Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wurzelraumkörper zur hydroponischen Kultivation von Pflanzen mit einem Rohr aus Schaumstoff sowie Verfahren zu seiner Herstellung. Es ist seit langem bekannt, dass Wachstum und Ertrag einer Pflanze durch hydroponische Kultivation wesentlich gesteigert werden können. Der Nachteil der hydroponischen Kultivation ist aber stets der, dass sie sehr viel Aufwand erfordert.
Um diesem Problem zu begegnen, wurde bereits vorgeschlagen, als Wurzelraumkörper für die hydroponische Kultivation anstatt der üblichen Behälter ein Rohr aus Kunststoffschaum vorzusehen. Der Vorteil eines derartigen Rohres gegenüber den herkömmlichen Anordnungen ist der, dass nunmehr der Nährlösungsauftrag relativ einfach durch Tauchen der Schaumstoffrohre in die Nährlösung vor sich gehen kann. wodurch eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den konventionellen Anlagen die Pumpen zur Zirkulation der Nährlösung benötigen, eingetreten ist. Allerdings haftet diesem bekannten Verfahren ein wesentlicher Nachteil an.
Dieser besteht darin, dass die Möglichkeit der im Schaumstoff befindlichen Wurzeln für den Gasaustausch relativ beschränkt ist. Für die Gesundheit und Lebensfähigkeit einer Pflanze ist aber der Gashaushalt der Wurzeln von besonderer Bedeutung.
Um hier Abhilfe zu schaffen. wurde bereits vorgeschlagen. statt des Schaumstoffrohres im Wurzelraum Profile aus Kunststoffschaum anzuordnen. Dadurch wird zwar die Möglichkeit des Gashaushaltes wesentlich verbessert; nachteilig ist jedoch. dass ein derartiger Wurzelraumkörper, da er aus vielen Einzelstücken besteht, keine Formhaltigkeit aufweist, sondern zusätzlich zusammengehalten werden muss. Anderseits bedingt der komplizierte Aufbau auch ein kompliziertes Herstellungsverfahren. so dass die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Vorrichtung nicht mehr gegeben ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Wurzelraumkörper zur hydroponischen Kultivation von Pflanzen, der eine einfache und rationelle Handhabung gewährleistet und zugleich eine gute Belüftung der Wurzeln ermöglicht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass in der Wand des aus Schaumstoff bestehenden Rohres. gleichmässig über seine gesamte Oberfläche verteilt, Löcher vorgesehen sind.
Durch diese Massnahme ist gesichert, dass einerseits die zum Stoffwechsel notwendigen Gase zu den Wurzeln gelangen können. und dass anderseits ausgeschiedene Gase leicht abtransportiert werden können. Der besondere Vorteil liegt aber nicht nur darin, dass dem Gashaushalt der Wurzeln in besonderer Weise Rechnung getragen wird, sondern auch darin, dass zugleich. infolge der netzartigen Struktur des Wurzelraumes, auch das Nährlösungsangebot für die Wurzeln optimal vorhanden ist. Damit sind beide Faktoren, die für das Wachstum der Wurzeln und somit der Pflanze ausschlaggebend sind. in idealer Weise gegeben.
Ein zusätzlicher Vorteil der Löcher besteht darin, dass, wenn die Zufuhr der Nährlösung durch Tauchen erfolgt, diese durch die Löcher rasch eindringen kann, so dass eine vollständige Sättigung des Schaumstoffes mit Nährlösung in sehr kurzer Zeit erreicht werden kann. Nach dem Tauchen rinnt die Nährlösung aus den Löchern rasch wieder heraus, und die dadurch gewonnene Oberfläche steht wieder dem Gasaustausch zur Verfügung. Durch das rasche Eindringen der Nährlösung in den Schaumstoff des Rohres beim Tauchen wird als weiterer vorteilhafter Effekt erreicht, dass auch gelöste Stoffwechselprodukte besonders effektiv ausgewaschen werden.
Die Bedeutung vorteilhafter Eigenschaften des Wurzelraumes wird durch die Einfachheit seiner Struktur noch gesteigert. Im einfachsten Fall kann er aus einem einzigen Stück bestehen und es werden keine weiteren zusätzlichen Elemente benötigt, um seine Funktion zu sichern. Dadurch ist implizit bereits ausgesagt, dass seine Handhabung ebenfalls einfach und seine Störungsanfälligkeit gering ist.
