DE102010050329B4

DE102010050329B4 - Method and device for cultivating aquatic plants on a water surface

Info

Publication number: DE102010050329B4
Application number: DE102010050329.0A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Wilhelm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-11-06
Also published as: DE102010050329A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Kultivierung aquatischer Pflanzen auf einer Wasseroberfläche insbesondere im Freiland, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6. Um hierbei zu erreichen, dass beim Anlegen von Aquakulturen auf großen freien Aquaflächen eine möglichst gleichmäßige und vor allem dauerhaft hohe Vermehrungsrate bewirkt wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Wasserkulturfläche mittels schwimmenden Abgrenzungsmitteln die aquatischen Pflanzen oder hydroponischen Pflanzenansammlungen in Zonen unterteilen, und dass mit Hilfe dieser Abgrenzungsmittel durch mechanisches Heranziehen an einen Erntepunkt die aquatischen Pflanzen geerntet werden.The invention relates to a method and an arrangement for cultivating aquatic plants on a water surface, especially in the open air, according to the preamble of claims 1 and 6. In order to achieve a reproduction rate that is as uniform as possible and, above all, permanently high when aquacultures are set up on large free aquatic areas is effected, it is proposed according to the invention that the water culture area divide the aquatic plants or hydroponic plant collections into zones by means of floating delimitation means, and that the aquatic plants are harvested with the aid of these delimitation means by mechanical pulling to a harvesting point.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Kultivierung aquatischer Pflanzen auf einer Wasseroberfläche insbesondere im Freiland, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 6.The invention relates to a method and an arrangement for cultivating aquatic plants on a water surface, in particular in the field, according to the preamble of claims 1 and 6.

Die Kultivierung bzw die Vermehrung von aquatischen zur Erzeugung hoher Biomassen in geschlossen Aquakulturanlagen ist aus der DE 10 2008 050 974 A1 bekannt. Neben der Kultivierung in geschlossenen Aquakulturen oder Bioreaktoren können aquatische Pflanzen aber auch im Freiland vermehrt werden.The cultivation or propagation of aquatic to produce high biomass in closed aquaculture facilities is known from the DE 10 2008 050 974 A1 known. In addition to cultivation in closed aquacultures or bioreactors, aquatic plants can also be grown outdoors.

Dabei sind jedoch bestimmte Vermehrungsparamter für maximale Massenerträge zu berücksichtigen. Einerseits bedürfen bspw Lemnacea eine Mindestpopulation um sich überhaupt zur selbsttätigen vegetativen Vermehrung zu stimulieren. Anderseits dürfen bestimmte Grenzbedeckungsdichten nicht überschritten werden, weil ansonsten die Population sogar rückläufig ist.However, certain propagation parameters are to be considered for maximum mass yields. On the one hand, for example, Lemnacea require a minimum population in order to stimulate itself at all for the autonomous vegetative propagation. On the other hand, certain border cover densities must not be exceeded, because otherwise the population is even declining.

Bei großen Kulturflächen kann sich die Lemnacea so stark vereinzeln, dass keine optimale Vermehrung möglich ist. Dies kann durch Wasserströmung, Wind etc leicht passieren.With large cultivated areas the Lemnacea can separate so strongly that no optimal propagation is possible. This can easily happen due to water flow, wind etc.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde beim Anlegen von Aquakulturen auf großen freien Aquaflächen eine möglichst gleichmäßige und vor allem dauerhaft hohe Vermehrungsrate einerseits und eine gute Wasserreingungswirkung anderseits zu bewirken. Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren und einer Anordnung der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The invention is therefore based on the object when creating aquacultures on large open aqua areas to achieve a uniform and, above all, permanently high propagation rate on the one hand and a good water cleaning effect on the other hand. The stated object is achieved in a method and an arrangement of the generic type by the characterizing features of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass die Wasserkulturfläche mittels schwimmenden Abgrenzungsmitteln die aquatischen Pflanzen oder hydroponischen Pflanzenansammlungen in Zonen unterteilen, und dass mit Hilfe dieser Abgrenzungsmittel durch mechanisches Heranziehen an einen Erntepunkt die aquatischen Pflanzen geerntet werden. Durch die Unterteilung der großen Aquakulturfläche, bspw eines Sees, wird somit eine flächige Gleich-Verteilung optimaler Vermehrungs-Parzellen auf einer ansonsten zusammenhängenden großen Wasserfläche aufrecht erhalten. So können in jeder Parzelle die besten Bedingungen, wie bspw mindest-stimulative Bedeckung zur optimalen Massenpotentierung auch bei Wind, oder Wasserströmung etc erhalten bleiben. So und nur so, wird verhindert, dass auf einer großen Wasseroberfläche Dichteinseln so zusammenlaufen, dass das Wachstum die kritische Grenzdichte erreicht, bei der die vegetative Vermehrung sich selbsttätig einstellt.The core of the process according to the invention is that the hydroponic surface is subdivided by means of floating demarcation means the aquatic plants or hydroponic plant collections into zones, and that with the help of these demarcation means by mechanical attraction to a harvest point, the aquatic plants are harvested. The subdivision of the large aquaculture area, for example of a lake, thus maintains a flat equidistribution of optimal propagation plots on an otherwise contiguous large water surface. Thus, in each parcel, the best conditions, such as minimum stimulative coverage for optimal mass potting, even in wind, or water flow, etc., can be maintained. This is the only way to prevent seal islands from converging on a large surface of water in such a way that growth reaches the critical limit density at which vegetative propagation automatically sets in.

