DE2214977A1 - Anordnung und Verfahren zur hydroponischen Pflanzenaufzucht - Google Patents

Description

DIPL-ING. KLAUS NEUBECKER

4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

Düsseldorf, 25. März 1972

Hydroculture, Ine.
Glendale, Arizona,
V. St. A.

Anordnung und Verfahren zur hydroponischen Pflanzenauf zucht

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydroponische Kulturen, insbesondere auf ein Gebäude und eine Einrichtung zur Steuerung der ümweltverhaltnisse für die Schaffüng optimaler Wachstumsbedingungen für hydroponische Kulturen.

Die Aufzucht von Pflanzen auf hydroponischem Wege oder ohne die Verwendung von Erdboden ist seit vielen Jahren praktiziert worden, hauptsächlich allerdings auf experimenteller oder Hobby-Basis. Andererseits haben Fortschritte auf diesem Gebiet in jüngerer Zeit in gewissem Umfang einen wirtschaftlichen Erfolg infolge verbesserter Verfahren und der Entwicklung von Pflanzensorten mit sich gebracht, die sich in besonderer Weise für hydroponische Kulturen eignen. Es konnte gezeigt werden, daß unter idealen Bedingungen sich sehr hochwertige Pflanzen mit großer Geschwindigkeit aufziehen lassen, wobei sich eine mehrfache Ernte pro Jahr verwirklichen läßt. Um solche Ergebnisse zu erhalten, ist. es notwendig, nicht nur die Arten der verwendeten Nährmittel und den Zeitplan für deren Zufuhr, sondern auch die Umgebung, in der die Pflanzen aufgezogen werden, genau zu überwachen. Die überwachung der Umgebungsverhältnisse muß dabei über den Aufwand hinausgehen, wie er im gewöhnlichen Gewächs- oder Treibhaus

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getrieben wird, und doch müssen, wenn der Verkauf von auf wirtschaftlicher Basis aufgezogenen hydroponischen Pflanzen bzw. Früchten mit in herkömmlicher Weise geernteten Früchten konkurrieren können soll, die Kosten für die Überwachung der Umgebungsverhältnisse und der Nährmittel innerhalb praktisch vertretbarer Grenzen gehalten werden. Da die Umgebungs-Wettereinflüsse an verschiedenen Stellen der Welt gewaltige Unterschiede aufweisen, muß eine Anordnung zur Steuerung der Umgebungsverhältnisse eines hydroponisehen Systems, die sich auch unter solchen veränderlichen Klimabedingungen nutzbringend einsetzen läßt, zuverlässig sein und einen erheblichen Steuerbereich haben.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Systems für die hydroponische Aufzucht von Pflanzen, insbesondere einer Einrichtung zur zuverlässigen und wirksamen Steuerung der Umgebungsverhältnisse. Gleichzeitig soll erfindungsgemäß ein Gebäude bzw. ein abgeschlossener Raum zur Verfügung stehen, in dem Temperatur, Feuchtigkeit und Luftumwäzung automatisch auf vorgegebenen Werten gehalten werden können, wobei dieses Gebäude einen einfachen und wirtschaftlich herstellbaren Aufbau haben, dennoch über viele Jahre zuverlässig und mit ge*- ringstem Wartungsaufwand arbeiten können soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung für die hydroponische Pflanzenaufzucht in einer im wesentlichen automatisch gesteuerten Umgebung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein (a) hydroponisches Gewächshaus mit (1) mindestens einem hydroponischen Beet, (2) einer Einrichtung für die Zufuhr hydroponischer Nährstoffe zu in dem Beet befindlichen Pflanzen, (3) einer gegenüber aktinischer Sonnenstrahlung lichtdurchlässigen Einrichtung, die das Beet umschließt und mit Öffnungen für den Durchtritt von Luft versehen ist, (b) durch ein dem hydroponischen Gewächshaus zugeordnetes System zur Steuerung der Umgebungsverhältnisse, mit (1) einem Thermostat zur Erfassung der Temperatur von in dem Gewächshaus befindlicher Luft und zur Erzeugung von Signalen, wenn die Temperatur der Luft über einen vorgegebenen Wert an-

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mm O _

steigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (2) mit einem Humidistat zur Erfassung von innerhalb des Gewächshauses befindlicher Luft und zur Erzeugung von Signalen, wenn die Feuchtigkeit über einen vorgegebenen Wert ansteigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (3) einer Kühl- und Befeuchtungseinrichtung für vom Äußeren des Gewächshauses in dessen Inneres eintretende ümgebungsluft und zur Kühlung und Befeuchtung der durch das Gewächshaus geleiteten Umgebungsluft, (4) durch eine auf die Thermostat- und Humidistat-Signale ansprechende Gebläseeinrichtung, um selektiv und in Kombination (i) Umgebungsluft durch die Kühl- und Befeuchtungseinrichtung zu leiten, (ii) Umgebungsluft in das Gewächshaus einzuführen, (iii) Luft innerhalb des Gewächshauses umzuwälzen und (iv) Luft von dem Gewächshaus auf dessen Außenseite abzusaugen, (5) durch eine auf die Thermostat- und Humidistat-Signale ansprechende Wasserzuführeinrichtung für die Zuleitung von zur Verdampfung bestimmtem Kühlwasser zu der Kühl- und Befeuchtungseinrichtung sowie (6) durch eine auf die Thermostat-Signale ansprechende Heizeinrichtung zur Aufheizung von innerhalb des Gewächshauses umgewälzter Heizluft, wenn die Temperatur im Innern des Gewächshauses unter einen vorgegebenen Wert absinkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 perspektivisch eine Ansicht einer Ausführungsform eines mit dem System nach der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Gebäudes;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des rückwärtigen Aufbaus des Gebäudes der Fig. 1;

Fig. 3 perspektivisch eine Teilansicht, die bestimmte Einzelheiten des Gebäudeaufbaus genauer erkennen läßt;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer inneren Stützkonstruktion, wie

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sie sich in Längsrichtung des Gebäudes in bestimmten Abständen wiederholt;

Fig. 5 den Frontbereich des Gebäudes, der Bestandteile der Anordnung für die Steuerung der Umgebungsverhältnisse abstützt;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Boden des Gewächshauses, die die Lage verschiedener Elemente des Systems relativ zu den Pflanzbeeten erkennen läßt;

Fig. 7 perspektivisch eine Teilansicht, die weitere Einzelheiten der Anordnung des Systems für die Steuerung der Luftumwälzung und der Temperatur erkennen läßt;

Fig. 8 perspektivisch eine Teilansicht des Aufbaus mit den Verdampfermatten und der Jalousieanordnung zur Steuerung des Luftstroms durch die Matten und damit der Steuerung der Temperatur und Feuchtigkeit;

Fig. 9 schematisch eine perspektivische Ansicht des Rohrleitungssystem für die Zufuhr von Wasser zu den Verdampfermatten;

Fig. 10 weiter ins einzelne gehend einen Querschnitt durch das mit den Verdampfermatten zusammenarbeitende Pumpsystem;

Fig. 11 eine Draufsicht auf das die Nährlösung enthaltende Becken und die Sammelleitungen für die Zufuhr der Nährlösung zu den Pflanzbeeten sowie für die Rückleitung überschüssiger Nährlösung zu dem Becken;

Fig. 12 einen Teilschnitt, der den Aufbau der Pflanzbeete und ihre Zuordnung zu dem Aufbau des Gewächshauses erkennen läßt;

Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht, die die Kopplung

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zwischen der Sammelleitung und einem Pflanzbeet erkennen läßt, außerdem eine für jedes Pflanzbeet vorgesehene überlaufeinrichtung wiedergibt;

