Sistema y método para el cultivo de una planta en un entorno acondicionado al menos en parte.

Sistema para el cultivo de una planta (1) en un entorno acondicionado al menos en parte,

que comprende una base de cultivo (2) para recibir un sustrato de cultivo (3) con un sistema radicular (4) de la planta en el mismo, medios (12) de control de la temperatura de la raíz que son capaces y están adaptados para imponer una predeterminada temperatura de la raíz en el sistema radicular, y que comprende medios de iluminación (20) que son capaces de y están adaptados para exponer las hojas de la planta a la luz artificial actínica, caracterizado por que están previstos medios de calentamiento (30) de las hojas que son capaces de y están adaptados para imponer a las hojas de las plantas una temperatura de las hojas que varía de una temperatura ambiente.

Sistema y método para el cultivo de una planta en un entorno acondicionado al menos en parte La presente invención se refiere a un sistema para el cultivo de una planta en un entorno acondicionado al menos en parte, que comprende una base de cultivo para recibir un sustrato de cultivo con un sistema radicular de la planta en el mismo, medios de control de la temperatura de la raíz que son capaces y están adaptados para imponer una predeterminada temperatura de la raíz en el sistema radicular, y que comprende medios de iluminación que son capaces de y están adaptados para exponer las hojas de la planta a la luz artificial actínica. La invención se refiere, además, a un método para el cultivo de una planta de una manera acondicionada al menos en parte, en el que luz actínica se suministra a la planta y en el que una temperatura de la raíz de un sistema radicular de la planta se mantiene en un valor deseado, y en el que se influye sobre la gestión de la asimilación de dióxido de carbono de un sistema foliar de la planta, y un suministro de luz actínica, la temperatura de la raíz y la gestión de la asimilación de dióxido de carbono están adaptados entre sí.

Un sistema y un método de este tipo se aplican en una escala significativa en la horticultura en invernaderos de cristal. Se crea aquí un clima artificial en un entorno al menos sustancialmente cerrado y acondicionado detrás de un cristal, y está adaptado, en la medida de lo posible, a las condiciones óptimas de crecimiento de la planta de cultivo. Con ello, es posible cultivar plantas en zonas y estaciones en las que la planta no podría sobrevivir al aire libre, o al menos no sería capaz de alcanzar el pleno desarrollo. Además, de este modo se puede adaptar con precisión la producción de la planta a un tiempo de cosecha deseado. Por lo tanto, es posible estimar de antemano de forma relativamente precisa qué cantidad de qué planta estará lista, y cuando. Si se desea, el mismo producto se puede cultivar, además, a lo largo del año y se pueden cultivar las plantas y flores en todas las etapas de la vida.

En la horticultura acristalada tradicional se aplica luz solar como la principal fuente de luz actínica, es decir, luz visible opcionalmente de una longitud de onda tal que con ello se inicia o influye sobre una respuesta de la planta tal como una fotosíntesis en la hoja o en un modo determinado de crecimiento. La luz del sol proporciona, además, el calor en forma de radiación infrarroja, con lo cual se puede mantener un temperatura del aire incrementada en invernaderos con respecto a la temperatura del exterior. En ausencia de luz solar, tal como particularmente por la noche, es posible una calefacción con el fin de mantener una temperatura del aire incrementada de este tipo, mientras que durante el día se puede evitar una entrada excesiva de la luz solar por medio de cegamiento parcial y filtración, y el clima puede ser también regulado por medio de ventilación. Con todo, por lo tanto, un clima en un invernadero se puede controlar dentro de ciertos límites y se puede adaptar a un desarrollo deseado de crecimiento de una planta de cultivo, que es controlado adicionalmente por medio de una dosificación controlada de humedad y nutrientes, además de plaguicidas. Un componente adicional en este caso es la temperatura de la raíz. Se ha encontrado que el crecimiento de la planta puede ser influenciado por el control de la temperatura de la raíz. Con vistas a ello, se pueden proporcionar medios de control de temperatura de la raíz con el fin de mantener una temperatura de la raíz que varía de la temperatura del aire.

