含有生长增强添加剂的多介质结构的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年1月9日提交的标题为“gasinfusedgelatinouscompounds”的美国申请号62/101,845的优先权，所述申请的全部内容出于所有目的以引用的方式并入本文。

技术背景

多种方法用于在受控环境中生长生物体。示例性常规方法使用具有种子生长盆栽土的浅盘或浅盆，并且种子常常由玻璃、报纸或塑料覆盖以保持水分。另一个实例溶液培养系统是无土方法，其中植物根浸入在含有植物养料的水中。植物通过某种类型的粒状材料保持在适当位置并保持竖立。

相关技术的前述实例和与其相关的限制意图是说明性的而不是排他性的，并且它们不意味着对本文所述的发明的任何限制。在阅读说明书并研究附图之后，相关技术的其他限制对本领域的技术人员将变得显而易见。

发明概述

结合示例性和说明性而非限制范围的系统、工具和方法来描述和说明以下实施方案及其各个方面。

本公开的一个实施方案包括一种用于通过多个生长阶段来生长生物体的方法，所述方法包括：提供包含至少两种介质的多介质结构，其中第一介质包含至少一种生长增强添加剂；提供生物体并且将所述生物体定植在所述第一介质上；在所述第一介质中生长生物体，其中所述第一介质诱导第一生长阶段；第二介质，其中所述第二介质包含至少一种生长增强添加剂，并且其中第二介质的至少一种生长增强添加剂不同于第一介质的至少一种生长增强添加剂；使生物体从第一介质生长到所述第二介质中，其中所述第二介质诱导所述生物体的第二生长阶段。

本公开的一个实施方案还包括一种用于在包含至少两种介质的多介质结构中生长一种或多种生物体的方法：提供第一介质，其中第一介质包含至少一种生长增强添加剂；提供第二介质，其中第二介质包含至少一种生长增强添加剂，并且其中第二介质的至少一种生长增强添加剂不同于第一介质的至少一种生长增强添加剂；将第一介质嵌入在第二介质内；以及在包含两种介质的多介质结构中生长生物体。

本公开的一个实施方案还包括一种用于生长生物体的多介质结构，其中所述结构包含：至少一种第一介质，其中第一介质包含至少一种生长增强添加剂；至少一种第二介质，其中第二介质包含至少一种生长增强添加剂，并且其中第二介质的至少一种生长增强添加剂不同于第一介质的至少一种生长增强添加剂；并且其中所述第一介质嵌入在所述第二介质内。

本公开的一个实施方案提供一种用于产生注入气体的凝胶状化合物的系统，其中所述系统包括：容器；多孔材料，其中容器可操作地连接到多孔材料；用于将气体推压通过多孔材料进入容器中的装置；以及导管；其中导管可操作地连接到多孔材料和用于推压气体的装置，以及水溶液中的胶凝剂，其中溶液倒入到容器中。

本公开的一个实施方案还包括一种用于在堆叠的凝胶状化合物中生长一种或多种生物体的方法，其中所述方法包括在两种或更多种水溶液中溶解胶凝剂以产生不同密度的凝胶状溶液；其中每种凝胶状溶液含有一种或多种生长增强添加剂；将具有不同密度的所述凝胶状溶液倒入到容器中；使每种凝胶状溶液固化以产生不同密度的凝胶状化合物，堆叠具有不同密度的所述凝胶状化合物，以及在所述堆叠的凝胶状化合物中生长生物体。

除以上所述的实例、方面和实施方案之外，另外的方面和实施方案通过参考附图并通过研究以下描述将变得显而易见，所述方面和实施方案中的任一个或全部均处于本发明的实施方案内。以上概述是示例性实现方式的列表，而不是本发明的实施方案的范围的限制性陈述。

附图简述

附图并入本文并形成说明书的一部分，其说明一些但不是仅有的或排他的示例性实施方案和/或特征。预期本文所公开的实施方案和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

图1示出在包含嵌入在彼此内的三种不同凝胶状化合物的多介质结构上生长的生物体诸如植物的实例。

图2示出图1所示的多介质结构的介质组分的侧视图。

图3示出图1和图2所示的多介质结构中的介质的布置的顶部透视图。

图4a是用于将气体注入到凝胶状溶液中的示例性设备的图示。

图4b是在固化并从容器移除之后的注入气体的凝胶状化合物的图示

图5是用于产生注入气体的凝胶状化合物的流程图。

图6是用于产生具有添加剂的凝胶状化合物的流程图。

图7是用于在堆叠的凝胶状化合物中生长植物的流程图。

图8a示出具有不同的密度并注入有气体的堆叠的凝胶状化合物的实例。

图8b示出在堆叠的凝胶状化合物中生长的植物。

图8c示出在堆叠的凝胶状化合物中生长的植物。

图9是针对支持多个生物体生长时期的多介质结构的流程图。

图10示出用于生长真菌的示例性多介质结构的顶部透视图。

图11示出用于生长蕨类植物的示例性多介质结构的顶部透视图。

图12示出用于生长松柏类植物的示例性多介质结构的顶部透视图。

图13示出用于生长豆科植物的示例性多介质结构的顶部透视图。

详细描述

本公开的一个实施方案包括用于产生多介质结构的系统和方法，其中提供至少两种介质，其中每种介质由不同组合物组成，所述不同组合物包含生长增强添加剂。然后将第一介质嵌入在第二介质内。这些生长增强物质可根据待生长的生物体和所需的生长类型，包括但不限于注入一种或多种气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

如将在以下进一步详细讨论的，本公开的多介质结构使生物体(诸如植物、真菌或细菌)生长通过多个生长阶段，所述生长阶段诸如生根或初始菌丝产生、营养生长或菌丝产生、开花、子实体产生、果实和种子产生。多介质结构的每种介质被设计来促进特定类型的生长。

