Verfahren zur Herstellung eines mit keimfähigem körnigem Samengut versehenen Substrates
Zum Anbau von Kresse wird Kressesamen üblicherweise breitwürfig oder in Reihen in Treibbeeten oder in Saatschalen ausgesät. Zum Abernten werden die Keimlinge geschnitten, und es lässt sich praktisch nicht vermeiden, dass das Pflanzengut mit Erde verunreinigt ist.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Kressesamen in Treibkästen aus Kunststoff in einer losen Substratschicht, z.B. aus Cellulose, verteilt zum Keimen zu bringen. Dieses Verfahren ist aber zu aufwendig und behebt die Nachteile des üblichen Verfahrens nur in unvollkommenem Masse. Zwar ist die Verschmutzung durch die Substratschicht nicht so störend und ist die Frischhaltefähigkeit etwas verbessert, aber der grosse Raumbedarf, der überdurchschnittlich hohe Arbeitsaufwand und die Kosten von Substratschicht und Treibkästen stehen in keinem Verhältnis zu dem allenfalls erzielbaren Vorteil.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung in der Technik der Kultivierung von schnellkeimendem Samengut, wie Kresse, Weizenkörner, Senfsamen, Sojabohnen und dergleichen, das bereits im Keimlingszustand handelsfähig ist.
Es wurde gefunden, dass derartiges Samengut mit Vorteil auf der Oberfläche von zusammenhängenden, d. h. auch in mit Wasser gesättigtem Zustand praktisch selbsttragenden Substratschichten zum Auskeimen gebracht werden kann, wenn das Samengut haftend mit der Substratschicht verbunden wird und die Wasseraufnahmefähigkeit bzw. Wasserrückhaltefähigkeit der Schicht bestimmte Mindestwerte aufweist.
Als Samengut kommt für das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere Kresse, aber auch Sojabohnen, Weizenkörner, Senfsamen, Schnittlauch und ähnliche Samenarten in Frage. Die Keimfähigkeit des Samengutes ist an sich vorgegeben, d. h. von der Qualität des bezogenen Materials abhängig. Die Keimfähigkeit, auch Keimfähigkeitsfaktor genannt, kann in üblicher Weise durch Keimungsproben bestimmt werden. Samengut der in Frage stehenden Art ist körnig, wobei die geometrische Form der einzelnen Samenkörner ganz unterschiedlich sein kann, z.B. kommaförmig im Falle der Gartenkresse, kugelförmig wie im Fall von Sojabohnen oder aber nadelförmig bzw. hörnchenförmig. Für das erfindungsgemässe Verfahren muss das Trockenvolumen des Samengutes und die Dicke einer Schicht aus dem verwendeten Samengut bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Das Trockenvolumen kann in üblicher Weise und z.
B. über die Schüttdichte bzw. Absolutdichte des Samengutes ermittelt werden. Die Dicke der Schicht wird ermittelt indem man das in Frage stehende Samengut gleichmässig und dicht auf einer glatten Oberfläche verteilt und rüttelt, bis diese praktisch vollständig mit einer dichten, einfachen Schicht aus Samenkörnern bedeckt ist. Die Dicke der Samenschicht ergibt sich somit nicht aus der grössten Abmessung der Samenkörner, sondern aus ihrer durchschnittlichen Höhe bei normaler dichtgepackter Ablage auf einer Plattenoberfläche.
Bei der zweckmässigsten Ausführungsform des nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Produktes ist das Samengut auf die Oberfläche der Substratschicht aufgebracht und weder in dieser eingebettet noch von dem Schichtmaterial wesentlich abgedeckt.
Für die Handhabung und Verwendung des Produktes ist überdies eine möglichst gute haftende Verbindung zwischen dem Samengut und der Oberfläche der Substratschicht anzustreben, und zwar mindestens so, dass die auf der Oberseite mit Samengut versehene Substratschicht umgekehrt werden kann, ohne dass das Samengut von der Substratschicht abfällt, wobei die Festigkeit bzw. Art der Haftung, aber nicht die Keimfähigkeit des Samens beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund wird als Haftmittel vorzugsweise ein hydrophiles quellbares Material verwendet, insbesondere Pflanzenschleim. Allgemein können natürliche Schleimbildner, wie Stärke oder Arabischgummi, oder aber synthetische hydrophile Polymere, wie Polyvinylalkohol, verwendet werden.
Bei der bevorzugten Verwendung von Kresse, insbesondere Gartenkresse, kann der vom Samengut bei Behandlung mit Wasser selbst erzeugte Schleim zur Haftung des Samengutes auf der Substratschicht verwendet werden.
Wenn das Samengut keinen oder zu wenig Schleim absondert, kann zusätzlich Schleimbildner der oben angegebenen Art verwendet werden.
Für das erfindungsgemässe Verfahren sind die Eigenschaften der Substratschicht wesentlich. Diese muss zusammenhängend sein und diese Eigenschaft auch im nassen Zustand beibehalten. Zweckmässigerweise sollte die Substratschicht eine gewisse Nassreissfrestigkeit und Nassbiegefestigkeit aufweisen und ausserdem eine genügend lockere Struktur in nassem Zustand bieten, um das Eindringen der Wurzeln aus dem Samengut in die Substratschicht beim Ankeimen zu ermöglichen.
