多层种子发芽和植物发育介质

摘要

本公开的版本涉及用于在气耕或水耕法中使种子发芽和使植物生长的多层平台。所述多层结构可以包括夹在支撑层和遮光层之间的无土生长介质。所述支撑层包括允许用营养液喷洒植物根部的开口，并且遮光层包括允许植物生长同时限制有害藻类在无土生长介质上的生长的开口。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有名为“多层种子发芽和植物发育介质”的临时专利申请的优先权，所述临时专利申请于2018年6月29日提交，并且所分配的序列号为62/692,361。前述临时申请的内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开的实施方案涉及可用于气耕法和水耕法的无土多层种子发芽和植物发育介质。

背景技术

气耕法涉及在发育中的植物的根部喷洒液态营养液。这些植物的根通常裸露并悬浮在喷洒养分的生长室中。在某些类型的气耕法中，使种子位于可以由框架支撑的织物的顶部表面上。种子发芽，然后将框架上的织物放在生长室中。在生长室中，所述织物的上侧要受到适当波长和强度的光的照射，以促进植物的发育，而所示织物的下侧和正在发育的根部则接收营养液。在所需的生长阶段收获由种子产生的植物。生长室可以彼此堆叠和/或并排放置，以节省设施内的空间并允许子系统共享，从而为生长室提供营养液、温度、湿度和二氧化碳。快速发育和健康的植物冠层在这些系统中是有益的，因为它可以减少到达织物介质的光量，并可以减少有害藻类的形成。

织物材料在气耕法中已被用作发芽和生长的基质或介质。在存在有充满养分的水分和用于使种子发芽并使植物生长的光的情况下，藻类的形成会发生在织物纤维的较高表面区域上。藻类的生长与发芽的种子和生长中的植物竞争养分、光照和水分。在这些生长基质上存在藻类是美学上不希望的，这使得在使用之间清洁生长基质变得更加困难并增加了成本。生长基质上藻类的存在还可能导致基质堵塞，并干扰气耕法喷洒和气流。藻类的形成也可能发生在喷嘴和下方的排水盘上，需要通过清洁和过滤将其清除，以防止藻类扩散到生长系统的其他部分。这种增加的清洁，过滤的费用以及用于更换过滤器和硬件清洁的相关的生长塔停机时间非常昂贵。

藻类生长和植物腐烂在织物生长介质的低点上更为常见，在这些地方，多余的水分和种子在有光的情况下积聚并相互接触。可以使用自动播种机在生长介质上更均匀地间隔放置种子，以尝试解决此问题，但是它们昂贵，维护成本高，并且无法解决介质上低点的问题。藻类的生长也可能在含有营养液的织物生长介质下方的表面上发生。穿过被拉伸的织物生长介质和介质中的框架或孔之间的间隙的光允许直接的光穿过可以支撑藻类生长的开口。

在一些气耕法中使用的织物上的水分蒸发会导致室内农场空气调节和用水的成本增加。

因此，存在对改进的可用于气耕法和水耕法的生长介质和基质的需要，其可提高收成、降低藻类生长并降低与清洁和修复织物生长介质相关的成本。

发明内容

用于气耕法和/或水耕法的无土生长介质上的藻类生长可以通过支持种子发芽和植物生长的多层制品或平板来减少或消除，所述多层制品或平板包括具有多个开口的遮光层，所述遮光层的未开口部分具有以强度量度的透光率，所述透光率小于通过所述遮光层中任何开口的透光率的量。所述遮光层可与无土生长介质自由分离并位于其上。所述多层制品可进一步包括具有多个开口的底部支撑层。这些开口穿过所述底部支撑层并容纳来自上覆植物的一个或多个根群。所述底部支撑层中的开口还允许位于所述支撑层下方的营养薄雾或雾或营养源到达所述无土生长介质。所述无土生长介质可以位于所述底部支撑层的顶部，并且是可自由分离的，并且不固定在所述底部支撑层上。在本公开的一些实施方案中，所述遮光层与无土生长介质的顶部表面的紧密接近形成密封或屏障。在使用平板期间，所述密封或屏障防止遮光开口中的种子位于遮光层的实心部分和无土生长介质之间。所述无土生长介质支持种子发芽、发育中的植物的根穿透穿过介质并防止营养雾或雾滴穿过介质直接通过。

在本公开的一些实施方案中，所述多层制品或平板还包括可与所述遮光层分离并位于所述遮光层顶部的上层。所述上层具有多个开口，这些开口与所述遮光层中的部分或全部开口区域有所重叠。所述上层中的开口和所述遮光层中的开口之间的重叠足以使光通过开口到达无土生长介质和/或到达萌发的种子并使位于无土生长介质上的开口中的植物发育。在本公开的其他实施方案中，所述上层中的开口小于所述遮光层中的开口，并且所述两层中的开口有所重叠。所述上层中的开口足够大，以在每个上层开口中容纳单个种子，而所述遮光层中的开口足够大，以在吸胀和随后的植物发育过程中容纳单个种子。在本公开的一些实施方案中，所述遮光层中的一个或多个开口包括单个种子，并且所述种子接触下面的生长介质。

在本公开的一些实施方案中，所述遮光层、上层或遮光层及上层中的一个或多个可以包括荧光材料或磷光体。

在一些实施方案中，所述上层可以可滑动地位于所述遮光层的顶部，并且当所述上层和遮光层彼此相对移动时，所述上层开口的底部边缘和遮光层开口的顶部边缘具有切割植物茎的形状。

在本公开的一些实施方案中，所述遮光层、上层或这些的组合是可以彼此分离的板，其中植物的茎穿过所述遮光层和上层中的开口，从而可以使茎杆切割器在所述板之间通过并切割茎杆。

本公开的实施方案可包括具有位于遮光层中的多个开口中的一个或多个种子的那些制品。本公开的实施方案可包括具有位于遮光层中的多个开口中的一个、两个或三个种子的那些制品。在本公开的一些实施方案中，具有种子的遮光层的每个开口在所述开口中具有单个种子。所述遮光层的开口中的种子接触位于所述遮光层下方的生长介质。在一些实施方案中，所述遮光层包括荧光材料或磷光体。

本公开的实施方案包括播种多层制品或平板以及从种子发芽和发育植物的方法。在一些实施方案中，所述方法可以包括使种子位于遮光层的多个开口中，使得种子接触开口中暴露的生长介质。在其他的实施方案中，所述方法可以包括使一个、两个或三个种子位于遮光层的多个开口中，使得种子接触开口中暴露的生长介质。在一些实施方案中，所述具有种子的遮光层中的多个开口中的任何一个含有单个种子，并且所述遮光层覆盖无土生长介质。所述遮光层没有被结合或固定至所述生长介质。所述无土生长介质可以在支撑层的顶部，所述支撑层具有开口以容纳一个或多个通过无土生长介质生长的根群。在一些实施方案中，具有多个开口的上层位于遮光层的顶部。所述上层中的开口与遮光层中的部分或全部开口区域的有所重叠，分离的层中的开口之间的重叠足以使光通过遮光层中的开口照射无土生长介质、发芽的种子、发育的植物或这些的任意组合的一种或多种。遮光层底部表面和/或开口边缘表面与无土生长介质层的紧密接近(可能包括物理接触和/或压缩)，会形成屏障或疏松密封，从而防止种子位于或夹在这些层之间。

在所述方法的实施方案中，所述遮光层可以包括荧光材料，所述荧光材料将入射到制品表面(例如不是植物表面)上的光的一部分或全部转换成更长波长的光，所述更长波长的光的一部分可以被重新定向到发芽的种子和/或发育中的植物。在其他的实施方案中，所述遮光层、上层或遮光层和上层中的一个或多个可以包括荧光材料。在一些其他实施方案中，所述遮光层、上层或遮光层和上层中的一个或多个可以包括光散射层，由此未使用的光被重定向通过该层并到达叶子。在又一个实施方案中，最上层，或者是上层或者是遮光层，是反射性的，并且将未使用的光重定向至树叶。使用具有用于种子的开口的包含荧光或磷光材料的层、光反射层或光散射层，不仅可以将光向下重定向到种子，还可以将光从平坦表面向上重定向到叶子。

在本公开的一些实施方案中，所述多层制品或平板还包括可与所述遮光层分离并位于所述遮光层顶部的上层。所述上层具有多个开口，这些开口与所述遮光层中的部分或全部开口区域的有所重叠。上层中的开口和遮光层中的开口之间的重叠足以使光通过遮光层中的开口照射无土生长介质、发芽种子、使植物发育和生长或这些的任意组合的一种或多种。在本公开的其他实施方案中，上层中的开口小于遮光层中的开口，并且两层中的开口充分重叠，以使光通过遮光层中的开口照射无土生长介质、发芽种子、发育的植物或这些的任意组合中的一种或多种。所述上层中的开口足够大，以在每个上层开口中容纳单个种子，而所述遮光层中的开口足够大，以在吸胀和随后的植物发育过程中容纳单个种子。在本公开的一些实施方案中，所述遮光层中的多个开口包括单个种子，并且所述种子接触下面的生长介质。

在所述方法的一个实施方案中，使种子位于遮光层中的多个开口中包括从上层中的多个开口接收种子，这些开口落入重叠的遮光层开口中。在一些实施方案中，上层的开口的尺寸基本上与(例如在尺寸分布内的)种子的尺寸相同，并且遮光层中的开口大于上层中的重叠开口。

在各种实施方案中，所述方法可以包括通过支撑层中的开口将营养液提供到无土生长介质的底面上的动作或步骤。营养液可以以溶液的细雾或雾的形式提供给根部，或者通过将根部的一部分与容器中的溶液接触来提供。所述方法还可以包括用合适频率和强度的光辐照一部分遮光层的动作或步骤。在一些实施方案中，发育植物未使用的照射到遮光层和/或上层的光可以被转换成更长波长的辐照，并被导向至发芽种子或发育植物的一部分。

本公开的实施方案的优点包括生长介质上更均匀的生长模式，因为种子在播种后不会在织物上移动，因为种子可以基本上被捕获或保留在由遮光层的开口和无土生长介质形成的空腔中。本文公开的多层制品或平板可用于使种子发芽，并可在生长室中被供应营养和光。各层的实心或封闭部分，例如遮光层、上层、底部支撑层以及这些的组合，可以使光透射最小化，并且可以减少营养液的加热和减少生长介质的蒸发。各层的封闭部分，例如遮光层、上层、底部支撑层以及这些的组合，使光的穿透最小化，并且还可以减少生长介质、喷嘴以及滴盘或营养容器内部的藻类生长。由上覆的遮光层提供的生长介质顶部的封闭或覆盖区域可以显著减少植物叶子可以直接接触潮湿生长介质的面积，这可以进一步减少植物腐烂和与藻类的接触。与未覆盖的生长介质相比，具有遮光层和/或上层还可以减少生长介质的蒸发，从而减少室内农场的空气调节和水消耗。