Fig. 14 perspektivisch eine Teilansicht eines elektrischen Ventils für die Umschaltung der Sammelleitung als Zufuhrbzw. Abflußleitung;

Fig. 15 in teilweise auseinandergezogener Darstellung schematisch das Aufbereitungswasser-Pumpsystem für das Nährlösungsbecken, einschließlich der Einrichtungen für die Steuerung des pH-Wertes der Nährlösung;

Fig. 16 einen vereinfachten Verdrahtungsplan für den Trocken- und 17 _lüfter bzw. den Befeuchtungslüfter;

Fig. 18 einen vereinfachten Verdrahtungsplan für die Anordnung zur Luftumwälzung- und Temperatursteuerung, die eingesetzt wird, wenn weder der Befeuchtungs- noch der Trockenlüfter arbeitet;

Fig. 19 eine überkopfansicht, die einen Benebelungsaufbau erkennen läßt, der zur Steuerung der Einwirkungen übermäßig intensiven Sonnenlichts dient, außerdem dafür sorgen kann, Nährlösung durch Blattaufnahme an die aufzuziehenden Pflanzen abzugeben; und

Fig. 20 gemeinsam einen in weitere Einzelheiten eingehenden ^u Verdrahtungsplan des in dem Gebäude eingesetzten elektrischen Systems.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 Außenansichten von Gebäuden, wie sie für die hydroponische Aufzucht von Pflanzen Verwendung finden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat das Gebäude allgemein den Aufbau eines HaIbZylinders, dessen äußere Mantelfläche ein Dach 1 bildet, das aus lichtdurchlässigem Fiberglas besteht,

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wie das weiter unten im einzelnen erläutert wird. Eine Vorderseite 2 des Gebäudes hat eine Tür 3, durch die das Innere des Gebäudes betreten werden kann, ein erstes Absauggebläse 4, ein zweites Absauggebläse 5 sowie einen Lufteinlaß 6, der mit einer Heiz- und Luftverteilungsanordnung in Verbindung steht. Die Arbeitsweise der beiden Absauggebläse 4 und 5 sowie des Lufteinlasses 6 werden weiter unten erläutert.

In Fig. 2 ist ein rückwärtiger Ansatz 8 zu erkennen, der sich von einer Rückwand 7 aus erstreckt. Der rückwärtige Ansatz 8 enthält eine Mehrzahl Verdampfermatten 9, durch die mittels der Absauggebläse 4 und 5 der Fig. 1 Luft gesaugt werden kann, um so eine Steuerung der Temperatur und der Feuchtigkeit innerhalb des Gebäudes herbeizuführen. Die Art und Weise, in der das Verdampfungswasser selektiv zu den Verdampfungsmatten 9 geleitet wird, wird weiter unten im einzelnen beschrieben.

Fig. 3 zeigt bestimmte Konstruktionseinzelheiten der zur Zeit bevorzugten Ausführungsform des Gebäudes der Erfindung. Das Gebäude ruht auf einem Betonfundament IO auf, wobei beim Gießen des Fundaments Gewindebolzen 11 mit eingegossen werden, mit deren Hilfe in Verbindung mit Muttern 13 Winkeleisen 12 festgelegt werden, die sich über die ganze Länge des Fundaments 10 an dessen Längsseite erstrecken.

Zwischen den Winkeleisen 12 auf gegenüberliegenden Seiten des Gebäudes erstrecken sich Bogenprofileisen 14, die in der Hauptsache für die Abstützung der halbzylindrischen Außenfläche des Gebäudes sorgen. Das Dach 1 besteht dabei aus einer Mehrzahl einander überlappender gewellter Fiberglasplatten 15, die mittels Seilen 16 befestigt sind, die sich längs der Außenseite der Fiberglasplatten 15 von einer Seite des Gebäudes zu dessen gegenüberliegender Seite erstrecken. Die Seile 16 verlaufen in Bereichen der Fiberglasplatten, die sich unmittelbar oberhalb der Bogenprofileisen 14 befinden, so daß sie sicher gespannt werden können, ohne daß es zu einem Verziehen oder Werfen der Fiberglasplatten kommt. Die Seile werden mit Hilfe von Spann-

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schlossern 17 angezogen, die untere Schrauben 18 aufweisen, die durch das Winkeleisen 12 hindurchgeführt sind, sowie obere Schrauben 19 haben, die in einen Haken auslaufen, mit dessen Hilfe schlaufenförmige Enden 20 der Seile 16 aufgenommen werden. An dem Fundament 10 sind längs beider Seiten des Gebäudes mit weIlenlinienförmigen Erhebungen versehene Anlageschienen 21 befestigt, die im Verhältnis zu benachbarten Bogenprofileisen 14 verriegelt und so konturiert sind, daß sie die unteren Enden der gewellten Fiberglasplatten 15 aufnehmen können. Die Anlageschienen 21 können aus Rotholz oder anderem fäulnisbeständigem Holz wie druckbehandelter Fichte (Kiefer) oder Zypresse bestehen.

Die Enden der Bogenprofileisen 14 können an den Winkeleisen 12 durch Schweißen, Verschrauben oder in anderer geeigneter Weise festgelegt sein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich eine sehr zufriedenstellende Verbindung rasch mit Hilfe einer Nageleinschießvorrichtung vornehmen läßt, die unter der Einwirkung von Explosionskräften Verbindungselemente durch die Bogenprofileisen 14 und die Winkeleisen 12 treibt. Die Verbindungselemente neigen dabei dazu, sich gegenüber dem Fundament 10 abzuplatten, so daß die zu vereinigenden Teile so praktisch miteinander vernietet werden. Jede Fiberglasplatte hat vorzugsweise eine genügend große Länge, um sich ganz über die halbzylindrische Mantelfläche erstrecken zu können, so daß ein Aufbau größtmöglicher Belastbarkeit erhalten wird. Die halbzylindrische Form hat weitere Vorteile. Beispielsweise sind die aerodynamischen Eigenschaften so, daß das Gebäude Winden erheblich höherer Geschwindigkeit widerstehen kann als Gebäude mit großen ebenen Flächen. Außerdem übt das Gebäude auf die in seinem Inneren aufzuziehenden Pflanzen keine Schattenwirkung aus, wenn sich der Einfallwinkel des Sonnenlichts ändert.

Die Art und Weise, in der das Dach 1 an dem Fundament 10 abgestützt und befestigt ist - wie in Verbindung mit Fig. 3 erläutert-, sorgt für eine wirtschaftliche, dennoch sehr starke und gegenüber Wind widerstandsfähige Konstruktion, die den weiteren Vorteil auf-

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weist, daß die Fiberglasplatten 15 relativ leicht ersetzt werden können, wenn eine oder mehrere von ihnen einen Schaden erfahren haben sollten.

Fig. 4 zeigt eine von mehreren Wandkonstruktionen, die in Abständen über die Längsrichtung des Gebäudes verteilt 'angeordnet sind. Die Wandkonstruktionen wirken mit den Bogenprofileisen 14 zusammen, so daß für eine innere Abstützung des Daches 1 gesorgt wird. Leicht einwärts geneigte Pfeiler 22 sind etwa 75 cm in Beton eingelassen und an ihren oberen Enden durch einen Querträger 23 miteinander verbunden. Winkelproftleisen erstrecken sich als Abstützungen 24 - mit geringer Neigung einwärts - von der Oberseite des Querträgers 23 in Aufwärtsrichtung, um den Scheitel des Gebäudes abzustützen. Die Pfeiler 22 und die oberen Enden der Abstützungen 24 sind mit den Bogenprofileisen 14 über gewöhnliche Zwischenstützen 25 verbunden» die entweder miteinander verschraubt oder aber verschweißt sein können. Die unteren Enden der Abstützungen 24 sind in ähnlicher Weise mit dem Querträger 23 v<:.::

Fin„ 5 7.eigt eine bevorzugte Ausführungsform des vorderen Stützrahmens 26, der die Vorderwand abstützt und Öffnungen 27 und 28 für äie Aufnahme les ersten bzw. zweiten Absauggebläses 4 und 5 sowie eine öffnung· 21 fur ixe Tür 3 aufweist.