Sin embargo, la horticultura acristalada clásica también tiene inconvenientes. En primer lugar, en este caso debe tenerse especialmente en cuenta el entorno. Cuesta energía mantener un invernadero cálido y, para algunas plantas, iluminado día y noche. Por lo tanto, es importante regular la gestión de la energía de la forma más eficaz posible. En los casos en los que los invernaderos se construyen en o cerca de zonas densamente pobladas, el aspecto del espacio es además un factor importante. Invernaderos tradicionales requieren, después de todo, la entrada de la luz solar y ocupan una cantidad relativamente grande de la superficie del terreno caro en estas zonas, que de otro modo podrían emplearse para oficinas, la construcción de viviendas o infraestructuras. Para hacer frente a este problema, se están buscando soluciones de baja luz diurna, en particular, subterráneas, exentas de luz diurna y multicapa a fin de permitir el uso múltiple de la misma zona de terreno. Debido a que no sólo calor, sino también la luz actínica serán suministrados en tal caso artificialmente, la gestión de la energía es incluso más de un problema y, por lo tanto, existe la necesidad de un cultivo de plantas que sea lo más eficaz posible. Por ejemplo, el documento de patente británico GB 1.402.261 de Protag Mechanics concierne a un armario de cultivo en el que son ajustables varias condiciones de crecimiento con el fin de mejorar la eficacia del cultivo. La solicitud de patente de EE.UU. US

5.174.793 de Ikeda y la solicitud de patente japonesa JP 2006 262852 de Sharp Corporation conciernen ambas a un método de cultivo de plantas en el que se controlan varias condiciones de crecimiento.

La presente invención tiene por objeto, entre otros, proporcionar un sistema y un método para el cultivo de una planta en un entorno al menos en parte acondicionado que permiten una mejora adicional en la eficacia.

Con el fin de conseguir el objeto indicado, un sistema del tipo descrito en el preámbulo tiene la característica de acuerdo con la invención de que se proporcionan medios de calentamiento de las hojas, que son capaces y están adaptados para imponer a las hojas de una planta una temperatura de las hojas que varía de una temperatura ambiente. El sistema de acuerdo con la invención proporciona, por lo tanto, la opción de una evaporación controlada y la asimilación de dióxido de carbono a través de las hojas mediante la regulación de una cantidad correcta de energía en la hoja, además de una iluminación controlada, tanto con respecto a la cantidad de luz como con respecto a relaciones espectrales, con miras a las reacciones de crecimiento de las plantas, tales como relaciones de azul/rojo y rojo/rojo lejano, como con respecto a los espectros de luz necesarios para las reacciones específicas tales como la formación de pigmento y, además, a un control y optimización de la actividad de presión de la raíz.

Todo esto tiene lugar en un entorno al menos en parte acondicionado, en el que el clima puede ser controlado dentro de estrechos límites con respecto a, entre otros factores, un equilibrio de la humedad del aire, una temperatura ambiente y una concentración de dióxido de carbono, así como el agua y la nutrición para el planta.

La invención se basa aquí en la idea de que tres factores son esencialmente responsables de un desarrollo con éxito de las plantas, es decir, la fotosíntesis, el flujo de savia en la planta empujado hacia arriba bajo la influencia de una presión de la raíz que prevalece y la asimilación de dióxido de carbono a través principalmente del sistema foliar de la planta, y que estos tres factores deben en todo momento ser adaptados el uno al otro a fin de realizar realmente un crecimiento óptimo de las plantas. Además de la temperatura de la raíz y la entrada de luz actínica, también se puede controlar una gestión de la asimilación de dióxido de carbono de la planta proporcionando los medios de calentamiento de las hojas en el sistema de acuerdo con la invención. Debido a un calentamiento adicional, los estomas en la hoja se abrirán aún más, potenciando así la entrada de dióxido de carbono a las hojas y la evaporación de la humedad de las hojas. Esto último es particularmente importante si un flujo de savia en la planta es estimulado por una temperatura incrementada de la raíz, ya que este flujo tendrá que salir a través de los mismos estomas. A la inversa, la temperatura de las hojas se puede disminuir en un flujo de savia inferior con el fin de evitar una desecación indeseada de las plantas. Con todo, los parámetros climáticos más importantes responsables del desarrollo de las plantas pueden ser controlados, por lo tanto, de modo que se pueda realizar una eficiencia óptima en cada uno de estos componentes con un mínimo consumo de energía.

