具体实施方式

例如，本公开提供一种水培种植装置、系统和方法。一般地，根据需求和/或需求变化、根据投入的类型和/或成本和/或投入的类型和/或成本的变化、根据容纳水培种植装置的可用占地面积和/或可用占地面积的变化、根据畜群的规模和/或规模的变化、根据可用劳动力的数量和/或可用劳动力数量的变化、根据气候和/或气候的变化、根据种植装置的可分配资源和/或种植装置的可分配资源的变化，可以对水培种植装置、系统和方法进行操作、配置和缩放。下面是本公开所述的一种或多种水培种植装置、系统和方法的示例性方面和说明。

一、水培种植装置

图1-26是一个示例所述的水培种植机10的图示。各图所示的种植机10包括多个垂直构件12和多个水平构件14，它们可拆卸地互相连接，形成具有一个或多个种子床18的直立的种子种植台16。每个垂直构件12可配置为在底部是可调节高度的支脚20。每个支脚20可以调节，以改变种子种植台16的一个垂直构件12相对于另一垂直构件12的相对垂直位置或高度。水平构件14可配置为包括一个或多个横向构件，其与一个或多个纵向构件24可拆卸地互连。一对垂直构件12由横向构件22横向隔开，从而限定了种子种植台16的宽度或深度。在种植机10的至少一个例子中，横向构件22可以设置为使得种子种植台16的宽度/深度可以在两英尺至八英尺的范围内，并且对特定应用可更宽。在一个例子中，种植台16是六英尺宽。基于例如期望的种子种植产量和容纳种植机10的结构的占地面积，种植机10的其他配置可考虑宽度/深度超过6-8英尺。在需要较窄宽度/深度的情况下，横向构件22可配置为使得种子种植台16的宽度/深度小于六英尺，对于特定应用甚至小于两英尺。构件12、14、22和24，包括构成种植机10的其他构件，可由不锈钢、低碳钢(粉末涂层)、低碳钢(镀锌)、镀锌钢、热镀锌钢及类似的金属/金属-合金成分制成，但不限于此处明确提到的这些。种植机10的构件可包括焙干粉末涂漆、液体涂层涂料、热镀锌饰面和/或不锈钢饰面。所有设想的部件都可以按照精确的CAD绘图规格进行激光切割，弯曲成合适的形状，并且例如，在低碳钢的情况下，可以进行粉末喷涂或镀锌或喷漆。因此，种植机10维护少，并能够在包括腐蚀性环境在内的各种环境中长期使用。此外，理想地，每个横向构件22通过连接器26(例如舌槽连接)可拆卸地与垂直构件12互连，以允许种植机10快速组装、拆卸和重新组装。尽管具体指出了舌槽连接，但本公开设想了其他连接器、配件和附接装置，用于互连本公开的部件、子部件和组件。例如，狭槽和/或螺栓配置可用于将种植机10的部件可拆卸地固定在一起。水平构件14可包括横向构件22和纵向构件24。如本文所述，横向构件22也被描述为横向的构件。纵向构件24通过一个或多个连接器26与横向构件22可拆卸地互连。理想地，横向构件22通过舌槽连接与纵向构件24可拆卸地互联，以允许种植机10快速组装、拆卸和重新组装。尽管具体指出了舌槽连接26，但本公开设想了其他连接器、配件和附接装置，用于互连本公开的部件、子部件和组件。纵向构件24沿种子种植台16的深度/宽度方向大致相等地横向间隔开。根据至少一个例子，纵向构件24间隔最多6英寸或更小，以最好地承载每个种子床18的重量。设想了纵向构件24的其他间隔距离。例如，纵向构件24可以间隔得更小(如相隔三英寸)，或间隔更大(如相隔八英寸或更大)。纵向构件24的间隔提供了底层地板，用于支撑种子床18。

垂直构件12的长度通常决定种子种植台16的高度。通过调节垂直构件12的高度，可以调节种子种植台16的高度。种子种植台16的高度可以例如根据期望的种子种植产量和容纳种植机10的结构的可用占地面积来配置。垂直构造的种子种植台16可以配置有一个或多个种子床18。在至少一种配置中，种子种植台16可以配置1-6个种子床18。在另一种配置中，种子种植台16可以配置有1-7个种子床18。在另一种配置中，种子种植台16可以配置有多于6个的种子床18。可以根据需要和容纳种植机10的结构的可用占地面积来增加或减少种子床18的数量。在一些情形中，种子种植台16可以配置有超过7个、超过8个、或甚至超过9个种子床18，或甚至超过12个种子床18。根据海拔、添加的养分、灌溉、照明等情况，种子可以在大约5-7天内通过水培方式生长至完全成熟。种子床18的数量可以基于种子生长为成熟植物所需的时间来配置。例如，如果种子生长发生在6天时间内，种植机10可以配置有6个种子床18，使得在6天饲养周期的每一天可以从一个种子床18收获成熟的植物。对于7天的饲养周期，种植机10可以配置有7个种子床18，每天收获一个床18。如果需要更成熟的植物，操作员可以增加每个床18的种植时间。例如，每个种子床18采用6天种植周期的话，所产生的成熟植物适合饲养所有类型的中到大型动物，例如牛、马、大型猪、绵羊、山羊等。类似地，每个种子床18采用3天种植周期的话，所产生的成熟植物适合饲养中小型动物，例如家禽和猪。在垂直空间受限的情况下，种子床18之间的间距也可以决定种子种植台16的种子床18的数量。例如，当垂直间距受限时，增加种子床18之间的间距可以减少种子种植台16的种子床18的数量。或者，当垂直间距受限时，减小种子床18之间的间距可增加种子种植台16的种子床18的数量。

