AT364567B

AT364567B - Verfahren und vorrichtung zur vertikalen kultivation von hohen gewaechsen

Info

Publication number: AT364567B
Application number: AT0117079A
Authority: AT
Original assignee: Ruthner Othmar
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1981-10-27
Also published as: ATA117079A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vertikalen Kultivation von hohen Gewächsen, wie Hopfen, Wein, Tomaten, Bohnen, Erbsen und sonstigen Schlingpflanzengewächen, die auf einem horizontal bewegten Umlaufsystem hängend kultiviert werden.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei welcher die hängenden Pflanzensysteme mittels entsprechend langen Seilen ein oder mehrere Wurzelsysteme, die einerseits in Nährlösungskanälen geführt sind oder in Nährlösungsbehälter tauchen, tragend mit Rollen auf waagrecht geführten Laufschienen oder auf einer umlaufenden Seilbahn bewegt sind.

Die Pflanzenkultur in horizontaler Ebene wird seit Menschengedenken praktiziert. In Steilhängen finden terassenförmige Kulturen statt. Auch wird für die Kultivation von hochwachsenden Pflanzen, wie Wein, Bohnen, Hopfen, Schlingpflanzengewächse jeder Art zum Teil die dritte Dimension genützt, wobei die Höhe der Pflanzen, mit seltenen Ausnahmen, zumeist mit der Reichweite des Menschen begrenzt ist. Auch wurden, wie in der AT-PS Nr. 318967 beschrieben, für kontinuierliche Fliessbandkulturen vertikale Kultursysteme eingesetzt, wobei in horizontal hochgelegenen Gleitschienen auf Rollvorrichtungen Seile angebracht sind, die in verschiedener Länge ein Wurzelsubstratgefäss tragen, aus welchem sich die Pflanze in vertikaler Richtung auf dem Seil hochrankt.

Wird dieses System in Hochglashäusern genützt und Sonnenlicht für die Photosynthese verwendet, so erbringt die Beschattung der Pflanzen untereinander Schwierigkeiten, umso mehr als das Sonnenlicht sowohl. zeitlich, als auch in seiner Lichtintensität schwankt. Für eine kontinuierliche Produktion ist der Gebrauch von natürlichem Licht praktisch unbrauchbar, so dass die Kultivation in geschlossenen Räumen mit verspiegelten Innenseitenwänden durchgeführt werden muss.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird ein Verfahren der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen, welches erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch die Schritte a) Einsetzen der jungen Pflanzen in hängende Körbchen ausserhalb eines geschlossenen Kultur- raumes, wobei die Wurzeln, so wie in den weiteren Schritten, in eine Nährstofflösung eintauchen, b) Einbringung der hängenden Körbchen mit den Pflanzen in den Kulturraum, in welchem diese in einem Raum-Pflanzen-Lichtgitter-System auf einem horizontal bewegten Umlaufsy- stem hängend kultiviert werden, wobei die vertikalen Pflanzen in einem Raum-Pflanzen-
Lichtgitter-System untereinander ein errechnetes Raumgittersystem bilden, dessen Be- leuchtungskörper vorzugsweise in Abhängigkeit vom Wachstum der Pflanzen zu bzw.

ab- schaltbar sind, das seinerseits durch ein stabiles Lichtgitter bewegt wird, c) Durchführen der Körbchen mit den Pflanzen durch zumindest einen Kulturraum, und d) Aberntung der gereiften Pflanzen und Wiederbeschickung mit neuen jungen Pflanzen ausser- halb des Kulturraumes, bzw. der Kulturräume. Das bedeutet, dass Pflanzen, in einem bewegten Raumgitter angeordnet, sich gleichfalls in einem Lichtgitter bewegen. Hiebei handelt es sich um Pflanzenkulturen, welche einem vertikalen Wachstumsprinzip unterliegen.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände der Kulturräume verspiegelt sind, wobei vorzugsweise metallbeschichtete isolierte Folien oder Spiegelgläser zum Einsatz kommen, wodurch die Lichtintensität des Kulturraumes weitgehend erhöht wird.

Die einzelnen Pflanzen, oft zu Gruppen angeordnet, wachsen aus einem gemeinsamen oder geteilten Wurzelraum an einem an mehreren Seilen empor, wobei die Seile einzeln oder zusammengefasst sich auf Rollvorrichtungen bewegen, diese wieder in schlangenförmiger oder beliebiger Anordnung in der Decke befinden, wobei ein Rücklauf oder eine Art Rundlauf gewährleistet wird.