Fin, 6 zeigt eine verein*ach te Bodenansicht des Gebäudes mit dem allgemeinen Ver lau," der sLcii in Längsrichtung erstreckenden Pfianabeete 30, die m dera Fundament 10 vorgesehen sind. Der spezielle Aufbau der Pflanzbeete wird im einzelnen im weiteren Verlauf der Beschi'eibung erläutert. An einem Ende des Gebäudes ist ein Reservoir 31 für Nährlösung vorgesehen, von dem aus Nährlösung periodisch in die Pflanzbeete 30 gepumpt wird, wie ebenfalls nachstehend erläutert. Wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 ausgeführt, stützt ein rückwärtiger Ansatz 8 eine Mehrzahl Verdampfermatten ab, über die Wasser von einem Becken 32 aus gesteuert gepumpt wird. Wie schon in Verbindung mit Fig. 1 ange-

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deutet, sind an der Vorderwand 2 ein erstes und ein zweites Absauggebläse 4 und 5 angeordnet, die jeweils auf eine die ümgebungsverhältnisse überwachende Einrichtung ansprechen und dementsprechend Luft durch die Verdampfungsmatten ansaugen, um die Umgebungsverhältnisse innerhalb des Gebäudes so zu konditionieren, wie das notwendig ist, um für ein spezielles Gewächs optimale Wachstumsbedingungen zu gewährleisten.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Teils des Umgebungssteuer ungssystems, das innenseitig an der Vorderwand 2 angeordnet ist. Wie daraus ersichtlich, ist außer dem zuvor erwähnten Absauggebläse 4 bzw. 5, die sich in dem Vorderwand-Rahmenwerk befinden, ein Gebläse 40 an der Vorderwand mittig oberhalb der Tür 3 befestigt. Das Gebläse 40 ist fliegend an der Vorderwand 2 mittels eines mit dem Lufteinlaß 6 zusammenwirkenden kastenartigen Gehäuses 41 gelagert, das allseitig geöffnet ist, um erwärmte Luft von zwei Heizlüftern 42 oder einfach von der Vorderseite des Gebäudeinneren aufzunehmen, wenn die Heizlüfter 42 nicht in Betrieb sind. Die Abluft des Gebläses 40 wird in eine Verteilerleitung 43 geleitet, die die Form eines durchsichtigen, flexiblen Plastikrohres haben kann, das sich in Längsrichtung des Gebäudes erstreckt und in bestimmten Abständen von der Unterseite des Scheitels der Bogenprofileisen 14 abgestützt ist.

Das Gebläse 40 dient dazu, die Luftumwälzung innerhalb des Gebäudes aufrechtzuerhalten, wenn das erste und das zweite Absauggebläse 4 und 5 nicht in Betrieb sind, ferner, wenn es notwendig ist, die Temperatur innerhalb des Gebäudes anzuheben, wobei das Gebläse 40 die Abluft der Heizlüfter 42 zur Umwälzung durch die Verteilerleitung 43 erhält.

Das verhältnismäßig große Gewicht der Heizlüfter 42 wird durch Winhäeisen 44 aufgenommen, die sich zwischen einem massiven Träger 45 des Vorderwand-Rahmenwerks zu einem Träger 46 erstrecken, der dem Querträger 23 der Fig. 4 entspricht, jedoch zusätzlich durch Säulen 47 und Verstrebungen 48 abgestützt ist,

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die in das Fundament 10 hineinragen. Auf diese Weise ist am vorderen Ende des Gebäudes für eine sehr robuste/ stabile Konstruktion gesorgt.

Fig. 8 zeigt im einzelnen den Aufbau von Teilen des Umgebungssteuer ungssystems, das im rückwärtigen Ansatz 8 des Gebäudes untergebracht ist. Der rückwärtige Ansatz 8 weist ein Rahmenwerk 50 auf, das eine Reihe Verdampfungsmatten 9 auf der Rückenseite und den beiden Außenseiten abstützt. Die Verdampfermatten 9 sind in der Lage, durch sie hindurchgesaugte Luft mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt zu befrachten, da sie gesteuert von einer perforierten Verteilerleitung 51 befeuchtet werden, die von dem Becken 32 in Übereinstimmung mit dem erfaßten Zustand der in dem Gebäude herrschenden Umgebungsverhältnisse von c^em Becken 32 aus gespeist wird. Die Verdampfermatten 9 können beispielsweise aus Espenholzfasern hergestellt sein, die durch die inneren und äußeren Drahtnetze 52 bzw. 53 zusammengehalten werden, überschüssiges Wasser wird in einer Rücklaufrinne 54 aufgefangen, die unmittelbar zu dem Becken 32 zurückführt.

Die an den Außenseiten bzw. der Rückseite des rückwärtigen Ansatzes 8 angeordneten Verdampfermatten 9 öffnen sich unmittelbar zum Inneren des Gebäudes hin, so daß, wenn der Druck im Inneren des Gebäudes durch Inbetriebnahme der Absauggebläse 4 und/oder leicht herabgesetzt wird, Außenluft durch sie in das Innere des Gebäudes gesaugt wird. Es ist jedoch notwendig, in gewissem Umfang eine Steuerung auf die Menge an Außenluft auszuüben, die durch die Verdampfermatten 9 angesaugt wird, wenn sich die Absauggebläse in Betrieb befinden. Um die die Verdampfermatten 9 durchsetzende Strömungsmenge steuern zu können, sind an der Innenseite der Rückwand mehrere obere Jalousielamellen 55 sowie untere Jalousielamellen 57 angebracht. Die JalousielameIlen 55 können durch einen üblichen elektrischen Jalousiemotor 56 und die JalousielameIlen 57 durch einen Jalousiemotor 58 betätigt werden, so daß die Jalousielamellen sich gemeinsam oder auch in beliebiger Kombination öffnen lassen, um den wirksamen Querschnitt der Verdampfermatten zu bestimmen, durch den Außenluft gezogen wird.

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Fig. 9 und 10 zeigen das Wasserverteilungssystem, das mit dem Becken 32 und den Verdampfermatten zusammenarbeitet. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist das Becken 32 unter die Oberfläche des Fundaments 10 eingelassen. Wasser wird von einer beliebigen geeigneten Quelle aus über eine Rohrleitung 60 entsprechend der Lage eines Schwimmers 61 zugeführt, der ein mit Fig. 10 wiedergegebenes Ventil 62 betätigt. Eine motorgetriebene Unterwasser-Pumpeinheit 63 wird selektiv durch die Umgebungssteuerungs-überwachungsanordnung erregt, wie nachstehend beschrieben. Im erregten Zustand treibt die Pumpeinheit 63 Wasser durch eine Speiseleitung 64, die unmittelbar an die perforierte Verteilerleitung 51 angeschlossen ist, die zur Befeuchtung der Verdampfermatten 9 in der zuvor beschrfebenen Weise dient, überschüssiges, nicht durch die Perforationen in die Verteilerleitung 51 abgegebenes Wasser gelangt zu der Rücklaufrinne 54 über eine Abflußleitung 65. Die Rücklaufrinne 54 ist mit einer Becken-Rücklaufleitung 66 versehen, die an ihren niedrigsten Punkt angeschlossen ist, so daß die Rücklaufleitung 66 in der Rücklaufrinne 54 aufgefangenes Wasser unmittelbar zu dem Becken 62 ableitet? so daß das überschüssige Wasser aus ohne weiteres ersichtlichen wirtschaftlichen Gründen erneut verwendet werden kann» Diese Ausbildung ist als besonders bedeutsam im Hinblick auf trockene Gebiete anzusehen? in denen Wasser sehr wirtschaftlich, ausgenutzt werden muß.