Praktisch bewährt hat sich Schichtmaterial, das in nassem Zustand und gemessen an einem Probestreifen von 2 mm Dicke und 10 mm Breite eine Reissfestigkeit von mindestens 100 g (Länge des Probestückes 10 cm) und eine Biegefestigkeit von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10 g aufweist, wenn ein Probestreifen der angegebenen Art im nassen Zustand zwischen zwei im Abstand von 5 cm angeordneten Abstützungsstellen in der Mitte zwischen den Abstützungsstellen mit dem angegebenen Gewicht belastet wird.
Die angegebenen Mindestwerte sind dann nicht mehr gegeben, wenn der nasse Teststreifen unter der angegebenen Belastung bricht, und zwar innerhalb eines Zeitraumes von 30 min.
Die Substratschicht muss hydrophil und saugfähig sein. In der Regel ist die Substratschicht quellfähig und wird im allgemeinen mindestens das gleiche Volumen Wasser aufsaugen können, das dem scheinbaren Volumen der trockenen Substratschicht entspricht. Vorzugsweise nimmt die Substratschicht ein Mehrfaches ihres Trockenvolumens an Wasser auf.
Die Substratschicht besteht mindestens zum Teil aus organischem Material. Besonders zweckmässig und bevorzugt ist Torf, weil dieses Material sich ohne besondere Schwierigkeiten zu pappeähnlichen Schichten mit den oben angegebenen Nassfestigkeitswerten verarbeiten lässt und überdies eine bemerkenswerte biologische Aktivität aufweist. Diese biologische Aktivität zeigt sich z. B. darin, dass wässrige Wasserstoffsuperoxydlösungen bei Zugabe von Torf eine markante Sauerstoffentwicklung zeigen. Dies ist wahrscheinlich durch Spurenelemente und/oder Enzyme im Torf bedingt. Zur Herstellung von geeigneten Substratschichten aus Torf kann gewöhnlicher Torf im Holländer vermahlen und mit Bindemittel, vorzugsweise einem in Wasser quellbaren Bindemittel, wie Stärke, zu Plattenmaterial verarbeitet werden.
Normaler Torf enthält einen erheblichen Anteil an relativ langfaserigen Komponenten, was für die mechanische Sta'oilität der Schicht zweckmässig ist. Bei Verarbeitung von nichtfaserigem oder kurzfaserigem organischem Material können gegebenenfalls langfaserige Komponenten (Faserlänge von 3-5 cm) eingearbeitet werden. Zweckmässigerweise zeigt die Substratschicht eine relativ hohe Beständigkeit gegen Schimmelbefall, wie dies bei Torf ohnehin der Fall ist. Erforderlichenfalls können Mittel zur Vermeidung von Befall durch Schimmel oder andere Mikrolebewesen in das Schichtmaterial eingeführt werden. Ferner ist es möglich, und bei entsprechend nährmittelarmen organischen Stoffen bevorzugt, derartige Nährmittel, z. B. mineralische Anteile wie Steinmehl oder Deccokies, in entsprechend feiner Zerteilung in die Substratschicht einzuführen.
Die Dicke der Substratschicht in mit Wasser gesättigtem Zustand ist mindestens annähernd so gross, wie die Dicke einer einfachen gerüttelten Schicht aus trockenem Samengut. Eine Abweichung von -30 % von diesem Sollwert ist in Ausnahmefällen zulässig. Die Mindestdicke der Schicht ist einerseits von Bedeutung, weil sie meist mit der Wasseraufsaugefähigkeit und dem Wasserrückhaltevermögen in Beziehung steht, zum anderen, weil bei einer bevorzugten Verwendungsart des erfindungsgemäss hergestellten Materials eine gewisse mechanische Pufferung durch die Substratschicht erforderlich ist.
Die Substratschicht muss ferner in der Lage sein, mindestens ebenso viel Wasser aufzusaugen, als dem Trockenvolumen des auf die Schicht aufgebrachten Samengutes entspricht. Vorzugsweise wird eine Schicht verwendet, die ein Mehrfaches des Trockenvolumens des aufgebrachten Samengutes aufsaugen kann, z. B. das Zwei- bis Zehnfache. Die Obergrenze der Wassersaugfähigkeit der Substratschicht ist lediglich durch die oben diskutierten Mindestfestigkeitswerte beschränkt, während die maximale Dicke der Schicht in der Regel aus Gründen der einfachen Verarbeitung und Wirtschaftlichkeit das Fünffache der Schichtdicke des Samengutes nicht überschreitet.
Die Substratschicht kann auf einer Seite mit in Wasser praktisch nicht löslichem Polymer, z.B. PVC, beschichtet bzw. imprägniert sein. Dies kann vorteilhaft sein, um die Ablösungsfähigkeit von aufeinander gestapelten, mit angekeimtem Samengut versehenen feuchten Platten bei einem bevorzugten Verwendungsverfahren zu verbessern. Der gleiche Zweck kann aber durch Einlage von wasserbeständigen Folien, z. B. aus Celluloseregenerat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder Polyäthylen, erzielt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfah- rens kann das angefeuchtete oder sogar angequollene Samengut auf die trockene Substratschicht oder aber trockenes Samengut auf die nasse Substratschicht aufgetragen werden. Bei der bevorzugten Verwendung von Gartenkresse bildet sich der die Haftung bewirkende Schleim hierbei von selbst aus dem Samengut. Andernfalls kann das Haftmittel entweder über das feuchte Samengut oder über die feuchte Substratschicht eingeführt werden.