种子种植台16的长度一般由水平构件14的长度决定。一对垂直构件12通过一个或多个水平构件14可拆卸地相互连接以形成种子种植台16的跨度。像平板支撑一样，水平构件14通常配置为形成种子床18的底层地板。种子床18的长度通常由水平构件14的长度决定。在至少一种配置中，水平构件14的长度为八英尺。种植台16可由一个或多个8英尺片段25构成。片段25的长度可以从八英尺以上长度或八英尺以下长度变化。在一个例子中，每个片段的长度为八英尺。例如，种植台16可以配置为一个8英尺片段、两个8英尺片段、三个8英尺片段、四个8英尺片段、五个8英尺片段、六个8英尺片段或更多。这意味着，种子种植台16可以配置为具有8英尺、16英尺、24英尺、32英尺、40英尺、48英尺或更长的总长度。当然，根据期望的种子种植产量和容纳种植机10的结构的可用占地面积，可以考虑其他长度。

种子种植台16的尺寸可根据需要、期望的种植植物产量、容纳种植机10的结构的可用占地面积等进行配置。种子种植台16的每个组件都配置成使得种子种植台16可调节，从而提供可扩展的种植机10。例如，种子床18的长度可以根据需要、期望的种植植物产量、容纳种植机10的结构的可用占地面积等进行配置。在至少一种配置中，通过增加8英尺片段25的数量，种子床18的每个片段25的长度可以从8英尺到16英尺、16英尺到24英尺、24英尺到32英尺、32英尺到40英尺、40英尺到48英尺等扩展。或者，种子床18的长度可以根据需要、期望的种植植物产量、容纳种植机10的结构的可用占地面积，通过改变种子床18的长度来配置，即通过减少8英尺片段25的数量，种子床18的长度可以从48英尺缩到40英尺，40英尺到32英尺，32英尺到24英尺，24英尺到16英尺，16英尺到8英尺等。尽管此处提供了尺寸，但本公开也考虑种植机10的可扩展性的其他增量。连接器26的类型允许种植机10快速组装、拆卸和重新组装。此外，连接器26和种植机10的整体设计允许种植机10的尺寸/规模快速扩展或缩小，以适应需要、期望的种植植物产量、容纳种植机10的结构的可用占地面积、以及本文阐述的其他考虑标准。举例来说，种植机10可以配置为8英尺的种子种植台16，并且由于设计上高度可扩展，种植机10可以快速转换成更大的种子种植台16，例如十六、二十四、三十二、四十八英尺或更大的种子种植台16。类似地，较大的种子种植台16可以快速地重新配置为较小的种子种植台16，以适应需求的减少、期望的种植植物产量、或容纳种植机10的结构的可用占地面积的变化、或本文阐述的其他考虑标准的变化。组装后，可能需要更改或调平种子种植台16。支脚20可调节，以调整每个种子种植台16的水平。

二、种子床、种子带和驱动机构

每个种子床18包括由种子种植台16可操作地支撑的种子带28，例如种子膜。种子带28可以根据种子种植台16的宽度/深度来配置。例如，种子带28的宽度/深度可以根据种子种植台16的宽度/深度的变化而改变。种子带28，诸如种子膜，可以由乙烯树脂、聚碳酸酯、橡胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯或其他类似材料构成。种子带28的材料可以是由聚碳酸酯或聚丙烯材料构成的薄膜材料，例如用于家禽粪便带的材料。种子带28的材料可以是疏水的、半疏水的或可渗透液体的材料。在至少一个例子中，可使用疏水材料来保持种子带28之上的液体。在另一例子中，可使用渗透性或半渗透性材料以允许液体穿过种子带28。这里讨论了两者的优点和缺点。在一个例子中，种子带28是间断的，并且具有单独的或分开的末端32A和32B。种子带28具有至少为种子床18长度的长度，且通常为种子床18的宽度，并配置为提供种子床，以承载种子。种子带28配置为在种子床18上移动。种子带28设置在水平构件14上并在其上滑动。在种子带28和水平构件14之间可设置一个或多个滑道或滑道板(未示出)，以允许种子带28在水平构件14上滑动而不会被绕住或卡住。另外，在安装种子带28前或当种子带28缠绕在辊子30上时，可以将一种或多种润滑剂施加到水平构件14上。

为使种子带28移动，种子带28的末端32A可操作地附接到辊子30上。辊子30配置在种子床18的末端，横跨一对垂直构件12间的宽度。在种子带28沿第一方向移动期间，种子带28绕到辊子30上。种子带28的末端32B配置有连接件34。连接件34优选地固定在种子带的末端32B的宽度上。通过沿与第一方向相反的第二方向拉动种子带28的末端32B，种子带28从辊30上展开。以此方式，末端32B在第一和第二相反方向上沿种子床18的长度移动，以实现本文所讨论的目的。尽管本公开考虑种子带28配置为间断带，其具有分开的不同末端，但在本公开的至少一个例子中，种子带28可配置为不连续带，其末端32A和32B彼此分开并通过连接件34互连。连接件34可以是缆索、线材、绳索、支架或其他类似的连接构件。一个或多个连接件34可以连接在种子带28的末端32之间。种子带28和连接件34一起可以构成连续带。因此，种子带28包括垫部36和连接部34。种子带28由种子床18支撑。种子带28的垫部36和一个或多个连接件34可以由种子床18可操作地支撑。种子带28的垫部36缠绕在辊子上。在一个例子中，辊子30可配置为皮带轮。在一个例子中，辊子30的位置可沿着种子床18的端部调节，以便种子带28在辊子30上卷绕和从辊子30上退绕时更好地追踪种子带28。尽管本公开描述了皮带轮，但也可以考虑其他辊子类型，用来在种子带28移动时支持其转动、对齐和追踪。种子带28的末端32B可配置有推杆35，推杆35可操作地附接以便当种子带在辊30上卷绕时与末端32B一起移动。推杆35沿着种子带28的宽度设置，并在种子带28沿第一和第二方向移动时有助于支持种子带朝向辊子30运动，且稳定种子带28的末端32B。

