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Verfahren zur Festlegung von Wachstumsabläufen für Pflanzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung von Wachstumsabläufen für Pflanzen in Klimate beliebiger geographischer Standorte für eine industrielle kontinuierliche ganzjährige Pflanzenproduktion.
Der industrielle Pflanzenbau arbeitet nach hydroponischen Kulturmethoden in geschlossenen und offenen Fliessbandsystemen.
Um den, vom Standort und Jahresklima unabhängigen, industriellen Pflanzenbau in geschlossenen Fabrikanlagen durchzuführen, ist es unbedingt notwendig, eine Durchführbarkeit eines solchen Vorhabens an Ort und Stelle zu überprüfen. Hat man sich entschlossen, an einem bestimmten Standort eine industrielle Pflanzenbau-Fabrik zu errichten, so sind genaue Kenntnisse über die Wirtschaftlichkeit der zukünftigen Unternehmung von grosser Bedeutung. Jede Produktionsart beruht auf einen bestimmten pflanzlichen Wachstumsverfahren. Im industriellen Pflanzenbau wird dieses Verfahren als Wachstumsablauf bezeichnet und nach einem genau geregelten und gesteuerten Umweltfaktorenangebot verwirklicht.
Der Wachstumsablauf der Pflanze wird durch zwei Einflusssysteme gesteuert
1. durch ihre genetische Information einer Art "innere Steuerung"
2. durch eine"äussere"ökologische, betriebliche Steuerung.
Die betriebliche Steuerung erfolgt durch das zyklische, zeitlich festgelegte Umweltfaktorenangebot.
Die Pflanze wird hiebei lediglich als Mittel zum Zweck für ein bestimmtes pflanzliches Erzeugungsprodukt eingesetzt, sei es z. B. für die Produktion einer zeitlich bestimmten Menge von öl, Alkaloiden, Fetten, Kohlehydraten, Vitaminen oder es wird die gesamte morphologische Struktur der Pflanze oder Teile derselben für Nahrungszwecke, wie z. B. Blätter, Wurzeln, Blüten oder Früchte als Produktionsziel betrachtet.
Der angestrebte Produktionsablauf wird in der Weise ermittelt, dass erfindungsgemäss zunächst die Istwerte des natürlichen Wachtumsablaufes durch Messung und Registrierung der natürlichen Umweltfaktoren am Standort einer Pflanze in offenen oder geschlossenen Kulturanlagen in wählbaren Zeittakten in der Entwicklungsperiode der Pflanze ermittelt, diese Werte anschliessend gesteuerten Messklimakammern für die künftige Produktion von Pflanzen gleicher Gattung eingegeben und unter Ausscheidung ungünstiger Werte klassifiziert und zu künstlichen Werten (Sollwerten) umgewandelt, sodann einer weiteren Kammer zugeführt werden, welche von einer dem Standortklima angepassten zweiten Kammer umgeben ist,
wobei die Differenz der Sollwerte und der Standortwerte bestimmt wird und die ermittelten Werte dem für einen künftigen Produktionsablauf eingerichteten Turmgewächshaus eingegeben wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit einem Anlagensystem durchgeführt werden, welches in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Diese System besteht aus drei Anlagengruppen : Dem Umweltfakten-Aufnahmegerät--l-für die Registrierung ökologischer Ist-und Test-Werte über den Wachstumsverlauf der für die Produktion gewählten Pflanzenart, an verschiedenen Standorten und zu verschiedenen Jahreszeiten, der
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Akkomodationsanlage --2-- für die Überprüfung der ökologischen Sollwerte des Wachstumsverlaufes und zur Eignungsprüfung der gewählten Pflanzenart und Anpassung derselben an das zukünftige Produktionsstandortklima mittels einer Simulationseinrichtung sowie dem Kontroll-Turmgewächshaus
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Umweltfaktoren während eines natürlichen Pflanzenwuchses im Freiland, Gewächshaus oder in einer Klimakammer und weist Leitungen--4--auf,
die zu Fühlern--5--führen, welche im Bereiche der Pflanzenkultur --6-- die ökologischen Istwerte, z. B. die Lichtstärke, Luftfeuchte, Bodenfeuchte, Lufttemperatur, Bodentemperatur, Windstärke und andere Faktoren messen. Die Werte werden auf einer Kurve festgehalten und allenfalls nach erfolgter Korrektur über einen Verstärker --7-- einem Kartenlocher--8--vermittelt, der eine Lochkarte herstellt, Auf Grund derselben wird der Ablauf der Umweltfaktoren in einer Wachstumskammer wiederholt und mit einem zweiten ökophysiologischen Messgerät der vorerwähnten Art gemessen und erneut registriert.