上层和遮光层是可分离的实施方案的一个优点是能够使植物“直立”，并使切割器在分离的层之间通过，以提供更好的收获并有效地消除在切割器下方通过的“倒伏”植物。把植物直立起来可以使对叶子的损害最小化，提高收获产量。通过选择切割器经过的层之间的分离量，收获产品中植物茎的高度也可以为产品的最终用户定制。控制平板层分离的能力可用于控制和改变所切割的茎的长度，并且允许只需变更各个层之间的分离，即可收获微型蔬菜、绿叶蔬菜和其他植物。

在一些实施方案中，在遮光层或上层顶上的柔性层，例如具有与上层开口对齐的开口的薄片或薄膜，所述柔性层可以在切割期间或之后形成篮或锅的形状，因为切割发生在所述柔性层下方，所以植物可以被成批收获并追踪到农场中的特定平面或位置。

本文公开的实施方案通过提供一种用于使种子发芽和使植物发育的系统和方法来满足这些和其他需求，所述系统和方法具有减少的藻类生长和提高的植物收获产量。

附图说明

图1是具有不同层的本公开的实施方案的图示。

图2A是具有不同层的本公开的实施方案的图示，其图示了顶部两层的分离，而图2B描绘了在分离的层之间通过切割器来收获植物。

图3是具有不同的层的本公开的实施方案的图示，其示出了上层中的多个开口小于下面的遮光层中的多个开口，并且两层中的开口有所重叠。

图4A是具有在生长介质的顶部的不同层的本公开的实施方案的图示，其示出了上层中的开口小于下面的遮光层中的开口，两层中的开口有所重叠，以及种子在所述遮光层的开口中的位置。图4B是移除上层后位于阻挡层的开口中并接触无土生长介质的种子的图示。

图5A是在本公开的一个实施方案中的发育植物的图示，所述发育植物生长通过上层(可以是容器)的开口和遮光层的开口，其中所述上层可与所述遮光层分离。图5B是本公开的一个实施方案的图示，其中上层与遮光层分离，并且切割器在上层和遮光层之间具有切断的植物茎；收获的植物收集在上层容器中。图5C是在本公开的实施方案中穿过遮光层的开口生长的发育中的植物的图示，其中遮光层与无土生长介质分离。图5D是本公开的实施方案的图示，其中遮光层与无土生长介质分离，其示出了具有在无土生长介质和遮光层之间切断了植物茎的切割器。

图6A是本公开的实施方案的图示，其中种子被位于上层的开口中，随后，当使上层开口的位置与遮光层中的开口有所重叠时，如图6B所示使种子位于遮光层中的开口中。

图7是本公开的实施方案的横截面的图示，其示出了支撑层、无土生长介质和遮光层。

图8是本公开的实施方案的横截面的图示，其显示了支撑层、无土生长介质、遮光层和上层。

图9A是如实施例1所述将种子散布在遮光层上的图示；图9B是如实施例1所述的遮光层中的多个开口或开口阵列中的种子的图示；图9C是实施例1的遮光层的开口阵列中已经发芽的种子的图示。

图10A是(从顶部到底部)示出分离的遮光层(顶部)、无土生长介质(中心)和支撑层(底部)的图示；来自如实施例1所述的发芽的已经穿透到无土生长介质中的种子也显示穿透到生长介质中；图10B是发育的植物生长穿过遮光层中的开口、穿过无土生长介质的图示，并显示了如实施例1所述的被底部支撑层的开口分开的植物根部；图10C是如实施例1所述的发育的植物生长穿过遮光层的开口的图示。

图11A-11B示出了本公开的一个实施方案，其示出了切割穿过上层和遮光层中的多个开口生长的发育中的植物的茎。

图12示出了入射到发育中的植物和遮光层上的光。

图13A-13C示出了本公开的一个实施方案，其中一部分光与植物材料相互作用，而且一部分光从生长介质反射。

图14A-14C示出了本公开的一个实施方案，其中植物材料至少部分地位于生长介质中的开口内，并且光从开口的壁反射。

图15示出了本公开的一个实施方案，其中蓝光被吸收并作为红光重新发射，并被定向至植物材料。

图16示出了本公开的一个实施方案，其中上层具有小于遮光层的开口，使得植物的一部分包含在遮光层的开口内。

图17示出了本公开的一些实施方案中的多层制品或平板，其可以堆叠在一起用于种子发芽，并且随后被分开放置在生长室中以使植物发育。

图18A-18C示出了本公开的实施方案，其中通过将多层种子发芽和植物发育平板的顶层与下层分离，并切割穿过遮光层的开口生长的植物茎，来收获和收集已发育的植物。

图19A-19C示出了本公开的实施方案，其中茎和根可以任选地与已发育的植物的顶部分开收获。

具体实施方式

在以下描述中，应当理解，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等术语是为了方便而用的词语，不应被解释为限制性术语。现在将详细参考在附图和实施例中示出的本公开的实施方案。通常参考附图，将理解的是，这些图示是出于描述本公开的特定实施方案的目的，而不意图限制本公开。

每当本公开的特定实施方案被称为包括或由一组中的至少一个元素及其组合组成时，应当理解，所述实施方案可以单独地或与所述组中的任何其他元素组合地包括或由所述组中的任何元素组成。

当结合以下描述和附图考虑时，将更好地领会和理解本发明的这些和其他方面。尽管以下描述指示了本发明的各种实施方案及其众多具体细节，但是其是通过示例而非限制的方式给出的。在本发明的范围内可以进行许多替换、修改、增加或重排，并且本发明包括所有这样的替换、修改、增加或重新布置。

用于气耕法和/或水耕法的无土生长介质上的藻类生长可以通过多层平板来减少或消除，所述多层平板支持发芽的种子和发育的植物，包括无土生长介质层和遮光层，其中在所述无土生长介质顶部定位有多个开口。所述遮光层可与无土生长介质分离。

所述平板可以进一步包括具有多个开口的底部支撑层，并且所述无土生长介质可以位于所述底部支撑的顶部。所述无土生长介质可与底部支撑层分离。在本公开的实施方案中，所述阻挡层可与底部支撑位于一起以将生长介质层夹在它们之间。

用于气耕法和/或水耕法的无土生长介质上的藻类生长可以通过多层制品或平板来减少或消除，所述多层制品或平板支持发芽的种子和发育的植物，包括底部支撑层，所述底部支撑层具有多个开口，并且可与所述支撑顶部的无土生长介质分离。在所述无土生长介质的顶部表面上方是遮光层，所述遮光层在遮光板的实心表面上具有多个开口，而所述遮光层的区域是实心的且没有开口。所述遮光层可与生长介质分离，并且与所述底部支撑一起将生长介质夹在它们之间。

在本公开的一些实施方案中，可以使具有多个开口的上层位于遮光层的顶部。所述上层在所述上层的实心表面上具有多个开口。所述上层可与其下的遮光层自由分离，并且两层中的开口可至少部分地有所重叠。

种子可以位于遮光层中的多个开口中，并与遮光层下方的生长介质接触。优选地，仅有单个种子占据遮光层中的任意开口，并且所述种子被遮光板开口的壁和无土生长介质的表面保持在开口中而无需粘合剂。

图1是包括几个层的本公开的实施方案的图示。在图1中，从底部到顶部，第一层(L1)是任选的框架，可用于支撑一个或多个覆盖层(L2-L5，或更多)。(L2)是具有一个或多个或多个开口的底部支撑层。底部支撑层(L2)可以容纳来自上覆植物的一个或多个根群。所述底部支撑层中的开口可允许来自可能位于所述支撑下方的喷雾器的薄雾或雾到达生长介质。所述底部支撑的未开口部分可以阻挡入射在平板上的全部或部分光到达所述底部支撑下方的表面。所述底部支撑下方的这些表面可包括滴盘和喷嘴或营养容器(未示出)。(L3)是无土生长介质，其可以位于底部支撑层(L2)的顶部，并且可以与所述底部支撑层(L2)自由地分离并且不固定于底部支撑层(L2)。所述无土生长介质(L3)支持种子发芽、发育中的植物的根穿过介质，还防止营养雾或雾滴穿过介质直接通过。遮光层(L4)具有多个开口并且具有未开口的部分。遮光层(L4)的未开口或实心部分具有以强度度量的透光率，该透光率小于通过遮光层中任何开口的透光率的量，并且在一些实施方案中至少小于50％。所述遮光层(L4)可与无土生长介质自由分离并位于其上。(L4)中的开口可以在遮光层的面积的20％至70％之间。可以使用任选的上层(L5)，其可与遮光层(L4)自由地分离，具有多个开口，并位于所述遮光层上方。所述上层(L5)中的开口与遮光层中的部分或全部开口区域有所重叠，两层之间的开口的重叠足以使光到达无土生长介质(L3)和/或发芽的种子，或通过开口使生长介质(L3)上的植物发育。(L5)和(L4)可以彼此分开，并且可以在它们之间通过一个切割器来切断茎并收获发育的植物。在一些实施方案中，所述遮光层、上层或遮光层和上层中的一个或多个可以包括荧光材料或磷光体材料。在一些实施方案中，层(L1)和层(L2)可以被组合或整合成为如图3或图7所示的单个层。

图2A示出了本公开的实施方案，其中示出了许多植物具有穿过(L3)、(L4)和(L5)生长的根。在一些实施方案中，所述上层(L5)可以是自支撑的。在图2B中，示出了遮光层(L4)和上层(L5)彼此隔开足够的距离量，使得切割器10可以在(L4)和(L5)之间经过以切断穿过遮光层的开口生长的植物茎。当发育的植物穿过重叠的遮光层(L4)和上层(L5)的开口伸出时，自支撑的上层可能是有利的。在一些实施方案中，可以将加强支架添加到上层的边缘以增加支撑。

图3是本公开的实施方案的侧视图的图示，其中支撑层(390)的具有开口(392)。位于支撑层(390)上方的可以是无土生长介质层(330)、遮光层(320)和上层(310)中的至少一种。上层(310)中的开口(350a、b、c等)可以具有基本相同的尺寸，并且可以小于下面的遮光层中的开口(360a、b、c等)。应当理解，尽管描绘为三个开口(350a、b、c和360a、b、c)，但是可以预期到额外的开口。遮光层(320)位于上层的下方，并且两层中的开口至少部分地有所重叠。在图3中，遮光层(320)在无土生长介质(330)的顶部。遮光层中的开口(360a、b、c)可以具有容纳多个种子、多个从发芽的种子发育的植物、以及它们的组合的形状。例如，遮光层中的开口(360a、b、c)适于容纳种子(342a和342b)或从发芽的种子(370)发育的植物，所述植物具有根(372)、茎(376)的以及叶(374)。

