雾培系统及方法的改进的制作方法
【技术领域】
[0001] 本披露涉及雾培系统及方法的改进，并且具体地涉及包括一种提供有利的雾培功 能的布或织物支持物/基底的雾培系统/方法。
【背景技术】
[0002] 布和织物材料已在多种行业中应用。结合布的广泛采用和使用，已经进行研究来 确定不同的布材料如何相对于水分起作用。例如，之前已经对如何将水分从人体移除（例 如，在运动促进排汗过程中）进行了研究。水分的这种运动总体上包括两个部分，织物的吸 收和从邻近该织物的水分层饱和后的水分的传输。
[0003] 还已经进行了对用于清洗和干燥目的的吸收物（例如，毛巾、抹布、以及类似物） 的附加研究。具体地，此研究总体上集中在以克/旦为单位的干和湿强度以及吸水性。因 此，这些研究总体上集中于吸收和保留水分，而不是从一种布/织物基底释放水分。
[0004] 如工业中已知的，已经进行了若干研究来测定布材料的吸收特性。（参见，例 如，Das, B.等人，水分流过混纺织物-亲水性的作用（Moisture Flow Through Blended Fabrics - Effect of Hydrophilicity), Journal of Engineered Fibers and Fabrics[工 程纤维和织物杂志]，4 (4) :20-28 (2009) ;Varshney，R. K.等人，织物的热生理学舒适 特性与构成纤维细度和横截面形状的关系的研究（A Study on Thermophysiological Comfort Properties of Fabrics in Relation to Constituent Fibre Fineness and Cross-Sectional Shapes)，J. Textile Institute [纺织学会志]，101 (6) :495-505 (2010); Tapias, M.等人，通过图像处理客观测量织物的覆盖系数（Objective Measure of Woven Fabric' s Cover Factor by Image Processing)，Textile Res. J.[纺织石开 究杂志]，80 (I) : 35-44 (2010) ;Hearle，J. W. S，纤维集合体的容量、介电常数和功率 因数(Capacity, Dielectric Constant, and Power Factor of Fiber Assemblies)， Textile Res. J.[纺织研究杂志]，25:307-321 (1954) ;Du，Y.等人，织物的吸湿多分子 层吸附模型和数学模拟（Polymolecular Layer Adsorption Model and Mathematical Simulation of Moisture Adsorption of Fabrics)，Textile Res. J.[纺织石开究杂志]， 80(16):1627-1632(2010) ;Du，Y.等人，聚酯-棉织物的动态吸湿行为和数学模型（Dynamic Moisture Absorption Behavior of Polyester-Cotton Fabric and Mathematical Model) ,Textile Res. J.[纺织研究杂志]，80(17) :1793-1802(2010);以及 Su, C 等人， 异形聚酯和棉复合针织物的水分吸收和释放（Moisture Absorption and Release of Profiled Polyester and Cotton Composite Knitted Fabrics)，Textile Res. J.[纺织 研究杂志]，77 (10) : 764-769 (2007))。然而，已经进行研究的吸收特性没有提供关于潜在雾 培耕作应用和/或环境（例如，营养液被不断地供给到布/织物材料的环境）的深入理解 和/或指导。示例性雾培耕作环境和系统在2010年12月10日提交的题为"雾培耕作的方 法和设备，"的美国专利公开号2011/0146146中披露，其内容通过引用结合在此。
[0005] 因此，对于用于改进和/或增强用于种子和植物支持的布/织物材料的性能的雾 培系统和方法的改进存在一种需要。更具体地，对于结合促进有利的发芽特性和植物产量 的布和/或织物材料的雾培系统和方法存在一种需要。本披露的系统和方法解决这些需要 和其他需要。
【发明内容】
[0006] 概述
[0007] 根据本披露的实施例，提供了相对于雾培系统和方法的示例性改进，总体上包括 一个生长室、至少一个光源、一个营养液源、以及一个或多个布/织物支持元件。这些改进 的雾培系统/方法总体上还包括由这些布/织物支持元件支持的布或织物。该布/织物被 选择为以促进有利的发芽特性和植物产量。已经发现在雾培环境中实现有利结果的布/织 物材料同时满足两个不同且独立的参数，即芯吸高度参数以及吸收参数，如在此所述。
[0008] 更具体地，根据本披露已经发现使用以下布/织物材料实现了有利的雾培结果， 该材料同时表现出：（i) 一个芯吸高度参数，其特征在于从约I. Icm至约4. 5cm的芯吸高度 范围，和（ii) 一个吸收参数，其特征在于约0. 10g/cm2至约0. 29g/cm2的吸收范围。
[0009] 在一些示例性实施例中，该布或织物可以选自以下各项组成的组：全条绡 (polyester voile)材料、来自NCSU的PE 1/150高能材料摇粒绒黄褐色（tan) 100材料、摇 粒绒300材料、来自NCSU的PE 190 1/1材料、来自NCSU的PE 2/150高能材料、摇粒绒200 新材料、摇粒绒200黑色材料、来自NCSU的PE 280 1/1材料、摇粒绒200短时间使用材料、 摇粒绒200长时间使用材料、具有或不具有起绒表面表现出类似的功效的布或织物材料、 以及类似物。在其他示例性实施例中，该布或织物可以选自，例如，聚酯材料、丙烯酸材料、 非-生物可降解的合成材料、表现出类似的功效的布或织物材料、以及类似物，具有或不具 有起绒表面。