Um die am Standort der geplanten Produktionsstätte vorherrschenden Klimafaktoren festzuhalten, werden dort vorerst ebenfalls ökophysiologische Messgeräte eingesetzt. Hiebei sind auch die räumlichen Ausmasse der künftigen Grossanlage zu berücksichtigen. Zusätzlich werden die staatlichen langjährigen meteorologischen Aufzeichnungen dieses Standortklimas herangezogen, um ökologische Grenzwerte der Aussen-und Umweltsfaktoren zu erfassen, um diese in die Untersuchung der Durchführbarkeit einzuschliessen. Es ergibt sich somit ein Bild über die zu erwartenden Maximal-und Minimalgrenzwerte der Umweltfaktorengradienten. Dies ist für die Auslegung (Konstruktion) der künftigen Betriebseinrichtungen zur Schaffung des gesteuerten Umweltfaktorenangebotes der gesamten Industrieanlage von Bedeutung.
Das Ist-Wert-Aufnahmegerät arbeitet automatisch und registriert alle Umweltfaktorenwerte in wählbaren Zeittakten.
An Stelle der übersetzung in Lochkarten oder Lochstreifen ist auch eine direkte oder indirekte Übertragung zu einer Computerspeicherung möglich.
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Weiters ist es möglich, die Resistenz der Pflanze gegenüber der Standortklimagrenzwerte zu ermitteln. Dies ist für die Pflanzenartauswahl für die zukünftige Produktion von Wichtigkeit. Liegen die meteorologischen Durchschnittswerte über das Standortklima fest und sind die ökologischen
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Da die Wirtschaftlichkeit der Produktion davon abhängt, dass in die Kultivation der Pflanzen weitestgehend äussere standortvorhandene Umweltfaktoren einbezogen werden, ist es von Wichtigkeit, dass die Parameter des geforderten Sollwertklimas möglichst nahe dem Standortklima liegen. Die ökologischen Wachstumsablaufgrenzwerte dürfen hiebei nicht überschritten werden.
Es werden somit in der Messklimakammer--9--die Parameter des Wachstumsablaufes des gewünschten Sollwertes so weit den künstlichen simulierten Standortklima genähert, solange die Parameter des Umweltsfaktoren-Sollwertes keine Produktionsziel störende Richtungen einnehmen.
Auch andere, stets zeitlich aufgenommene Testwerte, insbesondere die visuelle Betrachtung und Beurteilung der morphologischen Struktur der Pflanzen wird herangezogen.
Stehen numerische Rechenanlagen zur Verfügung, so können diese Beobachtungen der verschiedensten Parameter über den zeitlichen Wachstumsverlauf, z. B. wie Kosten, Konzentration, Anzahl, Gewicht bestimmter Pflanzenteile, usw. für Optimierungszwecke ausgewertet werden. Vor allem die ständige Beobachtung der Winkelfunktionen, Tangenswerte, bestimmter Parameter zeigen, auch reversibel, den Einfluss einzelner Umweltsfaktoren auf den Wachstumsablauf an.
Wenn es gilt festzustellen, welche Umweltsfaktoren ein Maximum oder Minimum eines Testwertes verursachten, kann umgehend jede Entwicklungsphase rückwirkend aufgegliedert und ermittelt werden.
Die Akkomodations-Anlage ermöglicht somit die Pflanzenkontrolle (Pflanzen oder Saatgutqualität) vom Samen bis zum produktionsreifen Stadium, die Ermittlung der Resistenzgrenzen der gewählten Pflanze, des Wachstumsablaufes und der Umweltsfaktoren-Sollwertekontrolle sowie die Anpassung des Wachstumsablaufparameters an das Standortklima. Aus der Gegenüberstellung der
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