在本公开的实施方案中，层(如底部支撑层、遮光层和上层的)中的多个开口的数量可以在每平方厘米大约1个到每平方厘米大约10个的范围内。在本公开的实施方案中，层(如支撑层、遮光层和上层的)中的多个开口的数量可以在每平方厘米大约2个到每平方厘米大约6个的范围内。每层可以具有相同或不同数量的开口，并且开口的尺寸和形状可以相同或不同。有利地，底部支撑层中的开口还可以允许空气定向地穿过支撑层、穿过生长介质330以及穿过上覆的遮光层320和上层310中的开口。层中的开口的数量可以适合于各种植物密度、植物品种和/或植物尺寸。多个开口可以随机地布置或以各种图案布置，例如但不限于一维线性阵列、构造成弧形的开口、交错排列的图案、各种二维图案或阵列。多个开口在层中的其他排布是可能的，包括装饰性的设计和图案。

在本公开的一些实施方案中，穿过遮光层和/或上层的厚度的开口的尺寸的特征在于与种子的尺寸基本相同，这是指通过一层的开口，一次允许一个种子占据开口，并穿过所述层中的开口自由移动到生长介质的表面。例如，如图3所示，种子342a占据开口350a，并且种子342a可以自由地穿过上层310中的开口350a并进入遮光层320中的开口360a。种子342b被示出为自由地穿过开口350b移动，并且被示出为位于遮光层开口360b中的生长介质330上，所述开口大于种子342b的尺寸；开口360b可以容纳种子342b的发芽。

在本公开的一些实施方案中，贯穿遮光层的厚度的开口的尺寸的特征在于与发芽种子的尺寸基本相同或具有能够容纳发芽种子的尺寸。图3示出了开口360c，其尺寸类似于开口360a和360b，其可以容纳发芽的种子370。

图4A和图4B(省略了可选的底部支撑层)示出了本公开的实施方案，其中上层(410)可滑动地位于遮光层(420)的顶部。在生长介质(430)顶部的遮光板位置显示上层的开口(450)小于下面的遮光层的开口(460)。两层中的一部分开口(450、460)可以有所重叠。在图4A中，种子被示为最初位于上层开口(450)中，随后位于遮光层开口(460)中并且接触无土生长介质(430)。种子可以通过上层开口(450)掉落到遮光层开口(460)中，或者可以通过上层开口(450)将种子置于遮光层开口(460)中。如图4B所示，上层(410)可以被移动并重新使用以播种另一个遮光层。

图5A是在本公开的实施方案中在上层(510)的开口(550)和遮光层(520)中的开口(560)中发育并生长穿过所述开口的植物(578)的图示，其中所述上层可与所述遮光层分开(底部支撑层是任选的，为清楚起见未示出)。每个开口(560)示出了从发芽的种子发育的植物，所述种子具有根(572)，所述根(572)穿透无土生长介质(530)并且生长穿过遮光层(520)中的开口(560)。发育的植物也可以穿过上层的开口(550)生长。一旦植物已经达到期望的高度，可以将上层(510)与遮光层(520)分离，在一些实施方案中升起并且移离所述遮光层。图5B(底部支撑层是任选的，为清楚起见未示出)示出了与遮光层(520)分离的上层(510)以及在所述上层和遮光层之间的切割器(535)，所述切割器在所述上层和遮光层之间的茎(590)的区域中已经切割或切断了植物的茎。上层(510)和切下的植物(582)可以被移动并且随后将切下的植物包装。

在本公开的一些实施方案中，具有多个开口以供植物生长穿过的遮光层或上层可以任选地是容器或可以形成容器的材料。例如，在图5A和图5B中，上层(510)可以是包含侧壁(512)的容器或篮，或者上层(510)可以是可以折叠成具有侧壁(512)的袋的材料。具有任选的侧壁(512)的上层(510)可以用于收集已经被切割(582)的植物，如图5B所示。遮光层或上层容器或材料可以在切割植物茎之前或期间与任何下面的层分离。图5C是在本公开的实施方案中在遮光层(520)中的开口(560)中发育并穿过过其生长的植物(578)的图示，其中，遮光层(520)可以任选地是容器或可以形成容器的材料。例如，在图5C中，遮光层(520)可以是包含侧壁(522)的容器或篮，或者遮光层(520)可以是可被配置或折叠成具有侧壁(522)的袋的材料。具有任选的侧壁(522)的遮光层(520)可与无土生长介质(530)分离。遮光层(520)中的每个开口(560)示出了从发芽的种子发育的植物，所述种子具有根(572)，所述根(572)穿透无土生长介质(530)并且茎部分生长穿过遮光层(520)中的开口(560)。一旦植物已经达到期望的高度，可以将遮光层(520)与无土生长介质(530)分离，在一些实施方案中升起并且移离所述无土生长介质来收获。图5D示出了具有任选的侧壁(522)的遮光层(520)，其与无土生长介质(530)分离，并且示出了在无土生长介质与遮光层之间通过的切割器(535)。切割器(535)在无土生长介质和遮光层之间的茎(590)的区域中切断或切割植物的茎。具有侧壁(522)以容纳切割的植物(582)的遮光层(520)可以被移动并且切割的植物随后被包装。

在本公开的实施方案中，遮光层或上层可以是容器并且被用于从平板收集一批中的基本上所有收获的植物，这有利于将植物追溯到农场中特定的平板或生长室位置。在下文所述的本公开的实施方案中，平板的遮光层或上层可以被用于收集收获的植物并且可以促进多个平板的堆叠和发芽，所述平板的遮光层或上层可以进一步减少用于平板的单独的发芽车的需求和成本。

在本公开的一些实施方案中，切割或切断通过遮光层中的开口生长的植物茎的制品可以用于收获发育的植物。所述制品可以是切割器，例如但不限于刀片、金属丝或锯齿状金属丝、带锯或其他加工技术，例如水刀。

本公开的实施方案包括使用本文所述的多层制品或平板收获植物的方法。在一些实施方案中，所述平板包括无土生长介质和具有开口的遮光层，所述遮光层位于生长介质的顶部，并且发育中的植物的植物茎穿过遮光层中的多个开口生长。在其他实施方案中，所述平板可以包括生长介质、遮光层和在遮光层顶部的上层、在无土生长介质下方的底部支撑层或上层和底部支撑层两者，其中发育的植物的植物茎穿过遮光层中的多个开口生长。所述方法包括切割穿过遮光层中的多个开口生长的植物茎的行动或步骤。在一些实施方案中，所述方法包括切割植物茎的行动或步骤，所述植物茎穿过在上层和遮光层之间的遮光层中的多个开口生长。所述方法可以包括相对于无土生长介质移动遮光层或上层的开口。在一些实施方案中，所述上层的开口相对于遮光层的开口移动。在一些实施方案中，移动的行动或步骤包括以下任何一个：分离上层和遮光层；滑动上层；滑动遮光板；或同时滑动两层。在一些实施方案中，滑动上层和/或遮光层可用于切割植物茎。

在一些实施方案中，相对于遮光层移动上层的开口包括将上层与遮光板分离，其中茎在上层和遮光层的开口中。在一些实施方案中，切割植物茎的制品在上层和遮光层之间通过。在上层和遮光层之间切割植物茎的制品可以是刀片、锯片或金属丝。

收获穿过遮光层中的开口生长的植物的本公开的实施方案可包括相对于无土生长介质移动一个或多个层(例如遮光层和/或上层)的开口。在一些实施方案中，移动可包括将一个或多个层与无土生长介质分开一定距离。例如，如图5C和图5D所示，可以将遮光层(520)向上移动一定距离远离无土生长介质(530)，所述距离允许切割器(535)在遮光层和无土生长介质之间移动，以切断或切割植物茎。在如图5A和图5B所示的其他实施方案中，上层(510)可以与遮光板(520)分开一定距离，所述距离为切割器(535)提供间隙以使其在遮光层和上层之间通过。有利地，分离一个或多个层可以允许定制和选择收割植物的茎的长度，这可以增加收割产品对最终用户的价值和外观。分离平板的一个或多个层并收获已发育的植物也提供了高收成，因为基本上所有穿过遮光层开口生长的植物茎(大于90％)都被切割器切断了。

在用于收获穿过遮光层中的开口生长的植物的本公开的其他实施方案中，一个或多个层相对于无土生长介质的移动的行动动或步骤可以包括：相对于无土生长介质水平地滑动或平移(1186)一个或多个遮光层和/或上层。例如，上层开口(1150)相对于无土生长介质(1130)和遮光层中的开口(1160)水平滑动或平移(1186)可以切断或切割穿过开口生长的植物的茎，如图11A和11B所的。在另一个示例中，可以在第一行动或步骤中将遮光层和上层与无土生长介质分开预定的距离，然后在第二行动或步骤中，将上层开口相对于遮光板开口滑动，以在预定的高度切割植物。有利地，以这种方式收割植物提供了高收成，其中穿过遮光层生长的几乎所有植物茎(大于90％)都被切断了，并且所述方法和制品消除了对单独的收割机的需要以及与购买和操作收割机相关的成本。任选地，图11A和图11B中的上层(1110)可以被配置为容器(未示出)以收集切割的植物。

底部支撑层(L2)可以是片材、板材或膜的形式，并且可以由金属、聚合物、陶瓷或复合材料制成。在一些实施方案中，底层也可以是金属筛网、金属网、塑料网或复合网。支撑层(L2)可以位于框架(L1)的顶部上，或者可以代替框架(L1)使用以支撑无土生长介质(L3)。例如，如图3所示，底部支撑层(390)可以是支撑无土生长介质(330)及其上方其他层的筛网(例如金属)，或如图7所示，支撑层(790)可以是支撑生长介质(730)和具有开口(760)的含荧光的材料遮光层(720)的筛网(例如金属)。所述底部支撑层具有贯穿支撑层的厚度的多个开口，所述开口被支撑层的实心部分分开。所述开口穿过所述底部支撑容纳一个或多个根群。所述开口可以具有任何几何形状，并且可以包括形状的组合。一些开口可以具有例如从一个表面到另一个表面(例如，圆锥体或角锥体)的尺寸变化的锥形形状或不对称形状。包括开口的底部支撑的面积百分比可以是支撑层面积的20％至90％。包括开口的底部支撑层的可以为底部支撑层面积的20％至90％。在开口的最大方面，例如椭圆的主轴、矩形的对角线或圆形的直径，开口的尺寸可以在约0.1厘米至约5厘米的范围内。在一些实施方案中，底部支撑中的开口的尺寸可以为大约0.1厘米到大约1.5厘米的直径。在一些实施方案中，底部支撑层中的开口可具有的中心到中心的间隔为约0.5厘米至约5厘米。底部支撑层中的开口可以与其他层中的开口的任何部分有重叠或不重叠。支撑层的未开口部分可能会减少接触生长介质底面的营养液的量，并且还可以减少或阻止到达气耕系统中位于支撑层下方的营养物滴盘和喷嘴的光的量，或者也可以阻止光到达水耕系统中的营养物容器。

