AT396319B - Verfahren und vorrichtung zum aufbau eines elektrischen gleichfeldes in einer pflanze - Google Patents

Description

AT 396 319 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes zwischen einer Anode und einer Kathode, die in Richtung des Nährstofftransportes einer Pflanze voneinander distanziert angeordnet sind und die Anode im Erdboden im Bereich von den Pflanzen benachbarten wasserführenden Schichten angeordnet wird.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Anlage zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes im Erdboden bekannt 5 - gemäß EP-OS 87 663 bei welchem zwei im Abstand voneinander unter der Erdoberfläche verlegte Elektroden über ein Leitungssystem miteinander verbunden sind. Eine Elektrode, insbesondere die Kathode, ist in einem der Bodenoberfläche benachbarten Bodenbereich des Bodens und die weitere Elektrode, insbesondere die Anode, in einem im größeren Abstand von der Bodenoberfläche befindlichen Bodenbereich angeordnet. Dieses Verfahren bzw. diese Anlage hat sich in der Praxis bewährt. Die Potentialdifferenzen können damit jedoch nicht in allen in 10 der Praxis vorkommenden Fällen einen ausreichenden Transport von Feuchtigkeit in allen Bodenschichten bewirken.

Es sind bereits Verfahren zur Förderung des Pflanzenwachstums bekannt geworden - gemäß FR-A- 2 403 424, FR-B- 693 414, AT-B- 28 036, CH-A- 11438 und FR-B- 766 755 - bei welchen zwischen unterschiedlichen Bereichen einer Pflanze und des sie aufnehmenden Erdbodens ein elektrisches Gleichfeld aufgebaut wird. Dabei ist 15 ein Bereich des elektrischen Feldes mit negativem Potential von einem Bereich mit positivem Potential in Richtung des Nährstofftransportes der Pflanze voneinander distanziert angeordnet. Der Bereich mit positivem Potential ist mit einer mit der Pflanze verbundenen und bzw. oder im Erdboden eingebrachten Anode verbunden. Derartige Systeme können sowohl als passive Anlagen als auch als aktive Anlagen betrieben werden, wobei sich die aktiven Anlagen von den passiven dadurch unterscheiden, daß zwischen der Anode und der Elektrode eine 20 Gleichstromquelle zwischengeschaltet ist. Nachteilig ist bei all diesen bekannten Verfahren, daß durch starke Korrosion der Kathode bzw. Anode oder der Verbindungsleitungen vielfach das elektrische Feld nach kurzer Zeit zusammenbricht oder durch die Auflösung der Materialien und die Abgabe von schädlichen Metallteilen in den Erdboden die Pflanzenentwicklung gehemmt oder teilweise die Pflanze geschädigt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Zufuhr von Feuchtigkeit bzw. Nährstoffen zu den 25 Pflanzenzellen zu verbessern.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Anode Magnesium enthält und über eine Verbindungsleitung mit der Kathode verbunden ist, die aus einem in der Spannungsreihe höherwertigen Material und bzw. oder durch als Kathode wirkende Mineralien gebildet ist. Der überraschende Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß durch den Aufbau eines galvanischen Elementes zwischen den beiden Elektroden die Magnesium 30 enthaltende Elektrode aufgrund der Spannungsreihe der für die beiden Elektroden verwendeten Materialien als Anode wirkt. Diese löst sich aufgrund der elektrochemischen Wirkungen des galvanischen Elementes auf bzw. wird zersetzt. Die Kationen, wie z. B. Magnesium, wandern in Richtung des negativen Pols und werden mit der Feuchtigkeit bzw. den Nährstoffen den Wurzelbereichen der Pflanzen bzw. den Pflanzenzellen zugeführt. Dadurch kommt es zu einem Potentialaufbau im Gesamtsystem, also im Zellverband, der von den Oxidations· und 35 Reduktionsvorgängen, also der Ionenwanderung zwischen den Einzelzellen sich insofern unterscheidet, als das Gesamtsystem mit einer elektrischen Kraft überlagert wird, die unabhängig von den Wirkungen der