In der Regel wird das Samengut in Form einer einfachen Schicht auf der Substratschicht verteilt, d. h. es soll lediglich eine Lage von Körnern auf der Substratschicht zur Haftung gebracht werden. Der Abstand zwischen den Körnern kann in Abhängigkeit von der Quellungsfähigkeit des Samengutes verändert werden.
In der Regel wird man so arbeiten, dass die Körner des Samengutes in maximalem Quellungszustand die Oberfläche der Substratschicht dicht bedecken. Im getrockneten Zustand ergibt sich dann in der Regel ein gewisser Abstand zwischen den einzelnen Samenkörnern. Bei der bevorzugten Gartenkresse werden z. B. 10-30 Körner pro cm2 Substratschicht aufgetragen, wobei der bevorzugte Wert etwa 15 Körner pro cmê beträgt.
Durch das mit dem Samengut oder über die Substratschicht eingebrachte Wasser ist das so erhaltene Material feucht. Es kann nun bis zur Lufttrockenheit trocknen gelassen werden. In diesem Fall wird ein lagerfähiges Produkt erhalten. Anderseits kann das feuchte Material auch direkt zum Ankeimen bzw. Auskeimen gebracht werden. Wenn das Material gelagert werden soll, erfolgt die Lufttrocknung normalerweise bei Temperaturen von bis zu 30 C, gegebenenfalls unter zwangsmässiger Luftzirkulation, und kann innerhalb von 6-24 Std. erreicht werden.
Allgemein ist es zweckmässig, das mit dem Samengut versehene Schichtmaterial antrocknen zu lassen, was z. B. innerhalb eines Zeitraumes von 30 min bis 2 Std.
in Abhängigkeit von der Art des die Haftung bewirkenden Mittels erzielbar ist.
Bei dem besonders bevorzugten Produkt des erfindungsgemässen Verfahrens, nämlich Gartenkresse-Samen auf Torfpappe, kann ohne Zusatz von besonderem Haftungsmittel und nur aufgrund der Schleimbildungsfähigkeit des Samengutes eine ausserordentlich feste Haftung ohne Verminderung der Keimfähigkeit des Samengutes erzielt werden. Bei einem lufttrockenen Material dieser Art mit der oben angegebenen bevorzugten Kornverteilung ist die Haftung so gross, dass die einzelnen Samenkörner nur zusammen mit Teilen der daran haftenden Substratschicht ausbrechen, d. h. dass die Trockenfestigkeit der Substratschicht die Festigkeit der Haftung beschränkt.
Je nach der geplanten Verwendung des erfindungsgemäss erhältichen Materials kann die Substratschicht zu Platten oder Scheiben zugeschnitten sein oder aber in Form langer Bänder verwendet werden.
Zur Verwendung des erfindungsgemäss erhältlichen Produktes für das Austreiben des Samengutes, z. B. für die Erzeugung von Kresse, kann nach mehreren Verfahren gearbeitet werden:
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird das noch feuchte oder wieder angefeuchtete Material einer Ankeimungsbehandlung unterzogen. Hierzu kann eine Vielzhal von Platten mit Samengut und nach entsprechender Befeuchtung gestapelt werden, vorzugsweise mit Zwischenlagen von Trennschichten, wie Kunststoffolien, sofern nicht schon ein einseitig kaschiertes Schichtmaterial verwendet wird. Bei der Stapelung sollen dabei die einzelnen Platten gleichseitig, d. h. stets mit der.
Samenseite nach oben oder stets nach unten, angeordnet werden. Der fertige Stapel wird dann vorzugsweise zusammengepresst, weil dies die Wurzelbildung der Samenkörner in der Substratschicht fördert, das Auskeimen verzögert bzw. gleichmässig gestaltet und die Entfernung der Samenhülsen erleichtert. Bei dieser Verwendungsform kommt die mechanische Pufferwirkung der Substratschicht besonders zur Geltung und in diesem Fall soll die angegebene Mindestdicke der Substratschicht gewährleistet sein.
Die so gebildeten Stapel werden 2-3 Tage bei Temperaturen von 15-30 C, vorzugsweise etwa 220 C, gelagert. Dann werden die Platten von den Stapeln abgenommen und im Freien oder in einem Treibhaus zum Auskeimen ausgelegt. Bei der Abnahme der Platten können die Samenhülsen abgeblasen oder abgebürstet werden. Je nach Luftfeuchtigkeit ist die Wasserversorgung der ausgelegten Platten so zu regeln, dass die Substratschichten sattfeucht bis gut durchgefeuchtet bleiben.
Nach 5-7 Tagen bei Temperaturen von 15-25 C ist Samengut, wie Gartenkresse voll ausgetrieben und kann in üblicher Weise durch Abschneiden geerntet werden.
Zweckmässigerweise wird das ausgekeimte Material mit der sattfeuchten Substratschicht zusammen in den Handel bzw. zum Verbraucher gebracht.
Gemäss einer anderen Verwendungsform werden lange Bahnen aus mit dem Samengut versehenen Substratschichten im Gewächshaus oder im Freien ausgerollt und mit entsprechendem Feuchtigkeitszusatz direkt, d. h. ohne die oben beschriebene Ankeimung, zum Auskeimen gebracht. Für diesen Zweck können die mit dem Samen versehenen Substratschichten nach dem Antrocknen und in noch feuchtem Zustand lose aufgerollt und in dieser Form luftgetrocknet werden. Die so erhaltenen trockenen Rollen sind gut lagerfähig und lassen sich ohne besondere Schwierigkeiten zur gegebenen Zeit ausrollen und auskeimen. Gewünschtenfalls kann die Ankeimung auch bei diesem Material durchgeführt werden, indem man die noch feuchten oder wieder angefeuchteten Rollen unter Einlage einer Trennschicht fest zusammenrollt und bis zur Beendigung des Ankeimens in diesem Zustand belässt.