FJg. 11 läßt allgemein erkennen» wie flüssige Bahr lösung aus dem Nährlösungs-Reservoir 31 zu den Pflansbeeten 30 gelangen kaasio überlaufeinrichtungen, wie sie sich über bestimmten Gebieten des Nährlösungs-Zufuhrsystems befinden, sind in F±g„ 11 mit Rücksicht auf eine möglichst große Klarheit nicht geseigt. Bezüglich seines pH-Wertes überwachtes Wasser von einer weiter unten erläuterten Quelle steht über eine Speiseleitung 70 zur Verfügung? mit deren Hilfe der Wasserspiegel in dem Nährlösungs-Reservoir 31 unter der Einwirkung eines selektiv durch einen Schwimmer 72 betätigten Ventils 71 wieder aufgefüllt wird. Wenn Feuchtigkeitssonden innerhalb der Pflanzbeete 30 festlegen, daß Nährlösung zugeführt werden muß, so werden elektrische Unterwasserpumpeinheiten 73 erregt, die Nährlösung in Aufwärtsrichtung und

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in Speiseleitungen 74 treiben, die über Absperrventile 75 mit einer Verteilerleitung 76 in Verbindung stehen. Von der Verteilerleitung 76 aus fließt Nährlösung in kleine Beobachtungsreservoire 77, die sich am Ende der einzelnen Pflanzbeete 30 befinden. Die so zu den Beobachtungsreservoiren 77 geleitete Nährlösung gelangt in eine kombinierte Speise-/Abflußleitung 78, die sich am Boden der einzelnen Pflanzbeete 30 unterhalb des Nährbodenmaterials 79 erstrecken. Die Speise-/Ab'flußleitungen 78 sind in Abständen perforiert, so daß die Nährlösung das Nährbodenmaterial 79 in dem gewünschten Umfang entsprechend der Zeitdauer sättigen kann, während der die Nährlösung von dem Reservoir 31 aus eingepumpt wird. Wenn das Pumpen aufhört, strömt überschüssige Nährlösung über die Speise-/Abflußleitung 78 zu dem Beobachtungsreservoir 77 und weiter zu dem Nährlösung-Reservoir 31 zurück. Um ein Strömen unter der Einwirkung der Schwerkraft zu unterstützen, sind die Speise-/.\bf lußleitungen 78 leicht in Richtung auf die Beobachtungsreservoire 77 zu abwärts geneigt. Eine elektrisch gesteuerte Drossel 85 ist in die Verteilerleitung 76 geschaltet, um das Ableiten der überschüssigen Nährlösung zurück in das Becken zu erleichtern.

Fic. 12 zeig+- einen Querschnitt durch den allgemeinen Aufbau der Pflanzbeete 30 und die Lage der Speise-/Abflußleitungen 78 innerhalb der Pflansbeete 30» Un- zu verhindern, daß Nährlösung durch Versickern ν er!■:- ■-e/i-jeut, ist der Betonboden 80, in dem die Pflanzbeete ?0 ausgebildet sind, von dem Nährbodenmaterial 79 durch eine undurchlässige Auskleidung 81 aus Vinyl isoliert, die in ihrer Lage mittels Rotholz-Balken 82 vor dem Ausfüllen der Beete mit dem Nährboderanaterial 79 gesichert wird. Es wird zwar derzeit: eine inerte- wasserdichte Auskleidung bevorzugt, um das Auslaugen von Kalk aus dem Betonfundament 10 zu verhindern, jedoch kommt auch die Verwendung nicht inerter Auskleidungen oder sogar die Verwendung von Fundamentwerkstoffen, die zwar wasserfest, nicht aber inert sind, in solchen Fällen infrage, in denen nützliche Bestandteile durch Auslaugen zu den Pflanzenwurzeln geführt werden können.

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Fig. 13 zeigt konstruktive Einzelheiten eines Pflanzbeets 30 und der Ablaufeinrichtung im Bereich des Beobachtungsreservoirs 77. Die Verteilerleitung 76 steht in Verbindung mit dem Beobachtungsreservoir 77, wie das zuvor angegeben wurde. In ähnlicher Weise öffnet sich die Speise-/Abflußleitung 78 in das Beobachtungsreservoir 77 , um Nährlösung an das Nährbodenmaterial 79 abzugeben, wenn der Lösungsspiegel in dem Beobachtungsreservoir 77 über seine öffnung ansteigt, bzw. Nährlösung an das Reservoir und die Verteilerleitung 76 zurückzuleiten, wenn die Nährlösung nicht unter Druck durch die Verteilerleitung zu dem Reservoir gepumpt wird. Um sicherzustellen, daß es im Falle einer Fehlfunktion oder einer Fehlprogrammierung nicht zu einem überlauf kommt, durch den die Pflanzbeete vollständig gefüllt würden, ist eine überlaufeinrichtung mit einem drehbaren Kniestück 86, das sich in das Beobachtungsreservoir 77 öffnet, und einem stationären, nach unten gerichteten Kniestück 87, das sich in das Nährlösungs-Reservoir 31 öffnet, vorgesehen. Der Spiegel der Nährlösung innerhalb des Beobachtungsreservoirs 77, für den die überlaufanordnung wirksam wird, läßt sich einfach in der Weise einstellen, daß das Kniestück 86 gedreht wird, bis die öffnung in Höhe des gewünschten Spiegels liegt.

Da der normale Ablauf von den Pflanzbeeten 30 über dieselbe Verteilerleitung 76 erfolgt, über die die Nährlösung auch unter Druck zugeführt wird, gestattet die Verwendung der Drossel 85 (Fig. 11 und 14) den Ablauf des überschüssigen Wassers unmittelbar in das Nährlösungs-Reservoir 31, ohne durch die Pumpräder hindurchzulaufen. Wie mit Fig. 14 gezeigt, weist die Drossel 85 ein Ventil 88 auf, das durch einen umlaufenden Ventilmotor 89 o. dgl. betätigt wird. Die Logik des elektrischen Systems arbeitet so, daß der Ventilmotor 89 erregt wird, wenn die Pumpeinheiten 73 erregt werden, so daß das Ventil 88 sperrt, das von einem drehbaren Solinoid o. dgL. gebildet sein kann. Wenn die Pumpeinheiten 73 stillgesetzt werden, so wird auch der Ventilmotor 89 stillgesetzt, so daß das Ventil 88 in die offene Stellung fallen und somit die Nährlösung in der Verteilerleitung 76 unmittelbar durch den Ab-

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fluß 90 strömen und in das Nährlösungs-Reservoir 31 fallen kann.