Dabei ist es auch möglich, dass auf einem Seil mehrere Pflanzeneinheiten mit Wurzelraum übereinan- der angebracht sind. In diesem Fall erfolgt die Bewässerung bzw. Nährlösungszufuhr durch eine speziell angeordnete Giessvorrichtung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung darstellen. Hiebei zeigen Fig. l und 2 stark vereinfacht Vertikalschnitte durch erfindungsgemässe Anlagen ; Fig. 3 ist eine schaubildliche Prinzipskizze des Aufbaues der erfindungsgemässen Anlagen, Fig. 4 zeigt einen Ver-

tikalschnitt einer andern Ausführungsart, und Fig. 5 zeigt, ebenfalls im Vertikalschnitt, eine weitere Ausbildungsform.

Fig. l zeigt einen weitgehend vereinfachten Vertikalschnitt durch ein Gewächshaus --1--, dessen Bodenfläche als wasserdichtes Bassin --2-- von geringer Tiefe ausgebildet ist. Durch kastenartige Einbauten --3-- ist dieses Bassin in Rinnen --4-- unterteilt, welche abwechselnd an ihren beiden Enden zu einer schlangenlinien- oder zickzackförmig hin und herführenden einzigen Rinne für eine Nährstofflösung für die Pflanzen verbunden sind. Die beiden Enden dieser schlangenartig verlaufenden Rinne sind durch einen nicht gezeigten Querkanal verbunden, welcher vorzugsweise ausserhalb des Gewächshauses --1-- in einem an dieses unmittelbar anschliessenden Gebäude - verläuft (s. Fig. 3).

Die so entstandene, in sich geschlossene Rinne ist mit einer Folie - flüssigkeitsdicht ausgekleidet. Die Oberseiten der Einbauten --3-- sind mit lichtdichten und
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--7--,- 4-verlaufen Rohre-5-, welche der Zufuhr von Sauerstoff in die Nährstofflösung dienen.

An der Decke --9-- des Gewächshauses --1-- ist ein Führungskanal-10- (Gleitbahn) für eine nicht gezeigte Transportkette vorgesehen. Dieser Führungskanal --10-- liegt genau oberhalb der Mitte der Rinnen --4--, folgt genau dem Verlauf der in sich geschlossenen Rinne für die Nährstofflösung und ist so wie diese Rinne in sich geschlossen. Der Führungskanal --10-- ist unten geschlitzt und bildet auf diese Weise zwei zueinander parallele Laufbahnen für Rollengehänge - -11--, die, in entsprechendem Abstand voneinander, an die Transportkette angeschlossen sind.

Anstelle der Transportkette mit Rollengehängen kann auch eine Umlaufbahn nach der Art einer Seilbahn vorgesehen sein, bei welcher das Eintauchen des Wurzelbehälters der Pflanze in ein Nährlösungsbad im mittleren Teil des Durchhanges des Seiles zwischen zwei Stützrollen erfolgt.

An jedem Rollengehänge --11-- ist eine Kunstfaserschnur --12--, eine Nylonlitze od. dgl. befestigt, die an ihrem unteren Ende ein Körbchen --13-- für die Wurzeln der zu züchtenden Pflanzen trägt. Diese Körbchen hängen in der Rinne im Abstand vom Boden des Bassins und tauchen In die Nährstofflösung ein.

In dem zwischen zwei Rinnen befindlichen Raum sind jeweils mehrere, übereinander ange-
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des Kultivationsraumes verteilt und können vom Boden beginnend, entsprechend dem Wachstum der Pflanzen aufeinanderfolgend zugeschaltet werden. Durch die Abwärme der Leuchten kann die Nährlösung der Pflanzen erwärmt werden.

Weiters sind zwischen je zwei Rinnen und oberhalb derselben vertikale Kanäle --16-- vorge- sehen, die der Zufuhr von Luft, Kohlendioxyd, Sauerstoff od. dgl. dienen. In der Decke - können weitere Klappen --17-- vorgesehen sein, die der Zufuhr von Frischluft dienen können. Die Luft kann hiebei in einem geschlossenen Kreislauf geführt und entsprechend aufbereitet werden.

Die Wände und die Decke des Gewächshauses-l-sind innen mit lichtundurchlässigem und gut reflektierendem Material, vorzugsweise Aluminiumfolie, überzogen. Dadurch können im Inneren des Gewächshauses, von den äusseren Witterungsumständen völlig unbeeinflusst, jene Bedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Sauerstoff-, Kohlendioxydgehalt der Luft, Lichtstärke usw. geschaffen werden, die mitsammen die besten Voraussetzungen für das Pflanzenwachstum ergeben.

Die zu züchtenden hochwachsenden Pflanzen werden, noch verhältnismässig klein, im Gebäude - in die Körbchen --13-- eingelegt, so dass ihre Wurzeln in die Nährstofflösung in der Rinne eintauchen. Die Transportkette wird in sehr langsame Bewegung versetzt, so dass alle Körbchen --13-- in den Rinnen und damit in der Nährstofflösung langsam weiterwandern. Die Pflanzen ran-
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dgl.lösung usw. und gegebenenfalls einer Programmsteuereinrichtung automatisch auf die für die jeweils zu züchtenden Pflanzen als am günstigsten erkannten Werte gebracht werden.