Unabhängig von der Verwendungsform bietet das erfindungsgemässe Verfahren ein Samengutmaterial, das mit ganz erheblich verbesserter Wirtschaftlichkeit zum Keimen gebracht werden kann. Für Treibhauskulturen ermöglicht das Produkt des erfindungsgemässen Verfahrens eine verbesserte Ausnützung der Treibhauskapazität, da die Ankeimung in kompaktem Zustand erfolgen kann und die Vorbereitung so gut wie keinen Zeitaufwand erfordert, und eine Ausschaltung der durch Bodenveränderung (Ermüdung, Unverträglichkeit, Schädlingsbefall usw.) bedingten Schwierigkeiten. Allgemein ermöglicht das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche Substrat eine erhebliche Verminderung der Handarbeit und ein in bezug auf sein Aussehen und seine Frischhaltefähigkeit verbessertes ausgekeimtes Gut.
In den folgenden Beispielen sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens und bevorzugte Verwendungsarten beschrieben.
Beispiel 1
1000 g trockener Kressesamen (Lepidum sativum, Schüttdichte etwa 0,8, absolute Dichte 1,1) wurden mit 3 1 Wasser (200 C) vermischt und die Mischung bei Raumtemperatur 20 min stehengelassen. Es bildete sich ein Brei aus angequollenem Samen mit zähflüssiggiessfähiger Konsistenz. Diese Masse wurde auf einer Seite von trockenen Platten aus Substratschicht aufgestrichen. Die Platten hatten annähernd quadratische Form mit Seitenlängen von etwa 50 cm. Die angequollene Samenmasse wurde auf etwa 2,2 m2 Substratoberfläche gleichmässig aufgestrichen.
Als Substratschicht wurde handelsübliche Torfpappe mit einer Dicke in trockenem Zustand von etwa 2 mm verwendet. Die Torfpappe hatte eine Dichte von 0,23.
Sie war in der Lage, das 3fache ihres Trockengewichtes an Wasser aufzusaugen. Beim Quellen in Wasser zeigte die Substratschicht eine etwa 30 % ige Dickenzunahme, aber praktisch keine Veränderung der Längs- und Querabmessungen. Die Reissfestigkeit eines 1 cm breiten Teststreifens mit einer Länge von 10 cm in mit Wasser gequollenem Zustand liegt über 100 g. Beim Biegeversuch konnte ein 1 cm breiter Streifen, der im Abstand von 5 cm an der Unterseite abgestützt war, in mit Wasesr angequollenem Zustand ein Gewicht von 10 g tragen, ohne zu brechen.
Bei den oben angegebenen Arbeitsbedingungen beim Verteilen des angequollenen Samens ergibt sich eine mittlere Samendichte von etwa 15 Samenkörnern pro cm2.
Der auf die Substratschicht aufgetragene vorgequollene Kressesamen zeigte schon unmittelbar nach dem Aufstreichen eine ausgezeichnete Haftung auf der Sub stratschicht, d. h. die Platten konnten unmittelbar nach dem Beschichten gewendet werden, ohne dass wesentliche Anteile des Samens abfielen.
Die so vorbereiteten Substratschicht-Platten mit anhaftendem Samengut wurden 3-5 Std. bei 20-30 C an der Luft antrocknen gelassen. Die Dicke der Samenschicht betrug 1,5-2 mm. Das Material ist direkt keimfähig und kann bei sofortiger Verwendung wie weiter unten beschrieben verarbeitet werden. Gewünschtenfalls können die mit Samen versehenen Platten aber auch bei normalen Bedingungen (Raumtemperatur, relative Luftfeuchtigkeit bis 70 %) längere Zeit, z. B. einige Monate, gelagert werden, ohne erhebliche Schäden zu zeigen.
Die voll ausgetrockneten Platten können für die endgültige Verwendung wie folgt behandelt werden:
Die Platten werden durch Besprühen mit Wasser bis zur Sättigung getränkt und dann unter Einlage von Kunststoffolie so übereinander gestapelt, dass das Samengut auf der Oberseite jeder Platte liegt und die Kunststoffolie sich zwischen der Samenschicht und der dar überliegenden Unterseite der nächsten Platte befindet.
Die Gesamtstapelhöhe kann praktisch beliebig gewählt werden und beträgt aus Gründen der Zweckmässigkeit 20-60 cm. Auf die Oberseite jedes Stapels wird eine Kunststoffolie und darauf ein Brett oder Metallblech gelegt. Zweckmässigerweise wird der Stapel dann gepresst, z.B. durch Auflegen eines Gewichtes auf die Deckplatte.