图1提供在包含嵌入在彼此内的三种不同凝胶状化合物的多介质结构100上生长的生物体诸如植物的实例。在图1的多介质结构100中，提供第一凝胶状化合物101，其中第一凝胶状化合物101含有一种或多种生长增强添加剂。第一凝胶状化合物101通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图1中提供第二凝胶状化合物103，其中第二凝胶状化合物103含有一种或多种生长增强添加剂，所述生长增强添加剂可不同于第一凝胶状化合物101的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物101的添加剂的量。与第一凝胶状化合物101一样，第二凝胶状化合物103也通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液，也可添加或多或少的胶凝剂溶液以增加或降低溶液的密度。然后将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图1中提供第三凝胶状化合物105，其中第三凝胶状化合物105含有一种或多种生长增强添加剂，所述添加剂可不同于第一凝胶状化合物101和第二凝胶状化合物103的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物101和第二凝胶状化合物103的添加剂的量。与第一凝胶状化合物101和第二凝胶状化合物103一样，第三凝胶状化合物105也通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液，也可添加或多或少的胶凝剂以增加或降低溶液的密度。然后将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

还如图1所示，第一凝胶状化合物101嵌入到第二凝胶状化合物103中，从而将第一凝胶状化合物101的表面的至少一部分暴露于环境。第一凝胶状化合物101具有的形状基本上对应于在第二凝胶状化合物103中形成或切割的孔的形状。第二凝胶状化合物103嵌入到第三凝胶状化合物105中，从而将第二凝胶状化合物103的表面的至少一部分暴露于环境。第二凝胶状化合物103具有的形状基本上对应于在第三凝胶状化合物105中形成或切割的孔形状。

还如图1所示，双子叶植物107具备根系109，所述根系109生长通过三种凝胶状化合物101、103和105。在本公开的一个示例性实施方案中，每种凝胶状化合物具有用于植物的特定生长阶段的特定生长添加剂。例如，在第一凝胶状化合物101中，根诱导化合物或生根激素掺入到化合物中。种子、植物组织培养物或无根插条放置在第一化合物的外表面上或化合物的外表面下。生根激素促使植物107产生根。随着根109继续发育，它们生长通过第一凝胶状化合物101并且生长到第二凝胶状化合物103中，根109遇到刺激植物107的营养生长的化合物，诸如植物激素或植物生长调节剂。这促进植物107的营养生长并且使根109继续发育。随着根109继续发育，它们生长通过第二化合物103并且生长到第三化合物105中。在此，根109可在第三凝胶状化合物105内遇到诱导开花的化合物，诸如赤霉酸或乙烯利。

图2示出图1所示的多介质结构的不同组分的侧视图。虽然在图1和图2中示出用于嵌入凝胶状化合物101、103和105的碗状或孔形的腔体，但是任何形状均可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

图3示出图1和图2所示的多介质结构中的介质的布置的顶部透视图。如图3所示，第一凝胶状化合物101装配在第二凝胶状化合物103内。第二凝胶状化合物105装配在第三凝胶状化合物内。

各种尺寸可用于图1-图3所示的多介质结构。例如，第一凝胶状化合物的体积可以是第二凝胶状化合物的体积的0.1％至99％。类似地，第二凝胶状化合物可以是第三凝胶状化合物的体积的0.1％至99％等等。

在图1、图2和图3所示的示例性多介质结构中，示出三种凝胶状化合物101、103和105，但是可使用任何数量的凝胶状化合物。因此，虽然此描述性实例具有含有三种凝胶状化合物101、103和105的多介质结构，但是应理解，此描述适用于具有其他数量的凝胶状化合物的任何此类多介质结构，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

虽然在图1中示出双子叶植物107，但是多介质结构100也可用于单子叶和双子叶(被子植物)、裸子植物、蕨类植物、细菌和真菌。虽然在图1-图3中示出凝胶状化合物的变型，但是介质可包括例如未充气的琼脂、土壤、泥煤和泥煤类材料、稻草、干草、木材残留物、甘蔗渣、稻壳、沙、珍珠岩、蛭石、煅烧粘土、发泡聚苯乙烯以及尿素甲醛。介质可以是透明的或半透明的，以使光穿过。

如本文所用的，胶凝剂可由任一种水胶体或水胶体的任何组合组成，所述水胶体包括但不限于果胶、明胶、琼脂(“琼脂(agar)”)(诸如麦芽提取物琼脂(mea)、马铃薯葡萄糖琼脂(pda)、酵母提取物琼脂(yea))、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、卡拉胶、硅胶、纤维素和纤维素衍生物诸如羧甲基纤维素、海藻酸盐以及淀粉。任何数量的密度可根据胶凝剂相对于所使用的水溶液的百分比来实现。溶剂化可通过加热胶凝剂和水溶液来实现。

各种添加剂可添加到凝胶状化合物以增强一种或多种生物体的生长。

添加剂实例：

a.气体

可添加到多介质结构的一种或多种介质的生长增强添加剂的实例可包括将气体注入或通入到介质中以及通气时间的长度，所述气体包括但不限于氧气、二氧化碳、乙烯、氮气、氩气、甲烷、氦气以及其组合。

在凝胶状溶液仍然温热时进行通气，并且一旦实现所需的组合物，就使凝胶状化合物冷却并固化。对凝胶状溶液进行的通气可通过将气体推压诸如通过多孔材料(诸如皂石或类似材料)进入到凝胶状材料中来实现，可使用真空处理、泡沫喷枪、泡沫喷雾器或各种化学试剂以及化学反应(包括发泡剂)。

在图4a中示出用于将气体注入到凝胶状溶液或化合物中的示例性设备。如图4a所示，容器401被设有多孔材料403。将凝胶状溶液409倒入到容器中，其中容器由多孔材料制成的底部支撑凝胶状溶液409。提供用于将空气或气体推压通过多孔材料并且推压到容器中的装置，诸如手动泵、脚踏泵、气瓶或气体压缩机407。用于推压空气或气体的装置407通过导管诸如管路405可操作地连接到多孔材料403。气体被推压通过管路405和多孔材料403并且渗入凝胶状溶液409，从而产生气泡。

气体相对于凝胶状溶液的组成以及气体气泡的尺寸和均匀性可通过所使用的多孔材料、通气方法(诸如使用泡沫喷枪、真空或化学试剂)、气体类型以及通气时间的长度定制，所述气体类型包括但不限于氧气、二氧化碳、乙烯、氮气、氩气、甲烷、氦气以及其组合。在图4b中示出在固化并从容器取出之后始终具有均匀的气体气泡的注入气体的凝胶状化合物411的实例。气体压缩机(诸如图4a所示的气体压缩机)可配备多出口分流器，使得多个凝胶状溶液可同时注入有气体。