Einzelzellen und den Oxidations- und Reduktionsvorgängen einen Nährstofftransport zwischen den beiden Elektroden ermöglicht. Der überraschende Vorteil dieser Lösung liegt aber vor allem darin, daß während des Feldaufbaues gleichzeitig dem Boden bzw. Pflanzen im Wurzelbereich Magnesium zugeführt wird, welches als Polarisator für 40 die Pflanzen dient und bewirkt, daß die über dem Erdboden hervorstehenden Teile möglichst ein negatives Potential aufweisen, um Nährstoffe aus dem Erdboden anzuziehen. Der Magnesiummangel in einigen Bodenarten hat bereits in früheren Zeiten immer wieder zu einem Absteiben der Pflanzen, z. B. einem Gelbwerden der Nadeln von Nadelbäumen bzw. der Blätter, insbesondere bei Obstbäumen, geführt. Dieser in letzter Zeit durch die Umwelteinflüsse bzw. durch die Immission von saurem Regen verstärkte Vorgang wird durch die Erfindung 45 verringert Das durch den sogenannten "sauren Regen" und die dadurch entstehenden sauren Lösungen aufgelöste basische Magnesium wird durch das bei der Auflösung der Elektroden frei werdende Magnesium ersetzt Dadurch ist im Boden wieder eine ausreichende Menge von Magnesium vorhanden und die bekannten Umweltschäden, wie z. B. Absterben der Baumkronen, insbesondere in Nadelwäldern und bei Obstbäumen, werden verringert bzw. überhaupt verhindert. Darüberhinaus ist es mit besonderem Vorteil unter Verwendung der erfindungsgemäßen 50 Lösung möglich, in vorbestimmten Bereichen eine gezielte Potentialdifferenz, z. B. in Bodenschichten mit hohem Leitwert aufzubauen. Dies ist insbesondere, wenn das Wasser aus tiefen Bodenschichten hochtransportiert werden soll, im Bereich von starken Humusschichten von Vorteil, da damit trotz des geringen Eigenwiderstandes ein entsprechend starkes elektrisches Feld aufgebaut werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß die Saftströmung der Pflanze entsprechend 55 ihrem Tagesrythmus mehr oder weniger, ohne Einfluß von außen verstärkt wird. Dies wird durch die größeren oder kleineren Leitwerte bei der stärkeren oder schwächeren Saftströmung und dem dadurch bedingten schwächeren oder stärkeren Feld selbständig gesteuert.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Magnesium enthaltende Elektrode, nämlich die Anode, im Wurzelbereich der Pflanze oder in einem zwischen der am negativem Potential 60 anliegenden Elektrode, nämlich der Kathode, und dem Erdboden befindlichen Bereich angeordnet ist Durch diese Lösung kann in überraschender Weise der Nährstofftransport einer Pflanze in ganz bestimmten Bereichen, beispielsweise im Übergangsbereich zwischen Erdboden und Wurzel oder in Richtung einzelner Äste des Baumes -2-

AT 396 319 B gefördert und somit das Pflanzenwachstum im gewünschten Umfang beeinflußt werden.

Weiters ist es aber auch möglich, daß die Magnesium enthaltende Elektrode mit Pflanzenschutzmitteln und bzw. oder Nährstoffen und bzw. oder Nährsalzen und bzw. oder Polarisatoren, z. B. Eisen, Borsäure, Arsen, Kupfer und dgl. dotiert ist. Durch die als Opferanode dienende Magnesium enthaltende Elektrode kann bei entsprechender Dotierung des Elektrodenmaterials dem Wurzelbeieich der Pflanze bzw. der Pflanze selbst nicht nur das als Polarisator dienende Magnesium in ausreichender Menge, sondern zusätzlich auch Nährsalze oder Nährstoffe, aber natürlich auch Pflanzenschutzmittel und Insektenschutzmittel in umweltfreundlicher Weise zugeführt werden, da die Abgabemenge genau auf die Aufnahmemenge der Pflanze abgestellt sein kann. Die Nachteile, wie sie bei der Düngemittel- und Insekten- bzw. Pflanzenschutzmittelzufuhr über die Oberfläche her bestehen, wie Beeinflussung von unmittelbar benachbarten Pflanzen sowie der Ökologie und den entsprechenden Ausschwemmungen bei Begießen bzw. bei starken Regenfällen, können dadurch in einfacher Weise ausgeschaltet werden.