Auch die Herstellung eines derartigen Wurzelraumkörpers kann äusserst einfach erreicht werden, wodurch seine Wirtschaftlichkeit zusätzlich erhöht wird.
Flüssigkeitshaushalt und Gashaushalt der Wurzeln finden besondere Berücksichtigung bei einem Wurzelraum, bei dem das Verhältnis der Mantelfläche des Rohres ohne Löcher zur Gesamtfläche der durch die Löcher eingenommenen Mantelfläche etwa 3:1 bis 1: 2, vorzugsweise etwa 1:1 beträgt.
Um das Rohr von aussen hin vor mechanischen Verletzungen zu schützen, kann es mit einer zumindest teilweise wasserdurchlässigen Schicht überzogen sein. Eine derartige Schicht kann eine Direktbeschichtung oder eine Folie sein.
Besonders vorteilhaft ist eine perforierte Kunststoffolie z. B.
aus Polyäthylen, Polypropylen, Nitro-, Acetyl- oder regenerierter Zellulose, Polyacrylsäure- und Polyvinyl Polymerisaten oder aus Kondensationsprodukten von Phthalsäureanhydrid und Triäthanolamin. Der besondere Vorteil einer perforierten Kunststoffolie liegt neben ihrer mechanischen Festigkeit auch darin, dass Kunststoffolien gegenüber der Nährlösung inert sind und auch keine Lösungsmittelreste, die für die Pflanzen schädlich sein können, an die Nährlösung abgeben können, wie dies bei einer Direktbeschichtung nicht immer auszuschliessen ist.
Um eine Sumpfbildung in den an die Schicht angrenzenden Bereichen des Rohres zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Rohr und der Schicht eine Folie aus hydrophobem Weichschaumstoff, z. B. Polyurethanweichschaumstoff angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird die Oberfläche des Rohres selbst kurz nach dem Tauchvorgang für den Gasaustausch freigehalten. Vorteilhaft für das Pflanzenwachstum ist auch die thermische Isolierwirkung, die durch den von der Folie aufgebauten Luftpolster hervorgerufen wird.
Eine zusätzliche Möglichkeit, den Gas- und Nährlösungshaushalt an die jeweilige Pflanze anzupassen, ist dann gegeben, wenn die Folie aus hydrophobem Weichschaumstoff Perforationen aufweist.
Um die mechanische Festigkeit des Rohres zu erhöhen und um gleichzeitig auch bei längeren Rohren die Zufuhr von Nährlösung in die von den Rohrenden weiter entfernten Bereiche zu sichern, ist es zweckmässig, wenn im hohlen Raum des Rohres ein an die Rohrinnenwand anliegendes, im wesentlichen zylindrisches Stützorgan vorgesehen ist. Als Stützorgan kann ein perforiertes Kunststoffrohr oder eine Spirale aus Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Aluminium verwendet werden.
Die Erzielung eines besonders guten Pflanzenwachstums ist selbstverständlich auch von der Wahl des Schaumstoffes abhängig. Besonders gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn der Schaumstoff des Rohres ein offenporiger hydro phil er Weichpolyurethanschaumstoff ist. Gerade im Zusammenhang mit einem derartigen Schaumstoff tritt der Vorteil des erfindungsgemässen Wurzelraumkörper besonders zu Tage. Der hydrophile Polyurethanweichschaumstoff ist aufgrund seines hohen Wassersaugvermögens und seiner guten Wasserhaltigkeit besonders dazu geeignet. die Nährlösung zu den Wurzeln zu transportieren. Dadurch bestünde nun aber die Gefahr, dass der Gashaushalt der Wurzeln nicht im genügenden Ausmasse geregelt werden kann.
Dadurch, dass aber im Schaumstoff gleichmässig über seine gesamte Oberfläche verteilt Löcher vorgesehen sind, wird dieser nachteilige Effekt vermieden, wodurch der Vorteil der Hydrophilität des Polyurethanweichschaumstoffes für die Pflanze erst voll zur Geltung kommt.