图5提供示出用于产生注入气体的凝胶状化合物的步骤的流程图500。如图5所示，在步骤501中，将胶凝剂(诸如琼脂或果胶)溶解在水溶液中以产生凝胶状溶液。在步骤503中，对凝胶状溶液通气以产生气泡并使凝胶状溶液注入有气体。在步骤505中，使凝胶状溶液固化。在步骤507中，产生注入气体的凝胶状化合物。

因为凝胶状溶液可在凝胶固化之前倒入到容器或模具中，所以注入气体的凝胶状化合物可以任何尺寸或形状形成。例如，注入气体的凝胶状化合物可倒入到培养皿、罐子、植物容器或多室容器中。注入气体的凝胶状化合物可非常薄地分布，或者可以是非常稠密的，并且可在固化之后从模具释放，或者凝胶状化合物可保持在容器中。

在此所述的注入气体的凝胶状化合物可以是透明的或半透明的，并且支持生物体(诸如藻类、真菌、细菌或植物)的生长。使用透明的或半透明的琼脂可增加组织生长、组织质量和健康；实例可见于其中通过透明琼脂的光可刺激分生组织生长和/或根生长的植物中。微生物(诸如海藻、真菌或细菌)可在多介质结构的凝胶状化合物的表面上划线、均匀分布或通过倾注平板技术完全分散。植物可从种子、组织培养物、根茎或无性插条(诸如无根插条)开始。由于琼脂所提供的支持和结构，根据需要和所需的生长，生物体可垂直生长或倒置。

可在对凝胶状化合物通气或不通气的情况下添加另外的添加剂。图6提供用于产生具有添加剂的凝胶状化合物的流程图600。在步骤601中，生长增强添加剂可与胶凝剂一起溶解在水溶液中。如果胶凝剂的溶剂化通过加热实现，并且所需的生长增强添加剂对热敏感，那么添加剂可在通气之前添加603，此时溶液已经冷却但未固化。在步骤605中，生长增强添加剂可添加到固化之后的凝胶状化合物的表面。在步骤607中，产生具有生长增强添加剂的凝胶状化合物607。

b.激素：

生根激素、顶端生长激素和植物生长激素可掺入到凝胶状化合物的各层中。一种或多种生根化合物或激素(诸如柳树提取物或蜂蜜)可添加到凝胶状溶液中以诱导无根插条的生根。

c.表面活性剂：

对凝胶状溶液(诸如含有纤维素或纤维素衍生物的那些溶液)的通气可通过添加表面活性剂来增强。表面活性剂也可用于增加发泡。

d.营养物：

此类营养物可包括但不限于：有机和无机化合物、激素、氨基酸、肽和蛋白质、生长因子(诸如牛肉、脑部、心脏和酵母的提取物)、如难养微生物所需的血液和血清、盐和矿物质(诸如钙、磷、镁、钠、钾、氯、硫、锰、碘、钴、氟化物、硒、铁、铜和锌)、醇、碳水化合物和糖(诸如葡萄糖、蔗糖、乳糖、甘露醇、肌醇和阿拉伯糖)、脂肪酸、维生素、离子和微生物(诸如根瘤菌、外生菌根真菌或内生菌根真菌)。

e.抗微生物剂：

可添加到凝胶状化合物中的抗微生物剂可包括例如抗生素和抗真菌剂。

f.精油：

可添加到凝胶状化合物以抑制微生物生长的精油在本领域中是熟知的，并且可包括但不限于樟脑油、香茅油、牛至(origanumvulgarel)精油、马郁蓝(origanummajoranal)、精油、柠檬草油、香旱芹油、莳萝油、埃及天竺葵油、迷迭香油、茶树油、百里香油、孜然油、木槿(cassuliaallaris)和薄荷(menthaarvensis)的精油、肉桂油以及玫瑰草油。

g.除草剂：

除草剂可添加到凝胶状化合物中以阻止特定植物的生长，并且可包括但不限于草甘膦、草铵膦、溴苯腈、l-膦丝菌素、三嗪、ppo-抑制剂、甲基紫精、磺酰脲、咪唑啉酮、麦草畏、苯氧基丙酸、环己酮、环己二酮以及苯甲腈。

h.杀虫剂：

杀虫剂可添加到凝胶状化合物中以用于控制或阻止不想要的生物体的生长，所述杀虫剂诸如杀昆虫剂和杀螨剂、生物合理剂(生物合理性杀虫剂或生物杀虫剂)、拟除虫菊酯、除虫菊、氨基甲酸酯以及有机磷酸酯。

i.微生物增强：

微生物可根据生物体添加到凝胶状化合物中以增加营养物摄入，并且可包括各种形式的根瘤菌和菌根。

j.生长基底：

基底可添加到凝胶状化合物中，或者可根据生物体和所需生长类型包封各种量的一层凝胶状材料。可添加到凝胶状材料中的基底的实例可包括但不限于：稻草、干草、黑麦、橡木、锯屑、甘蔗渣、泥煤、蛭石以及米花块(riceflowercakes)。

如本文所用的“生物体”包括作为表现出生命特性的或多或少稳定的整体起作用的分子组装体。如将进一步讨论的，生物体可包括但不限于：单细胞和多细胞生命形式、病毒、动物(包括但不限于脊椎动物(鸟类、哺乳动物、两栖动物、爬行动物、鱼类)；软体动物(蛤蜊、生蚝、章鱼、乌贼、蜗牛)；节肢动物(千足虫、蜈蚣、昆虫、蜘蛛、蝎子、螃蟹、龙虾、小虾)；环节动物(蚯蚓、水蛭)；海绵动物；以及水母)、微生物、藻类、细菌、真菌、裸子植物、被子植物和蕨类植物、蓝细菌或真核绿藻。

如本文所用的，术语“植物”包括植物细胞、植物原生质体、植物可由其再生的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、植物块以及在植物或植物部分中完整的植物细胞，所述植物部分诸如胚胎、花粉、胚珠、花、豆荚、叶、根、根尖、花药、子叶、下胚轴、分生细胞、茎、雌蕊、叶柄等等。

如本文所用的，术语“组织培养物”指示包含相同或不同类型的分离细胞的组合物或组织成生物体(诸如植物)的部分的此类细胞的集合。植物组织培养物的示例性类型是原生质体、愈伤组织、植物块以及可生成在植物或植物部分中完整的组织培养物的植物细胞，所述植物部分诸如胚胎、花粉、花、种子、豆荚、叶柄、叶、茎、根、根尖、花药、雌蕊等等。用于制备并维持植物组织培养物的手段在本领域中是熟知的。

