AT519191B1

AT519191B1 - Aeroponische Versorgungseinheit zur Pflanzenzucht

Info

Publication number: AT519191B1
Application number: ATA466/2016A
Authority: AT
Inventors: Almer Felix; Kraut Markus
Original assignee: Almer Felix; Kraut Markus
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-12-15
Also published as: AT519191A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine aeroponische Nährstoff- und Wasserversorgung zur Pflanzenzucht. Mittels Ultraschallnebelelementen (5) in der Wurzelkammer wird die Oberfläche einer, mit Nährstoffen angereicherten, Lösung aufgebrochen und über Nebelkanäle (4) direkt in die Wurzelkammer (1) eingebracht. Ein Nährstoffrückgewinnungskreislauf, bestehend aus einer Einlegeplatte (10) und gravitativem Auslass (9) in der Wurzelkammer (1), reduziert den Wasserverbrauch auf ein Minimum. Dabei wird nicht verwendete Nährstofflösung in ein Sammelbecken (2) rückgeführt und erneut in den aktiven Kreislauf eingebracht. Eine zusätzliche Notbewässerung (7) sichert ein fehlerresistentes, wartungsarmes Systemverhalten. Mehrere Füllstandsensoren (11) verhindern ein Trockenlaufen der Nährstoffversorgungseinheit durch das Nachfüllen von Nährstofflösung oder Wasser aus einer bereitgestellten Nährstofflagerung (3) mittels Pumpen (6) und/oder einer Frischwasserzuleitung. Samentaschen (8), eingesetzt in der Deckplatte (13) des Gehäuses (14) sorgen für den notwendigen Halt der Pflanze. Temperatursensoren (12) überwachen zusätzlich das Systemverhalten.

Description

Beschreibung [0001] Die beschriebene Erfindung ist eine aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Effizienzsteigerung der Nährstoff- und Wasseraufnahme von Pflanzen in künstlichen Zuchtsystemen. Um die konkrete Problemstellung der Wasser- und Nährstoffversorgung von Pflanzen unter der Bedingung der möglichst ununterbrochenen Funktion des Gerätes, sowie möglichst konstant bleibenden Temperaturen innerhalb der Wurzelkammer zu gewährleisten, wurde der nachfolgende Ansatz erarbeitet. Die Erfindung unterscheidet sich gegenüber herkömmlichen Bewässerungs- und Nährstoffversorgungssystemen durch die Kombination von aeroponischer und hydroponischen Systemelementen und der einhergehenden wartungsarmen und sicheren Versorgung der Pflanzen.

[0002] Aufgrund von schwindenden Ressourcen ist es Vorteilhaft benötigte Grundstoffe der Agrarwirtschaft, wie etwa Wasserversorgung, in einem präzisen Verfahren den Nutzpflanzen zuzuführen. In bestehenden Systemen geht oft ein großer Anteil an Nährstoffen sowie Wasser nicht in den Stoffwechselkreislauf der gewünschten Nutzpflanze über, sondern versickert oder wird von anderen Pflanzen übernommen.

[0003] Aeroponische Pflanzenzucht beschreibt die Kultivierung von Pflanzen ohne der Nutzung von festen oder flüssigen Wurzelmedien. Dies bedeutet, dass die Wurzeln der Pflanze nicht wie bei herkömmlichem Anbau durch Erde oder Wasser, sondern über die Luft mit den notwendigen Spurenelementen und Wasser versorgt werden. Dabei kann eine Minderung des Wasserbedarfs pro Pflanze um bis zu 80% erzielt werden.

[0004] Derzeit nutzen aeroponische Nährstoffversorgungen Sprüh- und Zerstäubervorrichtungen, welche auf Leitsysteme angewiesen sind um eine vollständige Versorgung der Pflanze zu gewährleisten. Diese neigen zu Verstopfung durch Nitratkristallisation, sowie Sedimentation und sind daher sehr wartungsintensiv. Ein Nachteil dieser Systeme ist, dass im Falle eines Ausfalls der Erhalt der lebenswichtigen Bewässerung nicht gewährleistet ist. Die vorliegende Erfindung kombiniert die Vorzüge des konventionellen Bewässerungsansatzes mit dem eines ultraschallbetriebenen Aeroponiksystems.

[0005] Abbildung 1 und Abbildung 2 stellen einen möglichen Aufbau der Versorgungseinheit dar.

[0006] Abbildung 1 zeigt den Aufbau der nachfolgend beschriebenen internen Systemkomponenten insbesondere der Wurzelkammer 1 und des Sammelbeckens 2.

[0007] Abbildung 2 zeigt eine dimetrische Ansicht unter Vernachlässigung aller nicht sichtbaren Kanten zur Darstellung der Deckplatte 13 mit Entlüftungsöffnungen 16 und Samentaschen 8.