Um den pH-Wert der Nährlösung in dem Nährlösungs-Reservoir 31 auf dem erforderlichen Niveau zu halten, ist ein Auffüllsystem mit einem Reagenzinjektions-Steuergerät vorgesehen, ⁹viffi aas fn/ ,Frischwasser, das von
/einer beliebigen geeigneten Quelle erhältlich ist, gelangt durch die Speiseleitung 70 mit einem Strömungsschalter 92, einem relaisbetätigten Ventil 93, einem T-Stück 94 und dem von dem Schwimmer 72 betätigten Strömungs-Ventil 71. Eine weiter unten beschriebene WachstumsSteuerungs-Anordnung betätigt das relaisbetätigte Ventil 93 zu einem geeigneten Zeitpunkt, beispielsweise nachts, um Wasser durch die Speiseleitung 70 strömen zu lassen. Der Strömungsschalter 92 erfaßt die Strömung und erregt eine Reagenzpumpe 95, die seitlich an einem Reagenz-Speichertank 96 befestigt ist. Der Reagenz-Speichertank 96 kann typischerweise Schwefelsäure enthalten. Die Reagenzpumpe 95 treibt Reagenzlösung unter Druck durch eine Reagenz-Speiseleitung 97 und einen Injektor 98, wie er in Fig. 15 in auseinandergezogener Darstellung wiedergegeben ist und wie er zur Mischung der Reagenzlösung mit dem Wasser über das T-Stück 94 dient, von dem aus aufbereitetes Wasser in das Nährlösungs-Reservoir 91 strömt, bis der Schwimmer 72 weit genug angestiegen ist, um das Ventil 71 zu schließen und damit den Wasserstrom zu unterbrechen. Sobald dieser Zustand eingetreten ist, öffnet der Strömungsschalter 92, so daß der die Reagenzpumpe 95 durchfließende Strom unterbrochen wird und die Pumpe 95 somit aufhört, Reagenzlösung in die Speiseleitung 70 einzuleiten. Eine um das relaisbetätigte Ventil 93 herumgeführte Überbrückungsleitung 99 ist mit einem von Hand betätigbaren Ventil 100 ausgestattet, um auch eine manuelle Auslösung des Auffüllzyklus zu anderen Zeiten als denjenigen zu gestatten, die durch die Wachstumssteuerungseinrichtung vorgegeben sind. Beispielsweise kann dies notwendig werden, wenn extrem heiße oder trockene Bedingungen herrschen, bei denen die Nährlösung mit abnorm erhöhter Geschwindigkeit verbraucht und verdampft wird.

Insbesondere, wenn es sich bei dem Reagenzmittel um eine Säure handelt, ist es wünschenswert, sich gegen den unvorhergesehenen

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Fall abzusichern, daß der Strömungsschalter 92 klemmt oder aber eine andere Situation eintritt, so daß der Strömungsschalter wirksam bleibt und daher eine zu starke Aufbereitung des Wassers verursacht. Daher wird parallel mit der Reagenzpumpe 95 eine Warnlampe 83 erregt, um so eine visuelle Anzeige au liefern, daß Reagenzlösung in das System injiziert wird.

Die verschiedenen Zustände, die das UmgebungsSteuerungssystem in Abhängigkeit von den erfaßten Situationen annehmen kann, sind schematisch mit Fig. 16, 17 und 18 angedeutet. Entsprechend Fig» 16 erhält das als "Trockenlüfter" bezeichnete erste Absauggebläse 4 elektrische Energie über eine Leitung 101 von einem ümgebungssteuerungs-Gehäuse 102 aus und über Relaiskontakte 103. Ein an dem Gehäuse 102 angeordneter Thermostat 104 schließt, sobald die Temperatur über eine vorgegeben® Temperatur hinaus angestiegen ist, um das Relais 105 zu erregen, so daß die Kontakte

103 schließen und das Absauggebläse 4 anläuft» Gleichseitig erregt der Thermostat einen Transformator 106innerhalb des Gehäuses 102, so daß 24 V an die oberen Jalousiemotoren 56 abgegeben werden, die dann die oberen Jalousielamellen 55 öffnen« Dadurch wird Außenluft durch die normalerweise freiliegenden Bereiche der Verdampfermatten und ebenso den dureii die oberen Jalousielamellen gesteuerten Bereiche, durch das Gebäude nuß. nach smB@u durch das Absauggebläse 4 abgezogen? bis cli-s "/oa dsia Thermostat

104 erfaßte Temperatur genügend abgefallen ist_P vm desa. Thermostat und damit das erste Absauggebläse 4 uacl die oberen Jaioiasiemotoren 56 unwirksam werden zu lassen.

Fig. 17 zeigt einen zweiten Zustand ₀ bei dem das als Befeuehtungslüfter bezeichnete zweite Absauggebläse 5 im Zusammenhang mit den unteren JalousielameIlen 57 und der Unterwasser-Pumpeinheit 63 betrieben wird, um mit Wasser befrachtete und durch Verdampfung gekühlte Luft durch das Gebäude zu ziehen. Dieser Vorgang wird durch das koordinierte Ansprechen eines zweiten Thermostaten 107 und eines Humidistaten 108 an dem Gehäuse 102 gesteuert. Der Thermostat 107 schließt, wenn die Temperatur einen

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vorgegebenen Wert überschreitet, und der Humidistat 108 schließt, wenn die Feuchtigkeit unter ein vorgegebenes Minimum absinkt. Die Kontakte der Thermostaten 107 und des Humidistaten 108 sind so in Reihe geschaltet, daß ein Relais 109 erregt wird, wenn beiden Bedingungen entsprochen wird, so daß Kontakte 110 schließen und elektrische Energie an das zweite Absauggebläse 5 über die Leitung 111 gelangt. Gleichzeitig wird eine Wechselspannung von 115 V an die Unterwasser-Pumpeinheit 63 abgegeben, um Wasser zu den Verdampfermatten 9 strömen zu lassen, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 8 erläutert. Ein zweiter Untersetzungstransformator 112 wird ebenfalls erregt, um 24 V an die unteren Jalousiemotoren 58 zu liefern, die die unteren Jalousielamellen 57 öffnen und so ermöglichen, daß Außenluft durch die normalerweise freiliegenden Bereiche der Verdampfermatten 9 und ebenso durch das von den unteren JalousielameIlen 57 überwachte Gebiet gezogen wird. Es versteht sich, daß die Situationen entsprechend den Fig. 16 und 17 gleichzeitig auftreten können, so daß sowohl die oberen als auch die unteren JalousielameIlen 55 und 57 und die beiden Äbsauggebläse 4 und 5 gleichzeitig ζμ33ΓΜΓ,Θ-ι mit der Unterwasser-Pumpeinheit 63 in Betrieb gesetzt werden können.

In Verbindung mit Fig. 18 und 7 läßt sich beobachten, daß bei Betrieb des Gebläses 40 IJuft in dem Gebäude umgewälzt wird, wenn weder das erste !^sauggebläse 4 noch das zweite Absauggebläse 5 in Betrieb sind. Ein Thermostat 113 wird betätigt, wenn die Ümgebungstemperatdr innerhalb des Gebäudes unter einen vorgegebenen Minimalwert absinkt, um so ein Relais 114 zu erregen. Die Kontakte des Relais 114 liefern im geschlossenen Zustand über Leitungen 116 bzw. 117 elektrische Energie an das Gebläse 40 und einen Jalousiemotor 115. Der Jalousiemotör 115 öffnet die Jalousie 48¹, so daß frische Luft zu dem Einlaß des Gebläses 40gelangen kann, der die Luft in die perforierte Verteilerleitung 43 drückt, so daß unbehandelte Außenluft in dem Gebäude verteilt wird. Wenn (vgl. Fig.7) die Temperatur der durch die Jalousie 48 zugeführten Außenluft nicht ausreicht, um die minimale Umgebungsluft in dem Gebäude aufrechtzuerhalten, so werden mit den Heizlüftern 42 kombinierte Thermostaten betätigt, so daß er-

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wärmte, in Umlauf gesetzte Luft durch die Heizlüfter 42 gezogen und zu den offenen Seiten des Gehäuses 41 des Gebläses 40 geleitet wird, um über die Länge des Gebäudes verteilt zu werden. Das in Verbindung mit Fig. 7, 8, 16, 17 und 18 beschriebene Ümgebungssteuerungssystem arbeitet so, daß sowohl die Temperatur als auch die Feuchtigkeit in dem Gewächshaus entsprechend den aufgezogenen Pflanzen und im wesentlichen unabhängig von den äußeren Umgebungseinflüssen innerhalb vorgegebener'Werte gehalten werden.