本公开的凝胶状化合物可替代其他类型的植物介质，诸如土壤、泥煤和泥煤样材料、木材残留物、甘蔗渣、稻壳、沙、珍珠岩、蛭石、煅烧粘土、发泡聚苯乙烯以及尿素甲醛。本公开的凝胶状化合物是重量轻的，并且由于介质的生长增强添加剂而产生改善的植物生长。此外，如果使用可逆性水胶体作为胶凝剂，那么可通过加热和轻微搅拌琼脂来使植物从凝胶状化合物释放。一旦从凝胶状化合物中释放，植物就可移植到不同的植物介质中。

在图7中示出了用于在堆叠的注入气体的凝胶状化合物中生长植物的流程图700。在步骤701中，将胶凝剂溶解在两种或更多种水溶液中以产生不同密度的凝胶状溶液。生长增强添加剂此时也可溶解在水溶液中。此步骤703，将凝胶状溶液倒入到容器中。在步骤705中，可对凝胶状溶液通气以在凝胶状溶液内产生气泡或气孔，从而将气体注入凝胶状溶液，或者可具有其他添加的生长增强添加剂。在步骤707中，使凝胶状溶液固化以产生不同密度的凝胶状化合物。在步骤709中，现在处于固体状态的凝胶状溶液可从容器释放或者凝胶状化合物可保持在容器中。在步骤711中，具有不同密度的凝胶状化合物然后可堆叠在彼此顶部以创建多介质结构。在堆叠之前，生长增强添加剂可放置在凝胶状化合物中的一种或多种的表面上。在步骤713中，植物在具有堆叠的凝胶状化合物的多介质结构上生长。不同的密度和生长增强添加剂可针对特定生物体定制以支持多个生长时期。

在图8a、图8b和图8c中示出具有不同密度的堆叠的凝胶状化合物的多介质结构的实例。在此实例中，多介质结构的具有不同密度和不同添加剂的凝胶状化合物允许对植物进行不同量的支持，以使得在促进不同生长阶段的同时支持所有生长时期。在图8a、图8b和图8c所示的实例中，具有低密度的凝胶状化合物801堆叠在具有中等密度的另一个注入气体的凝胶状化合物803的顶部上，所述具有中等密度的另一个注入气体的凝胶状化合物803堆叠在具有高密度的另一个注入气体的凝胶状化合物805的顶部上。在图8b所示的实例中，植物根系首先生长通过低密度的注入气体的凝胶状化合物801，并且然后前进通过到最密集的琼脂，从而向生物体提供最大量的结构和支持(图8c)。在图8a、图8b和图8c所示的实例中，支持植物的所有生长时期，从种子到幼苗到成熟植物。堆叠的凝胶状化合物可以是透明的或半透明的，以使光穿过。

图9提供示出使用多介质结构诱导生物体(诸如植物)的不同生长阶段的流程图900。在步骤901中，多介质结构具备至少两种不同的介质，每种介质含有用于特定植物生长阶段的至少一种生长添加剂。例如，在第一介质中，可掺入根诱导化合物或生根激素。在步骤903中，提供生物体并将其定植在第一介质上。生物体可包括例如种子、孢子、植物组织培养物、菌丝或无根插条。在步骤905中，生物体在第一介质上生长，并且生长增强添加剂诱导第一生长阶段。例如，如果向第一介质添加生根激素，那么第一生长阶段就是植物的根产生。在步骤907中，随着生物体继续从第一介质生长到第二介质，根遇到刺激第二生长阶段的化合物。在此实例中，第二生长时期可以是营养性的，并且第二介质中的生长增强添加剂可包括诱导植物的营养生长的植物激素或植物生长调节剂。虽然未在图9中示出，但是多介质结构可包含第三介质或更多种介质。在此，根可遇到第三介质内诱导第三生长阶段(诸如开花)的化合物，诸如赤霉酸或乙烯利。

在图9所示的实例中，虽然描述了诱导两种类型的生长阶段的两种类型的介质，但是可使用任何数量的介质来诱导生物体的多个生长阶段。因此，虽然此描述性实例具有介质的类型和生长阶段，但是应理解，此描述适用于其他数量的介质和生长阶段，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

如本文所用的，术语“生长阶段”包括但不限于种子发芽、幼苗阶段、营养阶段、花蕾阶段、开花、完熟、分蘖、茎延长、抽穗、芽发育、块茎形成、块茎增大、成熟、主芽生长、腋芽生长、豆荚发育、菌丝伸长(真菌)、菌核形成(真菌)、真菌原始形成(真菌)、二倍化(真菌)、孢子产生(真菌和细菌)、滞后期(细菌)、指数期(细菌)、稳定期(细菌)等等。

本公开的实施方案还通过添加染料、化学物、盐、糖以及抗微生物剂来提供选择性和或不同的注入气体的凝胶状化合物的产生。可添加的染料的实例包括但不限于酚红、中性红、刚果红、亚甲基蓝、伊红、溴百里酚蓝、酸性品红染料、碘以及结晶紫。

本公开的实施方案还提供对注入气体的凝胶状化合物的杀菌和消毒。凝胶状溶液可通过在压力下(诸如在高压灭菌器中)的湿热或通过过滤来杀菌。此外，注入气体的凝胶状化合物可在固化之后通过电离辐射杀菌。凝胶状溶液可通过各种方法消毒，所述方法包括但不限于加热和巴氏灭菌、添加某些化学物和抗微生物剂以及通过过滤。此外，注入气体的凝胶状化合物可在固化之后通过非电离辐射消毒。

实施例

提供以下实施例来进一步说明各种应用，并且除了所附权利要求书中列出的限制，不意图限制本发明。

本公开的注入气体的凝胶状化合物可由水胶体和添加剂的任何组合组成，具有各种密度并且注入有任何类型的气体。提供以下配方来进一步说明各种组合物和应用，并且除了所附权利要求书中列出的限制，不意图限制本发明。