[0008] Die Deckplatte 13 simuliert den Erdboden. Oberhalb dieser Platte befindet sich der verholzende, sowie der photosynthesebetreibende Teil der Pflanze. Darunter hängen die Wurzeln der Pflanze, frei und von Licht geschützt, in einem mit Nährstoffen angereicherten Wassernebel. Die, in die Öffnungen der Deckplatte 13 des Gehäuses 14 eingesetzten, Samentaschen 8 geben den Wurzeln der Pflanze, trotz fehlender Erde, den notwendigen Halt. Ebenfalls an der Deckplatte 13 angebrachte Entlüftungsöffnungen 16 sorgen für einen physikalisch bedingten Temperaturausgleich bei Überschreitung der Umgebungstemperatur.

[0009] Mittels Ultraschallnebelelementen 5 wird die Oberfläche einer, mit Nährstoffen angereicherten, Lösung, bestehend aus Wasser, organischen Substanzen, sowie Spurenelementen, aufgebrochen und so als Nebel direkt in die Wurzelkammer 1 eingebracht. Diese Ultraschallnebelelemente 5 sind Teil von Nebelkanälen 4, welche über eine Einlegeplatte 10 positioniert werden.

[0010] Durch die Zerstäubung im Ultraschallfrequenzbereich wird eine höhere Nährstoffabsorptionsrate der Pflanze erreicht, resultierend in qualitativ und quantitativ verbessertem Wachstumsverhalten. Um eine optimale und sichere Versorgung zu gewährleisten, wird, zusätzliche zu den Ultraschallnebenelementen 5, eine Notbewässerung 7, mit Auslässen an den Samentaschen 8, verwendet. Diese sorgen auch im Falle einer Fehlfunktion und/oder Normalbetrieb der Ultraschallnebenelemente 5 für die Nährstoff- und Wasserversorgung der Pflanze.

[0011] Ein Nährstoffrückgewinnungskreislauf reduziert den Wasserverbrauch auf ein Minimum. Dabei sammelt sich nicht aufgenommener Nebel unter der Einlegeplatte 11. Das so erhaltene Nährstoffkondensant wird über einen gravitativen Auslass 9 in ein Sammelbecken 2 rückgeführt und erneut in den aktiven, durch Schläuche 15 verbundenen, Kreislauf eingebracht.

[0012] Zur Sicherstellung eines fehlerresistenten, wartungsarmen Systemverhaltens verhindern Füllstandsensoren 11 und Pumpen 6 ein Trockenlaufen des Systems durch das Nachfüllen von Nährstofflösung oder Wasser aus einer bereitgestellten Nährstofflagerung 3 und/oder einem Anschluss an einer Frischwasserzuleitung.

[0013] Temperatursensoren 12 in der Nährstoffversorgungseinheit messen kontinuierlich das Systemverhalten. Die Aufnahme der Temperaturmesswerte dient der möglichen Systemneukalibrierung im Falle eines Einsatzes in neuer Umgebung oder externer Temperaturschwankungen.

[0014] Die vorliegende wartungsarme, aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht, nach Beispiel von Abbildung 1 und 2, kann einfach in bereits bestehende Gewächshäuser oder Ähnlichem inkludiert werden. Die Erfindung ist demgemäß nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Claims

Patentansprüche

1. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht, umfassend eine Wurzelkammer (1), ein Sammelbecken (2), eine Nährstofflagerung (3) und Gehäuse (14), dadurch gekennzeichnet, dass direkt in der Wurzelkammer (1) ein oder mehrere Nebelkanäle (4) mit Ultraschallnebelelementen (5), sowie eine zusätzlichen Notbewässerung (7), mit Auslässen an den haltgebenden Samentaschen (8), verbaut sind, einem gravitativen Auslass (9) unterhalb der Wurzelkammer (1) sowie einem Sammelbecken (2), das an eine Nährstofflagerung (3) und/oder Frischwasserzuleitung angebunden ist.
2. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelkanäle (4) innerhalb der Wurzelkammer (1) durch eine Einlegeplatte (10) positioniert werden.
3. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Wurzelkammer (1), Sammelbecken (2) und Nährstofflagerung (3) Füllstandsensoren (11) verbaut sind.
4. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wurzelkammer (1), Sammelbecken (2) und Nährstofflagerung (3) über Schläuche (15) verbunden sind.
5. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt der Schläuche (15) auch Rohre verwendet werden können.
6. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemkreislauf mittels Pumpen (6) erhalten wird.
7. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatursensoren (12) innerhalb des Gehäuses (14) angebracht sind.
8. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Samentaschen (8) durch eine oder mehrere Öffnungen in der Deckplatte (13) eingesetzt sind.
9. Aeroponische Nährstoffversorgungseinheit zur Pflanzenzucht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (8) zusätzliche Entlüftungsöffnungen (16) aufweist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen