前可用的室内种植设备没有满足充足光强度的需要。

在本设备中，根据待生长的植物的生长阶段和/或需求，约100μmol m^-2s^-1至约400μmol m^-2s^-1的PPFD被用于很多绿叶蔬菜。在一些优选的实施例中，约40μmol m^-2s^-1至约140μmol m^-2s^-1的PPFD被用于发芽阶段，约190μmol m^-2s^-1至约370μmol m^-2s^-1的PPFD被用于幼苗阶段，约210μmol m^-2s^-1至约410μmol m^-2s^-1的PPFD被用于营养期早期，约230μmol m^-2s^-1至约450μmol m^-2s^-1的PPFD被用于强营养期，约240μmol m^-2s^-1至约460μmol m^-2s^-1的PPFD被用于可能的花期和/或约30μmol m^-2s^-1至约140μmol m^-2s^-1的PPFD被用于保存期。

影响植物生长和发育的另一个参数是“光持续时间”，其指代24小时内植物暴露在光下的时间段。通常但不必须，在本生长方法中的光持续时间可以根据不同变量(例如考虑植物物种和生长阶段)在12至24小时之间变化。在一些优选的实施例中，光持续时间可以在发芽期在约12小时至约16小时之间、在幼苗期在约16小时至约24小时之间、在早期营养期在约16小时至约24小时之间、在强营养期在约16小时至约24小时之间、在花期(如果有的话)在约16小时至约24小时之间、和/或在保存期在约12小时至约16小时之间独立地变化。要求长时间暴露于光下的植物的非限定性实例包括西红柿、红辣椒、红椒和药用大麻。

在本发明中，如前所述，从一个生长期到另一个生长期的转变需要光的调节。可以用不同方式手动或自动地进行调节。例如，自动调节可以基于通过机器视觉、3D测量、红外测量、叶绿素测量、超声测量、质量测量等测量幼苗或生长中的植物的高度。在一些优选的实施例中，光的调节基于延伸部件10的使用，该延伸部件在本说明书后面部分详细讨论。

通过控制单元4控制光的调节。控制单元4包括本身已知的处理器。在处理器中执行计算机程序代码，人造光源3由该计算机程序代码控制。

计算机程序代码可以从控制单元4的内存储器中下载。可以从单独的外部存储装置(例如记忆棒)将计算机程序代码传输至控制单元4。计算机程序代码还可以通过电信网络进行传输，例如通过将控制单元4经由无线访问网络连接到因特网。控制单元4还可以通过电信网络被远程控制。因此用户可以通过例如蜂窝电话或个人电脑来控制设备1，并且另一方面，用户可以接收关于生长过程和/或设备1的已选变量的信息。因此，控制单元4可以包括接收机-发射机单元9。

控制单元4还可以包括用户接口21，使用设备1的用户可以通过该用户接口手动控制所述设备的功能。手动调节对于教育目的而言可能是特别适合的。因此，可以学习不同光条件在植物生长上的作用。用户接口21可以包括装置中(例如，在支撑结构12或下部20中)的用户面板和/或远程控制器，用户能够通过该远程控制器在距设备1一距离处控制所述设备1。

随着植物的生长，它们需要在支撑结构12和下部20之间更多的空间。根据一个实施例，设备1包括一个或多个智能延伸部件10，该智能延伸部件能够附接在支撑结构12和下部20之间以用于改变第一距离D。通过该方式，设备1的用户可以容易地创建用于植物的所述空间。

智能延伸部件10可以制成不同的长度，并且两个或者多个智能延伸部件10还可以彼此相继连接。因此第一距离D可以根据植物需要进行调节。图3a至3d中示出了这样的效果。

智能延伸部件10可以包括标识设备18，并且控制单元4可以包括识别设备19，识别设备19能够识别所述标识设备18。因此，控制单元4能够识别附接至设备1的智能延伸部件10。由于这种识别，控制单元4可以以最佳光谱范围和光强度调节光合有效辐射(PAR)。标识设备18的功能3可以基于有线方案或无线方案。标识设备18可以例如包括仅一个部件，该部件改变连接到识别设备19、RFID标签等的导线中的电流或电压。

