AT331552B - Verfahren und vorrichtung zur lichzufuhrung in hydroponischen pflanzenkulturen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lichtzuführung in hydroponischen Pflanzenkulturen, in welchen die Pflanzen vorzugsweise auf einem endlos umlaufenden Band durch den Züchtungsraum geführt werden. 



   Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit welcher es möglich ist, den das Licht ausstrahlenden Körper in unmittelbare Nähe, ja sogar bis zur Berührung an die Pflanze heranzubringen. 



   Der Pflanze als autotrophes Lebewesen ist es mit Hilfe von Pigmenten möglich, elektromagnetische Strahlungsenergie in biochemische Energie umzuwandeln. Das Leben der Pflanze ist jedoch weitgehend von ihrer Umwelt, insbesondere von Boden-, Wasser-, Klima- und vor allem Lichtverhältnissen usw., abhängig. 



   Freilandkulturen sind nur auf bestimmten, klimatisch geeigneten Landflächen möglich. Auf der Erdoberfläche überwiegen jedoch kalte und warme aride Wüstengebiete und begrenzen dadurch die Beschaffenheit von Nahrungsmitteln. 



   Bei Einsatz von horizontalen Glashäusern ist es in den Kulturräumen infolge der starken Sonneneinstrahlung und der hohen Wärmeentwicklung (70 bis 800C) nicht möglich, Pflanzen über die heisse Jahreszeit (Sommer) zu kultivieren. 



   Die Beleuchtungsstärke liegt zumeist in Grössenordnungen von mehreren hunderttausend Lux vor, was auch die Lichtzuträglichkeit der Pflanzen weit übersteigt. 



   Im Rahmen des industriellen Pflanzenbaues wurde bereits der Vorschlag gemacht, unabhängig vom geographischen Standort, der Jahreszeit und der Produktionsmenge, Pflanzenkulturen mittels dreidimensional geführten Fliessbändern in gleichzeitig, jedoch verschieden klimatisierten Kulturräumen hydroponisch und kontinuierlich zu erzeugen. 



   Der dreidimensionale industrielle Pflanzenbau erwirkt durch die Fliessbänder eine gegenseitige Beschattung der Pflanzenkulturen und somit eine weitgehende Absenkung der Kulturraumtemperatur. Die Gefahren einer zu hohen Lichtintensität werden vermieden. Trotzdem sind Lichtkorrekturen, wie   z. B.   für photoperiodische Reaktionen oder Photosynthesen usw., erforderlich. 



   Zu diesem Zwecke wurde gemäss der   österr. Patentschrift Nr. 251342   der Vorschlag gemacht, zwischen zwei benachbarten Schlingen eines auf-und abgeführten endlosen Umlaufbandes, auf dem Pflanzen gezüchtet werden, eine Säule mit in Höhenabständen voneinander angebrachten Beleuchtungskörpern vorzusehen. Bei dieser Beleuchtungsanlage bildet jeder Beleuchtungskörper eine eigene stromversorgte Lichtquelle, wobei der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem an ihm vorbeigeführten Umlaufband in dieser Literaturstelle nicht näher definiert ist. Eine solche Beleuchtungsanlage war nicht in der Lage, das früher geschilderte Problem zufriedenstellend zu lösen. 



   Um dies mit einfachen Mitteln zu ermöglichen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Licht der Pflanze von einer Sammelstelle oder Lichtquelle aus über Lichtleiter zuzuführen. 



   In vorteilhafter Weise werden die Pflanzen an den Austrittsstellen eines stationären Lichtleitersystems in einer Entfernung zwischen 0, 1 und 0, 8 m, vorzugsweise 0, 2 bis 0, 5 m vorbeigeführt, wobei die Lichtstärke 10000 bis 30000, vorzugsweise 20000 Lux beträgt. 



   Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Vorrichtung weist erfindungsgemäss als Lichtleiter Lichtstrahlen führende Stäbe, Schläuche, Platten   od. dgl.   auf, die eine Verbindung zwischen eine Licht abgebende Quelle, Sammelstelle   od. dgl.   und dem die Pflanze führenden endlosen Band schaffen. 



   Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt sind. Es zeigen in vereinfachter Form Fig. l einen Querschnitt eines Züchtungshauses mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung und die Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung in grösserem Massstab, jedoch der Einfachheit halber nur mit einem Teil des Umlaufbandes und ohne Gewächshaus. 
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 Wachstumsbedingungen ausgesetzt sind. Zwischen jeder auf- und absteigenden   Pflanzenbahn--3a   bzw. 3b--ist ein Beleuchtungskörper eingebracht, durch welchen die Pflanze von beiden Seiten beleuchtet wird,   u. zw.   beim Aufsteigen von der einen und beim Absteigen von der andern Seite.

   Als Beleuchtungskörper dienen Lichtleiter   --4--,   die transparent sind und als Stab, Schlauch, Platte   od. dgl.   ausgebildet, das Licht von einer Sammelstelle bzw. Quelle zu einer Abgabestelle bringen und dadurch die Möglichkeit bieten, Licht auch in Räume zu führen, 
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 Form verschieden langer Fasern zu einem Lichtleiter verarbeitet werden kann, bei welchem die Enden der Fasern leuchten und ein praktisch kaltes Licht ausstrahlen, so dass der Lichtleiter sehr nahe an die Pflanze, ja sogar bis zur Berührung derselben, herangebracht werden kann, ohne diese, wie es bei den bekannten künstlichen Beleuchtungen der Fall war, durch überhöhte Wärmeeinwirkung ungünstig zu beeinflussen. Im Durchschnitt wird jedoch eine Entfernung zwischen 0, 1 und 0, 8 m, vorzugsweise 0, 2 bis 0, 5 m, gewählt. 



   Das Licht kann einer beliebigen Quelle,   z. B.   der Sonne, einer Glühbirne, einem Gaslicht   od. dgl.   sowohl innerhalb als auch ausserhalb des Kulturraumes entnommen werden. 

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   Hiebei sind die Sammellinsen--5, 5a,   5b--und/oder   Reflektoren, die den Linsen Sonnenstrahlen zuführen, mit einer Einrichtung zur Bewegung der Linsen bzw. Reflektoren entsprechend der Sonnenbewegung ausgestattet, so dass sich das Linsensystem nach dem entsprechenden Sonnenstand richtet. Der Austritt aus dem
Lichtleiter kann zusätzlich noch durch Verteilereinrichtungen gesteuert werden. So ist es beispielsweise möglich, durch unterschiedliche Länge der verwendeten Fasern eine beliebige Vielzahl über eine Fläche verteilter
Austrittsstellen zu erzeugen, die eine Leuchtfläche ergeben. Für die angestrebten photochemischen Reaktionen der Pflanzen hat sich eine Lichtstärke von 10000 bis 30000 Lux, vorzugsweise 20000 Lux, als besonders vorteilhaft erwiesen. 



   Zur Erzielung einer optimierten Bestrahlung kann das von den Lichtleitern ausgehende Licht durch zusätzliche Lampen oder andere Beleuchtungskörper ergänzt werden, welche allenfalls gemeinsam mit den
Lichtleitern ein raumgitterartiges Beleuchtungssystem bilden. 



   Durch die erfindungsgemässen Massnahmen können platzsparende Anordnungen der Umlaufsysteme erreicht werden, wobei gegenüber bekannten Anlagen Lichteinsparungen bis zu 80 % erzielbar sind. 



   Die Lichtzufuhr kann von mehreren Sammelstellen ausgehen. In Fig. l sind zu diesem Zwecke Linsen --5, 5a und   5b--vorgesehen.   In diesem Falle werden die Lichtleiter mehrsträngig geführt. Sie können auch verzweigt,   z. B.   gabelförmig ausgebildet sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Verlauf solcher Lichtleiter kann je nach Bedarf geradlinig oder gekrümmt erfolgen. 



