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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestrahlung von Pflanzen in Kulturräumen, in welchen
Lichtquellen relativ zu den Pflanzen bewegt werden.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur künstlichen Beleuchtung horizontaler Pflanzenkulturen ist es bekannt Lampen an einem drehbaren
Ausleger anzuordnen, welcher sich über den Pflanzen kreisend bewegt.
Beim industriellen Pflanzenbau wurde der Vorschlag gemacht, die Pflanzen in Kulturräumen unabhängig von der Jahreszeit und dem Standort auf einem bewegten Fliessband zu kultivieren und dabei den optimierten
Lebensbedingungen auszusetzen.
Das Leben der Pflanze findet in einem Fliessgleichgewicht statt. Mit Hilfe der Photosynthese wandelt die
Pflanze elektromagnetische Strahlungsenergie in biochemische Energie bzw. Produkte um. Hiebei ist eine
Lichtquelle bestimmter Wellenlängen der Energie-Donator.
Das Umlaufband besteht im allgemeinen aus seitlichen oder in Abständen voneinander angeordneten
Umlaufketten, zwischen denen in Abständen der Umlaufbahn Träger angeordnet sind, auf welchen die Pflanzen in horizontalen Abständen voneinander in einzelnen Behältern oder in Kulturschläuchen gezüchtet werden.
Die Pflanzen nehmen dabei, im Hinblick auf ihre örtliche Stellung, die Ordnung eines Raumgitters ein.
Bei Sonnenlichtbestrahlung des Kulturraumes von aussen entstehen Schattenbildungen verschiedener
Lichtintensitäten und bewirken eventuell eine ungünstige Beeinflussung der Photosynthese.
Mit dem Einsatz von zentralen Beleuchtungskörpern innerhalb des Pflanzenstandes kann die nötige
Lichtintensität aufgebracht werden. Hiebei kommt das Lichtabstandsgesetz Y = 1/x2 zur Anwendung. Dies be- deutet, dass die derzeitigen Lampeneinheiten mit intensivster Beleuchtungsstärke und für Photosynthese günstigste Wellenlänge, Distanzen zwischen Pflanze und Lampe vorzugsweise zwischen 200 und 800 mm erfordern. Dieser geringe Abstand kann jedoch auf die Dauer ohne Schädigung nur dann eingehalten werden, wenn die Pflanze stets in Bewegung ist.
Um den Einsatz der Beleuchtungskörper sowohl ökophysiologisch als auch wirtschaftlich zu gestalten, wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Pflanzen in einem Raumgittersystem angeordnet sind und von raumgitterartig angeordneten Lichtquellen bestrahlt werden, wobei das Raumgittersystem der Lichtquellen das Raumgittersystem der Pflanzen durchsetzt und zumindest eines der beiden Raumgittersysteme gegenüber dem andern relativ bewegt wird.
Als Raumgitter kann vergleichsweise das kubische Ionengitter des Kochsalzkristalles herangezogen werden.
Das Raumgitter der Pflanzen ist vorzugsweise als endloses Band bewegbar, während das Raumgitter der
Lichtquellen stabil sein oder unabhängig von den Pflanzen bewegt werden kann. In beiden Fällen ist das
Raumgitter der Pflanzen vom Raumgittersystem der Lampen durchdrungen.
Durch die räumliche Fliessbandbewegung der Pflanzen ergibt sich eine gleichmässige Beleuchtung für den gesamten Pflanzenabstand. Die Massnahme erbringt den Vorteil, dass durch die raumgitterartige Anordnung Einsparungen bis zu 85% gegenüber einer zweidimensionalen Pflanzenbestrahlung ermöglicht werden, so dass der Strombedarf je nach Pflanzenart und Kulturmethode praktisch auf zirka 1/6 absinken kann.
Es ermöglicht, die einzelnen Gittersysteme mit verschiedenen Gitterkonstanten und Dichte anzuordnen, bzw. die Gitterkonstanten sowohl des Pflanzengitters als auch jene der Lampengitter, in verschiedenen Distanzen und Richtungen beliebig vergrössert oder verkleinert werden können. Beide Gittersysteme, sowohl das der Lampen als auch das der Pflanzen können unabhängig voneinander bewegt oder stillgehalten werden.
Weiters ist es möglich, durch Veränderung der jeweiligen Gitterkonstanten sowohl der Pflanzen als auch der Lampen diese derart zu verschieben, dass Lichtstärken für die Photosynthese der Pflanzen, z. B. von 10000 bis 30000 Lux in gleichmässiger Verteilung vorliegen.
Um in grossen Pflanzenproduktionsanlagen gesteuerte Lichtverhältnisse zu erlangen, werden an verschiedenen Gitterpunkten bzw. in verschiedenen Gitterflächen die Beleuchtungsstärken durch Messgeräte festgestellt und nach einem entsprechenden Programm eventuell automatisch geregelt. Dies gilt vor allem bei Benutzung von Sonnenlicht, welches durch Lichtleiter, an die Orte der gewünschten Lichtquellen gebracht wird.
In bezug auf die äussere Form des Pflanzengitters bzw. Gitterelementes ist zu bemerken, dass die Art der Oberfläche des den Wurzelraum umhüllenden Materials infolge Lichtreflexion und Absorption, die Photosynthese stark beeinflusst. Es ist daher die Form, Dimension, Oberflächenbeschaffenheit und Konstruktion, welche die Wurzelräume besitzen, zu beachten.
Auch ist daher möglich, durch die Beschaffenheit der Wurzelraumumhüllungen, Licht- und Wärmeabsorptionen sowie für Reflexionen verschieden zu gestalten und auszubilden und damit den Photoeffekt zu beeinflussen.
Auch die zusätzlichen Einstrahlungen von Parallellicht, wie Sonnen- und Reflektorenlicht und eventuell Spiegelungen usw., welche von aussen in die Pflanzenkulturen gebracht werden, kann sinnvoll mit der Raumgitterbeleuchtung für die Photoeffekte kompensiert werden. In bezug auf die Lampenqualität bzw. deren Spektrum verschiedenster Wellenlängen usw. können durch eine gewählte Anordnung im Raumgitter zusätzliche Photoeffekte erzielt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines umlaufenden Bandes mit einem stabilen Raumgittersystem der Lampen in schaubildlicher Ausführung schematisch dargestellt.
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Es bezeichnet--l--das umlaufende Band, bestehend aus tragenden Umlaufketten--2--, die über Umlenkrollen schlangenförmig aufwärts und abwärts bewegt werden und in Höhenabständen Träger --3-- zur
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vorliegenden Falle stabil ist. An Stelle der Lampen können Gasleuchten oder andere Lichtquellen eingesetzt werden.
Schliesslich besteht auch die Möglichkeit, das Raumgittersystem der Pflanzen stabil und das der Lichtquellen in Form eines endlos umlaufenden Bandes bewegbar zu gestalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Bestrahlung von Pflanzen in Kulturräumen, in welchen Lichtquellen relativ zu den
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angeordnet sind und von raumgitterartig angeordneten Lichtquellen bestrahlt werden, wobei das Raumgittersystem der Lichtquellen das Raumgittersystem der Pflanzen durchsetzt und zumindest eines der beiden Raumgittersysteme gegenüber dem andern relativ bewegt wird.
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