Nach einer besonderen weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zuschlagstoffe, mit welchen die Magnesium enthaltende Elektrode dotiert ist, einen basischen pH-Wert aufweisen. Durch die Verwendung eines basischen pH-Wertes wird in jedem Fall sichergestellt, daß das dem normalem Nährstoffversorgungssystem der Pflanze mit Oxidations- und Reduktionsverfahren in den Einzelzellen überlagerte elektrische Feld diese Zusatzmittel zu der am negativem Potential anliegenden Elektrode hochgezogen und somit den Zellverband im Bereich des elektrischen Feldes zuverlässig zugeführt werden. Gleichermaßen kann durch entsprechende Dotierung der Magnesium enthaltenden Elektrode mit starken Basen der Zufuhr von sauren Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise durch Umwelteinflüsse und den sogenannten "sauren Regen" entstehen, entgegen gewirkt werden, da diese sauren Lösungen durch die während der Auflösung der Elektrode freiwerdenden Basen neutralisiert werden und den pH-Wert im Boden nicht nachteilig verändern können.

Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß die beiden Elektroden beidseits einer Veredelungsstelle angeordnet werden, wobei die Magnesium enthaltende Elektrode mit der zu veredelnden Pflanze verbunden ist und in der Transportrichtung der Saftströmung vor der Veredelungsstelle angeordnet ist, da dadurch die Pfälzer, also die auf die Stammpflanze aufgebrachten Pflanzenteile der veredelten Pflanze durch eine höhere Nährstoffzufuhr in ihrem Wachstum gestärkt und deren Entwicklung beschleunigt werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert

Es zeigen:

Fig. 1 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer durch einen Baum gebildeten Pflanze anhand eines Schnittes durch den die Wurzeln der Pflanze aufnehmenden Erdboden;

Fig. 2 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Versorgung von Kleinpflanzen mit Feuchtigkeit aus tieferen Bodenschichten;

Fig. 3 das Verfahren und die Anordnung der Vorrichtung nach der Erfindung zum Aufbau eines dem natürlichen Nährstofftransport durch die Ionenwanderung überlagerten elektrischen Feldes;

Fig. 4 eine Magnesium enthaltende und mit verschiedenen Nährstoffen bzw. Insektiziden dotierte Elektrode im Wurzelbereich einer Pflanze mit schematischer Darstellung des Nährstoff- bzw. Pflanzenschutzmittel- und Nährsalztransportes in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist von der Pflanze (1), einem Baum, ein Baumstamm (2) und Äste (3) sowie die im Erdboden (4) sich erstreckenden Wurzeln (5) dargestellt. Wie schematisch angedeutet, besteht der Erdboden (4) aus parallel zur Erdoberfläche (6) verlaufenden unterschiedlichen Schichten, beispielsweise einer aus Humus bestehenden Schicht (7), einer wasserdurchlässigen Sand durchsetzten Schicht (8), sowie einer wasserundurchlässigen Lehmschicht (9). Im unteren Bereich der mit sanddurchsetzten Schicht (8) befindet sich das Grundwasser (10), das bedingt durch die darunterliegende Lehmschicht (9) nicht weiter absinken kann.

Ein Grundwasserspiegel (11) befindet sich in einer erheblichen Distanz von den dem Grundwasserspiegel (11) nächstiiegenden Wurzel (5) der Pflanze (1). Die oberhalb des Grundwasserspiegels (11) liegende mit Sand durchsetzte Schicht (8) ist sehr trocken, da die von der Erdoberfläche (6) eindringende Feuchtigkeit nach dem Durchsickern der Humusschicht (7) in der anschließenden Schicht (8) nicht gehalten werden kann, sondern sofort in den Bereich des Grundwassers (10) absickert. Ist nun die Wasserzufuhr bzw. Feuchtigkeitszufuhr von der Erdoberfläche (6) nicht ausreichend, so kann sich die Pflanze (1) nicht in einem dem normalen Wachstum entsprechenden Umfang entwickeln.