Eine besonders gute Einstellung des für den Wurzelraum einer Pflanze optimalen Kleinklimas ist dann möglich, wenn der Schaumstoff des Rohres aus untereinander durch ein geschäumtes Bindemittel verbundenen Schaumstoffflocken, vorzugsweise Weichpolyurethanschaumstoffflocken besteht. Ein derartiger Schaumstoff zeichnet sich durch eine besonders hohe Kapillaraktivität aus, so dass die Versorgung der Wurzeln mit Nährlösung in besonders effektiver Weise vonstatten gehen kann. Im Zusammenhang mit der besonderen Struktur des Wurzelraumkörpers ist somit in diesem Falle die Voraussetzung für ein besonders gutes Pflanzenwachstum geschaffen. Eine zusätzliche pflanzenspezifische Steuerung ergibt sich durch die Möglichkeit, dass im Schaumstoff des Rohres Düngemittel, Torf, ph-Puffer, Ionenaustauschsubstanzen od. dgl. enthalten sein können.
Es ist zweckmässig, wenn im Rohr Ausnehmungen zur Aufnahme von Jungpflanzenaufzuchtkörpern vorgesehen sind. In diesem Fall kann die Jungpflanze zuerst in einem eigenen Aufzuchtkörper herangezüchtet werden und sodann, wenn sie auf Umsetzgrösse herangewachsen ist, in die Ausnehmungen des Rohres gesetzt werden. Es hat sich herausgestellt, dass dies besonders vorteilhaft ist, weil die aus dem Aufzuchtkörper herausragenden Wurzelspitzen besonders empfindlich sind und auf diese Weise, wenn im Rohr Ausnehmungen vorhanden sind, besonders geschont werden können. Der Umpflanzschock ist dadurch weitgehend vermieden.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemässen Wurzelraumkörpers besteht darin, dass in einer Schaumstoffbahn geringerer Breite. als sie dem späteren Rohrumfang entspricht, gleichmässig verteilt Schlitze angebracht werden, und dass dann die mit Schlitzen versehene Bahn über ein zylindrisches Stützorgan unter Dehnung, wodurch die Schlitze auseinandergezogen werden, zu einem Rohr geformt und verbunden wird. Die Verbindung kann z. B. durch Kleben erfolgen. Gegebenenfalls kann darüber zuerst unter Dehnung eine, vorzugsweise ebenfalls mit Schlitzen versehene Folie aus hydrophoben Weichschaumstoff und/oder schliesslich eine perforierte Kunststoffolie gewickelt werden.
Dieses Verfahren ist äusserst einfach und materialsparend, da bei der Herstellung der Löcher kein Abfall entsteht. Vorteilhaft ist auch, dass keine komplizierte Vorrichtung benötigt wird, so dass das Verfahren äusserst rationell ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert:
Es zeigen Fig. 1 und 2 je eine Teilansicht eines Wurzelraumkörpers, Fig. 3 und 4 den schichtemässigen Aufbau eines derartigen Wurzelraumkörpers in Ansicht bzw. Querschnitt, und Fig. 5 einen Wurzelraumkörper mit Jungpflanzenaufzuchtkörpern in Ansicht.
In Fig. 1 ist ein Wurzelraumkörper dargestellt, der von einem Rohr 1 aus Schaumstoff gebildet ist, das im Querschnitt etwa kreisförmige Löcher 2 aufweist. Der Querschnitt der in Fig. 2 dargestellten Löcher 2 des Rohres 1 ist etwa mandelförmig. Diese Ausbildung kommt dadurch zustande, dass eine mit Schlitzen versehene Schaumstoffbahn gedehnt wird.
Der in Fig. 3 dargestellte Wurzelraumkörper besteht aus einem zylindrischen Stützorgan 7, z. B. einem Kunststoffrohr, das Perforationen 8 aufweist, über welches unter Dehnung die das Rohr 1 bildende, mit Löchern 2 versehene Schaumstoffbahn gezogen ist. Über dem Rohr 1 befindet sich eine Folie aus hydrophobem Weichschaumstoff, die Perforationen 6 aufweist, und darüber schliesslich eine ebenfalls Perforationen 4 aufweisende Kunststoffolie 3. Die Perforationen der Folie 5 können Schlitze sein, die zu Löchern gedehnt werden, wenn die Folie 5 über das Rohr 1 gezogen wird. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Wurzelraum, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Der Querschnitt der im Rohr 1 befindlichen Löcher 2 verengt sich gegen das Rohrinnere zu, da die innere Oberfläche der Schaumstoffbahn bei der Bildung des Rohres weniger gedehnt wird als die äussere.