实施例1-注入有气体的琼脂化合物

以下表1呈现使用琼脂并使用气体作为注入到凝胶状化合物中的气体而生成的凝胶状化合物的实施例。溶剂化通过加热溶液来实现。使用如图4a所示的设备和图5的方法实现通气，其中皂石作为多孔材料。列1示出以克计的所使用的琼脂的量，列2示出所添加的水的量，列3示出凝胶状溶液所加热到的温度，并且列4示出以分钟计的通气时间的量。na＝未获得数据。

表1

实施例2-注入有气体的果胶化合物

以下表2呈现使用果胶并使用气体作为注入到凝胶状化合物中的气体而生成的注入气体的凝胶状化合物的实施例。溶剂化通过加热溶液来实现。使用如图4a所示的设备和图5的方法实现通气，其中皂石作为多孔材料。列1示出以克计的所使用的果胶加上任何添加剂的量，列2示出所添加的水的量，列3示出凝胶状溶液所加热到的温度，并且列4示出以分钟计的通气时间的量。

表2

实施例3-生物体

本公开的系统和方法可成功地采用广泛种类的生物体，包括但不限于广泛种类的藻类、细菌、真菌、裸子植物、被子植物和蕨类植物、蓝细菌或真核绿藻。这个生物体列表还可包括但不限于：节旋藻属某些种(arthrospiraspp.)、螺旋藻属某些种(spirulinaspp.)、眉藻属某些种(calothrixspp.)、水华鱼腥藻(anabaenaflos-aquae)、束丝藻属某些种(aphanizomenonspp.)、项圈藻属某些种(anadaenaspp.)、胶刺藻属某些种(gleotrichiaspp.)、颤藻属某些种(oscillatoriaspp.)、念珠藻属某些种(nostocspp.)、细长聚球藻(synechococcuselongatus)、聚球藻属某些种、集胞藻属某些种(synechosystisspp.)pcc6803、集胞藻属某些种、钝顶螺旋藻(spirulinaplantensis)、角毛藻属某些种(chaetocerosspp.)、莱茵衣藻(chlamydomonasreinhardii)、衣藻属某些种、小球藻(chlorellavulgaris)、小球藻属某些种、小环藻属某些种(cyclotellaspp.)、双楔藻属某些种(didymospheniaspp.)、杜氏盐藻(dunaliellatertiolecta)、杜氏藻属某些种、布朗葡萄藻(botryococcusbraunii)、葡萄藻属某些种、石花菜属某些种(gelidiumspp.)、江蓠属某些种(gracilariaspp.)、边金藻属某些种(hantsciaspp.)、红球藻某些种(hematococcusspp.)、等鞭金藻某些种(isochrysisspp.)、海带属某些种(laminariaspp.)、舟形藻属某些种(naviculaspp.)、圆石藻属某些种(pleurochrysisspp.)和马尾藻属某些种(sargassumspp)；柑橘、鲜食葡萄、酿酒葡萄、香蕉、番木瓜、大麻属某种、咖啡、枸杞浆果、无花果、牛油果、番石榴、菠萝、树莓、蓝莓、橄榄、开心果、石榴、洋蓟和杏仁；蔬菜诸如洋蓟、芦笋、菜豆、甜菜、西兰花、抱子甘蓝、中国白菜、结球甘蓝、荠菜、香瓜、胡萝卜、花椰菜、芹菜、菊苣、羽衣甘蓝、黄瓜、白萝卜、茄子、莴苣、大蒜、草药、白兰瓜、无头甘蓝、生菜(头部、叶片、长叶莴苣)、芥末、黄秋葵、洋葱(干燥和新鲜)、欧芹、豌豆(甜豆、糖荚豌豆、青豌豆、黑眼豌豆、豇豆等等)、辣椒(灯笼椒、番椒)、多香果、南瓜、小萝卜、大黄、菠菜、西葫芦、甜玉米、西红柿、芜菁、芜菁叶、豆瓣菜和西瓜；开花类型花坛植物，包括但不限于藿香、庭荠属、秋海棠、鸡冠花、锦紫苏属、雪叶莲、灯笼海棠、杂色菊属、天竺葵、非洲雏菊、凤仙花、万寿菊、烟草、三色堇/堇菜属、矮牵牛、马齿笕、鼠尾草、金鱼草、马鞭草、长春花属和百日草；盆栽开花植物包括但不限于非洲紫罗兰、六出花、花烛、杜鹃、海棠、观赏凤梨、菊花、瓜叶菊、仙客来、黄水仙/水仙花、紫芳草、栀子、大岩桐、木槿、风信子、八仙花、长寿花、百合、兰花、一品红、报春花、大花天竺葵、玫瑰、郁金香、蟹爪兰/仙人指属；观叶植物包括但不限于粗肋草属、花烛、观赏凤梨、仙人掌、仙人掌和多肉植物、巴豆、花叶万年青属、龙血树属、麒麟尾属、蕨类植物、榕树、常春藤属(常春藤)、竹芋/兰花蕉属、棕榈科、喜林芋属、鹅掌柴属、白鹤芋和合果芋属；切花，包括但不限于六出花、花烛、紫苑、天堂鸟/鹤望兰属、马蹄莲、康乃馨、菊花、黄水仙/水仙、雏菊、翠雀属、小苍兰、非洲雏菊、生姜、唐菖蒲、高代花属、丝石竹、石南属、鸢尾、澳洲茶树属、鹿舌草、百合、补血草、洋桔梗、兰花、海神花属、玫瑰、星辰花、黑鳗藤属、紫罗兰、向日葵、郁金香；切花栽培绿植，包括但不限于文竹、树蕨、黄杨、传声绿色植物、朱蕉属、桉树、常春藤属/常春藤、冬青、革叶蕨类植物、麦冬/百合草、桃金娘、海桐花属、罗汉松属；落叶遮阴树，包括但不限于白蜡树、白桦、皂荚树、椴树、枫树、橡树、白杨、香枫和柳树；落叶开花树，包括但不限于唐棣、卡勒里豌豆属(callerypea)、海棠、紫薇、山茱萸、樱花、榆叶梅、黄金雨、山楂、玉兰和紫荆；阔叶常绿树，包括但不限于杜鹃、栒子、卫矛、冬青、玉兰、马醉木、女贞、杜鹃和荚蒾；针叶常绿树，包括但不限于侧柏、雪松、柏木、杉木、铁杉、杜松、松树、云杉、红豆杉；落叶灌木以及其他观赏性植物，包括但不限于醉鱼草、木槿、丁香、绣线菊、荚蒾、锦带花、地被、叶子花、铁线莲和其他攀爬藤本植物以及景观棕榈科；果实和坚果植物，包括但不限于柑橘和亚热带果树、落叶水果和坚果树、葡萄、草莓属植物、其他小型水果植物、其他水果和坚果树；新鲜切花、草莓、野生花卉、用于商业生产的移植物以及水生植物；蕨类植物，包括但不限于蕨类、真菌(包括但不限于担子菌、子囊菌和酵母菌)。本公开的系统提供用于c3和c4光系统以及“cam”植物(景天酸代谢)的光子脉冲。