可以使用驱动机构37A来实现辊30的转动和种子带在第一方向上的运动，驱动机构37A可操作地连接或配置以转动辊子30。连接到种子带28的末端32B的连接件34和推杆35与种子带28的末端32B一道沿第二方向的运动可以使用驱动机构37B来实现，驱动机构37B可操作地连接或配置以转动卷轴31。带返回系统26的缆索33缠绕在卷轴31上，用于沿第二方向上移动种子带28。缆索33可操作地附接到连接件34和卷轴31，用于在驱动机构37B的操作下沿第二方向移动种子带28。驱动机构37A和37B可以是电动的、气动的、液压的或甚至是手动的电机。在一个例子中，驱动机构37A和37B是由远离种子种植台16或与种子种植台16相关联的电源提供动力的电机。电机可以是高扭矩电机，诸如间歇工作的12VDC、10+安培电机。例如，驱动机构37A可电连接到独立电源和16V电机，代替12V电机，用于在收获时移动种子带28上的较重负载。电机可以由自动或手动控制器140来控制。离合器29A可配置在驱动机构37A和辊子30之间，以控制辊子30处的扭矩。离合器29B也可以配置在驱动机构37B和卷轴31之间，以控制卷轴31处的扭矩。离合器29A和29B可以是电动、气动、液压或或手动驱动。在一个例子中，离合器29A和29B由气动源74A和74B气动驱动，以使相对的离合器片27A和27AA以及离合器片27B和27BB接合和分离。每个离合器的离合器片可以具有平面的、波状的或有齿的表面轮廓。用于操作驱动机构37A、驱动机构37B以及离合器29A和29B的动力(例如，气动源74A和74B)可以来自任何数量的动力源。例如，种子种植台16可以可操作地配置有电源，该电源为交流(AC)电流源或直流(DC)电源，例如电化学电源或电力存储设备138。也可考虑其他动力源，包括但不限于太阳能电力、电网电力、自发电或手动操作。在一个例子中，使用电力转换器136将交流电转换为直流电。电力转换器136输出的直流电用来为种植机以及操作种植机的电气系统供电。使用直流电来运行种植机10有几个好处，包括：例如，最小化/消除操作员或维护人员遭受致命电击的可能性。此外，一个或多个电化学电池或电力存储设备138，例如电池，可以用交流电进行充电，并在停电期间放电，以向种植机10提供电力。在一个例子中，种植机10可以在没有电力的情况下或在停电期间工作12至16小时或更长时间。

当种子带28沿第一方向移动时，可操作地连接在辊子30和驱动机构37A之间的离合器29A接合(即，离合器片27A和27AA夹在一起，参见图11)，可操作地连接在驱动机构37B和卷轴31之间的离合器29B分离(即，离合器片27B和27BB彼此松开，参见图8)，种子带28通过驱动机构37A的驱动卷绕在辊子30上，而连接器26的缆索33从卷轴31上展开。相反，当种子带28沿第二方向移动时，可操作地连接在辊子30和驱动机构37A之间的离合器29A分离(即，离合器片27A和27AA彼此松开，参见图12)，可操作地连接在驱动机构37B和卷轴31之间的离合器29B接合(即，离合器板27B和27BB夹在一起，参见图9)，种子带28从辊子30上展开，而连接器26的缆索33通过驱动机构37B的驱动卷绕在卷轴31上。通过操作驱动机构37A或37B，种子带28在卸载位置和装载位置以及其间的连续位置之间移动。当种子带28在种子床18之上并且末端32B靠近卷轴31时，种子带28处于“装载位置”(参见例如图5)。相反，当末端32B靠近辊子30并且种子带28卷绕在辊30上时，种子带28处于“卸载位置”(参见例如图6)。一个或多个限制开关可以设置在种子床18的相对端附近。可操作地安装限制开关以监控种子带28的移动。限制开关可由一个或多个开关元件45触发，该开关元件可操作地连接到种子带28的末端32B上的连接件34或推杆35。在一个例子中，限制开关可以监控末端32B相对于辊子30和卷轴31的位置。例如，当末端32B靠近辊子30时，驱动机构37A可被关闭和/或离合器29A分离，以停止种子带28的移动。相反，当末端32B靠近卷轴31时，带返回系统26的驱动机构37B可被关闭和/或离合器29B分离，以停止种子带28的移动。在移动种子带28之前，控制器140可以启动驱动机构37A和/或驱动机构37B去除种子带28的张力，以允许离合器29A和/或离合器29B与相应的驱动机构37A或37B接合或分离。每个离合器29A和29B可包括一个或多个传感器以核实离合器位置，以防止驱动机构37A在离合器29B与驱动机构37B分离之前移动种子床28，或防止驱动机构37B在离合器29A与驱动机构37A分离之前移动种子床28。监视和控制种子带28移动、监视和控制驱动机构37A-B、监视和控制离合器29A-B的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

三、对种子的液体施用

每个种子床18包括液体施用器38A、38B和38C，其可操作地配置在每个种子床18之上，用于灌溉设置在每个种子带28之上的种子。液体施用器38A配置为邻近种子带28的至少一个纵向边缘。液体施用器38A还可以可操作地配置为邻近种子带28的至少一个横向边缘。优选地，液体施用器38A配置为邻近种子带28的纵向边缘，从而为种子带28和放置在种子带28之上的种子提供滴灌-漫灌。液体施用器38A包括液体引导件39和具有液体出口42的液体分配器40A，液体出口42具有大致起伏的轮廓，例如锯齿形或波浪形轮廓，通常具有峰部(较高的高度)和谷部(较低的高度)。液体施用器38A可包括液体管线41A，其配置为从液体源43(例如液体收集器46或管道液体源43)输送液体。液体通过一个或多个开口离开液体管线41A，并在离开液体管线41A时由液体引导件39和液体分配器40A收获。液体管线41A中的所述一个或多个开口可配置为液体滴头，在设定的时间范围内将已知或可计量数量的液体间歇地滴入液体引导件39中。所述一个或多个开口可沿液体管线41A的长度间歇配置，或沿着液体管线41A的长度分散成组。液体管线41A中的一个或多个开口可以可操作地配置为使水均匀分布到种子床18，并将液体缓慢滴到每个种子床18上。在水培种植的早期阶段保持种子浸透很重要。通过操作液体施用器38A来对种子带进行滴灌，以提供用于浸透种子的水层47。可以使用由控制系统140操作的一个或多个控制器来手动或自动操作液体施用器38A。通过控制一个或多个液体阀的开和关的位置用液体施用器38A灌溉种子的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