In geografischen Bereichen, in denen extrem heiße Tagestemperaturen erwartet werden können, wie etwa in der Arizona- und der kalifornischen Wüste, ist es manchmal notwendig, außergewöhnliche Maßnahmen anzuwenden, um die Pflanzbeete gegen die Hitze und die Strahlungsintensität der Sonne zu schützen. Wenn solche Zustände herrschen, können die Pflanzbeete durch ein Benebelungssystem geschützt werden, wie es in der Oberkopfansicht der Fig. 19 veranschaulicht ist. Ein thermostatisch gesteuertes Ventil 120 ist in einer Speiseleitung 121 angeordnet, die von einer normalen, unter Druck stehenden Wasserquelle ausgeht. Die Abgabeseite des thermostatisch gesteuerten Ventils 1.20 speist eine überkopflaufende Verteilerleitung 122, die Wasser an eine Mehrzahl in Querrichtung verlaufender Überkopf-Benebelungsleitungen 123 abgibt, die sich oberhalb der Pflanzbeete 30 befinden. Jede Benebe lungs leitung ist mit einer Mehrzahl nach unten gerichteter Benebe.lungsdüsen 124 ausgestattet, die einen sehr feinen Nebel abgeben, wenn sie mit unter Druck stehendem Wasser beliefert werden, was dann der Fall ist, wenn das thermostatisch gesteuerte Ventil 120 durch einen Anstieg der Temperatur auf einen oberhalb der voreingestellten Temperatur liegenden Wert betätigt wird. Der feine Nebel dient dazu, eine rasche Kühlung infolge der durch Verdampfung absorbierten Wärme zu bewirken, außerdem, um Strahlung zu filtern, die bei zu großer Intensität zu einer Schädigung der Pflanzen führen kann.

Das Benebelungssystem kann außer zur Steuerung der Umgebungsverhältnisse auch eingesetzt werden, um den innerhalb des Gebäudes

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aufgezogenen Pflanzen Nahrung über ihre Blätter zuzuführen. Es läßt sich beobachten, daß bestimmte Nährlösungen bei Zufuhr über die Wurzeln nur bis zu einer begrenzten Höhe in den Pflanzenstielen aufsteigen, was sich jedoch bei Nahrungszufuhr durch die Blätter korrigieren läßt. Ein Tank 125, der Nährlösung für die Ernährung durch die Blätter enthält, kann dazu gesteuert über eine Leitung 126 mittels eines Proportionierers 127 auf die Speiseleitung 121 arbeiten.Ferner ist in Betracht zu ziehen, daß eine Reihe dem Tank 125 entsprechende Tanks parallelgeschaltet werden, um speziellen erfaßten Bedürfnissen bezüglich einer Blatternährung mit speziellen Nährstoffen wie Eisen, Kalzium, Mangan, Zink, Stickstoff, Kalium, Magnesium etc. zu genügen. In einem solchen System würde dann jeder Tank ein spezielles Nährmittel enthalten, und der Proportionierer würde unter der Einwirkung eines Fühlers stehen, der auf einen Mangel an einem speziellen Nährmittel innerhalb der Wachstumsumgebung anspricht.

Fig. 20 und 21 entsprechen zusammen einem elementaren Verdrahtungsplan des elektrischen Systems innerhalb des Gebäudes. Der größte Teil der mit Fig. 20 und 21 wiedergegebenen Verdrahtung wurde bereits in Verbindung mit den Umgebungssteuerungs- bzw. Wachstumssteuerungsfunktionen erläutert. Die Wachsturnssteuerung 130 der Fig. 20 wird über eine 110 V-Leitung erregt und erhält ein Fühlereingangssignal von Feuchtigkeitssonden 131, die in die Pflanzbeete in einem Niveau eingesetzt sind, das dem Niveau entspricht, auf das die Nährlösung während des Nährmitte1-Pumpzyklus ansteigen soll. Die Wachstumssteuerung 130, die entsprechend der USA-Patentschrift 2 911 156 mit dem Titel "Rasensprengersteuerung" vom 3. 11. 59 - Jeff E. Freeman - ausgebildet sein kann, spricht sowohl auf die von den Feuchtigkeitssonden 131 erfaßte Feuchtigkeit als auch auf einen integralen Zeitgeber 132 an, um die Unterwasser-Pumpeinheit 73, den Ventilmotor 89 und das relaisbetätigte Ventil 93 wie zuvor beschrieben zu erregen. Der Strömungsschalter 92 ist unmittelbar in Reihe mit der Reagenzpumpe 95 geschaltet, wie ebenfalls zuvor schon beschrieben.

Das erste Absauggebläse 4 sowie das zweite Absauggebläse 5,

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ferner die beiden Jalousiemotoren 56 und 58, außerdem die Unterwasser-Pumpeinheit 63 werden durch das Umgebungssteuerungs-Ge- . häuse 102 mit Thermostaten 104 und 107 sowie den Transformatoren 106 und 112 in der zuvor beschriebenen Weise gesteuert. Der Thermostat 104 hat zwei Kontakte 133 und 134, die jeweils Schaltkreise mit dem Relais 105 bzw. der Primärwicklung des Transformators 106 schließen. Wenn die Kontakte 133 schließen, so daß das Relais 105 erregt wird, schließen die Relaiskontakte 103, um das erste Absauggebläse 4 mit Energie zu versorgen» Gleichseitig schließen die Kontakte 134 den Stromkreis mit der Primärwicklung des Transformators 1O6, so daß dieser von außen mit der Spannung von 110 V beaufschlagt wird. Die 24 V-Sekundärwicklung des Transformators 106 versorgt den oberen Jalousiemotor 56 mit Energie. In gleicher Weise hat der Thermostat 107 zwei unabhängige Kontakte 135 und 136, die mit der Relaiswicklung 109 bzw. der Primärwicklung des Transformators 112 in Reihe !legen. Die Unterwasser-Pumpeinheit 63 ist parallel zu der Primärwicklung des Transformators 112 geschaltet. Wenn die Kontakte 135 schließen, so wird die Relaiswicklung 109 erregt, so daß die Relaiskontakte 110 schließen und das zweite Absauggebläse 5 mit Energie versorgen. In gleicher Weise erfolgt durch Schließen des Thermostatkontakts 136 eine Erregung der Primärwicklung des Transformators 112, dessen Sekundärwicklung mit den unteren Jalousiemotoren 58 gekoppelt ist. Gleichzeitig wird die Unteritfasser-Pumpeinheit 63 von der 110 V-Leitung über den Kontakt 136 erregt.»

Jeder der Thermostaten 104 und 107 ist mit zwei normalerweise geschlossenen Kontakten 137 und 138 versehen, die in Reihe mit der Relaiswicklung 114 geschaltet sind. Ist keiner der beiden Thermostaten 104 und 107 eingeschaltet, so ist der Stromkreis geschlossen, und die Relaiswicklung 114 wird erregt, so daß die Kontakte 139 schließen und das Gebläse 40 erregen, außerdem der Kontakt 140 schließt, um den Jalousiemotor 115 wirksam werden zu lassen. Wenn weder das erste Absauggebläse 4 noch das zweite Absauggebläse 5 arbeiten, so saugt dementsprechend das Gebläse 40 Außenluft durch die Jalousie 48' an, um die Luftzirkulation in dem Gebäude aufrechtzuerhalten. Ferner werden durch Schließen

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des Relaiskontakts 140 Gebläse 141 der Heizlüfter 42 erregt, und über Transformatoren 142 eine Wärmesteuerung 143 in Betrieb gesetzt, die mit dem Thermostaten 113 gekoppelt ist. Wie zuvor erläutert, wird der Thermostat 113 aktiviert, wenn die Gebäudetemperatur unter einen vorgegebenen Minimalwert absinkt, so daß die Wärmesteuerung 143 in Funktion tritt, die die Heizeinrichtungen wirksam werden läßt, so daß erhitzte Luft durch das Gebäude zirkuliert.