如图1-图3所示的多介质结构可针对意图在其中生长的生物体定制。以下实施例概括了用于蕨类植物、裸子植物、被子植物(单子叶和双子叶)以及真菌的多时期生长的不同布置和使用。

实施例4-用于生长真菌的多介质结构：

真菌属于真核生物界，并且因此涵盖具有各种生命周期和形态的广泛多样性的物种。因此，广泛种类的介质类型和布置可用于诱导营养生长和子实体产生，它们包括但不限于琼脂、丰富的锯屑(橡木、密花石栎、赤杨、榉木、桦木、榆树、千层树等)、农业废弃产品、稻草、麦秆、燕麦麸、米糠、麦麸、甘蔗渣、棉籽壳、切碎的玉米芯等。

图10示出用于生长真菌的多介质结构的顶部透视图的实例，所述真菌诸如双孢蘑菇或褐菇(双孢蘑菇(agaricusbisporus))或蚝菇(平菇(pleurotusostreatus))。在图10的介质1001的布置中，提供第一凝胶状化合物1003，其中第一凝胶状化合物1003(诸如麦芽葡萄糖琼脂)含有一种或生长增强添加剂。第一凝胶状化合物1003通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图10中提供第二凝胶状化合物1005，其中第二凝胶状化合物1005含有稻草。与第一凝胶状化合物1003一样，第二凝胶状化合物1005也通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液，也可添加或多或少的胶凝剂以增加或降低溶液的密度。除稻草之外，然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图10中提供第三介质1007，其中所述介质含有稻草并且可含有一种或生长增强添加剂，所述生长增强添加剂可不同于第一凝胶状化合物1003和第二凝胶状化合物1005的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物1003和第二凝胶状化合物1005的添加剂的量。一种或多种生长增强添加剂可包括但不限于气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

还如图10所示的，多介质结构的三种介质1003、1005和1007被布置来使得第一凝胶状化合物1003嵌入到第二凝胶状化合物1005中，从而将第一凝胶状化合物1003的表面的至少一部分暴露于环境。第一凝胶状化合物1003具有的形状基本上对应于在第二介质具有稻草的凝胶状化合物1005中的腔体的形状。具有稻草的凝胶状化合物1005嵌入到稻草1007中，从而将第二凝胶状化合物1005的表面的至少一部分暴露于环境。第二介质具有稻草的凝胶状化合物1005具有的形状基本上对应于在第三介质稻草1007中的腔体的形状。

虽然在图10中示出用于嵌入不同类型的介质1003、1005和1007的碗形或孔形腔体，但是任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于图10所示的多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％。类似地，第二类型的介质可以是第三类型的介质的体积的0.1％至99％等等。

虽然在图10中示出了作为实例的凝胶状化合物诸如琼脂和稻草，但是用于生长真菌的另外的介质可包括但不限于堆肥、泥煤苔、丰富的锯屑(橡木、密花石栎、赤杨、榉木、桦木、榆树、千层树等)、农业废弃产品、稻草、麦秆、燕麦麸、米糠、麦麸、甘蔗渣、棉籽壳以及切碎的玉米芯

虽然在图10所示的实例中，示出三种类型的介质，但是可使用任何数量的介质。因此，虽然此描述性实例具有介质1003、1005和1007的类型，但是应理解，此描述适用于其他数量的介质和凝胶状化合物，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

图10所示的整个多介质结构1000被设计来支持真菌的多个生长时期。通过举例的方式，真菌(诸如平菇)的初始营养生长可见于第一凝胶状化合物1003中。一旦生长通过第一化合物1003，真菌菌丝然后就可生长到第二化合物1005中，从而生长到稻草中，但是由凝胶状化合物1005支持。最后，真菌然后能够生长通过第二化合物1005并且生长到稻草1007中，此时真菌和多介质结构可被诱导来产生子实体。结构900可直接种植在土地中或盆栽或其他容器中。

实施例5-用于生长蕨类植物的多介质结构：

蕨类植物是通过孢子再生的维管植物，并且包括蕨类、木贼类、石松类、卷柏以及水韭(quillowort)。在图11中示出本公开的用于生长蕨类植物的示例性多介质结构的顶部透视图。

在图11的介质1101的布置中，提供第一凝胶状化合物1103，其中第一凝胶状化合物1103含有一种或生长增强添加剂。第一凝胶状化合物1103通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图11中提供第二介质1105，其中通过举例，第二介质1105是杀菌的蚯蚓堆肥混合物1105。除堆肥混合物之外，然后可添加一种或多种生长增强添加剂，诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

在图11中提供第三介质1107，其中通过举例，所述介质含有泥煤、蛭石和堆肥盆栽土的混合物1107，并且可含有一种或生长增强添加剂，所述生长增强添加剂可不同于第一凝胶状化合物1103和第二介质1105的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物1103和第二介质1105的添加剂的量。一种或多种生长增强添加剂可包括但不限于气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

还如图11所示的，多介质结构的三种介质1103、1105和1107被布置来使得第一凝胶状化合物1103嵌入到第二介质1105中，从而将第一凝胶状化合物1103的表面的至少一部分暴露于环境。第一凝胶状化合物1103具有的形状基本上对应于在第二介质1105中的腔体的形状。第二介质1105嵌入到第三介质1107中，从而将第二介质1105的表面的至少一部分暴露于环境。第二介质1105具有的形状基本上对应于在第三介质1107中的腔体的形状。

虽然在图11中示出用于嵌入不同类型的介质1103、1105和1107的碗形或孔形腔体，但是任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于图11所示的多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％。类似地，第二类型的介质可以是第三类型的介质的体积的0.1％至99％等等。