[0010] 总体上，芯吸高度参数是一种布/织物吸收水分（例如，水、营养液、以及类似物） 的能力的量度。进而，吸收参数总体上是由该布/织物保留的水分（例如，水、营养液、以及 类似物）的量度。表现出所希望的芯吸高度/吸收参数的结合的布/织物被认为会产生由 于雾培耕作应用的性质而有利的雾培性能。更具体地，在雾培应用中，布/织物支持物或基 底总体上在某种程度上起允许或促进根渗透的作用。此外，该布/织物支持物或基底总体 上提供了一种当营养液被喷洒在该布的至少一个表面上时营养液喷雾穿过该布/织物的 屏障。
[0011] 本披露的示例性雾培系统和方法总体上满足一个或多个发芽因素。这些发芽因 素可以是，例如，温度范围、pH水平范围、相对湿度范围、光强度范围、光谱、电导率范围、种 子处理如松土、事先加热或冷却、以及类似物中的至少一种。温度范围可以是从约5°C至约 35°C。pH水平范围可以是从约4至约8。相对湿度范围可以是从约20%至约100%。光强 度范围可以是从约0 μ mol · m 2 · s 1至约250 μ mol · m 2 · s ^光谱可以是从约400nm至 约700nm，具有在UV-B福射中的一些耐受性（tolerance)，例如，约280nm至约315nm。电 导率范围可以是从约I. 5dS · m 1至约3. OdS · m ^对于一些种子，可能存在要求光期和暗 期二者的光周期。在一些示例性实施例中，例如，对于一些冷季绿叶蔬菜（greens)(如芝麻 菜），优选的温度可以是约22°C，pH水平范围可以是从约5.0至约5. 5,电导率范围可以是 从约2. OdS ·πι1至约2. 5dS ·πι \以及相对湿度可以是约50%。在一些示例性实施例中，例 如，一些冷季绿叶蔬菜，在发芽过程中的光强度可以是约50 μ mol · m2 · s 1并且在成熟的 初期过程中是约250 μ mol · m 2 · s ^ -旦植物已经出苗，为了有利的生长可应用最高达约 1000 ppm的CO2。在一些示例性实施例中，发芽后的光谱可以是约440nm蓝光和约660nm红 光。然而，应理解的是在此提供的示例性范围可以根据用于发芽和生长替代种子或植物的 要求和/或最佳环境而改变。
[0012] 该布/织物总体上被配置和定尺寸为支持在其上的种子。由布/织物支持元件所 支持的布/织物总体上通过保持该布/织物处于基本上平坦和/或拉伸的取向而抑制布/ 织物上的营养液的粘闭（puddling)。示例性布/织物可以是起绒材料和非起绒材料中的至 少一种。与所披露的布/织物相关联的起绒可以遍及该布/织物的一个或多个表面是均匀 地或非均匀地分散或分布的。然而，示例性布/织物总体上不应限定在其上支持种子的表 面上向上指向的起绒。
[0013] 根据本披露的实施例，还提供了对雾培耕作方法的示例性改进，其中使用了一种 雾培系统，该雾培系统包括，除其他之外，一个生长室和多个布/织物支持元件。示例性方 法总体上包括使用这些布/织物支持元件来支持布/织物。该布/织物同时表现出（i) 一 个芯吸高度参数，其特征在于从约I. Icm至约4. 5cm的芯吸高度范围，和（ii) 一个吸收参 数，其特征在于约〇. l〇g/cm2至约0. 29g/cm2的吸收范围。该示例性方法总体上包括在布/ 织物上布置种子。此外，该示例性方法总体上包括在布/织物的至少一个表面上喷洒一种 营养液。
[0014] 根据本披露的实施例，提供了示例性耕作系统，这些耕作系统总体上包括一个生 长室和位于该生长室内的布或织物。该布或织物总体上表现出一个芯吸高度参数，其特征 在于从约0. 6cm至约8. Icm的芯吸高度范围。该布或织物总体上还表现出一个吸收参数， 其特征在于从约0. l〇g/cm2至约0. 29g/cm2的吸收范围。
[0015] 该芯吸高度参数可以是该布或织物吸收水分的能力的量度。该吸收参数可以是该 布或织物保留的水分的量度。布或织物总体上有助于根渗透，提供受控的接近水分（例如， 营养液、水、以及类似物），并且可以被配置和定尺寸为支持在其上的种子和植物。在一些示 例性实施例中，该布或织物可以抑制在该布或织物上的营养液的粘闭。该布或织物可以选 自以下各项组成的组：例如，聚酯材料、丙烯酸材料、非-生物可降解的合成材料、以及类似 物，具有或不具有起绒。在一些示例性实施例中，该布或织物不限定在其上支持种子的表面 上向上指向的起绒。
[0016] 这些示例性系统总体上包括至少一个布或织物支持元件、一个光源和一个营养液 源。本披露的示例性系统总体上满足一个或多个发芽因素。这些发芽因素可以是，例如，温 度范围、pH水平范围、相对湿度范围、光强度范围、光谱、电导率范围、种子处理如松土、事先 加热或冷却、以及类似物中的至少一种。温度范围可以是从约5°C至约35°C。pH水平范围 可以是从约4至约8。相对湿度范围可以是从约20%至约100%。光强度范围可以是从约 0 μ mol · m 2 · s 1至约250 μ mol · m 2 · s ^光谱可以是从约400nm至约700nm具有在UV-B 福射中一些耐受性，例如，约280nm至约315nm。电导率范围可以是从约I. 5dS · m 1至约 3. OdS ^m1c3对于一些种子，可能存在要求光期和暗期二者的光周期。在一些不例性实施例 中，例如，对于一些冷季绿叶蔬菜（如芝麻菜），优选的温度可以是约22°C，pH水平范围可 以是从约5. 0