Die Stapel wurden nun zum Ankeimen 2-3 Tage bei Raumtemperatur (20-25 C) stehengelassen und dann auseinandergenommen. Die Samen hatten sich in der zugehörigen Substratschicht gut verwurzelt und die Samenhülsen konnten einfach abgeblasen oder abgebürstet werden. Nach Entfernung der Samenhülsen und natürlich ohne die I(unststoffolien wurden die Platten zum Auskeimen im Treibhaus ausgelegt und erneut mit Wasser gesättigt. Innerhalb von 5-7 Tagen kann bei Temperaturen von 15-22 C eine Keimlänge von 30 bis 50 mm mit einem Keimlingsgewicht von 0,06-0,1 g erzielt werden. Die Wuchsdichte entspricht unter Berücksichtigung des Keimungsfaktors des ursprünglichen Samengutes praktisch der Samendichte auf der Substratschicht. Die Bewässerung während des Auskeimens kann nach Bedarf und entsprechend der Luftfeuchtigkeit im Treibhaus in üblicher Weise erfolgen.
Bei direkter Verwendung der mit Samen versehenen und angetrockneten, aber nicht vollständig getrockneten Substratschichten kann in analoger Weise gearbeitet werden, wobei lediglich für das Befeuchten der Platten vor dem Stapeln entsprechend weniger bzw. kein Wasser zu verwenden ist.
Die auf den Substratschichten ausgekeimte Kresse kann in üblicher Weise abgeerntet werden. Zweckmässigerweise wird das ausgekeimte Material aber nicht abgeschnitten, sondern auf den entsprechend zugeschnittenen Substratplatten in den Handel gebracht. Dadurch kann die Frische der Keimlinge ohne besondere Massnahmem um ein Mehrfaches länger erhalten werden.
Wie oben erwähnt, können die ausgekeimten feuchten Platten ohne Schwierigkeiten zu Stücken zerschnitten werden, die den handelsüblichen Kresseportionen, z. B. 100 g, entsprechen.
Beispiel 2
Es wurde das gleiche Samengut und das gleiche Schichtmaterial wie in Beispiel 1 verwendet
Die Platten aus dem Schichtmaterial wurden jedoch vor dem Auftragen des Kressesamens mit Wasser gesättigt und dann mit trockenem Samen gleichmässig bestreut, so dass etwa fünfzehn Samenkörner auf jedem cm2 Substratfläche kamen. Nach etwa 30 min hafteten die Samenkörper so fest auf den Platten, dass diese beim Wenden nur einen geringen Anteil, z. B. 10-20 %, der aufgestreuten Samenkörner wieder abgasen. Das Umwenden der Platten nach dem Antrocknen ist zweckmässig, weil dadurch die nicht anhaftenden Körner entfernt und wiedergewonnen werden können.
Die Verwendung der mit dem anhaftenden Samen versehenen Platten erfolgte mit praktisch gleichen Ergebnissen wie in Beispiel 1, wobei lediglich für die direkte Verwendung zum Ankeimen etwas mehr Wasser erforderlich ist.
Beispiel 3
Als Substratschicht wird Bandmaterial aus Torfpappe mit einer Trockendicke von 1 mm und einer Breite von etwa 1 m verwendet. Im übrigen entsprechen die Eigenschaften der Torfpappe dem in Beispiel 1 beschriebenen Material.
Es wurden jeweils Stücke dieses Bandes mit Längen von einigen Metern und im kontinuierlichen Verfahren a) mit angequollenem Kressesamen wie in Beispiel 1 bzw.
b) angefeuchtet und dann mit trockenem Kressesamen wie in Beispiel 2 versehen.
Nach dem Austrocknen wurden die mit dem anhaftenden Samen versehenen Substratbänder locker aufgerollt und konnten in dieser Form gelagert bzw. vertrieben werden.
Zur endgültigen Verwendung werden die Bänderrollen direkt im Treibhaus ausgelegt und bis zur Sättigung befeuchtet. Der Samen keimte innerhalb von 7 bis 10 Tagen aus. Die Wasserversorgung wurde entsprechend der vorherrschenden Luftfeuchtigkeit so geregelt, dass die Substratschicht stets satt angefeuchtet war. Das ausgekeimte Gut kann in üblicher Weise abgeerntet oder aber zusammen mit der entsprechend zerschnittenen Substratschicht in den Handel bzw. zum Verbraucher gebracht werden.
Das mit dem Samen versehene Bandmaterial kann aber auch zur Durchführung der bei der eben beschriebenen Ausführungsform nicht angewendeten gesonderten Ankeimung in feuchtem bzw. wieder angefeuchtetem Zutsand unter Einlage einer Folie festzusammengerollt und in dieser Form zum Ankeimen gebracht werden.
Die angekeimten (Wurzelbildung in der Substratschicht) Rollen werden erst zum Auskeimen im Teibhaus ausgelegt.
Beispiel 4
1 kg keimfähige Sojabohnen wurde mit 1 Liter Wasser, das 5 Gew.% Stärkeleim enthielt, vermischt und auf Substratplatten aufgegossen, die dem Material von Beispiel 1 entsprachen, aber eine etwas grössere Trockendicke aufwiesen.
Die Dicke der Samenschicht betrug durchschnittlich etwa 3 mm, die Verteilung entsprach 6-9 Samenkörner pro cm2 Substratfläche. Das Antrocknen erfolgte während 5 Std. Das Ankeimen und Auskeimen erfolgte ähnlich wie in den Beispielen 1 und 2. Die Auskeimung wurde bis zu einer mittleren Keimlingslänge von etwa 6 cm fortgeführt und die Keimlinge dann als Salatgut in den Handel gebracht.
Process for the production of a substrate provided with germinable, granular seed
For the cultivation of cress, cress seeds are usually sown broadly or in rows in drift beds or in seed trays. To harvest the seedlings are cut, and it is practically unavoidable that the plant material is contaminated with soil.