可以选择底部支撑层的设计，例如支撑的厚度、支撑的开口部分和实心部分的几何形状和间距，使得在种子发芽和植物发育过程中，覆盖支撑开口的无土生长介质基本上保持完整。完整的无土生长介质可以防止光线直接透射穿过介质中或平板边缘的开口。在本公开的一些实施方案中，底部支撑层的边缘部分可以被制成实心的并且没有开口，参见例如图9A中的实心边界或边缘(918)，以防止直接的光穿透、保留无土生长介质以及为层提供结构刚性。将无土生长介质夹在相邻层之间有利地将无土生长介质支撑在层的开口上方，并且与传统的织物无土生长介质和框架平板相比，无需在框架边缘拉伸和固定生长介质。本公开的实施方案还降低了用于将框架安装固定装置固定到无土生长介质的外围、通过固定装置将无土介质安装到框架的人工成本，并且能够在水耕和气耕法中广泛使用多种无土生长介质。

在植物切割和收获后从无土生长介质顶部去除层后，可以将使用过的无土生长介质与下面的支撑层自由分离，而无需松开紧固件。在无土生长介质是可生物降解或可堆肥的实施方案中，可以将无土生长介质与植物残渣一起从底部支撑上去除，并送至堆肥设施。

无土生长介质(L3)可以是纺织品材料，其支持种子发芽以及发育的植物的根穿过其穿透。在一些实施方案中，所述纺织品可以是织物或其他织品。所述织品可以包括但不限于含有纤维素、聚酯、棉、粗麻布、人造丝、羊毛、丝绸、大麻、这些的混合物的纤维，以及它们与其他纤维的组合。其他无土生长介质纺织品可包括例如但不限于纸、纸板及其组合的材料。在一些实施方案中，所述无土生长介质可以包括有机纤维材料，例如椰子纤维。在一些实施方案中，所述无土生长介质可以是可生物降解的材料，或者所述无土生长介质可以是可堆肥的材料，所述材料支持发芽和植物发育并且在使用后可以与收获后的平板的其他植物部分一起被制浆或物理撕裂。在一些实施方案中，所述生长介质不含泥炭、苔藓、土壤或其任何组合。所述无土生长介质可以抑制营养雾滴从中通过。所述无土生长介质为来自位于支撑层下方的气耕喷嘴和雾化器的液滴喷雾提供了弯曲的路径，但是所述无土生长介质可以是可透气的和可渗透的以使气体流通。当组装多层制品时，无土生长介质可以位于底部支撑层的顶部并且不胶合至底部支撑层，这对于堆肥是有利的。穿过无土生长介质和底部支撑上的开口的根部的缠结不会将生长介质固定在底部支撑层上，这有利于底部支撑的清洁和再利用。在支撑层和遮光层之间测得的无土生长介质的厚度可以小于2厘米。在一些实施方案中，在支撑层和遮光层之间测得的无土生长介质的厚度可以在0.05厘米和0.5厘米之间。在本公开的实施方案中，未拉伸的无土生长介质的尺寸和形状可以覆盖底部支撑的开口部分。

遮光层(L4)可以是片材、板材或膜的形式，并且可以由金属、聚合物、陶瓷、复合材料及其任意组合制成。在一些实施方案中，所述遮光层可以包括荧光材料或磷光体，其将入射到遮光层表面(例如不是植物表面)上的光的一部分或全部转换成更长波长的光，所述更长波长的光的一部分可以被定向到生长介质上的发芽的种子和/或发育中的植物。

所述遮光层可以位于无土生长介质(L3)的顶部。所述遮光层具有贯穿遮光层的厚度的多个开口，所述开口被遮光层的实心部分分开。在一些实施方案中，遮光层的边缘部分是实心的，其防止直接的光穿透并向所述层提供结构刚性。所述贯穿遮光层的开口可以具有任何几何形状，并且可以包括形状的任意组合。一些开口可以具有例如从一个表面到另一个表面(例如，圆锥体或角锥体)的尺寸变化的锥形形状或不对称形状。包括开口的遮光层的面积百分比是遮光层面积的20％至90％。在开口的最大方面，例如椭圆的主轴、矩形的对角线或圆形的直径，开口的尺寸可以在约0.025厘米至约2.5厘米的范围内。在一些实施方案中，遮光层中的开口可具有的中心到中心的间隔为约0.5厘米至约5厘米。在一些实施方案中，遮光层中的开口可具有的中心到中心的间隔为约0.75厘米至约1.5厘米。在一些实施方案中，在开口的最大方面，例如椭圆的主轴、矩形的对角线或圆形的直径，开口的尺寸可以在约0.25毫米至约2.5毫米的范围内。在本公开的一些实施方案中，开口的尺寸可以容纳三个或更少的种子。在本公开的其他实施方案中，遮光层中的开口的尺寸被设置为在每个开口中容纳一个种子。在本公开的一些实施方案中，遮光层实心部分可以具有以强度度量的透光率，所述透光率小于通过遮光层中的开口的透光率的量。在本公开的其他实施方案中，遮光层的实心部分具有以强度度量的透光率，该透光率小于通过遮光层中的开口的透光率的量，并且在一些实施方案中小于50％或更小。较低的通过遮光层的透光率，可以降低到达无土生长介质和其他支持藻类生长的湿表面的光量。遮光层可与无土生长介质分开并位于其顶部。遮光层没有与无土生长介质表面的任何粘合剂或其他固定物。遮光层的任何开口中的一个或多个种子通过开口的壁和无土的生长介质顶部表面保留在开口中；所述种子没有被粘或固定至无土生长介质。所述种子没有被夹在生长介质的表面和遮光层的实心部分之间。

具有孔或开口图案的遮光层可以形成种子的均匀分布，从而在生长介质上种植。即使托盘移动、摇动或倾斜，种子也将保持在原位。遮光层中的开口图案还可用于在植物之间均匀分配光线，帮助分配根群，并消除了无土生长介质上低点的问题，而无需将所述介质拉伸到框架上。

本公开的一些实施方案，例如如图1和图3所示的制品，可以进一步包括可与遮光层(L4、320)分离并位于其顶部的上层(L5、310)。当上层(L5、310)和遮光层(L4、320)可以相对于彼此移动，当它们彼此分开或彼此滑动接触时(见图11A和11B)。所述上层具有贯穿所述上层的厚度的多个开口，并且所述开口被所述上层的实心部分分开。所述上层(L5)可以是片材、板材或膜的形式，并且可以由金属、聚合物、陶瓷、复合材料及其任意组合制成。在一些实施方案中，所述上层的边缘部分是实心的，其防止直接的光穿透并向所述层提供结构刚性。所述贯穿上层的开口可以具有任何几何形状，并且可以包括形状的组合。一些开口可以具有例如从一个表面到另一个表面(例如，圆锥体或角锥体)的尺寸变化的锥形形状或不对称形状。包括开口的上层的面积百分比是上层面积的20％至90％。在开口的最大方面，例如椭圆的主轴、矩形的对角线或圆形的直径，开口的尺寸可以在约0.025厘米至约2.5厘米的范围内。在一些实施方案中，在开口的最大方面，例如椭圆的主轴、矩形的对角线或圆形的直径，所述上层的开口的尺寸可以在约0.25毫米至约2.5毫米的范围内。在一些实施方案中，所述上层中的开口可具有的中心到中心的间隔为约0.5厘米至约5厘米。在一些实施方案中，所述上层中的开口的中心到中心的间隔可为约0.75厘米至约1.5厘米。在一些实施方案中，所述上层可以包括荧光材料或磷光体材料，其将入射到上层表面(例如不是植物表面)上的光的一部分或全部转换成更长波长的光，所述更长波长的光的一部分可以被定向到生长介质上的发芽的种子和/或发育中的植物。在其他实施方案中，所述上层对于光是透明的并且将入射光的一部分传输到可以包括荧光材料的遮光层。

在本公开的一些实施方案中，所述上层中的开口的尺寸被设置为在每个开口中容纳一个种子。当所述上层是安装在气耕或水耕系统中的制品的一部分时，如图1所示，上层中的开口至少与遮光层中的一部分开口有所重叠，从而光可以到达无土生长介质和/或开口中发芽的种子，并且所述开口为发育中的植物提供了空间以生长通过。在本公开的实施方案中，如图6A和图6B所示(省略底部支撑层)，所述上层(610)可以用于在遮光层中在开口(660b、660c、660d、660e)播种。如图6A所示，上层和遮光层中的开口(650b、650c、650d、650e)可以偏移并初始定位使得两层中的开口之间没有重叠。种子可以散布在(610)上并位于上层的开口(650b、650c、650d、650e)中。可以通过擦拭或清除上层(610)来将未位于如(642a)和(642f)的开口内的种子从上层(610)去除。然后可以使上层(610)和遮光层(620)相对于彼此移动，使得上层开口(650b、650c、650d、650e)和遮光板开口(660b、660c、660d、660e)至少部分对准以使种子(642b、c、d、e)掉落并位于遮光层开口(660b、660c、660d、660e)内。如图6A所示，上层开口650b中的种子642b可以如图6B中所示位于遮光层开口660b中，当上层(610)中的开口至少部分地与遮光层(620)中的开口对准时。如关于种子642b所描述的，(610)和(620)中的开口的至少部分对准类似地导致其他种子接合。例如但不限于，上层开口(650c)中的种子(642c)如图所示位于遮光层开口(660c)中；上层开口(650d)中的种子(642d)如图所示位于遮光层开口(660d)中；上层开口(650e)中的种子(642e)如图所示位于光阻挡层开口(660e)中；等等。当将单元或制品安装在生长系统中时，可以将上层保持在适当位置，或者可以将上层移除并用于播种另一个遮光层。

在一些实施方案中，上层包括在直径和高度上大小都基本相同的开口，因为大部分种子被散布，使得仅单个种子被定位于每个上层开口中。相对于遮光层中的开口，在上层中具有较小的开口的优点是能够使用上层将单个种子沉积到与发芽的种子基本相同大小的较大的遮光层开口中。进一步地，当发育中的植物从遮光层开口穿过上层开口生长时，上层可以与遮光层分离，并且切割器可在它们之间穿过以切断植物茎。