überkopflampen 144 sind über einen Schalter 145 an eine 110 V-Spannungsquelle angeschlossen, die außerdem eine oder mehrere gewöhnliche Steckdosen 146 speist, die längs des Gebäudes verteilt sind.

Jf

Damit ist ein vollständiges System für die hydroponische Aufzucht von Pflanzen beschrieben worden. Der einschlägige Fachmann erkennt, daß das grundlegende Prinzip der Gebäudekonstruktion und der Umgebungssteuerungsanordnung in gleich wirksamer Weise in ein Aufzuchtssystem integriert werden können, das mit Erdboden arbeitet, d.h, ein normales Gewächs- oder Treibhaus. Ferner kann die Gebäudekonstruktion Infolge der Kombination von Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit in vorteilhafter Weise für die Unterbringung von Tieren und zur Schaffung von abgeschlossenem Speicherraum ganz allgemein eingesetzt werden.

Auch der Einbau weiterer Anordnungen für die zusätzliche Wachstumsstimulierung ist in Betracht zu ziehen. Beispielsweise können die Wachstums-Umgebungsverhältnisse weiter durch die selektive Einführung von Gasen wie Kohlendioxid in das Gebäude beeinflußt werden. In gleicher Weise konnte gezeigt werden, daß die Anwendung verschiedener Energieformen wie beispielsweise Schallwellen im Hör- und Überschallbereich das Pflanzenwachstum fördert, und da die hier erläuterten Gebäude einen geschlossenen Raum bilden, können Anordnungen, um die Pflanzen einer solchen Energiebeeinflussung auszusetzen, bequem in das Gebäude integriert werden.

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So kämmt grundsätzlich auch der Einsatz künstlichen Lichtes zur Förderung des Pflanzenwachstums infrage, was sich leicht durch
das Anbringen von überkopflampen verwirklichen läßt, die das gewünschte Spektrum in Verbindung mit einer herkömmlichen Zeitgebereinrichtung ausstrahlen. .

Weiter ist ein Anreiz für die Beschleunigung des Pflahzenwachstums darin zu sehen, daß die Gebäude \on einem magnetischen Feld umschlossen werden. Es konnte nachgewiesen werden, daß solche
Felder das Wachstum unterstützen. Die Gründe für die beobachteten positiven Auswirkungen lassen sich zur Zeit noch nicht voll verstehen. Möglicherweise ergeben die ionischen Eigenschaften der
Nährstoffe eine gleichförmigere und gründlichere Verteilung der Nährstoffe, wenn die Pflanzen der Einwirkung eines magnetischen Feldes unterworfen werden.

Patentansprüche:

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Claims (10)

22H977 Patentansprüche:

1. Anordnung für die hydroponische Pflanzenaufzucht in einer im wesentlichen automatisch gesteuerten Umgebung, gekennzeichnet durch ein (a) hydroponisches Gewächshaus mit (1) mindestens einem hydroponischen Beet, (2) einer Einrichtungfür die Zufuhr hydroponischer Nährstoffe zu in dem Beet befindlichen Pflanzen, (3) einer gegenüber aktinischer Sonnenstrahlung lichtdurchlässigen Einrichtung, die das Beet umschließt und mit Öffnungen für den Durchtritt von Luft versehen ist, (b) durch ein dem hydroponischen Gewächshaus zugeordnetes System zur Steuerung der Umgebungsverhältnisse, mit (1) einem Thermostat zur Erfassung der Temperatur von in dem Gewächshaus befindlicher Luft und zur Erzeugung von Signalen, wenn die Temperatur der Luft über einen vorgegebenen Wert ansteigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (2) mit einem Humidistat zur Erfassung von innerhalb des Gewächshauses befindlicher Luft und zur Erzeugung von Signalen, wenn die Feuchtigkeit über einen vorgegebenen Wert ansteigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (3) einer Kühl- und Befeuchtungseinrichtung für vom Äußeren des Gewächshauses in dessen Inneres eintretende Umgebungsluft und zur Kühlung und Befeuchtung der durch das Gewächshaus geleiteten Umgebungsluft, (4) durch eine auf die Thermostat- und Humidistat-Signale ansprechende Gebläseeinrichtung, um selektiv und in Kombination (i) Umgebungsluft durch die Kühl- und Befeuchtungseinrichtung zu leiten, (ii) Umgebungsluft in das Gewächshaus einzuführen, (iii) Luft innerhalb des Gewächshauses umzuwälzen und (iv) Luft von dem Gewächshaus auf dessen Außenseite abzusaugen, (5) durch eine auf die Thermostat- und Humidistat-Signale ansprechende Wasserzuführeinrichtung für die Zuleitung von zur Verdampfung bestimmtem Kühlwasser zu der Kühl- und Befeuchtungseinrichtung sowie (6) durch eine auf die Thermostat-Signale ansprechende Heizeinrichtung zur Aufheizung von innerhalb des Gewächshauses umgewälzter Heizluft, wenn die Temperatur im Innern des Gewächshauses unter einen vorgegebenen Wert absinkt.

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2. Verfahren zur Aufzucht von Pflanzen in einem hydroponischen Gewächshaus mit gesteuerten ümgebungsverhältnissen, wobei das Gewächshaus (1) mindestens ein hydroponisches Beet, (2) eine Einrichtung für die Zufuhr hydroponischer Nährstoffe zu in dem Beet befindlichen Pflanzen und (3) eine gegenüber aktinischer Sonnenstrahlung lichtdurchlässige, das Beet einschließende Einrichtung hat, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Pflanzen täglicher aktinischer Sonnenstrahlung ausgesetztJödie Temperatur in der das Beet einschließenden Einrichtung fortlaufend erfaßt wird und Signale erzeugt werden, wenn die Temperatur der Luft über einen vorgegebenen Wert ansteigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (c) die Feuchtigkeit der Luft in der das Beet umgebenden Einrichtung fortlaufend erfaßt und Signale erzeugt werden, wenn die Feuchtigkeit über einen vorgegebenen Wert ansteigt bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt, (d) die Luft fortlaufend in der das Beet einschließenden Einrichtung umgewälzt, (e) Umgebungsluft in die das Beet umschließende Einrichtung in Abhängigkeit von den Temperatur- und Feuchtigkeitssignalen eingeleitet wird, wenn die Temperatur über einen vorgegebene hohe Temperatur ansteigt und die Feuchtigkeit oberhalb eines vorgegebenen Feuchtigkeitswertes liegt, (f) in der das Beet einschließenden Einrichtung befindliche Luft in Abhängigkeit von den Temperatur- und Feuchtigkeitssignalen selektiv gekühlt und befeuchtet wird, wenn die Temperatur einen vorgegebenen hohen Wert übersteigt und wenn die Feuchtigkeit sich unterhalb eines vorgegebenen Feuchtigkeitswertes befindet und (g) die in der das Beet umschließenden Einrichtung umgewälzte Luft in Abhängigkeit von den Temperatursignalen erwärmt wird, wenn die Temperatur unter einen vorgegebenen niedrigen Temperaturwert absinkt.