Um die Feuchtigkeitszufuhr zu den Wurzeln (5) der Pflanze (1) im ausreichenden Umfang sicher zu stellen, ist eine Vorrichtung (12) zum Aufbau eines durch Feldlinien (13) angedeuteten elektrischen Gleichfeldes (14) dargestellt. Die Vorrichtung (12) umfaßt eine Gleichspannungsquelle (15), der am positiven Potential anliegende Ausgang (16) ist mit einer im Bereich des Grundwassers (10) angeordneten Elektrode (Anode) (17) verbunden. Ein am negativem Potential der Gleichspannungsquelle (15) anliegender Ausgang (18) ist über eine Leitung (19) mit einer in der Schicht (7), beispielsweise in der Humusschicht bzw. im Vegetationsbereich angeordneten Elektrode (Kathode) (20), die durch ein leitendes Netz gebildet sein kann, verbunden. Zwischen diesen beiden Elektroden (17,20) baut sich daher das elektrische Gleichfeld (14) auf. Je nach der Leitfähigkeit der einzelnen Bodenschichten (7, 8, 9) zwischen den beiden Elektroden (17, 20) wird die Wirkung des -3-

AT 396 319 B elektrischen Gleichfeldes (14) schwächer oder stärker, d. h., es wird mehr oder weniger Feuchtigkeit vom Grundwasser (10) in den Bereich der Schicht (7) gefördert, wie dies mit Pfeilen (21) schematisch angedeutet ist. Bei Böden mit einem hohen Leitwert kann es nun dazu kommen, daß die Feldstärke des Feldes nicht ausieicht um eine ausreichende Menge von Feuchtigkeit in den Wurzelbereich der Pflanze (1) zu verbringen. Um daher den Feuchtigkeitstransport im unmittelbaren Wurzelbereich der Pflanzen zu beschleunigen ist es möglich, zwischen der Elektrode (Kathode) (20) und der am positiven Potential anliegenden Elektrode (Anode) (17) eine weitere als Anode wirkende Elektrode (22) anzuordnen, sodaß zwischen dieser Elektrode (Anode) (22) und der Elektrode (Kathode) (20) ein dem elektrischen Gleichfeld (14) überlagertes elektrisches Gleichfeld (23) aufgebaut wird, welches durch Feldlinien (24) schematisch angedeutet ist. Durch diese kaskadenförmige Anordnung der Gleichfelder (14) und (23) kommt es zu dem durch stärkere Pfeile (25) angedeuteten verstärkten Wassertransport in Richtung der Wurzeln (5) der Pflanze (1). Es ist selbstverständlich möglich, über dem Bereich der Elektrode (20) mehrere Elektroden (22) - von welchen aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur eine dargestellt ist - anzuordnen. Bevorzugt wird man dabei so vorgehen, daß die als zusätzliche Anode wirkende Elektrode (22) aus einem Metall besteht, welches in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle ein negatives Potential aufweist. Ein derartiges Metall ist beispielsweise Magnesium, aber es könnte gegebenenfalls auch Aluminium oder Zink verwendet werden. Wichtig ist in diesem Fall nur, daß die Elektrode (22) mit ihrem der Elektrode (Kathode) (20) zugewendeten Endbereich um eine Distanz (X) unterhalb der Elektrode (20) angeordnet ist, sodaß sich zwischen der Elektrode (Anode) (22) und (Kathode) (20) ein elektrisches Feld (23) aufbauen kann.

Der Vorteil der kaskadenförmig angeordneten elektrischen Felder liegt unter anderem auch darin, daß in jedem einzelnen Feld mit niedereren Spannungen gearbeitet werden kann und die auf die Fläche bezogene Spannung die Grenzwerte, bei welchen es zu einer Elektrolyse der Feuchtigkeit bzw. des Wassers kommen kann, nicht überschritten wird. Dadurch wird das Entstehen aggressiver Stoffe, die die Elektroden angreifen sowie die Wurzeln (5) der Pflanze (1) schädigen könnten, vermieden.

Wie in Fig. 1 weiters gezeigt, ist es darüberhinaus aber auch möglich, Anoden (26) beispielsweise in der Humus aufweisenden Schicht (7) vorzusehen, die mit einer mit dem Baumstamm (2) der Pflanze (1) verbundenen Kathode (27) über eine Verbindungsleitung (28) zusammengeschaltet ist. Wird als Material für die Anode (26) ein Metall verwendet, welches in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle negativer ist als das Metall der Kathode (27) bzw. der Verbindungsleitung (28), so kommt es zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes (29), welches durch die Feldlinien (30) symbolisch angedeutet ist

Unabhängig von der Anordnung der Anode und Kathode (26,27) oder gegebenenfalls auch zusätzlich zu diesen kann eine Anode (31) in den Baumstamm (2) der Pflanze (1) beispielsweise unter Verwendung von Leitlack oder leitenden Substanzen in den Baumstamm (2) eingesetzt werden. Diese Anode (31) kann über Verbindungsleitungen (32) mit Kathoden (33,34), die in Richtung des Nährstofftransportes · Pfeil (35) - im Abstand von der Anode (31) angeordnet sind, verbunden sein. So können die Kathoden (33) durch in die Äste (3) bzw. den Baumstamm (2) eingebrachte Schnitte, in welche Metallteile über leitfähige Kleber bzw. Verbindungsmittel in den Baumstamm (2) eingebracht sind oder über an den Ästen (3) angebrachte manschettenförmige Kathode (34) an das negative Potential angeschlossen sein. Das elektrische Feld zwischen der Anode (31) bzw. Kathoden (33, 34) kann durch galvanische Elemente oder durch unabhängig davon angeoidnete Gleichspannungsquellen aufgebaut werden. Wird ein galvanisches Element vorgesehen, so ist für das Material der Verbindungsleitungen (32) bzw. die Kathoden (33,34) ein Metall zu verwenden, welches in der elektrochemischen Spannungsreihe ein geringes negatives Potential gegenüber einer normalen Wasserstoffelektrode aufweist als das Metall der als Anode (31) dienenden Elektrode. Bevorzugt wird für die Anode (31) Magnesium oder eine Magnesiumverbindung verwendet, während für die Verbindungsleitung Kupfer oder Kohlefasemleiter und für die Kathoden (33,34) Kohlefasem, Eisen oder dgl. verwendet werden können.

Die Fig. 1 zeigt weiters, daß es auch innerhalb des Baumstammes (2) bzw. der Pflanze (1) möglich ist, durch die elektrischen Gleichfelder (29, 36) zwischen der Anode (31) und Kathoden (33, 34) ein dem Zellsystem der Pflanze (1) überlagertes elektrisches Feld auszubilden, mit dem unabhängig von den Oxidationsund Reduktionsmechanismen und den durch die Ionenwanderung bedingten Nährstofftransport ein Nährstofftransport der Pflanze (1) bewirkt wird, sodaß den einzelnen Zellen mehr Metalle bzw. Salze und Nährstoffe zur Verarbeitung in den Oxidations- und Reduktionsvorgängen zugeführt werden.

Dadurch kann der Stammaufbau bzw. die Pflanzenentwicklung oder die Entwicklung der einzelnen Früchte und deren Reifeprozeß in gewünschter Weise gesteuert werden. Ein bevorzugter Anwendungsfall der Vorrichtung liegt in der Unterstützung der Entwicklung von bei einem Veredelungsvorgang auf eine Pflanze (1) aufgebrachten Pfälzem. Hierbei wird die am positivem Potential anliegende Anode (31), zwischen den Wurzeln (5) und der Veredelungsstelle und die am negativem Potential anliegende Kathode (33,34), mit dem Pfälzer kontaktiert.

In überraschender Weise hat sich dabei sogar gezeigt, daß der durch die Ionenwanderung zwischen den einzelnen Zellen entstehende Nährstofftransport offensichtlich durch die unterschiedlichen Leitwerte, die bei verringerter Nährstoffverarbeitung in den sogenannten Ruhepausen der Pflanze (1) entstehen, auch das Fremdfeld, welches über die Elektroden den natürlichen Nährstofftransport überlagert wird, steuert, sodaß eine Überfüllung des Zellsystemes der Pflanze (1) mit Nährstoffen bzw. Salzen und dgl. bzw. ein Zusammenbruch des -4-

AT396 319 B

Zellsystemes verhindert wird. Vielmehr hat es sich gezeigt, daß bei entsprechender Dotierung der Anode (31), wie dies nachstehend noch erläutert werden wird, die Nährstoffe bzw. Nährsalze, wenn diese einen basischen Charakter bzw. pH-Wert aufweisen, rascher in den Zellaufbau der Pflanzen (1) integriert und dort von den Einzelzellen verarbeitet werden können, wodurch die Pflanzenentwicklung und deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten bzw. Insekten erhöht wird.

In Fig. 2 ist die Anordnung von kaskadenförmigen Gleichfeldem (37,38) zwischen einer im Grundwasser (10) befindlichen Anode (17) und einer im Vegetationsbereich von Pflanzen (39) befindlichen am negativem Potential einer Gleichspannungsquelle (15) anliegenden Kathode (40) gezeigt Die zum Aufbau der elektrischen Felder (38) zwischen den Anode (17) und Kathode (40) zusätzlich angeordneten Anoden (41) bestehen beim dargestellten Ausfiihrungsbeispiel aus sogenannten Opferanoden (42), d. h. aus Metallen, die gegenüber der Kathode (40) in der elektrochemischen Spannungsreihe ein gegenüber einer normalen Wasserstoffelektrode negatives Potential aufweisen. Diese Anode (41) ist zusätzlich mit Nährsalzen (43) bzw. Insektiziden (44) oder dgl. dotiert, die, wie mit schematischen Pfeilen angedeutet, durch den elektrochemischen Prozeß zwischen der Anode (41) und der Kathode (40) aufgrund des durch das galvanische Element erfolgenden Abbaues der Opferanode (42) frei werden und sich in Richtung der Wurzeln (45) der Pflanzen (39) bewegen. D. h., diese Insektizide und Nährsalze werden mit dem Feuchtigkeitstransport und den übrigen Mineralien den Einzelzellen der Pflanzen (39) zugeführt.

In Fig. 3 ist anhand eines Beispieles der Ablauf der Ionenwanderung zwischen den Einzelzellen sowie der dieser überlagerte Nährstofftransport durch das elektrische Feld stark vereinfacht und schematisch dargestellt. Diese Verhältnisse entsprechen im wesentlichen dem in Fig. 2 zwischen den Opferanoden (42) und der Kathode (40) bzw. den Wurzeln (45) ablaufenden Vorgang, ist jedoch in Fig. 3 anhand eines elektrischen Feldes dargestellt, welches sich zwischen den Wurzeln (45) einer Pflanze (39) und einer in deren Bereich angeordneten Opferanode (42) bzw. einer auf der Pflanze (39) im Bereich oberhalb der Erdoberfläche (6) befindlichen Kathode (46) mit negativem Potential erstreckt.

Die Opferanode (42) ist durch Magnesium gebildet, wobei in vorteilhafter Weise Reinmagnesium verwendet wird. Vor allem soll das Magnesium aluminiumfrei sein, um Schäden an den Wurzeln (45) bzw. Pflanzen (39) zu vermeiden. Der weitere Vorteil, der bei einer aus Magnesium bestehenden Opferanode (42) auftritt, liegt darin, daß sich durch den elektrochemischen Abbau der Opferanode (42), bedingt durch das sich zwischen dieser und einer beispielsweise in der Pflanze (39) befindlichen Kathode (47) aufbauende elektrochemische Element Magnesiumionen (48) an den Wurzeln (45) der Pflanze (39) anlegen bzw. im Wurzelbereich eine Anreicherung an derartigen Magnesiumionen (48) auftritt. Bei Niederschlägen, wie beispielsweise Regen (49) - der schematisch durch strichlierte Linien angedeutet ist · entsteht durch die Verbindung des Regens (49) bzw. Schnees mit dem in der Luft vorhandenen Schwefel eine schwefelige Säure, die in eine Humusschicht (50) eindringt. Durch die Reaktion der schwefeligen Säure mit dem im Boden vorhandenen Magnesium entsteht Magnesiumhydroxyd Mg(OH)2 und dadurch wird die schädliche Wirkung des sauren Regens im Erdboden bzw. eine dadurch «folgende pH-Wert-Änderung vermieden.