Una realización particular del sistema tiene la característica de acuerdo con la invención que los medios de iluminación son capaces y están adaptados para emitir un espectro de iluminación que se puede adaptar a una fotosíntesis y/o modo de crecimiento pretendido de las plantas a ser cultivadas. Los componentes de la luz actínica... [Seguir leyendo]

1. Sistema para el cultivo de una planta (1) en un entorno acondicionado al menos en parte, que comprende una base de cultivo (2) para recibir un sustrato de cultivo (3) con un sistema radicular (4) de la planta en el mismo, medios (12) de control de la temperatura de la raíz que son capaces y están adaptados para imponer una predeterminada temperatura de la raíz en el sistema radicular, y que comprende medios de iluminación (20) que son capaces de y están adaptados para exponer las hojas de la planta a la luz artificial actínica, caracterizado por que están previstos medios de calentamiento (30) de las hojas que son capaces de y están adaptados para imponer a las hojas de las plantas una temperatura de las hojas que varía de una temperatura ambiente.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de iluminación (20) son capaces y están adaptados para emitir un espectro de iluminación que se puede adaptar a una fotosíntesis y/o modo de crecimiento pretendido de las plantas a ser cultivadas.

3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado por que los medios de iluminación comprenden un conjunto de diodos emisores de luz (21) , siendo capaces y estando adaptados estos diodos para emitir radiación a diferentes longitudes de onda y siendo controlable individualmente, opcionalmente en grupos.

4. Sistema según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los medios de calentamiento (30) de las hojas comprenden al menos una fuente de calor capaz de y adaptada para irradiar las hojas con radiación infrarroja.

5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por que los medios de iluminación y la fuente de calor está alojados en accesorios mutuamente separados.

6. Sistema según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los medios (12) de control de la temperatura de la raíz comprenden un sistema de conductos cerrado para recibir en su interior durante el funcionamiento un flujo de líquido con una temperatura controlada, en donde el sistema de conductos es capaz de y está adaptado para entrar en contacto de intercambio de calor con el sustrato de cultivo.

7. Sistema según una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que está previsto un control entre los medios de calentamiento de las hojas y medios de control de la temperatura ambiente que imponen una dependencia mutua sobre la temperatura de las hojas y la temperatura ambiente.

8. Método para el cultivo de una planta de una manera acondicionada al menos en parte, en el que luz actínica se suministra a la planta, en el que una temperatura de la raíz de un sistema radicular de la planta se mantiene en un valor deseado, y en el que se influye sobre la gestión de la asimilación de dióxido de carbono de un sistema foliar de la planta, y un suministro de luz actínica, la temperatura de la raíz y la gestión de la asimilación de dióxido de carbono están adaptados entre sí, caracterizado por que la gestión de la asimilación de dióxido de carbono se ve influenciada por la regulación de la temperatura de las hojas del sistema foliar de modo que difiere de una temperatura ambiente.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado por que el suministro de luz, la temperatura de la raíz y la temperatura de las hojas se adaptan entre sí dependiendo de la planta.

10. Método según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado por que luz actínica artificial se suministra con un espectro adaptado a una fotosíntesis y/o modo de crecimiento pretendido de las plantas.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado por que el espectro de luz artificial, una temperatura de las hojas y la temperatura de la raíz se controlan individualmente una de otra, pero en relación mutua, dependiendo de la planta.