Wenn die Pflanzen die gewünschte Grösse, den gewünschten Fruchtstand, den gewünschten Gehalt an bestimmten chemischen Substanzen usw. erreicht haben, werden sie durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Transportkette in das Gebäude --G-- gebracht, wo sie den Körbchen --13-- zur Verwertung entnommen werden.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausbildungsform der in Fig. l dargestellten Einrichtung. Die Rinnen --4-- und deren Verbindungen sind bei dieser Ausbildungsform im Boden des Bassins selbst ausgebildet. Die kastenartigen Einbauten --3-- und die Leitungen -8-- entfallen daher. Zur Luftzu- und Abfuhr dienen die Kanäle --16-- bzw. die Klappen --17--. Der übrige Aufbau dieses Ge- wächshauses-l-entspricht zur Gänze jenem nach Fig. 1.

Der Fig. 3 ist der Zusammenbau von Gewächshaus-l-und zusätzlichem Gebäude --G-- zu entnehmen. Weiters ist in dieser sehr stark vereinfachten Darstellung auch der Verlauf des Führungskanals-10-- gezeigt, welcher genau den Rinnen --4-- im Bassin des Gewächshauses --1-- folgt.

Eine gegenüber den bisher beschriebenen Beispielen vereinfachte Ausbildungsart zeigt Fig. 4.

Das Bassin --2-- des Gewächshauses --1-- hat einen ebenen Boden ; zur Bildung der Rinnen --4-- sind am Boden jeweils zwei T-förmige Träger --18-- nebeneinander gestellt. Ober diese Trä- ger--Iss--sind sodann, wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausbildungsarten, die Folien - 6 und 7-gelegt. Die Konstruktion gibt, so wie jene nach Fig. 1, die Möglichkeit, durch Versetzen der Träger --18-- bzw. der kastenartigen Einbauten --3--, ebenso wie des Führungskanals - -10--, einen andern Verlauf der Rinnen --4-- zu erreichen, wenn andere, z. B. breiterwüchsige Pflanzen, gezüchtet werden sollen.
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Claims

--2-- sind T-Träger --19-- mitPATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur vertikalen Kultivation von hohen Gewächsen, wie Hopfen, Wein, Tomaten, Bohnen, Erbsen und sonstigen Schlingpflanzengewächsen, die auf einem horizontal bewegten Umlaufsystem hängend kultivert werden, gekennzeichnet durch die Schritte a) Einsetzen der jungen Pflanzen in hängende Körbchen ausserhalb eines geschlossenen Kultur- raumes, wobei die Wurzeln, so wie in den weiteren Schritten, in eine Nährstofflösung eintauchen, b) Einbringung der hängenden Körbchen mit den Pflanzen in den Kulturraum, in welchem diese in einem Raum-Pflanzen-Lichtgitter-System auf einem horizontal bewegten Umlaufsystem hängend kultiviert werden, wobei die vertikalen Pflanzen in einem Raum-Pflanzen-Licht- gitter-System untereinander ein errechnetes Raumgittersystem bilden,

dessen Beleuchtungs- körper vorzugsweise in Abhängigkeit vom Wachstum der Pflanzen zu bzw. abschaltbar sind, das seinerseits durch ein stabiles Lichtgitter bewegt wird. c) Durchführen der Körbchen mit den Pflanzen durch zumindest einen Kulturraum, und d) Aberntung der gereiften Pflanzen und Wiederbeschickung mit neuen jungen Pflanzen ausser- halb des Kulturraumes, bzw. der Kulturräume.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher die hängenden Pflanzensysteme mittels entsprechend langen Seilen ein oder mehrere Wurzelsysteme, die einerseits in Nährlösungskanälen geführt sind oder in Nährlösungsbehälter tauchen, tragend mit Rollen auf EMI4.1 zeichnet, dass die Innenwände der Kulturräume (1) verspiegelt sind, wobei vorzugsweise metallbeschichtete isolierte Folien oder Spiegelgläser zum Einsatz kommen, wodurch die Lichtintensität des Kulturraumes (1) weitgehend erhöht wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kultivationsräume (1) durch Folien gasdicht abgeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Pflanzenproduktion unmittelbar an Weiterverarbeitungssysteme angeschlossen ist, wobei integrierte Anlagen entstehen, die es ermöglichen, ganzjährig in gleichmässigen Abständen eine Aufarbeitung der Ernten zu gewährleisten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pflanzeneinheiten auf vertikalen Seilen (12) untergebracht sind, wobei die Nährlösung zentral oder an bestimmten Stellen des Umlaufsystems zugeführt wird.