虽然在图11中示出作为实例的示例性凝胶状化合物1103、蚯蚓堆肥混合物1105以及泥煤、蛭石和堆肥盆栽土的混合物1107，但是另外的介质和不同介质布置可用于生长蕨类植物诸如蕨类。

另外，虽然图11所示的实例具有三种类型的介质，但是可使用任何数量的介质。因此，虽然此描述性实例具有介质1103、1105和1107的类型，但是应理解，此描述适用于其他数量的介质和凝胶状化合物，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

图11所示的整个多介质结构1100被设计来支持蕨类植物的多个生长时期。通过举例的方式，初始孢子发芽和根发育可见于第一凝胶状化合物1103中。一旦生长通过第一化合物1103，蕨类植物的根然后就可生长到蚯蚓堆肥混合物1105中。最后，蕨类植物的根然后能够生长通过第二化合物1105并且生长到泥煤、蛭石和堆肥盆栽土的混合物1107中。结构1100可直接种植在土地中或盆栽或吊篮中。

实施例6-用于生长裸子植物的多介质结构：

裸子植物是在球果中结种子的植物的群。裸子植物的实例包括银杏、麻黄和松柏，所述松柏包括雪松、花旗松、柏、冷杉、杜松、贝壳杉、落叶松、松树、铁杉、红杉、云杉以及紫杉。在图12中示出本公开的多介质结构用于生长裸子植物的示例性使用的顶部透视图。

在图12的介质1201的布置中，提供第一凝胶状化合物1203，其中第一凝胶状化合物1203含有一种或生长增强添加剂。第一凝胶状化合物1203通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。

在图12中提供第二介质1205，其中通过举例，第二介质1205是磨碎的泥炭藓1205。除磨碎的泥炭藓之外，然后可添加一种或多种生长增强添加剂，诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

在图12中提供第三介质1207，其中通过举例，介质含有土壤、花园堆肥和粗糙的有机物质(诸如地面树皮或大块泥煤苔)的混合物1207，并且可含有一种或生长增强添加剂，所述添加剂可不同于第一凝胶状化合物1203和第二介质1205的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物1203和第二介质1205的添加剂的量。一种或多种生长增强添加剂可包括但不限于气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

还如图12所示的，多介质结构的三种介质1203、1205和1207被布置来使得第一凝胶状化合物1203嵌入到第二介质1205中，从而将第一凝胶状化合物1203的表面的至少一部分暴露于环境。第一凝胶状化合物1203具有的形状基本上对应于在第二介质1205中的孔的形状。第二介质1205嵌入到第三介质1207中，从而将第二介质1205的表面的至少一部分暴露于环境。第二介质1205具有的形状基本上对应于在第三介质1207中的孔的形状。

虽然在图12中示出用于嵌入不同类型的介质1203、1205和1207的碗形状或孔形状，但是任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于图12所示的多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％。类似地，第二类型的介质可以是第三类型的介质的体积的0.1％至99％等等。

虽然在图12中示出作为实例的凝胶状化合物1203、磨碎的泥炭藓1205以及土壤、花园堆肥和粗糙的有机物质(诸如地面树皮或大块泥煤苔)的混合物1207，但是另外的介质和不同介质布置可用于生长裸子植物诸如松柏类植物，所述介质包括但不限于潮湿的泥煤苔、蛭石和珍珠岩。

另外，虽然图12所示的实例具有三种类型的介质，但是可使用任何数量的介质。因此，虽然此描述性实例具有介质1203、1205和1207的类型，但是应理解，此描述适用于其他数量的介质和凝胶状化合物，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

图12所示的整个多介质结构1200被设计来支持松柏类植物的多个生长时期。通过举例的方式，初始种子发芽和根发育可见于第一凝胶状化合物1203中。一旦生长通过第一化合物1203，松柏类植物的根然后就可生长到磨碎的泥炭藓1205中。最后，松柏类植物的根然后能够生长通过第二化合物1205并且生长到土壤、花园堆肥和粗糙的有机物质(诸如地面树皮或大块泥煤苔)的混合物1207中。结构1200可直接种植在土地中或盆栽或吊篮中。

实施例7-用于生长豆科植物(被子植物)的多介质结构：

被子植物是结种子的开花维管植物，并且包括单子叶植物和双子叶植物。虽然估计存在352,000种开花植物物种，跨越树、草药、水下生物、鳞茎植物以及附生植物，但是最大的家族是兰花、菊科植物(雏菊)以及豆科植物。在图13中示出用于生长豆科植物的示例性多介质结构的顶部透视图。

在图13的介质1301的布置中，提供第一凝胶状化合物1303，其中第一凝胶状化合物1303含有根瘤菌菌株的接种体，因为细菌的这些菌株与豆科植物(诸如大豆)具有共生关系。第一凝胶状化合物1303可另外地含有一种或生长增强添加剂。第一凝胶状化合物1303通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。使凝胶状溶液固化。根瘤菌细菌的接种可发生在固化之前，如在倾倒平板方法中，或者通过分布或划线平板方法发生在固化之后，或者可以是穿刺培养。

在图13中提供第二介质1305，其中第二介质1305是与花园堆肥混合的土壤1305。除与花园堆肥混合的土壤之外，然后可添加一种或多种生长增强添加剂，诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

在图13中提供第三介质1307，其中所述介质是花园土壤1307，并且可含有一种或多种生长增强添加剂，所述添加剂可不同于第一凝胶状化合物1303和第二介质1305的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一凝胶状化合物1303和第二介质1305的添加剂的量。一种或多种生长增强添加剂可包括但不限于气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

还如图13所示的，多介质结构的三种介质1303、1305和1307被布置来使得第一凝胶状化合物1303嵌入到第二介质1305中，从而将第一凝胶状化合物1303的表面的至少一部分暴露于环境。第一凝胶状化合物1303具有的形状基本上对应于在第二介质1305中的腔体的形状。第二介质1305嵌入到第三介质1307中，从而将第二介质1305的表面的至少一部分暴露于环境。第二介质1305具有的形状基本上对应于在第三介质1307中的腔体的形状。

虽然在图13中示出用于嵌入不同类型的介质1303、1305和1307的碗形或孔形腔体，但是任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于图13所示的多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％。类似地，第二类型的介质可以是第三类型的介质的体积的0.1％至99％等等。