Statt des Perforationen 8 aufweisenden Kunststoffrohres als Stützorgan 7 kann auch eine Spirale aus Kunststoff oder Aluminium verwendet werden.
Der in Fig. 5 dargestellte Wurzelraumkörper weist Ausnehmungen 9 auf, in die Jungpflanzenaufzuchtkörper 10 gesetzt sind. Die Jungpflanzenkörper können selbst ebenfalls aus Schaumstoff bestehen.
The present invention relates to a root space body for the hydroponic cultivation of plants with a tube made of foam and a method for its production. It has long been known that the growth and yield of a plant can be significantly increased through hydroponic cultivation. The disadvantage of hydroponic cultivation, however, is always that it requires a lot of effort.
In order to counter this problem, it has already been proposed to use a tube made of plastic foam as the root space body for hydroponic cultivation instead of the usual container. The advantage of such a tube compared to conventional arrangements is that the application of nutrient solution can now take place relatively simply by dipping the foam tubes into the nutrient solution. which is a significant simplification compared to the conventional systems that require pumps to circulate the nutrient solution. However, this known method has a major disadvantage.
This is that the possibility of the roots in the foam for gas exchange is relatively limited. For the health and viability of a plant, however, the gas balance of the roots is of particular importance.
To remedy this. has already been proposed. instead of the foam tube in the root space, arrange profiles made of plastic foam. As a result, the possibility of the gas balance is significantly improved; is disadvantageous, however. that such a root space body, since it consists of many individual pieces, has no dimensional stability, but rather has to be held together. On the other hand, the complicated structure also requires a complicated manufacturing process. so that the economic viability of such a device is no longer given.
The aim of the present invention is therefore a root space body for the hydroponic cultivation of plants, which ensures simple and efficient handling and at the same time enables good ventilation of the roots.
The invention now consists in that in the wall of the pipe made of foam. evenly distributed over its entire surface, holes are provided.
This measure ensures that, on the one hand, the gases required for metabolism can reach the roots. and that on the other hand released gases can easily be transported away. The particular advantage is not only that the gas balance of the roots is taken into account in a special way, but also that at the same time. Due to the network-like structure of the root space, the nutrient solution for the roots is optimally available. Both factors are therefore crucial for the growth of the roots and thus the plant. given in an ideal way.
An additional advantage of the holes is that if the nutrient solution is supplied by immersion, it can penetrate quickly through the holes, so that the foam can be completely saturated with nutrient solution in a very short time. After immersion, the nutrient solution quickly drains out of the holes and the surface gained is available for gas exchange again. The rapid penetration of the nutrient solution into the foam of the pipe when diving has a further advantageous effect that even dissolved metabolic products are washed out particularly effectively.
The importance of advantageous properties of the root space is increased by the simplicity of its structure. In the simplest case, it can consist of a single piece and no further additional elements are required to ensure its function. This implicitly states that it is also easy to use and its susceptibility to failure is low.
The production of such a root space body can also be achieved extremely easily, whereby its economic efficiency is additionally increased.
The fluid balance and gas balance of the roots are given special consideration in the case of a root space in which the ratio of the surface area of the pipe without holes to the total area of the surface area occupied by the holes is about 3: 1 to 1: 2, preferably about 1: 1.
In order to protect the pipe from mechanical damage from the outside, it can be covered with an at least partially water-permeable layer. Such a layer can be a direct coating or a film.
A perforated plastic film is particularly advantageous. B.
from polyethylene, polypropylene, nitro, acetyl or regenerated cellulose, polyacrylic acid and polyvinyl polymers or from condensation products of phthalic anhydride and triethanolamine. The particular advantage of a perforated plastic film, in addition to its mechanical strength, is that plastic films are inert to the nutrient solution and cannot release any solvent residues, which can be harmful to the plants, into the nutrient solution, as this cannot always be ruled out with a direct coating.
In order to avoid sump formation in the areas of the pipe adjoining the layer, it is advantageous if a sheet of hydrophobic soft foam, e.g. B. flexible polyurethane foam is arranged. With this arrangement, the surface of the tube itself is kept free for gas exchange shortly after the immersion process. The thermal insulation effect caused by the air cushion built up by the film is also advantageous for plant growth.
An additional possibility of adapting the gas and nutrient solution balance to the respective plant is given if the foil made of hydrophobic soft foam has perforations.
In order to increase the mechanical strength of the pipe and at the same time to ensure the supply of nutrient solution to the areas further away from the pipe ends, even in the case of longer pipes, it is advisable to have a substantially cylindrical support member in the hollow space of the pipe in contact with the pipe inner wall is provided. A perforated plastic tube or a spiral made of plastic or metal, preferably aluminum, can be used as the support member.
Obtaining particularly good plant growth naturally also depends on the choice of foam. Particularly good results can be achieved if the foam of the pipe is an open-pored hydrophilic soft polyurethane foam. The advantage of the root space body according to the invention is particularly evident in connection with such a foam. The hydrophilic flexible polyurethane foam is particularly suitable for this because of its high water absorbency and its good water retention. to transport the nutrient solution to the roots. As a result, however, there would now be the risk that the gas balance of the roots cannot be regulated to a sufficient extent.
However, because holes are provided in the foam evenly distributed over its entire surface, this disadvantageous effect is avoided, so that the advantage of the hydrophilicity of the flexible polyurethane foam for the plant is only fully realized.
A particularly good setting of the optimal microclimate for the root area of a plant is possible if the foam of the pipe consists of foam flakes, preferably soft polyurethane foam flakes, connected to one another by a foamed binding agent. Such a foam is characterized by a particularly high capillary activity, so that the roots can be supplied with nutrient solution in a particularly effective manner. In connection with the special structure of the root space body, the prerequisite for particularly good plant growth is created in this case. An additional plant-specific control results from the possibility that fertilizers, peat, pH buffers, ion exchange substances or the like can be contained in the foam of the pipe.
It is useful if recesses are provided in the pipe to accommodate young plant growing bodies. In this case, the young plant can first be grown in its own growing body and then, when it has grown to transfer size, be placed in the recesses of the pipe. It has been found that this is particularly advantageous because the root tips protruding from the rearing body are particularly sensitive and, in this way, can be particularly spared if there are recesses in the tube. The transplant shock is largely avoided.
A particularly advantageous method for producing the root space body according to the invention consists in that in a foam sheet of smaller width. when it corresponds to the later pipe circumference, slots are made evenly distributed, and that the web provided with slots is then formed into a pipe and connected via a cylindrical support member under expansion, whereby the slots are pulled apart. The connection can e.g. B. be done by gluing. If necessary, a film made of hydrophobic flexible foam and / or finally a perforated plastic film, preferably also provided with slits, can be wound over it first while stretching.
This process is extremely simple and saves material, as there is no waste when making the holes. It is also advantageous that no complicated device is required, so that the method is extremely efficient.
In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawings:
1 and 2 each show a partial view of a root space body, FIGS. 3 and 4 show the layered structure of such a root space body in view or cross section, and FIG. 5 shows a root space body with young plant growing bodies.
In Fig. 1, a root space body is shown, which is formed by a tube 1 made of foam, which has holes 2 approximately circular in cross section. The cross section of the holes 2 of the tube 1 shown in Fig. 2 is approximately almond-shaped. This training comes about by stretching a foam web provided with slits.
The root space body shown in Fig. 3 consists of a cylindrical support member 7, for. B. a plastic pipe, which has perforations 8, over which the pipe 1 forming, provided with holes 2 foam sheet is pulled under expansion. Above the pipe 1 there is a foil made of hydrophobic soft foam, which has perforations 6, and finally a plastic foil 3, which also has perforations 4, above it. The perforations in the foil 5 can be slits which are expanded into holes when the foil 5 is over the pipe 1 is drawn. FIG. 4 shows a cross section through a root space as shown in FIG. 3. The cross-section of the holes 2 located in the pipe 1 narrows towards the inside of the pipe, since the inner surface of the foam sheet is less stretched than the outer surface when the pipe is formed.
Instead of the plastic tube having perforations 8 as the support element 7, a spiral made of plastic or aluminum can also be used.
The root space body shown in FIG. 5 has recesses 9 into which young plant growing bodies 10 are placed. The young plant bodies themselves can also consist of foam.