滴灌或漫灌可以受控的、均匀分配的流量向种子床18上的种子提供液体。液体分配器40A可配置有液体引导件39(例如，罩部)，用于在液体离开液体管线41A时收集液体。收集到的液体由液体分配器40A均匀分配，并经由液体出口42离开液体分配器40A流到种子带28上。根据至少一个例子，液体通过液体出口42的谷部(较低的高度)流到种子带28上。以这种方式，流出的液体均匀地分布在种子带28上。液体施用器38A通常配置为从种子带28的纵向边缘灌溉种子带28。液体施用器38A可以沿着种子带28的纵向边缘在通常高于种子带28的高度处可操作地配置。在一个例子中，液体分配器40A可操作地配置为从种子带28的纵向边缘向内延伸，从而使液体出口42定位为在朝向种子带28中心的方向上进一步远离种子带28的纵向边缘。在另一个例子中，液体分配器40A可以配置为具有下降轮廓以促进液体朝向液体出口42流动。根据至少一种设计，从液体分配器40A流出的液体在种子带28之上在种子带28上的种子团之下和/或之间流动。本文也可以考虑液体施用器38的其他配置。例如，在一种设计中，液体通过液体管线41A进入液体施用器38，并通过多个开口离开液体管线41A。来自液体管线41A的液体聚集到一个小储液器中，在液体分配器40A的长度上形成液体的平衡分布。当该小储液器变满时，液体溢出液体出口42，例如在液体出口42的齿之间。以此方式，液体沿种子种植台16的每个种子床18的整个长度均匀分布。从液体出口42，液体滴到每个种子床18的种子带28上，液体在种子带28上的大量种子的下方流动，以使种子水合。种子带28上的种子的根系，连同毛细效应，使液体向上流动穿过种子以浇灌所有种子和/或植物。

液体施用器38B设置在每个种子床18之上。液体施加器38B包括多个液体分配器40B，它们可操作地配置在液体管线41B中，液体管线41B则可操作地连接到液体源43。液体分配器40B可以是喷头，例如单带或双带喷头/尖端，用于喷灌设置在每个种子带28之上的种子。在一个例子中，多条液体管线41B以间隔排列设置在每个种子床18之上。每条液体管线41B横贯种子床18的长度并连接到液体源43。其他液体管线41B可以配置为横贯种子床18的宽度。液体从每个液体分配器40B排出，以喷灌在每个种子带28上的种子。在另一个例子中，每条液体管线41B在10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或更大的半径范围上来回摆动，以覆盖每个种子带28之上的种子的整个表面区域。在液体分配器40B使用双角度喷头的情况下，可以减少每个液体管线41B的摆动范围，从而减少对液体施用器38B的摩擦、磨损和撕扯。驱动机构37C可以可操作地连接到每条液体管线41A，用于使每条管线在半径范围内摆动或转动。可以使用由控制系统140操作的一个或多个控制器手动或自动地操作液体施用器38B。使用液体施用器38B灌溉种子带28的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

液体施用器38C设置在每个种子床18之上。液体施用器38C包括多个液体分配器40C，它们可操作地配置在液体管线41C中，而液体管线41C则可操作地连接到液体源43。液体分配器40C可以是喷头，例如单角头或双角头，用于喷灌布置在每个种子带28之上的种子。在一个例子中，液体管线41C设置在靠近辊子30和种子分配器52的每个种子床18之上并大致横贯其宽度。每个液体管线41C都与液体源43连接。液体从每个液体分配器40C排出，用于在种子从种子分配器52排出到每个种子带28上时立即喷灌该种子。液体管线41C可以固定安装在每个种子床28的下面。或者，液体管线41C可以像液体管线41B一样在10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或更大的半径范围来回摆动，以覆盖每个种子带28之上的从种子分配器52排出的种子的更大表面区域。在液体分配器40C采用双带喷头/尖端的情况下，可以减少每个液体管线41C的摆动范围，从而减少对液体施用器38C的摩擦、磨损和撕扯。在需要摆动的情况下，可以使用与驱动液体施用器38B的驱动机构37C类似的驱动机构，以驱动液体施用器38C。可以使用由控制系统140操作的一个或多个控制器来手动或自动地操作液体施用器38C。使用液体施用器38C灌溉种子带28的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

液体施用器38D设置为邻近辊子30，并包括一个或多个液体分配器40D，用于在种子带28卷绕和退绕辊子30时将液体引向种子带28。液体施用器38D配置为在种子带28卷绕在辊子30上之前清洁种子带28上的碎屑、污染物、霉菌、真菌、细菌和其他外来/不想要的材料。液体施用器38D还配置为在种子带28从辊子30上展开时清洁种子带28上的碎屑、污染物、霉菌、真菌、细菌和其他外来/不想要的材料。液体分配器40D可以是喷头，例如用于喷辊子30的单角头或双角头。液体管线41D与液体源43连接。在一个例子中，提供给液体施用器38D的液体可包括一种或多种添加剂或消毒剂，例如氯或过氧化氢，以杀死种子带28上的细菌、真菌或霉菌。在一个例子中，使用过氧化氢作为消毒剂，以杀死霉菌孢子、真菌或细菌，同时防止种子带28上存在的有益细菌在消毒过程中被破坏。当种子从种子分配器52释放到种子带28上时，液体施用器38D还可用于用消毒剂冲洗种子。消毒剂可用于对种子带28上的种子进行消毒。可由控制器140操控的时间延迟可用来使消毒剂在种子上保留所需时间，然后再用淡水灌溉。可由控制系统140操控的一个或多个控制器来手动或自动地操作液体施用器38D。使用液体施用器38D对种子带28清洁、除垢和消毒的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