Weiters kommt es dazu, daß durch das Anlagcm von Magnesiumionen an Wurzeln (45) Wasserstoff bzw. Fremdionen (51), wie beispielsweise negativ geladene Salzreste und Hydroxydionen, wie z. B. CI-, NO3-, PO43-, SO42, HCO3-, COO-, OH- sowie CH3- werden dagegen von den positiven Anionen abgestoßen bzw. von den Wurzeln (45) abgerebelt, wie dies schematisch durch kleine Pfeile im Bereich einer der Wurzeln (45) anhand der Fremdionen (51) daigestellt ist Durch das Entfernen der Wasserstoff- bzw. Fremdionen (51) von den Wurzeln (45) wird den Pflanzen (39) die Nährstoffaufnahme durch die Wurzeln (45) erleichtert und es können dadurch der Pflanze (39) mehr Nährstoffe zugeführt werden.

In Fig. 4 ist an einer Anode (52) gezeigt, daß diese außer Magnesium (53) - möglichst in Form von reinem Magnesium - auch andere Mineralnährstoffe enthalten kann. Diese Mineralnährstoffe, die durch die Saftströmung innerhalb der Pflanze verteilt werden, unterteilen sich in Hauptelemente (Makroelemente) und in Spurenelemente (Mikroelemente). Die Hauptelemente werden in größeren Quantitäten aufgenommen und für den Aufbau der lebenden Substanz verbraucht. Die in sehr kleinen Mengen vorhandenen Spurenelemente werden benötigt, um ein richtiges und effektives Funktionieren des Organismus der Pflanze (39) zu sichern. Dabei ist festzuhalten, daß der Begriff Mineralemährung wenig scharf ist, weil der Kohlenstoff in großen Quantitäten in karbonreichen Gesteinsarten vorkommt, ohne jedoch wesentlich mit der Kohlensäureaufnahme aus Luft und Wasser zu konkurrieren. Der Stickstoff ist gar nicht mineralisch, die Stickstoffversorgung geschieht aber auf demselben Weg wie die übrige Nährsalzaufhahme.

Man spricht allgemein von Nährsalz- und Salzaufnahmen, es ist aber leicht einzusehen, daß im allgemeinen Ionen absorbiert werden, nicht elektroneutrale Moleküle. Die Neutralsalze, in denen die meisten Nährstoffe vorhanden sind, werden von starken Basen und Säuren zusammengesetzt, die bei der vorliegenden meist großen Verdünnung praktisch genommen vollständig dissoziiert sind. Deshalb spricht man üblicher Weise von Nährkationen und Nähranionen sowie von Ionenaufnahme.

Zu den unentbehrlichen Kationen werden K+, Ca2+, Mg2*, Fe^+ und Mn2+ gezählt. Die unentbehrlichen Anionen sind H2PO4- und SO42-. Der Stickstoff wird entweder als Anion NO3- oder als Kation NH4+ -5-

Claims (4)