   Die für den Lichteintritt des Lichtleiters vorgesehenen, in freier Atmosphäre befindlichen
Sammellinsensysteme können durch teilweise staubdichte Gehäuse geschützt werden und an den aussenliegenden Flächen von Staub, Wasser und sonstigen Verunreinigungen eventuell auch automatisch gereinigt werden. 



   Der Lichteffekt kann auch mit Hilfe von diffusen Verteilungseinrichtungen, wie besonderen Kristallstrukturen, Fritten oder nach einem Mattglasprinzip usw., beeinflusst werden. 



   Nicht zuletzt ist es auch möglich, UV-Strahlung zur Sterilisation von Nährlösungen, wie diese für hydroponische Pflanzenkulturen verwendet werden, einzusetzen, wobei gefiltertes UV-Licht aus Lichtleitern Verwendung findet. 



   Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer punktförmigen Lichtquelle, die von einer   Lampe--6--gebildet   ist, deren Licht über eine Linse--5c--dem Lichtleiter--4a-zugeführt wird. In diesem Falle ist ein unterteilter Lichtleiter vorgesehen, dessen zweiter   Teil--4b--von   einer zweiten   Lampe --6a-- versorgt   wird. 



   Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene weitere konstruktive Varianten und Kombinationen hinsichtlich Form der Lichtleiter, Wahl der Lichtquellen und Anordnung derselben vorgenommen werden. So besteht die Möglichkeit, die Lichtleiter auch am Umlaufsystem anzuordnen, in welchem Falle das eine Ende desselben nahe der Pflanze angeordnet ist, während das andere Ende an ausserhalb des Umlaufsystems im Züchtungsraum fix montierten Lichtquellen vorbeigeführt wird. Weiters können zur Erzielung besonderer, das Wachstum begünstigender Lichteffekte, die den Lichtleiter bildenden Fasern an ihren Austrittsenden aufgefächert sein.

   Schliesslich besteht auch die Möglichkeit, Teile des Lichtleiters--4-, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, mit einer   Ummantelung--7--zu   versehen, die auch nur über einen Teil des Umfanges des Lichtleiters reicht und je nach Bedarf aus lichtdämmendem oder lichtundurchlässigem oder lichtverteilendem Material bestehen kann. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Lichtzuführung in hydroponischen Pflanzenkulturen, in welchen die Pflanzen vorzugsweise auf einem endlos umlaufenden Band durch den Züchtungsraum geführt werden, 
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Claims (1)

1. Austrittsstellen eines stationären Lichtleitersystems in einer Entfernung zwischen 0, 1 bis 0, 8 m, vorzugsweise 0, 2 bis 0, 5 m, vorbeigeführt werden, wobei die Lichtstärke 10000 bis 30000, vorzugsweise 20000 Lux beträgt.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge- k e n n z e i c h n e t, dass als Lichtleiter (4,4a, 4b) Lichtstrahlen führende Stäbe, Schläuche, Platten od. dgl. vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen einer Licht abgebenden Quelle, Sammelstelle od. dgl. und dem die Pflanzen führenden endlosen Band (3) schaffen. EMI2.3 Bündel verschieden langer, lichtführender Fasern bestehen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a dur c h g e k en n. z e ich n e t, dass die Enden der lichtführenden Fasern der Lichtleiter (4) fächerartig ausgeführt sind. <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 B.Lichtquellen, die ausserhalb des Züchtungsraumes gelegen sind, z. B. Ausnutzung der Sonnenstrahlen, Sammellinsen (5,5a, 5b) vorgesehen sind, in deren Brennpunkt oder im Bereich desselben das Eingangsende des Lichtleiters (4) vorgesehen ist. EMI3.2 und/oder Reflektoren, die Bewegung der Linsen bzw. Reflektoren, entsprechend der Sonnenbewegung ausgestattet sind.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (4) mehrstrangig geführt und allenfalls verzweigt sind.