Bei sehr großen zusammenhängenden Kulturflächen wird so verhindert, dass sich Dichte-Inseln bilden die, vermehrungsmäßig kontraproduktiv sind. Dies wird damit erfindungsgemäß unterbunden, aber gleichzeitig wird so eine einfache Beerntung solcher großen aquatischen Kulturflächen erzielt.In the case of very large contiguous cultivated areas, this prevents the formation of dense islands which, in terms of reproduction, are counterproductive. This is thus prevented according to the invention, but at the same time a simple harvesting of such large aquatic cultural areas is achieved.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die aquatischen Pflanzen zunächst in einem Anzuchtbecken vermehrt werden, und sodann auf Trägermitteln auf die großen Aquakulturflächen transportiert werden.Furthermore, it is advantageously designed so that the aquatic plants are first propagated in a growing tank, and then transported on carriers to the large aquaculture areas.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass hierzu Eichhornia- und/oder Lemnaceakulturen in einem Anzuchtbecken angesetzt werden, und dies bereits auf den genannten Trägermitteln vorgenommen wird, und dass die Trägermittel Fasergeflechte wie Sisal oder Foliengeflechte oder ähnliches sind, auf denen die angezogenen Kulturen bereits bei Anzucht oder spätestens zum Transport von der Anzucht zu den Aquakulturflächen anliegen. So werden optimal vorkonditionierte Pflanzenansätze auf die großen Aquakulturflächen ausgebracht, die ein optimal hohe Massenwuchs erhalten.Furthermore, it is advantageously configured for this purpose Eichhornia- and / or Lemnaceakulturen be set in a cultivation tank, and this is already done on the said support means, and that the carrier means fiber braids such as sisal or foil braid or the like, on which the grown crops already at cultivation or at the latest for transport from cultivation to aquaculture areas. So optimally preconditioned plant approaches are applied to the large aquaculture areas, which receive an optimal high mass growth.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Geflechte als Matten festlegbarer Größe erstellt und auf die Aquakulturflächen zur weiteren Vermehrung ausgebracht werden. So werden perfekte Ausgangsmassen zuverlässig ausgebracht.In a further advantageous embodiment, it is stated that the braids are created as mats festlegbarer size and applied to the aquaculture areas for further propagation. So perfect starting materials are reliably applied.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Matten samt der Aqua- oder Hydroponik-Kulturpflanzen mit Düngestoffen oder Düngelösungen versehen werden, spätestens bevor diese von den Anzuchtkulturen auf die großen Aquakulturflächen ausgebracht werden. So bleiben die Düngemittel ortsnah bei der Pflanzen, so dass das Wasser, was ja unter anderem sogar auch durch den Massenzuwachs gereinigt wird, nicht kontaminiert wird.In a further advantageous embodiment, it is stated that the mats together with the aqua or hydroponics crops are provided with fertilizers or fertilizer solutions, at the latest before these are applied by the seedling cultures on the large aquaculture areas. Thus, the fertilizers remain close to the plants, so that the water, which is indeed cleaned, among other things even by the mass increase, is not contaminated.

Für eine Anordnung einer Aquakulturfläche im Freiland oder in einem geschlossenen oder überdachten Gewächshaus, ist erfindungsgemäß ausgeführt, dass die Aquakulturfläche mit schwimmenden Abgrenzungsmitteln versehen ist, die aquatischen Pflanzen oder hydroponischen Pflanzenansammlungen in Zonen unterteilen, und dass mit Hilfe dieser Abgrenzungsmittel durch mechanisches Heranziehen an einen oder mehrere Erntepunkte die aquatischen Pflanzen erntbar sind. So ist die auch anordnungsgemäß gelöst.For an arrangement of an aquaculture surface in the field or in a closed or covered greenhouse, it is stated according to the invention that the aquaculture surface is provided with floating demarcation means, which subdivide aquatic plants or hydroponic plant collections into zones, and that by means of these demarcation means by mechanical attraction to one or several harvest points the aquatic plants are harvestable. So that is solved according to the order.