根据优选的实施例，智能延伸部件10包括紧固元件，紧固元件能够快速地且不用任何工具地连接到支撑结构12和下部20中的其对应部件。

根据一个实施例，智能延伸部件10包括至少一个延伸部件光单元22以用于发射适于植物的电磁光谱。该延伸部件光单元22在植物很高并且叶子茂密时特别有用。在这种情况下，如果没有延伸部件光单元22的话，位于植物内部的叶子、果实等可能错过合适的光。可以通过控制单元4调节延伸部件光单元22的光谱范围和光强度。

植物生长不仅需要光也需要水和营养物。因此，设备1包括灌溉系统13，该灌溉系统被布置成将水和营养物(即，水培溶液)递送给种子8或待生长的植物。该灌溉系统也能够递送部包含营养物的水。

根据一个实施例，泵14被布置成定期地将水培溶液从水培溶液容器15泵送到种子盒5或待生长的植物。然后允许水培溶液被抽取回到所述容器15。根据变量(例如，温度、生长阶段和待生长的植物的特殊要求)，这种所谓的涨落(“ebb and flow”)循环一天重复几次，例如，一天重复二至四次。在一些优选的实施例中，在发芽期从两天一次到一天一次实施灌溉，在幼苗期从一天一次到一天两次实施灌溉，在早期营养期从一天二次至一天六次实施灌溉，在强营养期从一天六次到一天十次实施灌溉，在花期(如果有的话)从一天六次到一天十次实施灌溉，和/或在保存期从三天到六天实施一次灌溉。然而，本装置的使用不限于任何特定的灌溉方案。

涨落布置提供了若干优点。例如，植物的根部不会经常浸泡在水中并且，因此，烂根的风险最小。此外，由于泵14一天仅使用几次，设备1与目前可用的家庭种植设备相比是安静的。泵15的运行可以通过例如控制单元4和/或用户接口21线性或步进地调节。

灌溉系统13可以包括报警装置，到需要向容器15加水和/或营养物的时间时，该报警装置例如通过声音指示器或光指示器发出警报。

根据一个实施例，被抽回到容器15的水培溶液流经泵14。换言之，泵14被布置成允许水培溶液的反向流动。通过这种方式可以给泵14清洗掉营养物和生长介质的小颗粒，否则小颗粒可能堵塞泵14。

藻类和霉菌的形成是室内园艺中的具体问题。在本设备1中通过不同方式可以避免该问题。

根据一个实施例，设备1包括紫外光源16，该紫外光源被布置成向灌溉系统13辐射。紫外光杀死容器15中形成的任何藻类或霉菌。

根据另一个实施例，下部的外壁17或者灌溉系统13的至少壁的材料由不透光的材料制成，光对于藻类或霉菌的生长是必需的。这样可以避免由藻类或霉菌引起的可能的问题。根据这个观念，盖体对于至少蓝色光谱(即，约400nm至500nm)和红色光谱(即，约600nm至700nm)的波长范围是不透明的。

因此所述壁构成了防止藻类和霉菌的繁殖所必需的光进入灌溉系统13的结构。

图3a至3d是用于室内水培种植的示例性设备的示意性侧视图。在设备1中通过智能延伸部件10调节第一距离D。

图3a示出了处于植物生长的发芽期的设备1，在发芽期种子发育成幼苗。在图3a至3d示出的实施例中，在发芽期间，在设备1中没有布置智能延伸部件10。相反，带有人造光源3的支撑结构12直接地附接到装置的下部20。因此第一距离D处于最小值。

根据一观念，人造光源在发芽期提供的光强度如下：

-红光30μmol m^-2s^-1，

-蓝光60μmol m^-2s^-1，以及

-绿光0μmol m^-2s^-1。

进一步地，根据一观念，在发芽期每两天给植物浇一次水。

图3b示出了在植物生长的幼苗期的设备1，在幼苗期，种子发育成苗芽。在幼苗期，在设备1中的支撑结构12和下部20之间布置有一个智能延伸部件10。因此第一距离D比在发芽期时更大。