虽然在图13中示出作为实例的接种有根瘤菌细菌的凝胶状化合物1303、与花园堆肥混合的土壤1305以及花园土壤1307，但是另外的介质和不同介质布置可用于生长豆科植物。

另外，虽然图13所示的实例具有三种类型的介质，但是可使用任何数量的介质。因此，虽然此描述性实例具有介质1303、1305和1307的类型，但是应理解，此描述适用于其他数量的介质和凝胶状化合物，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

图13所示的整个多介质结构1300被设计来支持豆科植物的多个生长时期。通过举例的方式，初始种子发芽和根发育可见于第一凝胶状化合物1303中。一旦生长通过第一化合物1303，豆科植物的根然后就可生长到与花园堆肥混合的土壤1305中。最后，松柏类植物的根然后能够生长通过第二化合物1305并且生长到花园土壤1307中。_结构1300可直接种植在土地中或盆栽或吊篮中。

实施例8-用于生长兰花(被子植物)的多介质结构：

本公开的多介质结构可用于生长兰花。兰花种子可能难以生长，因为它们需要菌根真菌。因此，虽然未在图中示出，但是本公开的多介质结构生长兰花的示例性使用可由包括亲本植物的盆栽介质的第一介质组成，所述第一介质含有兰花种子所需要的菌根真菌以用于必需营养物来生长。可替代地，用于使兰花种子开始的另一个常用方法是与琼脂混合的营养溶液，并且因此这也可用作第一介质。

在任一种第一介质的情况下，第二类型的介质可由泥炭藓和泥煤苔构成。第一介质和或第二介质可包含专用于兰花的特定营养物。与以上所述的实施例一样，多介质结构被布置来使得第一介质嵌入到第二介质中，从而将第一介质的表面的至少一部分暴露于环境。第一介质具有的形状基本上对应于第二介质中创建的形状。任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于孔形状或碗形状的腔体、正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于用于生长兰花的所述多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％等等。另外的介质和不同介质布置可用于生长兰花。因此，虽然以上所述的实施例具有两种类型的介质，但是可使用任何数量的介质，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

以上所述的用于生长兰花的整个多介质结构被设计来支持多个生长时期。通过举例的方式，根发育可见于多介质结构的第一化合物中。一旦生长通过第一化合物，兰花的根然后就可生长到第二化合物中。最后，兰花的根然后能够生长通过第二化合物并且生长到第三化合物中。所述结构可直接种植到盆栽或吊篮中。

实施例9-用于生长雏菊(被子植物)的多介质结构：

本公开的多介质结构可用于生长雏菊。虽然未在图中示出，但是本公开的多介质结构生长雏菊的示例性使用可由第一介质组成，所述第一介质包括具有专用于雏菊的生长增强添加剂的凝胶状化合物。第一凝胶状化合物通过加入胶凝剂(诸如琼脂或果胶)形成，所述胶凝剂溶解在水溶液中以产生液态凝胶状溶液。然后可将一种或多种生长增强添加剂添加到液态凝胶状溶液，所述生长增强添加剂诸如气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。

用于生长雏菊的第二类型的介质可由盆栽土构成。第二介质可具有生长增强添加剂，所述添加剂不同于第一介质中所包含的那些添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一介质中所包含的那些添加剂的量。与以上所述的实施例一样，多介质结构被布置来使得第一介质嵌入到第二介质中，从而将第一介质的表面的至少一部分暴露于环境。第一介质具有的形状基本上对应于第二介质中创建的形状。任何形状可用于使介质装配在一起，所述形状包括但不限于孔形状或碗形状、正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、菱形、斜方形、平行四边形、五边形、六边形、七边形以及八边形。

各种尺寸可用于用于生长雏菊的所述多介质结构。例如，第一类型的介质的体积可以是第二类型的介质的体积的0.1％至99％等等。另外的介质和不同介质布置可用于生长雏菊。因此，虽然以上所述的实施例具有两种类型的介质，但是可使用任何数量的介质，正如本领域的技术人员一旦理解本发明的原理之后将理解的。

以上所述的用于生长雏菊的整个多介质结构被设计来支持多个生长时期。所述结构可直接种植在土地中或种植到盆栽或吊篮中。

实施例10-使用液体作为介质1或介质2

在本公开的另一个实施例中，多介质结构可包含一层液态介质，作为第一化合物或第二化合物。在此实施例中，可提供含有各种类型的营养物的液态介质以促进初始植物或生物体生长。

使用液态介质作为第一介质，所提供的第二类型的介质可以是凝胶状化合物或固态基底，其含有一种或多种生长增强添加剂，包括但不限于气体、激素、营养物、表面活性剂、抗微生物剂、精油、除草剂、杀虫剂以及其任何组合。在第二化合物的表面中形成腔体，从而创建用于第一层的液态介质的储器。第二介质可具有生长增强添加剂，所述添加剂不同于第一介质中所包含的那些添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一介质中所包含的那些添加剂的量。

然后可提供第三介质，其中第二介质嵌入在第三介质中。如上所述的，第三化合物可以是含有一种或生长增强添加剂的凝胶状化合物或固态基底，所述添加剂不同于第一液态介质和第二介质的添加剂，或者所述添加剂的量可不同于第一液态介质和第二介质的添加剂的量。

在此实施例中，多介质结构可放置在摇动器上以允许对液态介质进行搅拌和通气。随着生物体在液态介质中发育，根或菌丝从生物体延伸通过液态介质并且附着到第二介质化合物。随着液态介质的营养物耗尽，生物体生长到第二层中。此时，根据生物体的具体需要，可倒出液态介质，或者可搅拌介质以允许进行通气。

在另一个实施例中，多介质结构的第一化合物是漂浮在第二层液态介质上的凝胶状化合物，其中所述液态介质是容纳在储器内的第三底部基底或化合物中。

已经出于说明和描述的目的呈现了前述描述。所述描述不意图是详尽的或限于所公开的精确形式。尽管已在上文中讨论多个示例性方面和实施方案，但是本领域技术人员将认识到某些的修改、排列、添加以及其子组合。选择和描述实施方案是为了最佳地解释原理及其实际应用，以便因此使得本领域其他技术人员能够在如适于所涵盖的特定用途的各种实施方案和各种修改中最佳地利用。因此以下所附权利要求书以及今后引入的权利要求书被解释成包括如在它们真实精神和范围内的所有此类修改、排列、添加以及子组合。