1. AT 396 319 B aufgenommen. Bei höheren pH-Werten kann der Stickstoff auch als Molekül NH4OH aufgenommen werden. Eine vollständige Nährlösung soll beispielsweise in geeigneter Mischung alle diejenigen Kationen und Anionen enthalten, die die Pflanze braucht. Dazu zählen z. B. KCl+KH2P04+Ca(N03)2+MgS04+Fe-citrat+MnClj+CuSC^+ZnSC^+HgBOß plus eventuell andere Spurenelemente. Dementsprechend ist beispielsweise die Anode (52) in Anpassung an die im Bereich der Pflanze (39) gegebenen Umweltbedingungen neben Magnesium als Metall, das sich infolge der elektrochemischen Zersetzung in Mg^+ Ionen auflöst und sich an den Wurzeln (45) einer Pflanze (39) ablagert, auch beispielsweise mit Magnesiumsulfat (54) MgS(>4 Borsäure (55) - H3BO3 - und Kaliumchlorid (56) - KCl - dotiert. Wie schematisch angedeutet, wandern diese Nährstoffe bzw. die positiven Ionen, nämlich die Kationen, in Richtung der am negativen Pol anliegenden Kathode, die oberhalb der Wurzeln (5) bzw. in eine gegenüber der Anode (52) in Richtung des Saftstromes von dieser distanzierten Lage angeordnet ist. Die Nährkationen und Nähranionen werden dadurch aufgrund des genau vordefinierten elektrischen Gleichfeldes unabhängig von dem durch den Zellaufbau der Pflanze (39) bedingten Ionenaustausch bzw. die Anionenatmung in den Bereich des Saftstromes verbracht bzw. kann die Zufuhr dieser Nährionen in von den Wurzeln weiter distanzierten Pflanzenbereiche ermöglicht werden. D. h., die durch den Pflanzenaufbau und die Pflanzenphysiologie bedingte Nährstoffversorgung wird durch die Nährstoffversorgung mittels des überlagerten elektrischen Gleichfeldes verstärkt Dabei konnte interessanter und überraschender Weise bei entsprechenden Versuchen festgestellt werden, daß aufgrund der durch die Oxidations- und Reduktionsvorgänge im Zellaufbau bzw. durch die Salzaufnahme im Gewebe entstehenden chemischen Vorgänge interessanter Weise auch das zusätzlich aufgebaute elektrische Gleichfeld (23) in den sogenannten Ruhephasen der Pflanzen, in welchen die Nährionen- bzw. Salzaufnahme verzögert ist, offensichtlich durch eine entsprechende Leitwerterhöhung innerhalb der Pflanze (I) und einem Absinken des Innenwiderstandes das elektrische Gleichfeld (23) geschwächt wird, sodaß in dieser Phase des Pflanzenlebens der Zellaufbau mit Nährsalzen nicht überlastet wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anode (52) mit jedem beliebigen anderem Nährsalz bzw. mit Mikro- oder Makroelementen zu dotieren, um die Vorteile des den normalen Prozessen im Pflanzenwachstum überlagerten Nährstofftransportes auszunutzen. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt weiters auch noch darin, daß durch entsprechende Anordnung der Elektroden die Intensität des Saftstromes bzw. die Nährsalzversorgung innerhalb der Pflanze (1) beeinflußt werden kann, um so das Wachstum der Pflanzen (1) in gewissen Richtungen, beispielsweise bei Bäumen ein gleichmäßiges Astwachstum zu ermöglichen. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes zwischen einer Anode und einer Kathode, die in Richtung des Nährstofftransportes einer Pflanze voneinander distanziert angeordnet sind und die Anode im Erdboden im Bereich von den Pflanzen benachbarten wasserführenden Schichten angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (22, 26, 31, 41, 42) Magnesium (53) enthält und über eine Verbindungsleitung (28, 32) mit der Kathode (27,33, 34, 47) verbunden ist, die aus einem in der Spannungsreihe höherwertigen Material und bzw. oder durch als Kathode wirkende Mineralien gebildet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesium enthaltende Anode (22, 26, 31, 41, 42) mit Zuschlagstoffen, insbesondere mit Pflanzenschutzmitteln und/oder Nährstoffen und/oder Nährsalzen (43) und/oder Polarisatoren, z. B. Eisen, Borsäure (55), Arsen, Kupfer und dgl. dotiert ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe, mit welchen die Magnesium enthaltende Anode (22,26,31,41,42) dotiert ist, einen basischen pH-Wert aufweisen.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (26,31) und die Kathode (27, 33, 34) beidseits einer Veredelungsstelle angeordnet werden, wobei die Magnesium (53) enthaltende Anode (26,31) mit der zu veredelnden Pflanze (39) verbunden ist und in der Transportrichtung der Saftströmung vor der Veredelungsstelle angeordnet ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -6-