使用液体施用器38A-D施用液体的持续时间和时序可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。液体施用器38A可在种子床28播种后立即工作，以便用液体浸透种子。可以使用液体施用器38A灌溉处于生长早期、中期和晚期的种子。液体施用器38B也可在种子床28播种后立即工作，以便用液体浸透种子。也可以使用液体施药器38B灌溉处于生长早期、中期和晚期的种子。液体施用器38A-D可以同时、间歇、交替和彼此独立地工作。在种子生长的早期阶段，两个液体施用器38A-B都工作，从而最好地浸透种子以促进发芽。在生长的后期阶段，液体施用器38A可以比液体施用器38B更多地使用以进行灌溉。或者，根据种子生长的浸透程度，液体施用器38B可比液体施用器38A更多地使用以进行灌溉。液体施用器38C可以在种子床28播种和种子床28沿第二方向移动期间工作，对分配在种子床28之上的种子进行喷洒，以便用液体浸透种子。在一个例子中，提供给液体施用器38C的液体可包括一种或多种添加剂或消毒剂，例如氯或过氧化氢，以杀死种子中的细菌、真菌或霉菌。在一个例子中，使用过氧化氢作为消毒剂以杀死霉菌孢子、真菌或细菌，同时防止种子中的有益细菌在消毒过程中被破坏。提供给液体施用器38A-D的液体可以包括添加剂，例如消毒剂和/或营养物。营养物(诸如公知的植物营养物)可以添加到从液体施用器38A-D分配的液体中，以促进健康植物的生长和/或增加在收获的种子中所希望的营养物。液体施用器38C-D也可用来在种子带28卷绕在辊子30上或从辊子30退绕之前和/或之后对种子带28进行消毒。

通过在每个液体分配器38A-D所使用的液体中添加一种或多种消毒剂，可以对液体分配器38A-D和它们的各部件，连同种植机10的其他部件，进行消毒。例如，通过在种植机10所使用的液体中添加一种或多种消毒剂，可以对液体引导件39、液体管线41A-D、液体出口42、排水槽44、液体收集器46、种子带28、液体分配器40A-C和种植机10的其他部件进行消毒。在另一个例子中，液体施用器38A-D可用于在播种和收获之前、之间或之后对种子带28进行清洁和消毒。可配置单独的液体分配器或歧管对种植机10的任何组件进行消毒或清洁，而这些组件运送用于灌溉和切割的液体，或接收来自一个或多个种子床18和切割器100的灌溉或切割径流。

四、照明

每个种子床18包括一个或多个容纳有灯49的照明元件48，用于照明种子带28上的种子，以利于种子带28上的种子或种子团的水培生长。照明元件48可操作地直接/间接定位在每个种子床18的上方。可以使用控制器140为每一层关闭和打开照明元件48。照明元件48可由电化学电源或电力存储设备138、电源插座和/或太阳能供电。在一个例子中，照明元件48由直流电源供电。可考虑的照明元件48包括，例如，卤素灯、钠灯、荧光灯和LED条/面板/绳，但不限于本文明确提供的这些。可以使用一个或多个反射器(未示出)改变来自未设置在每个种子床18上方的远处光源的光的方向。照明元件48可以由控制器140、定时器、用户界面或遥控来可操作地控制。照明元件48的操作可由种植机10的一项或多项操作来触发。例如，种子带28的操作可以触发照明元件48的操作。可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控使种子床18的照明过程自动化。在一个例子中，照明元件48是低热辐射、全紫外(UV)光谱的发光二极管，其通过控制器140周期性地关闭和开启，优选地在24小时周期内开启18小时和关闭6小时。

五、播种

附图提供了一个示例所述的播种器50的图示。播种器50包括种子分配器52，种子分配器52具有连接到种子源66(例如种子漏斗)的引入口54和用于将种子分配到种子带28上的排放口56。种子分配器52可以配置为沿种子床18的宽度延伸，并设置在每个种子床18之上，靠近每个种子床18的邻近辊子30或邻近卷轴31的一端。在一个例子中，种子分配器52设置在每个种子床18上，靠近辊子30，以便当种子带28从辊子30上展开并且末端32B被拉向卷轴31时将种子分配到种子带28上。螺旋推运器58(例如挠性螺旋推运器)设置在引入口54内并由驱动机构37D驱动，用于将来自种子源66的种子量出来从计量孔55和排放口56送出。每个种子分配器52可转动地附接到种子床18之上并通过驱动机构37E在第一位置和第二位置之间转动，其中，在第一位置处，排放口56紧邻种子带28设置，并且种子分配器52取向为更接近垂直，而在第二位置处，排放口56位于种子带28上方，并且取向更接近水平位置。种子分配器52可以包括一个或多个叶脉、脊、通道、管道或元件61，它们在螺旋推运器58和排放口56之间间隔排列，用于引导种子以期望的模式或方向从螺旋推运器58到达排放口56，以进一步控制量出到种子带28上的种子。在每个种子分配器52的排放口56处可以可操作地附接支撑板60，从而在种子被分配到移动的种子带28上时在种子带28上并相对于种子带28支撑并适当地隔开种子分配器52的排放口56。在每个种子分配器52的排放口56处还可以可操作地连接种子耙62，从而在种子被分配到移动的种子带28上时沿种子带28的宽度均匀地耙种子。种子耙62将种子分成犁沟以增强灌溉。驱动机构37D和37E可以是电动的、气动的、液压的或甚至是手动的电机。在一个例子中，驱动机构37D和37E由来自气动源74的压缩空气气动驱动。在驱动机构37E的情形中，气缸可以可操作地附接到种子床18和种子分配器52，用于在第一和第二位置之间转动排放口56。气动驱动机构可以设置在每个种子床18的宽度的中央，以最好地支撑种子分配器52的重量和运动。驱动机构37E可以由来自气动源74的压缩空气来操作。通过控制驱动机构37D利用螺旋推运器58量出种子以及通过控制驱动机构37E转动种子分配器52的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。此外，一个或多个传感器69可以配置在种子分配器52内，以监测种子分配器52内的种子水平。例如，当种子分配器52内的种子水平降到某水平以下并被传感器检测到时，可以停止种子带28的移动，以等待种子分配器52重新装满种子，确保播种期间在种子带28的整个宽度上的种子水平的分布。传感器69可以是压力、光、声或适合于检测种子存在的其他类型的传感器。传感器69可以是开关，例如压力开关、光开关、声开关或适合于检测种子存在的其他类型的开关。在引入口54和排放口56之间填满种子分配器的种子可触发传感器69，指示种子分配器已满，从而在控制器140的可操作控制下关停螺旋推运器58。传感器可以与一个或多个定时器结合使用，以减少传感器、继电器、接线、连接器和其他硬件的数量。可以使用种子分配器内的一个或多个传感器69的反馈来控制驱动机构37D的操作。例如，当种子分配器内的种子水平降到某水平以下时，可开动驱动机构37D，在种子带28移动或停止的同时，将种子移动到种子分配器52中，用种子填充种子分配器52。