Hierzu ist weiter ausgestaltet, dass die schwimmenden Abgrenzungsmittel mit Schwimmkörpern versehene Leinen sind, oder schwimmende Schläuche oder Rohre sind, die die zusammenenhängende große Aquakulturfläche in regelmäßige Zonen unterteilt. Somit sind die Mittel, die eine Parzellierung zur Vermeidung von zusammenlaufenden kontraproduktiven Dichteinseln bilden, und außerdem auch eine Zerstreuung durch Wind oder durch Strömung verhindern sehr einfach ausgestaltet aber dennoch sehr effektiv und wirksam.To this end, it is further configured that the floating demarcation means are floats provided with floating bodies, or are floating hoses or pipes which divide the cohesive large aquaculture area into regular zones. Thus, the means that form a parcel to prevent converging counterproductive sealing islands, and also prevent wind or flow scattering, are very simple but yet very effective and effective.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass in den Schwimmkörpern oder aufschwimmenden Rohren oder Schläuchen Öffnungen angeordnet sind, über welche durch die Aquakulturen zumindest teilgeklärtes oder teilgereinigtes Wasser entnommen werden kann.In a further advantageous embodiment, it is indicated that in the floats or floating pipes or hoses openings are arranged, through which at least partially clarified or partially purified water can be removed through the aquaculture.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass in die Matten oder aufschwimmenden Elemente oder Schwimmkörper Messfühler installiert sind, über welche

– Temperatur und/oder
– PH-Wert und/oder
– CO2-Gehalt und/oder
– O2-Gehalt und/oder
– die elektrische Leitfähigkeit

im Aquakulturwasser ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann die Wasserqualität genauestens, aber was noch wichtiger ist, über die gesamte große Aquakulturfläche an jedem Punkt bestimmt werden.Furthermore, it is advantageously designed that in the mats or floating elements or floating body sensors are installed, via which

- Temperature and / or
- PH value and / or
- CO2 content and / or
- O2 content and / or
- the electrical conductivity

in aquaculture water. In this way, the water quality can be accurately, but more importantly, determined over the entire large aquaculture area at each point.

Zur enormen weiteren Wuchssteigerung ist angegeben, dass durch Rohre Luft und/oder O2 und/oder CO2 und/oder Abgas aus Produktionsanlagen oder landwirtschaftlichen Einrichtungen in das Aquakulturwasser eingeblasen werden kann. Dies führt zu einer enormen Wuchsbeschleunigung. Dies führt wiederum zu dem Ergebnis, dass nicht nur Biomasse pro Zeiteinheit gebildet wird, sondern in dem Maß, in dem Biomasse gebildet wird, als vegetative Vermehrung stattfindet, erfolgt dadurch auch eine Reinigung des Aquakulturwassers. Somit ergibt sich diese Anordnung nicht nur als Biomassenerzeugungseinrichtung, sondern gleichzeitig als riesige effektive biologische Wasserreinigungseinrichtung, wenn bspw den Aquakulturen zu reinigendes Wasser stetig oder zumindest periodisch zu- und abgeführt wird.For the enormous further increase in growth, it is stated that air and / or O 2 and / or CO 2 and / or exhaust gas from production plants or agricultural facilities can be blown into the aquaculture water through pipes. This leads to an enormous growth acceleration. This in turn leads to the result that not only biomass per unit time is formed, but to the extent that biomass is formed, takes place as a vegetative propagation, thereby also carried out a purification of aquaculture water. Thus, this arrangement results not only as a biomass generating device, but at the same time as a huge effective biological water purification device when, for example, the aquaculture water to be purified continuously or at least periodically added and removed.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die Aquakulturfläche als separate, neben einem Fließgewässer angeordnete Aquakultur als eine Art Bypass angelegt ist, und dass das Wasser des Fließgewässers zu Reinigungszwecken durch diese Aquakulturfläche geleitet und durch Pflanzenwuchsaktivität gereinigt wird. So kann eine effektive Fließwasser(Fluß)-Reinigung erfolgen. Wichtig ist hierbei nur, dass die Aquakulturfläche die effektive Fließgeschwindigkeit durch Querschnittsvergrößerung gemäß der Kontinuitätsgleichung so weit herabsetzt, dass die Pflanzenkulturen genug Zeit haben das Wasser durch Biomassenzuwachs zu reinigen. Hierbei ist klar, dass die schnellwüchsigen Lemnacea und auch Eichhornia dies in einfacher Weise erfüllen. Dies wiederum kann erreicht werden, wenn man den Bypass mit einem um Umspülbetrieb betriebenen Bioreaktor mit vielen gestapelten flachen Wasserkulturen bewerkstelligt.Furthermore, it is advantageously configured that the aquaculture surface is designed as a separate aquaculture arranged next to a flowing water as a type of bypass, and that the water of the flowing water is passed through this aquaculture surface for cleaning purposes and purified by plant growth activity. So an effective flow water (river) cleaning can be done. It is only important here that the aquaculture area reduces the effective flow rate by increasing the cross-section according to the equation of continuity so that the plant cultures have enough time to purify the water through biomass growth. Here it is clear that the fast-growing Lemnacea and Eichhornia fulfill this in a simple manner. This, in turn, can be achieved by providing the bypass with a bioreactor with many stacked shallow hydroponics operating around purge mode.