It has also been proposed to store cress seeds in plastic sifting boxes in a loose substrate layer, e.g. made of cellulose, spread to germinate. However, this method is too complex and only partially eliminates the disadvantages of the conventional method. The soiling by the substrate layer is not so annoying and the freshness is somewhat improved, but the large space requirement, the above-average amount of work and the costs of the substrate layer and drift boxes are out of proportion to the possible advantage.
The aim of the present invention is to improve the technique of cultivating rapidly germinating seeds, such as cress, wheat kernels, mustard seeds, soybeans and the like, which are already marketable in the seedling state.
It has been found that such seeds can advantageously be deposited on the surface of contiguous, i.e. H. practically self-supporting substrate layers can be made to germinate even in a water-saturated state if the seed material is adhesively bonded to the substrate layer and the water absorption capacity or water retention capacity of the layer has certain minimum values.
Cress, in particular, but also soybeans, wheat kernels, mustard seeds, chives and similar types of seeds are suitable as seeds for the method according to the invention. The ability of the seed to germinate is predetermined, i.e. H. depends on the quality of the purchased material. The germination capacity, also called the germination capacity factor, can be determined in the usual way by means of germination samples. Seed of the type in question is granular, whereby the geometric shape of the individual seeds can be quite different, e.g. Comma-shaped in the case of garden cress, spherical as in the case of soybeans, or needle-shaped or horn-shaped. For the method according to the invention, the dry volume of the seed material and the thickness of a layer from the seed material used must be determined or estimated. The dry volume can be in the usual way and z.
B. can be determined via the bulk density or absolute density of the seeds. The thickness of the layer is determined by distributing the seed in question evenly and densely on a smooth surface and shaking it until it is practically completely covered with a dense, simple layer of seeds. The thickness of the seed layer therefore does not result from the largest dimension of the seeds, but from their average height when they are normally densely packed on a plate surface.
In the most expedient embodiment of the product produced by the method according to the invention, the seed material is applied to the surface of the substrate layer and is neither embedded in it nor substantially covered by the layer material.
For the handling and use of the product, the best possible adhesive connection between the seeds and the surface of the substrate layer should be aimed for, at least in such a way that the substrate layer provided with seeds on the top can be reversed without the seeds falling off the substrate layer , whereby the strength or type of adhesion, but not the germination capacity of the seed is impaired. For this reason, a hydrophilic swellable material, in particular plant mucilage, is preferably used as the adhesive. In general, natural sliming agents, such as starch or gum arabic, or synthetic hydrophilic polymers, such as polyvinyl alcohol, can be used.
In the preferred use of cress, in particular garden cress, the mucus produced by the seed itself when treated with water can be used to adhere the seed to the substrate layer.
If the semen secretes no or too little mucus, additional mucus-forming agents of the type specified above can be used.
The properties of the substrate layer are essential for the method according to the invention. This must be coherent and retain this property even when wet. The substrate layer should expediently have a certain wet tensile strength and wet flexural strength and also offer a sufficiently loose structure when wet to enable the roots to penetrate from the seed material into the substrate layer during germination.
In practice, layer material has proven to be useful which, when wet and measured on a test strip 2 mm thick and 10 mm wide, has a tear strength of at least 100 g (length of the test piece 10 cm) and a flexural strength of at least 5, preferably at least 10 g, if a test strip of the specified type is loaded with the specified weight in the wet state between two support points arranged at a distance of 5 cm in the middle between the support points.
The specified minimum values are no longer given if the wet test strip breaks under the specified load within a period of 30 minutes.
The substrate layer must be hydrophilic and absorbent. As a rule, the substrate layer is swellable and will generally be able to absorb at least the same volume of water that corresponds to the apparent volume of the dry substrate layer. The substrate layer preferably takes up a multiple of its dry volume in water.
The substrate layer consists at least partially of organic material. Peat is particularly useful and preferred because this material can be processed into cardboard-like layers with the above-mentioned wet strength values without any particular difficulty and, moreover, has remarkable biological activity. This biological activity is shown e.g. B. in the fact that aqueous hydrogen peroxide solutions show a marked development of oxygen when peat is added. This is probably due to trace elements and / or enzymes in the peat. To produce suitable substrate layers from peat, ordinary peat can be ground in a Hollander and processed into board material with a binding agent, preferably a binding agent that can swell in water, such as starch.
Normal peat contains a considerable proportion of relatively long-fiber components, which is useful for the mechanical stasis of the layer. When processing non-fibrous or short-fibred organic material, long-fiber components (fiber length of 3-5 cm) can be incorporated. The substrate layer expediently shows a relatively high resistance to mold growth, as is the case with peat anyway. If necessary, means for preventing infestation by mold or other microorganisms can be introduced into the layer material. It is also possible, and preferred in the case of organic substances that are correspondingly low in nutrients, to use such nutrients, e.g. B. mineral components such as stone powder or Deccokies, to be introduced into the substrate layer in a correspondingly fine division.
The thickness of the substrate layer when saturated with water is at least approximately as great as the thickness of a simple vibrated layer of dry seeds. A deviation of -30% from this target value is permitted in exceptional cases. The minimum thickness of the layer is important on the one hand because it is mostly related to the water absorbency and water retention capacity, and on the other hand because a certain mechanical buffering by the substrate layer is required in a preferred type of use of the material produced according to the invention.