播种器50还包括种子输送器64，用于将种子从种子源66输送到每个种子分配器52的引入口54。种子输送器64可以包括一段或多段可操作地连接在种子源66和种子分配器52之间的导管。种子源66可以是种子漏斗，具有顶端，种子通过该顶端进入种子漏斗。可考虑的种子包括：例如，小麦、大麦、苜蓿、三叶草、燕麦、高粱、蔬菜、豌豆、向日葵、荞麦、小米、大麻、微型蔬菜、短蔬菜和黑麦，但不限于本文明确提供的这些。种子可包括混合种子，以产生具有期望的营养和消化参数的种子混合物。例如，可以使用种子混合物(例如大麦和豌豆)以增加成熟植物中的营养成分(例如，欧米茄含量)。成熟植物可用于饲料、植物油、食品防腐剂和添加剂、医疗用途、营养补充剂、蛋白质生产、化妆品和其他用途。种子输送器64的一段或多段导管可以包括螺旋推运器68，例如原位转动的带螺纹或螺旋的螺旋推运器，用于移动种子通过种子输送器64导管。在另一个例子中，使用固定到牵引线72的间断隔开的单独的螺旋或垫片70(牵引线72则由驱动机构37F拉过种子输送器64的导管)使种子移动通过种子输送器64。还可以使用来自气动源74的压缩空气使种子通过种子输送器64。驱动机构37F可以是电动的、气动的、液压的或甚至是手动的电机。通过控制驱动机构37F使用螺旋推运器68或垫片70传送种子的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

播种器50可包括可操作地设置在种子输送器64内的种子清洁器76。通常，原始或散装的种子含有碎屑和其他污染物。将种子传送到种子分配器52之前，种子清洁器76从种子中去除碎屑和污染物。种子清洁器76包括具有种子入口80、种子排放口82的分离器外壳78，并且一个或多个螺旋推运器84布置在种子入口80和种子排放口82之间，螺旋推运器84垂直布置在导管86内，导管86具有螺旋88的直径。螺旋88优选是不连续的，从而在间断隔开的螺旋片段之间留下间隙，以便使种子、碎片和污染物从一个水平的螺旋自由下落到下一个水平的螺旋。真空管线90可操作地连接在种子入口80处或附近，并且在另一端处连接到真空源92。种子通过种子输送器64再通过种子入口80进入种子清洁器76中，沿螺旋88下降，并在每个螺旋推运器84上的螺旋88中的间隙之间自由降落。碎屑和污染物被吸入真空管线90，而种子穿过种子排放口下降，没有碎屑和污染物，碎屑和污染物则被吸入垃圾容器94。吸出的碎屑可排放到传送带124、126上，并与切割的成熟植物部分一起排放。碎屑通常是种子中的谷壳，可以喂给动物。下落的种子比碎片和污染物具有更大的质量，从而防止种子被真空管线吸走。真空管线90上的手动控制或控制器140控制的阀门98可以打开以减少或关闭以增加分离器外壳78中的吸力。清洁过的种子离开种子排放口82，并穿过种子输送器64机械地传送到脚手架96，脚手架96可操作地连接为与每个种子分配器52连通。种子从脚手架96送入每个种子分配器52，同时种子被分配到每个种子带28上。在种子分配期间，脚手架96继续填充来自种子输送器64的种子。在一些情形中，种子包括较大的碎屑，不吸掉种子就不能吸掉这些碎屑。可以在种子排放口82处可操作地设置筛网(未示出)，以挡住较大的碎屑，这些较大的碎屑在通过种子清洁器76时未被吸走。一个或多个UV照明元件可以可操作地配置为用UV光照射种子清洁器76内的种子，以杀死种子上的细菌。通过控制阀门98的打开和关闭位置、用UV光照射种子、以及种子清洁器76的普通操作，用种子清洁器76清洁种子的过程可以由控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