Weiterhin ist auch die Ausführung stationärer Wässer möglich, indem die Aquakulturfläche als Reinigungsbecken für Wasser angelegt ist.Furthermore, the execution of stationary water is possible by the aquaculture surface is designed as a cleaning pool for water.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele.The drawing shows two embodiments.

1 zeigt die Parzellierung einer aquatischen Großfläche von einem Hektar oder auch erheblich mehr. Die Parzellierung erfolgt durch schwimmende Barrieren in Form von Schwimmkörpern mit Seilen, oder luftgefüllten Schläuchen oder Rohren. 1 shows the parceling of an aquatic large area of one hectare or considerably more. The parcelling takes place by floating barriers in the form of floats with ropes, or air-filled hoses or pipes.

Innerhalb der Parzellen können optimale Startdichten der aquatischen Pflanzenkulturen eingestellt werden. Durch Rohre oder Röhren kann auch CO2 und/oder Nährstoffe nachgeführt werden.Within the parcels optimal start densities of the aquatic plant cultures can be adjusted. Pipes or tubes can also be used to track CO2 and / or nutrients.

2 zeigt den Bioreaktor als Bypass an einem F1ießgewässer. Dabei wird das F1ießgewässer in den Bioreaktor umgeleitet, dieser kann flächig sein, oder zur erhebliche Reduktion der Fließgeschwindigkeit dass Wasser über Etagen von Kulturbecken zu Kulturbecken leiten. Das geklärte kann dann am Ende des Bypasses wieder dem Fluß zurückgeführt werden. 2 shows the bioreactor as a bypass on a waters. In doing so, the flocking water is diverted into the bioreactor, which can be areal, or to a considerable reduction of the flow velocity, which directs water over floors from culture basin to culture basin. The clarified can then be returned to the river at the end of the bypass.

Claims

Method and arrangement for cultivating aquatic plants on a water surface, in particular in the field, characterized in that the hydroponic surface by means of floating demarcation subdivide the aquatic plants or hydroponic plant collections into zones, and that are harvested by means of these demarcation by mechanical attraction to a harvest point, the aquatic plants ,

A method according to claim 1, characterized in that the aquatic plants are first propagated in a cultivation tank, and then transported on carriers on the large aquaculture areas.

A method according to claim 1, characterized in that this Eichhornia- and / or Lemnaceakulturen be prepared in a cultivation tank, and this is already done on said support means, and that the carrier means fiber braids such as sisal or foil braid or are similar, on which the cultivated cultures are already in cultivation or at the latest for transport from the cultivation to the aquaculture areas.

A method according to claim 1, characterized in that the braids are created as mats festlegbarer size and applied to the aquaculture areas for further propagation.

A method according to claim 4, characterized in that the mats together with the aqua or hydroponics crops are provided with fertilizers or fertilizer solutions, at the latest before they are applied by the seedling cultures on the large aquaculture areas.

Arrangement of an aquaculture surface in the open or in a closed or covered greenhouse, characterized in that the aquaculture surface is provided with floating demarcation means, the aquatic plants or hydroponic plant collections into zones, and that by means of these demarcation means by mechanical attraction to one or more harvest points the aquatic plants are harvestable.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the floating demarcation means are floats provided with floats, or are floating hoses or pipes, which subdivide the large aquaculture area hanging together into regular zones, and these barriers serve to permanently delineate the individual areas.

Arrangement according to claim 6, characterized in that openings are arranged in the floats or floating pipes or hoses, via which the aquaculture surfaces or the water basin at least partially clarified or partially purified water can be removed periodically.

Arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that in the mats or floating elements or floating body sensors are installed, via which - temperature and / or - PH value and / or - CO2 content and / or - O2 content and / or - the electrical conductivity in aquaculture water can be determined.

Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that air and / or O2 and / or CO2 and / or waste gas from production plants or agricultural facilities can be blown into the aquaculture water through pipes.

Arrangement according to one of claims 6 to 10, characterized in that the aquaculture surface is designed as a separate, arranged next to a running water aquaculture as a kind of bypass, and that the water of the running water is passed through this aquaculture surface for cleaning purposes and purified by plant growth activity.

Arrangement according to one of claims 6 to 10, characterized in that the aquaculture surface is created as a cleaning basin for water.