根据一观念，在幼苗期，人造光源提供的光强度如下：

-红光120μmol m^-2s^-1，

-蓝光170μmol m^-2s^-1，以及

-绿光40μmol m^-2s^-1。

进一步地，根据一观念，在幼苗期，每天给植物浇两次水。

图3c示出了在植物生长的营养期的设备1，在营养期，设备1的用户通过视觉估计植物的尺寸和长度。根据该估计，在必需时给设备1增加延伸部件10。在营养期，在设备1中的支撑结构12和下部20之间布置有两个智能延伸部件10。因此第一距离D比在幼苗期时更大。

根据一观念，在营养期，人造光源提供的光强度如下：

-红光120μmol m^-2s^-1，

-蓝光170μmol m^-2s^-1，以及

-绿光40μmol m^-2s^-1。

进一步地，根据一观念，每天给植物浇约八次水。

图3d中示出了在植物生长的保存期的设备1，在保存期，植物保持存活，但是植物的生长保持尽可能地缓慢。通过这种方式植物能够在良好的条件下被长时间保存。

在保存期，在设备1中的支撑结构12和下部20之间布置有两个智能延伸部件10。因此第一距离D和在营养期时的一样大。用户可以通过使用用户接口21从营养期改变到保存期。

根据一观念，在保存期，人造光源提供的光强度如下：

-红光20μmol m^-2s^-1，

-蓝光20μmol m^-2s^-1，以及

-绿光20μmol m^-2s^-1。

进一步地，根据一观念，每天给植物浇约八次水。

如在本说明书中之前讨论的，通过控制单元4控制以上提到的阶段中的光强度和光谱并且控制灌溉。

此外，光和灌溉二者可以被设置成所谓的假期模式，在该假期模式中，为待生长的植物提供足够的光和水，使得植物保持存活但是不显著生长。

本装置的一个优势是可以以较低的碳排放量获得较高的产量。因此，本装置是环保健康的。这至少部分地是因为本装置不需要加热、制冷或添加CO₂。世界上最高效的温室能够以约80至100kg m^-2的产量生产莴苣。而本装置能够用上述世界上最高效的温室的仅十分之一的能量消耗来生产约60kg m^-2的生菜。因此，本装置可以在城市环境中用于分散的食物生产。

通常，装置的形状和尺寸可以变化。在一个实施例中，设备1是工作台面花园，它特别适用于家庭使用。在一些其他的实施例中，设备1是多层堆叠的系统，它特别适用于在想要更多产量的环境中使用。这样的环境的非限定性实例包括宾馆和公共机构的厨房。

在一些其他的实施例中，本装置的功能依靠空气栽培法(aeroponics)。如这里使用的，术语“空气栽培法”指代水培的复杂形式，其中营养密集的水汽，即，包含带有空气的营养物的水汽的云，以一定间隔被喷洒在根部上。在这些实施例中，通过喷洒装置将空气栽培溶液(即，水、营养物和空气)定期地喷洒在种子或待生长的植物的根部。可以根据不同的变量(例如，温度、生长阶段和待生长的植物的特定需求)自由地调节喷洒间隔。

如涨落布置中那样，空气栽培布置可以提供若干优势。例如，根部不会经常浸泡在水中，并且因此，烂根的风险最小。此外，由于泵一天仅使用几次，装置的使用与很多目前可用的家庭种植设备相比是安静的。泵的运行可以被线性或步进地调节。

本发明并不仅限于上述实施例，相反在以下权利要求限定的发明构思的范围内的许多变化是可能的。在发明构思的范围内，不同实施例和应用的属性可以结合另一个实施例或应用的属性使用，或代替另一个实施例或应用的属性而使用。

附图和相关的描述只是为了说明本发明的观念。在以下权利要求限定的发明构想的范围内，本发明可以具体地变化。

附图标记：

1 装置

2 室

3 人造光源

4 控制单元

5 种子盒

6 发光二极管(LED)

7 生长介质

8 种子

9 接收机-发射机单元

10 智能延伸部件

11 光单元

12 支撑结构

13 灌溉系统

14 泵

15 水培溶液容器

16 紫外光源

17 外壁

18 标识装置

19 识别装置

20 下部

21 用户接口

22 延伸部件光单元

23 篮子

D 第一距离