六、切割

附图提供了一个示例所述的切割器100的图示。每个种子床18都包括切割器100。切割器100包括卸载板102，卸载板102可操作地附接到种植机10，邻近辊子30并在种子床18的宽度上延伸，用于收获成熟植物，包括发芽的种子、根块、茎部和叶子。出于本公开的目的，当提及发芽的种子、根块、茎部和叶子时，使用术语“成熟植物”。从种植机10收获的是成熟植物。回到卸载板102，该板配置为包括相对的外边缘103A-B，外边缘103A-B在入口侧104和排放侧106之间隔开。排料板的宽度通常与种子带28的宽度相同。入口侧104面向种子带28并设置为紧邻辊子30，以接收卸载的成熟植物。排放侧106面朝外，远离辊子30延伸，用于卸载切割的成熟植物。至少一个高压液体喷嘴108可操作地附接到卸载板102的顶侧，并且大体上设置在宽度的中央，并在入口侧104和排放侧106之间。液体喷嘴108的取向为，引导高压液体流直接向上。一个或多个端口107沿着宽度并在排放侧106和液体喷嘴108之间贯穿卸载板102延伸。在一个例子中，端口107配置为窄通道，其宽度刚好足以让液体流通过，其大体沿卸载板102的宽度延伸并设置在喷嘴108和排放侧106之间。在卸载板102的下侧是至少两个高压液体喷嘴110，高压液体喷嘴110可操作地安装到载具112，载具112则可操作地附接到卸载板102的下侧。在一个例子中，载具112使用例如一个或多个滑动轴承可操作地附接到一个或多个导轴113。液体喷嘴110的取向为，通过卸载板102中的端口107引导高压液体流直接向上。驱动机构37G可操作地附接到载具112，以在第一和第二位置之间驱动载具112。驱动机构37G可以是在交流或直流电流下工作的高扭矩电机，也可以是气动/液压电机或气缸。在一个例子中，电机可以是间歇工作的12VDC、10+安培电机。载具112在第一和第二位置之间的移动使液体喷嘴110中的第一个喷嘴大体沿端口107的一半移动，而使液体喷嘴110中的第二个喷嘴大体沿端口107的另一半移动。或者，可以将单个液体喷嘴或多个液体喷嘴安装到载具112上，用于沿卸载的成熟植物的宽度进行切割。驱动机构37G可以是电动的、气动的、液压的或甚至是手动的电机。在一个例子中，驱动机构37G由来自电源(例如电池或插入公用事业服务线的AC-DC电力转换器136)的直流电力驱动。可以可操作地配置一个或多个开关或传感器(未示出)来控制驱动机构37G，以控制载具112在第一和第二位置之间沿第一方向和第二相反方向的移动。在一个例子中，载具112在卸载板102的下侧沿宽度移动。在载具112的第一位置，液体喷嘴110中的第一喷嘴几乎位于外边缘103A附近，而液体喷嘴112中的第二喷嘴大致位于卸载板102的中央。在载具112的第二位置，液体喷嘴110中的第一喷嘴大致位于卸载板102的中央，而液体喷嘴110中的第二喷嘴几乎位于外边缘103B附近。在操作期间，液体喷嘴110通过驱动机构37G的驱动在载具的第一和第二位置之间来回往复运动。用于在第一和第二位置之间移动载具112的驱动机构37G的驱动过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。以这种方式，在操作中，液体喷嘴108沿第一方向切割卸载的成熟植物，而液体喷嘴110在与液体喷嘴108的第一方向相反的第二方向切割卸载的成熟植物。

在一个例子中，液体喷嘴108沿着卸载的成熟植物的中点纵向切割，而液体喷嘴110沿卸载的成熟植物的宽度横向切割。以这种方式，将卸载的成熟植物切成的部分小于种子带28上成熟植物的主体。通过增加或减少种子带28的速度，或增加或减少载具112的往复速度，可以控制成熟植物的每个切段的长度。为了增加成熟植物的切段的尺寸，可以降低种子带28或载具112的速度。或者，为了减小成熟植物的切段的尺寸，可以增加种子带28或载具112的速度。控制驱动机构37A和37G以控制种子带28和载具112的速度的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

如本文所讨论的，具有液体喷嘴110的载具112可操作地固定到卸载板102的下侧，并使用盖板114保护其免受来自液体喷嘴108和液体喷嘴110的液体从下方冲击。卸载板102和盖板114之间的距离115可以在5至8.5英寸、4至7.5英寸、6至9.5英寸的范围内。在一个例子中，板102和114之间的距离115至少为8.5英寸，以允许较高的成熟植物穿过板102和114之间进行切割。

从液体源43接收液体的泵116(例如高压泵)可使用例如柔性高压软管可操作地连接成与液体喷嘴110和液体喷嘴112液体连通。在至少一种模式中泵116可以在2000-2500psi之间工作。在另一种模式中，泵可以在低于2000psi或高于2500psi的压力下工作。在一个例子中，泵116配置成在2200psi的压力、以4加仑/分钟的液体流速来操作液体喷嘴。一个或多个阀门118(例如高压阀)可以连接在液体喷嘴108和液体喷嘴110之间。通过控制器140、图形用户界面和/或遥控可以手动或电子控制阀门118。

七、液体施用、处理、收集和循环再用

附图提供了种植机10的液体处理、收集和循环再用的图示。需要液体源43来向种植机10供应液体。一个或多个泵与液体源43液体连通。在一个例子中，高压泵116与液体源43的液体连通。液体喷嘴108和液体喷嘴110与泵116液体连通。一根或多根柔性高压软管可以可操作地配置在泵116和液体喷嘴108以及液体喷嘴110之间。在至少一种模式中泵116可以在2000-3000psi之间工作。在另一种模式中，泵可以在低于2000psi或高于3000psi的压力下工作。在一个例子中，泵116配置成在2200psi下、以4加仑/分钟的液体流速来操作液体喷嘴108、110。在另一个例子中，泵116配置为在2500psi下、以4-6加仑/分钟的液体流速来操作液体喷嘴108、110。

一个或多个阀门118可以可操作地连接在泵116和液体喷嘴108和液体喷嘴110之间，以控制液体流向每个种子床18上的每个喷嘴。一个或多个排水槽可以可操作地配置在每个切割器100处以收集液体。收集的液体可以流过一个或多个排水管线，排水管线可操作地连接在排水槽和下水道或液体收集器46之间。

泵120也可以与液体源43液体连通。液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C和液体施用器38D每个都可以直接或通过液体分配歧管132与泵120液体连通。一个或多个液体导管可以可操作地配置在泵120和液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C和液体施用器38D之间，以控制液体流向每个种子床18上的每个液体施用器。一个或多个添加剂或消毒剂源134可以可操作地与设置在泵120和液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C和液体施用器38D之间的一个或多个或所有液体导管液体连通。在一个例子中，消毒剂或添加剂源134可操作地与附连到液体施用器38C的液体导管液体连通，并可以配置为装有一种或多种消毒剂，例如氯或过氧化氢，以通过液体施用器38C分配液体消毒剂。排水槽44可操作地配置在每个种子床18处，以从液体施加器38A、液体施加器38B、液体施加器38C和液体施加器38D收集液体。收集的液体可以流过一个或多个排水管线，排水管线则可操作地连接在排水槽44和下水道或液体收集器46之间。例如，当液体流过每个种子床18的每个种子带28时，其可以朝排水槽44倾斜，任何需要液体的植物都将利用它。任何未使用的液体可以继续流过种子带28并排入排水槽44。一旦进入排水槽44，液体就通过管道连接进入液体收集器46或下水道，这基于所有者/操作者的考虑，取决于系统是如何连接管道的。根据一种设计，排水槽44可以可操作地附接到种植机10的垂直构件12，并且排水槽44相对于水平面的取向可以设置为控制排水槽44中的液体流向出口或排放口。可以使用收集和循环再用来自液体施用器38A的液体所用的相同系统来收集和循环再用来自液体施用器38B、液体施用器38C、液体施用器38D和液体施用器38E的液体。液体施用器38E可以连接到液体管线41D，以便从液体分配器40E分配液体，将液体喷入排水槽44，从而清洁排放槽44。从液体施用器38E分配的液体中可以包括消毒剂，用于对排水槽44进行消毒。