The substrate layer must also be able to absorb at least as much water as corresponds to the dry volume of the seeds applied to the layer. Preferably, a layer is used which can soak up a multiple of the dry volume of the applied seeds, e.g. B. two to ten times. The upper limit of the water absorbency of the substrate layer is limited only by the minimum strength values discussed above, while the maximum thickness of the layer generally does not exceed five times the layer thickness of the seed material for reasons of simple processing and economy.
The substrate layer can be coated on one side with polymer practically insoluble in water, e.g. PVC, coated or impregnated. This can be advantageous in order to improve the detachability of stacked moist plates provided with germinated seeds in a preferred method of use. The same purpose can be achieved by inserting water-resistant films, e.g. B. from regenerated cellulose, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride or polyethylene can be achieved.
To carry out the method according to the invention, the moistened or even swollen seed material can be applied to the dry substrate layer or dry seed material can be applied to the wet substrate layer. With the preferred use of garden cress, the mucus causing the adhesion forms by itself from the seed. Otherwise, the adhesive can be introduced either over the moist seed material or over the moist substrate layer.
As a rule, the seed material is distributed in the form of a simple layer on the substrate layer; H. only a layer of grains should be made to adhere to the substrate layer. The distance between the grains can be changed depending on the swelling capacity of the seeds.
As a rule, one will work in such a way that the grains of the seed material in the maximum swelling state cover the surface of the substrate layer tightly. When dry, there is usually a certain distance between the individual seeds. In the preferred garden cress z. B. 10-30 grains applied per cm2 of substrate layer, the preferred value being about 15 grains per cmê.
The material obtained in this way is moist due to the water brought in with the seed or via the substrate layer. It can now be left to dry until it is air dry. In this case, a storable product is obtained. On the other hand, the moist material can also be made to germinate or germinate directly. If the material is to be stored, air drying normally takes place at temperatures of up to 30 C, if necessary with forced air circulation, and can be achieved within 6-24 hours.
In general, it is useful to allow the layer material provided with the seed to dry, which z. B. within a period of 30 minutes to 2 hours.
can be achieved depending on the type of agent causing the adhesion.
With the particularly preferred product of the method according to the invention, namely garden cress seeds on peat board, an extremely strong adhesion can be achieved without reducing the germination capacity of the seed material without the addition of special adhesives and only due to the slime-forming ability of the seed material. In the case of an air-dry material of this type with the preferred particle size distribution indicated above, the adhesion is so great that the individual seeds break out only together with parts of the substrate layer adhering to them, i.e. H. that the dry strength of the substrate layer limits the strength of the adhesion.
Depending on the intended use of the material obtainable according to the invention, the substrate layer can be cut into plates or disks or else used in the form of long strips.
To use the product available according to the invention for expelling the seeds, e.g. B. for the production of cress, can be worked according to several methods:
According to a preferred embodiment, the still moist or re-moisturized material is subjected to a germination treatment. For this purpose, a plurality of plates with seeds and after appropriate moistening can be stacked, preferably with intermediate layers of separating layers such as plastic films, unless a layer material laminated on one side is already used. When stacking, the individual panels should be on the same side, i.e. H. always with the.
Seed side up or always down. The finished stack is then preferably pressed together, because this promotes the formation of roots in the seed grains in the substrate layer, delays germination or makes it uniform and facilitates the removal of the seed pods. In this form of use, the mechanical buffering effect of the substrate layer is particularly effective and in this case the specified minimum thickness of the substrate layer should be guaranteed.
The stacks formed in this way are stored at temperatures of 15-30 ° C., preferably around 220 ° C., for 2-3 days. The panels are then removed from the stacks and laid out to germinate outdoors or in a greenhouse. When removing the plates, the seed pods can be blown off or brushed off. Depending on the humidity, the water supply of the laid out panels must be regulated so that the substrate layers remain moist to well-moist.
After 5-7 days at temperatures of 15-25 C, seeds such as garden cress are fully sprouted and can be harvested in the usual way by cutting off.
The germinated material is expediently brought to the market or to the consumer together with the moist substrate layer.
According to another form of use, long webs of substrate layers provided with the seed are rolled out in the greenhouse or in the open and with the appropriate addition of moisture directly, i. H. germinated without the germination described above. For this purpose, the substrate layers provided with the seeds can be loosely rolled up after they have dried on and while they are still moist, and air-dried in this form. The dry rolls obtained in this way can be stored well and can be rolled out and germinated at the given time without any particular difficulty. If desired, the germination can also be carried out with this material by rolling up the still moist or re-moisturized rolls with a separating layer and leaving them in this state until germination is complete.
Regardless of the form of use, the method according to the invention offers a seed material which can be brought to germination with considerably improved economic efficiency. For greenhouse crops, the product of the process according to the invention enables an improved utilization of the greenhouse capacity, since the germination can take place in a compact state and the preparation requires almost no expenditure of time, and elimination of the difficulties caused by soil changes (fatigue, intolerance, pest infestation, etc.). In general, the substrate obtainable by the process according to the invention enables a considerable reduction in manual labor and a germinated product which is improved in terms of its appearance and its freshness-keeping ability.