在本公开的实施方案中，在底层、遮光层、上层或不包括无土生长介质的附加层中的任何一个中的开口的表面和边缘，可以在层的一侧或两侧上与相邻的上层或下层中的开口的表面基本齐平或平整，如图3和图6所示。这些层表面可以是基本上平坦的，在相邻层之间几乎没有或没有起伏，缝隙等，这允许种子在遮光层(320)的实心部分和远离开口(360a、b、c)的边缘无土生长介质(330)之间被定位、放置或捕获。平坦或齐平的层表面和开口允许相邻的层表面平滑地相互平移或滑动，并且此特征可用于切割植物茎，而不会钩住或抓住开口的边缘，并且不会在收获的产品中产生不希望的颗粒。切割工具也可以在光滑层之间通过，从而降低接触层表面的风险。具有平坦或齐平的开口还可以将修复已被钩破或刨削损坏的层表面的成本最小化。遮光层底部表面或开口边缘表面与无土生长介质层顶部表面的紧密接近(可能包括物理接触和/或压缩)，会形成物理屏障或密封，从而防止种子在平板使用过程中在远离开口边缘的这些层之间被定位或捕获。遮光层底部表面或开口边缘与无土生长介质的顶部表面的接近可包括：小于所用种子的厚度或直径的分离间隔、遮光层与无土生长介质之间的物理接触、遮光层对无土生长介质的压缩或这些的任意组合。减少或消除种子位于或夹在无土生长介质和遮光层的实心部分之间是有利的，因为它可以减少或基本消除这种情况导致的无土生长介质上的藻类生长，并减少了浪费的种子的成本。

在本公开的一些实施方案中，底部支撑层、遮光层和上层中的每一层的厚度可以小于2厘米。在一些实施方案中，这些层中的任一层的厚度，在其底部表面和顶部表面之间测量，可以在0.05厘米至1厘米之间。在本公开的用于收获具有植物茎的植物的实施方案中，所述植物茎来自穿过所述遮光层中的多个开口生长的发育中的植物，底部支撑层(L2)、遮光层(L4)或上层(L5)中的任一层都可以由足够坚硬且致密的材料制成，以在重复使用后保持切割刃以切割茎和/或抵抗切割茎的切割器磨损。这种材料的例子包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料。将切割刃保持在多个层上可降低运营成本，因为不需要对表面进行会导致停机并增加人工成本的修整。耐磨损的各层的表面可防止小颗粒影响产品质量。

图11A示出了本公开的实施方案，其中各层(例如，相邻层)中的开口的边缘可以用于切割发育的植物。图11A示出了通过上层(1110)的开口(1150)和遮光层(1120)中的开口(1160)生长的发育中的植物(1178)。上层开口(1150)具有边缘(1192)，并且遮光层开口也具有边缘(1194)。上层(1110)可滑动地定位并且可与遮光层(1120)分离。无土生长介质(1130)位于底部支撑层(1190)上方和遮光层(1120)下方。每个开口(1160)示出了从发芽的种子发育的植物，所述种子具有根(1172)，所述根(1172)穿透无土生长介质(1130)和底部支撑层(1190)中的开口(1196)。相对于遮光层开口顶部边缘(1194)，上层开口底部边缘(1192)的位置可以通过移动或滑动一个或多个层来改变(1186)。一旦发育中的植物(1178)已经达到切割植物的茎的所需高度，就可以发生层的移动。上层开口底部边缘(1192)相对于遮光层开口顶部边缘(1194)的位置变化可以通过移动或滑动上层、移动或滑动遮光层、移动或滑动上层和遮光层两者的行动或步骤来实现，从而边缘(1192)和(1194)切割或切断植物茎。例如，图11B示出了相对于遮光层(1120)移动后的上层(1110)，由此，上层开口底部边缘(1192)和遮光层顶部边缘(1194)切割或切断在上层和遮光层之间的植物的茎。上层和切割的植物(1180)可以被移动并且随后将切割的植物包装。上层中的开口(1150)可以与遮光层(1160)中的开口相同或小于其尺寸。

本公开的实施方案可有利地用于将一个或多个种子定位到遮光层中的多个开口中。在一些实施方案中，开口的尺寸被设置成容纳与生长介质接触的多个种子，例如两个种子、三个种子、四个种子或更多。所述的“多个”可以标准化为特定值或分布，例如但不限于，所有开口容纳3个种子或容纳3-4个种子。本公开的实施方案可以包括位于层中的多个开口中的每个开口中的种子。一些实施方案可以由与生长介质接触并且位于包含种子的每个开口内的单个种子组成。另外的实施方案可以包括位于每个开口中的单个种子，其中一些小的标称数量(例如，小于10％)的开口包含一个以上的种子。在一些实施方案中，例如如图6A和图6B所示，上层中的开口的尺寸可以设置为在每个开口中容纳单个种子，并且可以与具有开口的遮光层配对，所述遮光层的开口可以容纳与生长介质接触的发芽种子。取决于所生长的植物的大小和种子的大小，可以改变各种开口参数(例如开口的大小、深度和最大横截面)。

种子可以散布在遮光层的顶部表面上以及散布在整个表面上，使得种子落入遮光层开口中。在一些实施方案中，上层可以包括小于遮光层中的开口的开口。上层的开口可以被定位成与遮光层开口至少部分地有所重叠。种子可以散布在上层上，直到种子在大部分或所有上层开口中。

图7是本公开的实施方案的侧视图的图示，其包括具有开口(792)的底部支撑层(790)，所述开口可以紧邻无土生长介质层(730)和遮光层(720)。例如，生长介质(730)可以位于支撑层(790)和遮光层(720)之间。遮光层(720)中的开口(760b、c、d、e等)可以具有与支撑层(790)中的开口(792)不同的尺寸。开口(760b、c、d、e等)可以或可以不与底层(790)中的开口(792)对齐。底层(790)、生长介质层(730)和遮光层(720)可彼此分离并且不固定在一起。遮光层中的开口(760b、c、d、e等)可以具有容纳种子(742b、c、d、e等)或来自发芽的种子的发育中的植物的形状。在一些实施方案中，底层790可以是单层。在一些实施方案中，可以使用自动播种机使种子位于在遮光层的开口中。

图8是本公开的实施方案的侧视图的图示，其包括具有开口(892)的支撑层(890)、无土生长介质层(830)、遮光层(820)和上层(810)，其中所述无土生长介质层(830)、遮光层(820)和上层(810)可以位于支撑层(890)上方。所述上层(810)包括例如但不限于(850b、c、d、e)的开口，所公开的每个开口包括底部边缘(812)。所述上层(810)可位于遮光层(820)上方。所述上层(810)可以与遮光层(820)可滑动地接合。所述遮光层(820)包括例如但不限于(860b、c、d、e)的开口，并且每个开口包括顶部边缘(822)。所述遮光层(820)中的开口(860b、c、d、e等)的尺寸可以与位于生长介质层(830)下方的支撑层(890)中的开口(892)的尺寸不同，而可以与上层(810)中的开口(850b、c、d、e等)相同或不同。遮光层中的开口可以与底层(890)中的开口(892)对准或不对准。上层中的开口(850b、c、d、e等)可以与遮光层中的开口(860b、c、d、e等)部分(或完全)重叠。在一些实施方案中，底层(890)、生长介质层(830)、遮光层(820)和上层(810)可彼此分离并且不固定在一起。遮光层中的开口(860b、c、d、e等)可以被设计为容纳种子(842b、c、d、e等)或来自发芽的种子的发育中的植物。在一些实施方案中，所述上层可以可滑动地位于所述遮光层的顶部，并且，当上层和遮光层彼此相对移动并通过在两个表面中的开口之间挤压或剪切来切断茎时，上层开口底部边缘(812)和遮光层开口顶部边缘(822)被构造成例如具有方形、非辐射式的边缘，以切割植物茎。在一些实施方案中，上层是板材，并且遮光层中的开口的深度大于生长介质上的发芽的种子部分。

在本公开的实施方案中，诸如支撑层、遮光层和上层的各种层(无土生长介质除外)可具有10重量％或更少的水分含量，并且在一些实施方案中，为约10微克/克水至0.1g/g水分含量。上述各层中的低水分含量有助于减少藻类在无土生长介质上的生长，并且也抑制藻类在这些表面上的生长。

在本公开的实施方案中，术语“发育中的植物”可以指可以通常在生长介质的顶部表面上的一种或多种发芽的种子、具有或不具有真叶的一种或多种幼苗、一种或多种生长中的植物或这些的任意组合。

在本公开的实施方案中的营养液通常是指用于向发育中的植物的根提供水、金属离子(如钾、钠、铜、镁)、氮源、磷源和硫源、以及其他溶解的营养物中的一种或多种的溶液。

在本公开的实施方案中，术语“直射光”是指来自无土生长介质一侧的光源的光，其一部分可以基本上不间断地通过无土生长介质中的开口(例如裂缝或孔)或无土生长介质和支撑层或框架之间的间隙。通过平板的无土生长介质中的开口或间隙观察到的“直射光”表明无土生长介质中存在缺陷，这可能为光到达平板之下的湿润表面提供路径，从而促进藻类生长。穿过无土生长介质或构成平板各层的材料或被其散射的光不是直射光。

本公开的一些实施方案可以具有底部支撑层，其将框架(如L1)的结构支撑特征与底部支撑(如L2)相结合以支撑无土生长介质，例如，如图3中的底部支撑(390)、图7中的底部支撑(790)或图17中的底部支撑(1790a)所示。一种无土生长介质，例如(330或1730a)，其可以是可生物降解的、可堆肥的，或根可以穿过其生长的其他无土生长介质材料，可以位于底部支撑的顶部。一种遮光层，例如(320或1720a)，被置于生长介质顶部，所述遮光层也用作营养溶液的蒸发屏障，并且具有多个开口，发育的植物穿过所述开口生长。在一些实施方案中，具有多个开口的遮光层可以是刚性结构，例如篮、容器，或者是可以形成袋/包的柔性材料，其可以位于生长介质的顶部并用于收集切割的发育的植物。任选地，一种上层，例如(310、510或1710a)被置于遮光层顶部，所述上层可以是刚性结构，例如篮、容器，或者是可以形成袋/包的柔性材料，并且具有开口，植物可以穿过所述开口生长。集成的底部支撑、无土生长介质、遮光层和任选组件可在平板中彼此自由分离。在一些实施方案中，可以通过侧壁上的紧固件、夹子、狭槽或其他的可逆地将平面中的一层或多层固定在一起，这允许“三明治”在发芽堆叠、放置和从生长室中移出时作为一个整体移动。所述平板的组件可以部分或全部拆卸以进行收获和清洁。

在一些实施方案中，种子可以使用组装的平板，例如平板A、平板B、平板C等进行发芽，如图17所示。种子(1742a、172b、1742c等)可以位于遮光层(1720a、1720b、1720c等)的开口中。每个平板中的遮光层位于相应的无土生长介质(1730a、1730b、1730c等)的顶部，所述无土生长介质位于各自集成的底部支撑(1790a、1790b、170c等)的顶部，并具有用于根群的开口。所述无土生长介质可以在播种前湿化、在将种子放入遮光板的开口后湿化，或者是根据特定种子的需要的这些行动或步骤的任意组合。具有可与遮光层中的开口部分有所重叠的开口的可堆叠容器/篮位于遮光层的顶部。位于平板中的遮光层的开口中的种子可以发芽。多个平板组件可以彼此堆叠在一起，以使种子萌发，如图17中的平板A、平板B、平板C所示。将平板在彼此的顶部堆叠的能力是有利的，因为它消除了用于发芽车的成本和空间需求，所述发芽车通常用于将平板分开以进行发芽。

种子一旦发芽后，可以将每个平板从堆叠中分离出来并置于在生长室中，并提供光照和营养物以使植物发育。在生长室中，植物在篮内穿过开口发育并能够生长，如图18A的单个平板所示。从发芽的种子(1870)发育的植物(1878)具有穿过遮光层和上层中的开口伸出的茎(1876)。植物(1878)具有穿过无土生长介质(1830)伸出的根(1872)。发育的植物(1878)基本上被容纳在如图18A所示的篮(1810)中。在不使用上层的一些实施方案中，遮光层也可以是具有开口的篮，植物已经穿过所述开口生长(未示出)，并且茎在遮光层和生长介质之间被切割。已发育的植物(1878)，可以如图18B所示通过将容器/篮与组件分离，并如图18C所示使切割器(1835)穿通过茎来收获。切割的植物(1879)被收集在篮(1810)中，而茎(1876)和根(1872)与如图18C所示的平板保持在一起。

如图19A所示，保留在生长介质中的茎、根或两者可以被任选地从平板子组件从上方切割而不需要篮。例如，可以通过用切割器(1835)切割茎(1876)来分离所切割的茎(1875)。同样，可以通过用切割器(1835)切割根(1872)来分离所切割的根(1871)。收获的平板子组件，无论是否去除茎和根，都可以拆卸和清洁。在一些实施方案中，所述无土生长介质可以被除去、清洁和再利用。在其他实施方案中，所述无土栽培介质可以与剩余的茎和根部分堆肥。与清洁织物相比，在使用可生物降解或可堆肥的无土生长介质时，通过去除清洗器、喷柜和干燥器可简化已组装的平板的清洁组件。支持发芽和植物发育的可生物降解或可堆肥材料可以在使用后与收获后的其他植物部分一起浆化或以物理撕裂的形式从平板中除去。

有利的是，基本上100％的穿过平板中的遮光板的开口生长的已发育的植物可以被切割器切割，并且在容器表面或遮光层表面上几乎没有藻类生长。与用于气耕法的平板上使用的传统的未覆盖织物的介质相比，所述生长系统中的蒸发量可减少50％或更多。在本公开的实施方案中的组装的平板结构消除了使用卡扣将拉伸的织物附接到支撑托盘的需要，并且防止了沿着拉伸的织物和框架的边缘的间隙和过度喷洒。

图12示出了入射在发芽种子(1270)和发育中的植物(1278)上的光。可以相对于生长介质(1230)放置遮光层(1220)；具有用于根部的开口(1296)的任选的支撑层(1290)可以位于生长介质(1230)的下方。入射光可包括直接照射(1288)具有根(1272)的发育中植物(1278)的光和直接照射具有根(1273)的发芽种子(1270)的光。可以将发芽种子位于遮光层(1220)的开口(1260)中。入射光还可以包括不直接照射(1280)发育中的植物(1278)和发芽的种子(1270)的光。在本公开的实施方案中，遮光层(1220)可以包括荧光材料或磷光体材料，其可以将入射在制品的表面(例如不是发育中的植物和/或发芽种子的表面)的光的一部分转换成更长波长的光(1286)，所述更长波长的光的一部分可以重新定向到发芽种子(1270)和/或发育中的植物(1278)的叶子。例如，入射在不是发育中的植物和/或发芽种子的表面上的较短波长的蓝光可以被转换成可以重定向到发育中的植物和发芽种子的较长波长的红光。图12还示出了一些未入射到植物上的入射光(1280)可以相同波长(1280)或更长波长(1286)反射或重新发射回到发育中的植物(1278)。具有足够厚度以减少与生长介质(1230)接触的光并限定用于种子的多个开口的遮光层(1220)，可以用于不仅将光向下重定向到开口中的发芽种子，而且将光从遮光层向上重定向到发育中的植物的叶子。所公开的遮光层(1220)可以由包含荧光或磷光体的材料、光反射材料、光分散材料及其任意组合制成。

在某些情况下，种子、发芽种子和已经开始长出子叶的种子只占生长介质面积的一小部分。例如，在第1天的种子(1302)(参见图13A)，在第2天发芽的种子和在第4-5天开始生长子叶的种子构成生长介质(1310)面积的约1％至约15％。

在缺少第4层和第5层(“L4和L5”)的系统中，导向生长介质(L3)的大部分光错过植物材料(例如种子、发芽的种子、带有子叶的种子等)并照射到生长介质上。如图13B所示，光(1306)描绘了错过种子(1302)的光。因此，在系统没有L4和/或L5的情况下，所述系统将受益于增加生长介质(1310)的反射率，从而使至少一部分错过的光(1306)被反射回种子((1302)和发育中的植物(1304)。如图13C所示，光(1308)描绘了直接照射到发育中的植物(1304)上的光，而光(1306)描绘了错过植物(1304)但是从生长介质(1310)向植物(1304)反射的光。

在具有统称为遮光层的L4和/或L5的系统中，所述遮光层可以包含反射元件，其中使得每个开口将入射在开口表面或壁上的一些光导向发育的植物。可以通过使用具有至少约50％的表面反射率和小于约2％的透射率的材料来实现遮光层反射元件。这将阻挡光，并且可以用于将入射光的一部分反射到发育中的植物。所述材料可以由具有至少约70％的反射率的白色塑料制成。

开口形状可以是如图1所示的圆柱形，也可以包括锥形壁以形成与非成像光学器件基本一致的形状。开口的壁可以被金属化或包括暴露的金属以产生镜面反射器。开口的壁的形状可以被制造为复制成像或非成像光学器件。开口和壁可以具有与非成像光学器件一致的形状，以及可以容纳一个或多个种子、发芽的种子或发育中的植物的体积。如图14A至图14C所示，遮光层(1402)包括由锥形壁(1406)限定的多个反射开口(1404)。种子(1408)可以至少部分地位于开口(1404)内，并且光(1410)可以在开口(1404)的方向上被引导。如图14A所示，光(1410)可以从锥形壁(1406)反射，从而增加导向种子(1408)的光。图14C描绘了图14B的横截面，即遮光层(1402)。

遮光层或其他层可以由一类塑料或复合材料制成，其可以包括嵌入的磷光体和/或荧光颗粒。在光不穿过开口并且未被菲涅耳反射反射的情况下，光可以被吸收到塑料遮光层的主体中。一旦进入塑料体内，光子可能会遇到磷光体和/或荧光颗粒。通常，光子在塑料中的路径越长，它撞击这些粒子之一的机会就越大。当光子撞击磷光体或荧光粒子时，所述粒子可能会吸收光子，然后以不同的更长波长和随机方向重新发射光子。如果方向或再发射在由塑料和空气的平坦边缘的边界处的全内反射捕获的角度分布内，那么重新发射的光子将保留在塑料中，直到被吸收或撞击塑料的边缘。

当光子撞击塑料边缘时，它将离开塑料进入到空气中。所公开的开口可以包括这些边缘中的至少一个，并且在一些情况下，可以包括多个边缘，以便增加重新发射的光子将进入由所公开的开口限定的空气空间中的可能性。在这种情况下，光子可以被导向至至少部分地位于开口内的植物材料并被其吸收。因此，原本对植物材料无益的光子可以被回收和再利用，从而增加了与给定植物材料相互作用的光子的数量。

在一些实施方案中，光源可以产生蓝光，并且磷光体可以发射更长的黄色和/或红色波长。然而，可以调节源和/或磷光体的波长以优化植物生长。在某些情况下，植物将朝向并沿蓝光的方向中生长，并因吸收额外的红色光子而更快地生长。如图15所示，可以将蓝光(1508)施加到至少部分位于遮光层(1502)的开口(1504)内的植物材料(1506)(例如种子、发芽的种子、带有子叶的种子、发育中的植物等)。与遮光层(1502)相互作用的蓝光可以被吸收并作为更长波长的红光(1510)重新发射。红光(1510)可以至少部分地指向植物材料(1506)。红光(1510)可以一定角度指向植物材料(1506)。另外，进入开口但未被植物材料吸收的重新发射的光子可能会被织物吸收，其中它们有助于加热植物材料。

在一些实施方案中，如上所述，将植物材料的一部分包含在开口内以使植物材料暴露于增加的光密度可能是有益的。特别是在其中L4至少部分地由荧光塑料制成的那些实施方案中。如图16所示，L5可以是至少部分透明的，并且可以包括至少一个直径小于L4开口(1604)的开口(1602)。在这种情况下，一部分植物材料太大将无法通过L5开口，从而一部分植物材料将继续生长并填充L4开口。例如，植物的子叶(1606)可以被捕获在L4开口内并且受益于增加的光水平。L5中的开口(1602)可以足够大以允许植物的茎(1608)继续穿过开口(1602)生长并进入L5上方的空气中。

在另外的实施方案中，可以在L3和L4之间纳入任选的层，在本文中被描述为L6。L6可以由比L4低的折射率材料制成。在操作中，L6阻止L4接触L3，从而在大部分区域内在L4和L3之间保持空气屏障。公开的空气屏障是有益的，因为其允许更大角度范围的再发射光被全内反射所反射，这增加了射入开口(1602、1604)的再发射光的量。L6可以由比L4低的折射率材料制成，并且L6材料可以包括但不限于塑料，所述塑料例如聚四氟乙烯、聚(三氟氯乙烯)、聚偏二氟乙烯以及其他含氟聚合物材料(例如，网眼或穿孔板)。

图17示出了本公开的实施方案，其中，平板的层包括例如底部支撑层(1790c)、具有种子的无土生长介质(1730c)、具有开口的遮光层(1720c)(其中发育中的植物可以穿过所述开口生长)、以及带有开口的上层(1710c)。这些层可以被组装并彼此堆叠以形成平板(例如，平板C)。可以将具有相同或不同的层和/或种子类型(显示为与平板C相似)的其他平板(例如平板B和平板A)堆叠在平板C上并一起用于种子(1742a、1742b和1742c)发芽。种子发芽后，可以将这些平板分开以放置在生长室中。在图17中，上层(1710a、1710b和1710c)可以是具有开口的容器，发育中的植物可以穿过所述开口生长。

图18A示出了本公开的实施方案，其描绘了具有根(1872)和来自发芽的种子(1870)的茎(1876)的发育的植物(1878)。茎(1876)被描绘为穿过上层容器(1810)中的开口和平板(1800)的遮光层(1820)的开口生长。所述平板(1800)包括底部支撑层(1890)、无土生长介质(1830)、具有用于发育植物(1978)的开口的遮光层(1820)以及具有用于发育植物的开口的上层(1810)。图18B示出了上层容器(1810)与遮光层(1820)的顶表面分离以及裸露的茎(1876)。图18C示出了用切割器(1835)切割穿过遮光层(1820)中的多个开口生长的茎(1876)，所述切割器在分离的上层容器(1810)和遮光层(1820)顶表面之间通过。植物(1879)的收获部分收集在上层容器(1810)中。

图19A示出了来自收获的植物的剩余部分的茎(1876)和根(1872)。根(1872)穿过无土生长介质(1830)生长，并穿过支撑层(1890)中的开口伸出。剩余的茎(1876)被显示为穿过遮光层(1820)中的开口伸出。图19B示出了通过使切割器(1835)穿过茎而获得的切割的茎(1875)。图19C示出了通过使切割器(1835)穿过在支撑层(1890)附近的根的部分而获得的切割的根(1871)。

本公开的实施方案可以在美国专利公开号20140137471(Harwood)中总体上描述的气耕系统中使用，并且包括具有至少一个气耕模块的生长室。在本公开的实施方案中，平板可以包括支撑层、无土的生长介质、遮光层以及任选的上层，并且可以以手动方式、自动方式、及其组合方式前进穿过生长室。在一些实施方案中，所述支撑层、无土生长介质、遮光层以及任选的上层可以附接至具有横向构件的框架(见图1，L1)以支撑多层组件。这些托盘可以如本文所述用于播种和收获，并且这些托盘可以设置在生长室的每一侧的轨道上并移动通过所述室。可以实施自动切割设备(未示出)以用切割器切割植物。生长室通常可以管理用于发育中植物的室温度、湿度和二氧化碳。生长室和各个模块中的气流可以通过通风系统(例如风扇)进行控制。生长室可以容纳许多气耕模块。可以使用多个管以通过营养物泵送系统泵送的方式将营养液从营养罐中输送至多个喷嘴。所述喷嘴可以在靠近平板底部的位置并通过底部支撑上的开口喷洒营养物喷雾，以润湿无土生长介质。所述营养液向发育中的植物提供营养。多余的营养液可能会滴落到营养液返回托盘上，从而使营养液返回营养液罐，用于重复使用。营养液返回托盘的横截面可以具有拱形形状。尽管本文中描述了封闭系统，但无土介质材料可任选地以流排水系统(即，气耕系统)实施，而无需再利用过量的营养液。在气耕系统中形成平面的层可以暴露于光照，所述光照可以包括一个或多个光源，包括高压钠灯和发光二极管。

本公开的实施方案也可以与水耕系统一起使用。水耕植物生长系统可以包括一个敞开的外部容器，用于容纳水和植物生长营养物的液体组合。所述容器可以构造成允许液体排出。用于水耕系统的平板可包括支撑层、无土生长介质、遮光层以及任选的上层。这些平板可以放在外部容器上或外部容器内，以从下面接收营养物。可以在所述容器上方提供照明以使植物发育。发育的植物的一部分或全部根部与容器中的液体介质接触。包括开口的内部容器可用于允许液体进入生长系统并从中排出。自动泵送系统可用于维持营养液和氧气的正确数量和水平，以使其与生长室内的植物根部接触。

一般实验条件

利用了一种气耕系统，所述系统包括具有平板、滴盘、营养喷洒器和排水系统以及照明的生长室，如Harwood，美国专利公开号20140137471所公开的，其内容通过引用的方式整体并入本文。此外，本公开的实施方案中的方法通常包括在无土生长介质的至少一个表面上喷洒营养液。所述无土生长介质被保持在底部支撑和遮光层之间的位置而没有拉伸。

本公开的系统通常满足Harwood中公开的一种或多种发芽因子和植物发育因子。发芽因子可包括以下至少之一：例如，pH值范围、相对湿度范围、光强度范围、光谱、电导率范围、种子处理(如割破、事先加热或冷却)等。温度范围可以为约5℃至约35℃。pH水平范围可以为约4至约8。相对湿度范围可以为约20％至约100％。光强度范围可以为约0μmol·m

植物在无土生长介质上的生长和发育因子通常在单个生长室中进行，所述生长室使用LED照明、提供相同的营养液、并且具有基本相似的温度、空气流动和湿度。光强度水平可以在大于0微摩尔/平方米/秒(μmol

实施例1

此实施例说明了使用多层平板在无纺布基材上生长嫩菠菜。

使用四层结构在平板上将菠菜种子发芽并发育成植物。使用的结构在图9和10中进行了说明，并包括框架(905(与图1中的L1相同))，具有呈网格或阵列的多个开口1092的聚氯乙烯(PVC)支撑层1090；纸基无土生长介质(930、1030)，以及位于所述纸生长介质(930、1030)的顶部的PVC遮光层(1020)，所述PVC遮光层具有呈网格或阵列的多个开口(950)。在该实施例中，纸基无土生长介质支持种子发芽和根部穿透。将纸保持在支撑层和遮光层之间的适当位置，而不将纸拉伸或固定到底部支撑或遮光层。遮光层中的开口的直径为约0.32厘米(0.125英寸)，并且在网格图案中的中心到中心间隔约0.95厘米(0.375英寸)。支撑层中的开口的直径为约1.3厘米(0.125英寸)，并且在网格图案中的中心到中心间隔约2.2厘米(0.375英寸)。

如图9A所示，首先将菠菜种子(942)散布在遮光层(920)的顶表面上。将菠菜种子(942)扫入多个开口(950)中，其中每个开口中大约有一个种子；示出了几个没有种子的开口，但是大多数开口包含至少一个种子。如图9B所示，在发芽之前，通过扫除或刷拭将多余的种子从遮光层(920)去除。5天后，观察到穿过遮光层中的开口生长的种子和幼苗(980)，如图9C所示。

如图10A所示，菠菜幼苗的根穿透纸生长介质(1030)。如图10A中进一步示出的，支撑层(1090)、生长介质(930、1030)和遮光层(1020)是可自由分离的。还示出了与遮光层的未开口或实心区域(约0％的透光率)相比，穿过遮光层(1020)中的开口的透光率(直射光)(约100％)大得多。在气耕生长室中生长7天后，向根部(1072)喷洒营养溶液和空气中的氧气，并向遮光层的顶部表面提供来自发光二极管(LED)灯的光，清楚地可见根部穿过底部支撑件(1090)的开口(1092)并被其容纳，如图10B所示。如图10C所示，发育中的植物(1080)穿过遮光层中的开口伸出。

在纸上观察到开口的印记或图像，所述印记或图像是由无土纸生长介质与遮光板开口边缘之间的紧密接近或接触形成的。在纸上的遮光层开口的印记或图像轮廓表明，种子可以被分隔到开口，并且不会被滞留或捕获在无土生长介质的实心部分下方。

使用没有遮光层的织物生长介质从种子中发芽和生长菠菜的先前尝试均未成功。

实施例2

这个实施例说明了在所述多层平板上生长的发育的植物的收成超过90％，以及无土生长介质上藻类的低生长。

小芝麻菜在两个平板上生长，所述平板包括金属框架(L1)、底部支撑层(L2)、未拉伸的聚酯基无土织物生长介质，所述介质被相邻的遮光层和上层固定在适当的位置。未拉伸的聚酯基织物无土生长介质支持种子发芽和根部穿过介质的穿透。所述遮光层和上层由不透明的、非透明的白色塑料材料制成。所述遮光层和上层的未开口或实心部分的透光率(目测确定)小于穿过遮光层中任何开口的透光率。上层、遮光层、织物和支撑层通过连接到框架端的两个螺栓紧固件夹在中间。遮光层中的开口的直径为约0.64厘米(0.25英寸)，并且在网格图案中的中心到中心间隔约1.27厘米(0.5英寸)。分别给所述两个平板播种大约相同量的芝麻菜。在开口中的芝麻菜种子的数量的分布是每个开口中包含0(空)至3个或更多种子；大部分开口都包含种子。将具有种子的平板和没有播种的平板放在发芽车中。两个平板上的开口中超过90％的种子发芽。

将带有发芽种子的平板放在生长室中，并用空白的、无播种的平板隔开，所述平板具有相同的框架和相同的无土生长介质并被固定在框架上。

在相同条件下(包括营养物、光照和温度)进行约14天的植物发育后，从生长室中移走了这些平板。观察到来自发育的植物的茎从无土生长介质中生长，穿过遮光层中的多个开口，并穿过上层中的开口。具有发育的植物的每个平板上，植物冠层基本均匀且密实，并且在平板边缘未观察到植物密度的缺口。观察到来自同一生长室的裸露，未播种的平板在生长介质上的平板的中央部分上方存在藻类。

通过将遮光层和上层的开口分开，在分开的层之间移动直径为0.48厘米的编织线并穿过植物茎来切割它们，从而收获发育的植物。将切割的植物放入盒子中称重。

在分开的层之间拉动线以切割植物茎之后，观察到上层在顶面上很少有或没有藻类生长，并且很少有茎穿过开口伸出，并且基本上100％的被拉动的线穿过的发育的植物被切割。去掉螺栓紧固件后，遮光层和上层很容易从织物无土生长介质顶上去掉；遮光层和织物无土生长介质层也容易彼此分离。观察到织物无土生长介质的顶部表面上具有来自其上的遮光层的开口的阵列的印记或图像。开口的印记或图像是由无土织物生长介质和开口边缘之间的接触或紧密接近形成的。遮光层开口的印记或图像的清晰轮廓以及无土生长介质上印记外部不存在分隔的种子说明遮光层开口的边缘和无土生长介质之间的接触或紧密接近足以防止种子被定位或捕获在遮光层的实心部分和织物之间。切割后在印记区域观察到一些残留的茎。基本上所有的植物(超过90％)在线通过遮光层和上层之间时被切割。

这两个平板的收成(包括茎和叶)分别为13.8磅(6.3千克)和15.9磅(7.2千克)。

实施例3

这个实施例说明了在相同的测试条件下，与没有遮光层的平板的水的蒸发速率相比，在无土生长介质顶部具有遮光层的测试平板的水的蒸发速率降低了。

测量了对照平板(包括如Harwood，美国专利公开号20140137471中所公开的摇粒绒织物)和测试平板(包括相同的摇粒绒织物和位于所述织物顶部的遮光层(包括开口和实心部分))的水的蒸发速率。测试设备包括一个0到400磅秤，其带有数据端口，所述数据端口位于平板下方，以测量重量随时间的变化。

使用传感器和用于记录传感器输出的数据记录仪测量测试设备中的空气温度、湿度和水温。对照和测试平板的尺寸相似，测得约为(1.5米x0.75米；5英尺x 2.5英尺)。将平板放在与秤连接的平盘上。测试装置上安装了风扇和照明，以模拟生长室中的蒸发环境。室温(约70F,21℃)下5加仑的储备水用于浸泡织物。将天平归零，将托盘和平盘中的干燥测试介质放入蒸发测试装置中，以获得干重。

对照平板和测试平板的织物通过浸入水中进行类似的处理，并允许浸泡一分钟。将织物从桶中取出，让其以类似的状态滴入桶中，然后附在托盘上；在测试平板上的湿润织物上放置遮光层。将秤归零并将托盘放入测试装置中，并将托盘置于平盘中央。将平盘与秤连接以测量织物水分蒸发时的重量变化。将秤、温度和湿度数据记录仪、LED灯架和风扇打开。每隔1分钟记录一次重量、温度和湿度读数。一小时后，关闭测试。

蒸发测试表明，测试平板(包括具有开口和实心部分的遮光层)的蒸发速率比对照平板(无遮光层)的蒸发速率低50％。平板的较低的蒸发速率是有利的，因为它减少了营养液中的水分流失，从而提高了植物生长过程的稳定性。较少的水分流失还可以减少与定量设备、环境湿度控制、传感器和化学分析以维持营养液的浓度有关的设备和运营成本。

以下项限定了本公开的特定方面和实施方案。

项1.一种支撑发芽的种子和发育的植物的制品，其包括：

一种在底部支撑层顶上具有多个开口的无土生长介质，所述无土生长介质支撑种子发芽和来自发育中的植物的根的穿过其的穿透；以及

一种遮光层，其具有贯穿所述遮光层的厚度的多个开口，所述开口的形状在每个开口中容纳一个或多个种子，所述遮光层的未开口部分的透光率小于穿过所述遮光层中任意开口的透光率的量，所述遮光层位于所述无土生长介质顶部并可与其分离，并在结构上与所述无土生长介质不同。

项2.根据项1所述的制品进一步包括可与所述遮光层分离并位于其顶部的上层，所述上层具有贯穿所述上层厚度的多个开口，所述上层中的开口与所述遮光层中的部分或全部开口区域有所重叠，所述重叠足以使光到达无土生长介质并在所述遮光层开口中使植物发育。

项3.根据项1所述的制品，其中所述遮光层包括荧光材料。

项4.根据项2或3所述的制品，其中所述遮光层、上层或遮光层和上层包括荧光材料。

项5.根据项3所述的制品，其进一步包括可与所述遮光层分离并位于其顶部的上层，所述上层具有贯穿所述上层厚度的多个开口，所述上层中的开口与所述遮光层中的部分或全部开口区域有所重叠，所述重叠足以使光到达无土生长介质并在所述遮光层开口中使植物发育。

项6.根据项1-5中任一项所述的制品，其进一步包括底部支撑层。

项7.根据项1-6中任一项所述的制品，其包括位于所述遮光层的大部分开口中并位于所述无土生长介质顶部的一个或多个种子。

项8.根据项2-7中任一项所述的制品，其中所述遮光层中的开口具有与非成像光学器件一致的形状。

项9.根据项1-8中任一项所述的制品，其中所述遮光层与所述无土生长介质的顶部表面的接近形成屏障，其阻止种子位于所述遮光层的实心部分和无土生长介质之间。

项10.一种方法，其包括：将种子置于遮光层的多个开口中，所述遮光层中的多个开口中的大多数具有容纳一个或多个种子的形状，所述遮光层覆盖在无土生长介质上并可与其分离，将所述无土生长介质覆盖在具有开口的支撑层上，以容纳穿过无土生长介质生长的一个或多个根群。

项11.根据项10所述的方法，其进一步包括可与所述遮光层分离并位于其顶部的上层，所述上层具有贯穿所述上层厚度的多个开口，所述上层中的开口与所述遮光层中的部分或全部开口区域的有所重叠，所述重叠，许光在种子发芽前照射到遮光层开口中的无土生长介质。

项12.根据项10-11中任一项所述的方法，其中所述遮光层中的开口的形状与非成像光学器件的形状一致。

项13.根据项10-12中任一项所述的方法，其中将种子定位到所述遮光层中的多个开口中包括从所述上层的多个开口中接收种子，并且其中所述上层的开口的尺寸与种子的尺寸基本相同，并且所述遮光层中的开口大于所述上层的开口。

项14.根据项10-13中任一项所述的方法，其中所述遮光层、上层或遮光层和上层包括荧光材料。

项15.根据项10-14中任一项所述的方法，其进一步包括使一个或多个种子在所述遮光层的开口中发芽，并与无土生长介质接触。

项16.根据项10-15中任一项所述的方法，其中所述遮光层与所述无土生长介质的顶部表面的接近形成屏障，其阻止种子位于所述遮光层的实心部分和无土生长介质之间。

项17.一种方法，其包括：用项1-9中任一项所述的制品在上层开口底部边缘和遮光层开口顶部边缘之间切割发育中植物的茎。

项18.根据项1-9中任一项所述的制品，其中所述上层可以可滑动地位于所述遮光层的顶部，并且当所述上层和遮光层彼此相对移动时，所述上层开口的底部边缘和遮光层开口的顶部边缘具有切割植物茎的形状。

项19.根据项18所述的制品，其中所述遮光层开口包括切割刃，所述上层开口包括切割刃，或者所述遮光层开口和所述上层开口均包括切割刃。

项20.一种支撑发芽的种子和发育的植物的制品，其包括：

一种无土生长介质，其可支持种子发芽以及发育中的植物的根的穿过其的穿透；以及

一种遮光层，其包括荧光材料并具有贯穿所述遮光层的厚度的多个开口，所述开口在每个开口中容纳种子，所述遮光层的未开口部分的透光率小于穿过所述遮光层中任意开口的透光率的量，所述遮光层位于所述无土生长介质顶部并可与其分离，并在结构上与所述无土生长介质不同。

项21.根据项20所述的制品，其中所述遮光层的开口的形状容纳发芽的种子。

项22.根据项20所述的制品，其中所述遮光层与所述无土生长介质的顶部表面的接近形成屏障，其阻止种子位于所述遮光层的实心部分和无土生长介质之间。

项23.一种方法，其包括：将种子定位到所述遮光层中的多个开口中，所述遮光层包括荧光材料，其中所述遮光层中具有种子的多个开口中的大多数含有单个种子，所述遮光层覆盖在无土生长介质上并且可与其分离。

项24.根据项23中所述的方法，其中将种子定位到所述遮光层中的多个开口中包括从所述上层的多个开口中接收种子，并且其中所述上层的开口的尺寸与种子的尺寸基本相同，并且所述遮光层中的开口大于所述上层的开口。

项25.根据项23或24中任一项所述的方法，其中所述遮光层的开口具有容纳发芽种子的尺寸。

项26.根据项23-25中任一项所述的方法，其中将所述遮光层中的开口的尺寸用于预定数量的发芽的种子。

项27.一种使用项1-9或18-20中任一项所述的制品来发育植物的方法，所述方法包括使植物在无土生长介质中发育以及使气体流动通过无土生长介质以及通过遮光层中的多个开口。

项28.一种使用项2或4-10中的任一项所述的制品收获植物的方法，所述方法包括：在上层和遮光层之间切割植物茎，其中植物茎穿过上层的多个开口和遮光层中的多个开口生长。

项29.根据项28所述的收获植物的方法，所述方法进一步包括相对于遮光层的开口移动上层的开口。

项30.根据项29所述的收获植物的方法，其中所述移动包括将上层与遮光层分开。

项31.根据项29所述的收获植物的方法，其中移动包括滑动上层或滑动遮光层。

项32.根据项28、29或30中的任一项所述的收获植物的方法，其中，切割植物茎的制品在所述上层与所述遮光层之间经过。

项33.根据项31所述的收获植物的方法，其中滑动所述上层或遮光层会切割植物茎。

项34.根据项32所述的收获植物的方法，其中切割植物茎的制品包括刀片或金属丝。

项35.一种用于发芽的种子和发育的植物的制品，其包括：

一种无土生长介质，其可支持种子发芽以及发育中的植物的根的穿过其的穿透；以及

具有多个开口的遮光层，所述开口的形状适于在每个开口中容纳种子，所述遮光层的未开口部分的透光率小于穿过所述遮光层中任意开口的透光率的量，所述遮光层位于所述无土生长介质顶部并可与其分离，并在结构上与所述无土生长介质不同。

项36.根据项35所述的制品，其进一步包括底部支撑层，所述底部支撑层具有穿过所述底部支撑层的多个开口，所述多个开口容纳一个或多个根群；所述底部支撑层位于无土生长介质的下方，并可与之分离。

项37.根据项35或项36所述的制品，其进一步包括可与所述遮光层分离并位于其顶部的上层，所述上层具有多个开口，所述上层中的开口与所述遮光层中的至少部分开口有所重叠，所述重叠足以使光到达无土生长介质并在所述遮光层开口中使植物发育。

项38.根据项35-37中的任一项所述的制品，其中所述遮光层、上层或这些的任意组合包括含荧光或磷光体的材料，所述材料会将入射在这些层上的一部分光转换为更长波长的光，并且所述遮光层中的多个开口的形状与非成像光学器件的形状一致。

项39.根据项35-38中任一项所述的制品，其中所述遮光层与所述无土生长介质的顶部表面的接近形成屏障，其阻止种子位于所述遮光层的实心部分和无土生长介质之间。

项40.一种使用如项36-39中的任一项所述的制品收获植物的方法，所述方法包括：切割穿过所述遮光层中多个开口生长的植物茎，其中植物茎来自生长通过所述遮光层中多个开口的发育中植物。

项41.根据项40所述的收获植物的方法，其进一步包括相对于所述无土生长介质移动所述遮光层的开口、上层或它们的组合。

项42.根据项41所述的收获植物的方法，其中所述移动包括将所述遮光层、上层或这些的组合与所述无土生长介质分开。

项43.根据项41所述的收获植物的方法，其中所述移动包括滑动所述遮光层、底部支撑层、上层的一个或多个，或这些的组合。

项44.根据项40、41或42中的任一项所述的收获植物的方法，其中，切割植物茎包括在分开的各层之间移动切割器并经过植物茎。

项45.根据项40、41、42或43所述的收获植物的方法，其中滑动所述遮光层、底部支撑层或上层、或这些的任意组合中的一个或多个，来切割植物茎。

项46.根据项44所述的收获植物的方法，其中所述切割器包括刀片或金属丝。

项47.一种生长室，其包括项1-9、18-22或36-39所述的支撑发芽种子和发育中植物的制品的任意一种。

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