液体收集器46可以可操作地与排水槽44或种植机10的其他排水管线连接，用于收集并循环再用或者丢弃径流液体。液体收集器46可以配置有敞开的顶部，以接收从上方设置的种子床18流下的液体。液体收集器46可以可操作地连接为接收来自泵120的泵压，以循环再用从液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C、液体施用器38D、液体施用器38E和切割器100收集的液体。添加剂可以与液体收集器46中的液体结合，并再循环到液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C，以便用含有所期望的添加剂的液体灌溉种子。液体收集器46可以配置为沉淀罐，其中沉淀物和其他颗粒物在液体再循环回液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C之前与液体分离。连同小型沉淀罐，液体收集器46可以单独配置为多加仑罐，例如50加仑、75加仑、100加仑或更大容量的罐。液体收集器46中收集的液体可以在24小时内、48小时内、72小时内等保留和循环再用，然后倾倒或丢弃到下水道。液体收集器46可以配置有上覆筛网材料(例如，塑料筛网)的配件，以捕获碎片和种子，例如，防止它们进入种子种植台16的管道排水系统。添加剂可以直接或间接地引入液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C、液体施用器38D和液体施用器38E中。可考虑的添加剂包括：例如，添加到罐中以促进植物生长、增加液体饲料形式的维生素和矿物质和/或增加种子生长营养价值的添加剂，但不限于本文明确提供的这些。一种或多种消毒剂，例如氯或过氧化氢，可以引入液体施用器38A、液体施用器38B和液体施用器38C中。还可以将种子发芽和生长营养物引入液体施用器38A、液体施用器38B、液体施用器38C和液体施用器38D，以支持种子健康发育和生长成成熟植物。处理、收集和循环再用液体的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

八、切割的成熟植物的处理

切割的成熟植物在重力作用下从每个种子床18落到传送带124上，传送带124进料到另一个传送带126中，在一个例子中，传送带126卸载到立式搅拌机、翻斗叉车、手推车、或其他用于运输切割的成熟植物的容器中。传送带124、126可由驱动机构37H驱动。驱动机构37G可以是电动的、气动的、液压的或甚至是手动的电机。通过控制驱动机构37G用传送带124、126传送切割的成熟植物的过程可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。在希望将成熟植物的切段向上传送到更高高度的情形中，传送带126可以配置有直立脊，以便在上升时使成熟植物的切段在传送带126上保持稳定。可以改变传送带126的形状，以便在传送带126上升时进一步抓住并保持成熟植物的切段稳定。例如，所述脊可以开槽，使得传送带126可以从扁平形状变为U形，以环绕成熟植物的切段，防止稳定的植物段在传送带上升(例如上陡坡)时从带上掉下来。在多个种植机并排配置的情形中，切割的成熟植物从每个种植机10落到传送带124上，然后进入传送带126。

九、电源

电源128，例如来自电力公司的110V或220V服务，可用于为种植机10供电。电源128可以来自可再生能源，例如水电、生物质木材、生物质废物、生物质生物燃料、风能、地热能和/或太阳能。电源128可以是直流或交流电源。在一个例子中，种植机10包括AC/DC电力转换器136，用于以直流电为一个或多个驱动机构37A-H供电。根据至少一种配置，一个或多个驱动机构37A-H中的每一个驱动机构可从独立的电力转换器136接收直流电，以驱动一个或多个DC电机。根据需要增加每个电机的电流强度可以增加每个电机的驱动扭矩。控制每个电机的操作和每个电机的电流强度可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。使用直流电源可以减少和消除可能对种植机10的操作者或所有者造成伤害甚至死亡的电击或触电。电源128可以是一个或多个电化学电池或电力储存设备138。电化学电池或电力存储设备138可由电力设施或可再生电源进行充电。在停电的情况下，种植机10可以使用一个或多个电化学电池、电力存储设备138和/或可再生电源的电力来操作。电源128可以为气动或液压能源提供动力。在一个例子中，电源128操作气动源74(诸如空气压缩机)，以便以气动方式为一个或多个驱动机构37A-H提供动力。在另一个例子中，电源128操作液压源130(例如液压泵)，用于以液压方式为一个或多个驱动机构37A-H提供动力。在电源或机构发生故障的情况下，驱动机构37A-H也可以手动操作。在一个例子中，一个或多个驱动机构37A-H可以由电源128的交流电供电。所述类型的电源128可以可操作地连接，以驱动离合器29A-B、照明元件48、真空源92、泵116和泵120。开关、继电器、电压电流调节器和其他电气部件，包括但不限于种植机10的驱动机构37A-H、离合器29A-B、照明元件48、真空源92、泵116、液压源130、气动源74和泵120，可以通过控制器140、图形用户界面和/或遥控来自动化。

本公开不限于在此描述的特定方面。特别地，本公开考虑了方式类型的多种变型，其中，本公开的各方面可应用于水培种植装置、系统和/或方法，解决现有的水培和非水培种子种植过程的缺陷。出于说明和描述的目的已经给出了前面的描述。并非旨在详尽列出或将任何公开内容限制为所公开的精确形式。可以认为其他替代方案或示例包括在本公开中。描述内容仅仅是本公开的各方面、过程或方法的示例。应当理解，可以进行任何其他修改、替换和/或添加，这些都在本公开的预期的精神和范围内。综上所述，可以看到，本公开至少实现了所有的预期目的。

前面的详细描述是实现本公开的少数方面，并不旨在限制范围。以下权利要求阐述了更具体地公开的本公开的多个方面。