Preferred embodiments of the process according to the invention and preferred types of use are described in the following examples.
example 1
1000 g of dry cress seeds (Lepidum sativum, bulk density about 0.8, absolute density 1.1) were mixed with 3 liters of water (200 ° C.) and the mixture was left to stand at room temperature for 20 minutes. A pulp of swollen seeds with a viscous pourable consistency was formed. This mass was spread on one side of dry sheets of substrate layer. The plates were approximately square in shape with sides of about 50 cm. The swollen seed mass was evenly spread on about 2.2 m2 of substrate surface.
Commercially available peat board with a dry thickness of about 2 mm was used as the substrate layer. The peat board had a density of 0.23.
It was able to soak up 3 times its dry weight in water. When swelling in water, the substrate layer showed an approximately 30% increase in thickness, but practically no change in the longitudinal and transverse dimensions. The tear strength of a 1 cm wide test strip with a length of 10 cm when swollen with water is over 100 g. In the bending test, a 1 cm wide strip, which was supported on the underside at a distance of 5 cm, when swollen with Wasesr was able to carry a weight of 10 g without breaking.
With the above-mentioned working conditions when distributing the swollen seeds, an average seed density of about 15 seeds per cm2 results.
The pre-swollen cress seeds applied to the substrate layer showed excellent adhesion to the substrate layer immediately after being painted on, ie. H. the plates could be turned over immediately after coating without significant portions of the seed falling off.
The substrate layer plates with adhering seeds were prepared in this way and allowed to air dry for 3-5 hours at 20-30 ° C. The thickness of the seed layer was 1.5-2 mm. The material is immediately germinable and can be processed as described below if used immediately. If desired, the plates provided with seeds can also be used under normal conditions (room temperature, relative humidity up to 70%) for a longer period of time, e.g. B. a few months, can be stored without showing significant damage.
The fully dried out panels can be treated as follows for final use:
The plates are soaked to saturation by spraying with water and then stacked on top of one another with plastic film in between so that the seed is on top of each plate and the plastic film is between the seed layer and the overlying underside of the next plate.
The total stack height can be chosen practically as desired and for reasons of convenience is 20-60 cm. A plastic sheet and a board or sheet of metal are placed on top of each stack. Conveniently the stack is then pressed, e.g. by placing a weight on the cover plate.
The stacks were then left to stand for 2-3 days at room temperature (20-25 C) for germination and then taken apart. The seeds were well rooted in the associated substrate layer and the seed pods could simply be blown off or brushed off. After removing the seed pods and, of course, without the plastic sheeting, the plates were laid out to germinate in the greenhouse and saturated again with water. Within 5-7 days at temperatures of 15-22 C a seed length of 30 to 50 mm with a seedling weight of 0.06-0.1 g can be achieved. The density of growth, taking into account the germination factor of the original seed material, practically corresponds to the seed density on the substrate layer. Watering during germination can be carried out in the usual way as required and according to the humidity in the greenhouse.
In the case of direct use of the substrate layers provided with seeds and dried, but not completely dried, it is possible to work in an analogous manner, with correspondingly less or no water being used merely for moistening the plates prior to stacking.
The cress germinated on the substrate layers can be harvested in the usual way. However, the germinated material is expediently not cut off, but rather placed on the market on the correspondingly cut substrate plates. As a result, the freshness of the seedlings can be maintained many times longer without special measures.
As mentioned above, the germinated moist plates can easily be cut into pieces corresponding to the commercially available cress portions, e.g. B. 100 g correspond.
Example 2
The same seed material and the same layer material as in Example 1 were used
However, before the cress seeds were applied, the plates made of the layered material were saturated with water and then evenly sprinkled with dry seeds, so that about fifteen seeds came on every cm2 of substrate area. After about 30 minutes, the seed bodies adhered so firmly to the plates that only a small proportion of them, e.g. B. 10-20%, the scattered seeds off again. Turning the panels over after they have dried on is advisable because this removes and recovers the non-adherent grains.
The use of the plates provided with the adhering seeds was carried out with practically the same results as in Example 1, only a little more water being required for direct use for germination.
Example 3
Strip material made of peat cardboard with a dry thickness of 1 mm and a width of about 1 m is used as the substrate layer. Otherwise, the properties of the peat board correspond to the material described in Example 1.
In each case, pieces of this tape with lengths of a few meters and in the continuous process a) with swollen cress seeds as in Example 1 or
b) moistened and then provided with dry cress seeds as in Example 2.
After drying out, the substrate strips provided with the adhering seeds were loosely rolled up and could be stored or distributed in this form.
For the final use, the ribbon rolls are laid out directly in the greenhouse and moistened to saturation. The seed germinated within 7 to 10 days. The water supply was regulated according to the prevailing air humidity so that the substrate layer was always fully moist. The germinated material can be harvested in the usual way or brought onto the market or to the consumer together with the correspondingly cut substrate layer.
The band material provided with the seeds can also be rolled up tightly in moist or re-moistened sand with the insert of a film and germinated in this form to carry out the separate germination not used in the embodiment just described.
The germinated (root formation in the substrate layer) rolls are only laid out for germination in the Teibhaus.
Example 4
1 kg of germinable soybeans were mixed with 1 liter of water containing 5% by weight of starch glue and poured onto substrate plates which corresponded to the material of Example 1 but had a somewhat greater dry thickness.
The thickness of the seed layer averaged about 3 mm, the distribution corresponded to 6-9 seeds per cm2 of substrate area. The drying took place for 5 hours. The germination and germination took place similarly as in Examples 1 and 2. The germination was continued up to an average seedling length of about 6 cm and the seedlings were then marketed as lettuce.