3. Anordnung zur hydroponischen Aufzucht von Pflanzen, gekennzeichnet durch (a) ein Gebäude für die Aufnahme der Pflanzen in einer gesteuerten Umgebung, mit einem Boden, einer Vorderwand, einer Rückwand sowie einer sich zwischen der Vorder- und der Rückwand erstreckenden lichtdurchlässigen Abdeckung, Cb) eine Mehrzahl in dem Boden parallel zueinander verlaufender

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Pflanzbeete die jeweils einen Kanal mit Nährbodenmaterial j

für die Aufnahme und die Abstützung der Pflanzen sowie eine .·.- j

Nährlösungs-Zufuhrleitung haben, die sich in Längsrichtung des j

Kanals erstreckt, in Abständen perforiert und in der Lage ist, _t

Nährlösung unter Druck von einer Quelle zwecks Verteilung ί

in Längsrichtung des Kanals aufzunehmen oder aber über- ι

schüssige Nährlösung von dem Kanal an die Quelle nach Ent- !

fernung des Drucks zurückzuleiten, wobei der Kanal längs ;

seines Bodens und seiner Seiten wasserdicht ausgebildet ist, |

um ein Versickern der Nährlösung zu verhindern, wobei (c) /

die Quelle (1) ein innerhalb des Gebäudes zwischen dessen einer j

Endwand, den Beeten und unterhalb des Boden angeordnetes Nähr- , I

lösungs-Reservöir, dessen Tiefe ausreicht, um zu gewährleisten, J

daß der Nährlösungsspiegel sich normalerweise oberhalb des (,

Spiegels der in dem Kanalboden der Beete angeordneten Nähr- .

lösungs-Zuf uhr leitungen befindet, (2) eine mit den Zufuhr lei- ■'■, tungen und dem Nährlösungsreservoir in Verbindung stehende
erste Pumpeinrichtung für die Einleitung von unter Druck

stehender Nährlösung in die Zufuhrleitungen sowie (3) eine i wirkungsmäßig zwischen die erste Pumpeinrichtung und die
Nährlösungs-Zufuhrleitungen geschaltete Ventileinrichtung auf
weist, um überschüssige Nährlösung von den Leitungen durch die
Ventileinrichtung in das Reservoir zurückzuleiten, wenn die
erste Pumpeinrichtung außer Betrieb ist, (d) ein zwischen den
Beeten und einer zweiten Endwand des Gebäudes angeordnetes
Wasserreservoir, (e)einen von der zweiten Endwand aufgenommenen
Verdampfermattenbereich, (f) eine zweite Pumpeinrichtung für
das selektive Pumpen von Wasser aus dem Wasserreservoir zu
dem Verdampfermattenbereich, so daß hindurchtretende Außenluft
konditioniert (aufbereitet) wird, (g) eine Jalousieeinrichtung
zur selektiven Absperrung mindestens eines Teils des Verdampfermattenbereichs, (h) ein in der ersten Endwand angeordnetes Absauggebläse, um Außenluft durch die Verdampfermatten zu ziehen und (i) eine Erfassungseinrichtung für die
überwachung des Zustande der in dem Gebäude befindlichen Luft
und zur selektiven Erregung des Absauggebläses, der Jalousieeinrichtung sowie der zweiten Pumpeinrichtung, so daß die
Luft in demGabäude innerhalb eines vorgegebenen Temperatur-

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und Feuchtigkeitsbereichs gehalten wird.

4. Anordnung für die Aufzucht von Pflanzen, gekennzeichnet durch

(a) ein Gebäude für die Aufnahme der Pflanzen in einer gesteuerten Umgebung, mit einem Boden, einer Vorderwand, einer Rückwand sowie einer sich zwischen der Vorder- und der Rückwand erstreckenden lichtdurchlässigen Abdeckung, (b) ein Wasserreservoir, (c) einen in einer der beiden Endwände untergebrachten Verdampfermattenbereich, (d) eine Einrichtung für das selektive Pumpen von Wasser aus dem Wasserreservoir zu dem Verdampfermattenbereich, so daß hindurchtretende Außenluft konditioniert (aufbereitet) wird, (e) eine Jalousieeinrichtung zur selektiven Absperrung mindestens eines Teils des Verdampfermattenbereichs, (f) ein in der ersten Endwand angeordnetes Absauggebläse, um Außenluft durch die Verdampfermatten zu ziehen und (g) eine Erfassungseinrichtung für die überwachung des Zustands der in dem Gebäude befindlichen Luft und zur selektiven Erregung des Absauggebläses, der Jalousieeinrichtung sowie der zweiten Pumpeinrichtung, so daß die Luft in dem Gebäude innerhalb eines vorgegebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichs gehalten wird*

5. Anordnung für die hydroponischen Pflanzenaufzucht, gekennzeichnet durch (a) ein Gebäude für die Aufnahme der Pflanzen in einer gesteuerten Umgebung, mit einem Boden, einer Vorderwand, einer Rückwand sowie einer sich zwischen der Vorder- und der Rückwand erstreckenden lichtdurchlässigen Abdeckung, (b) eine Mehrzahl in dem Boden parallel zueinander verlaufender Pflanzbeete, die jeweils einen Kanal mit Nährbodenmaterial für die Aufnahme und die Abstützung der Pflanzen sowie eine Nährlösungs-Zufuhrleitung haben, die sich in Längsrichtung des Kanals erstreckt, in Abständen perforiert und in der Lage ist, . Nährlösung unter Druck von einer Quelle zwecks Verteilung in Längsrichtung des Kanals aufzunehmen oder aber überschüssige Nährlösung von dem Kanal an die Quelle nach Entfernung des Drucks zurückzuleiten, wobei der Kanals längs seines Bodens und seiner Seiten wasserdicht ausgebildet ist, um ein Versickern

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der Nährlösung zu verhindern, (c) wobei die Quelle (1) ein Nährlösungsreservoir₍ (2) eine mit den Zufuhrleitungen und dem Nährlösungsreservoir in Verbindung stehende erste Pumpeinrichtung für die überführung unter Druck stehender Nährlösung von den Zufuhrleitungen zu dem Nährlösungsreservoir sowie (3) eine wirkungsmäßig zwischen die erste Pumpeinrichtung und die Nährlösungs-Zufuhrleitungen geschaltete Venti !einrichtung §m Nährlösung unter Schwerkrafteinwirkung zwischen den Zufuhrleitungen und dem Nährlösungsreservoir über diese Ventileinrichtung fließen zu lassen, wenn die erste Pumpeinrichtung stillgesetzt ist, (d) ein Wasserreservoir, (e) einen in einer der beiden Endwände untergebrachten Verdampfermattenbereich, (f) eine zweite Pumpeinrichtung für das selektive Pumpen von Wasser aus dem Wasserreservoir zu dem Verdampfermattenbereich, so daß hindurchtretende Außenluft konditioniert (aufbereitet) wird, (g) eine Jalousieeinrichtung zur selektiven ^sperrung mindestens eines Teils des Verdampfermattenbereichs, (h) ein in der ersten Endwand angeordnetes Absauggebläse, um Außenluft durch die Verdampfermatten zu ziehen und (i) eine Erfassungseinrichtung für die überwachung des Zustands der in dem Gebäude befindlichen Luft und zur selektiven Erregung des Absauggebläses, der Jalousieeinrichtung sowie der zweiten Pumpeinrichtung, so daß die Luft in dem Gebäude innerhalb eines vorgegebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichs gehalten wird.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr hydroponischer Nährlösungen eine Einrichtung zur Erfassung eines Mangels an einem bestimmten Pflanzennährstoff sowie eine Einrichtung für die gesteuerte Zufuhr einer genügenden Menge dieses Nährstoffs zu den Pflanzen in Abhängigkeit von der den Mangel erfassenden Einrichtung aufweist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung den Mangel durch überwachung des Nährstoffgehalts einer den Wurzeln der Pflanzen zugeführten Flüssigkeit

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erfaßt.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Erfassungseinrichtung den Mangel durch unmittelbare überwachung des Nährstoffgehalts der Pflanzen erfaßt. '

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nährstoff den Pflanzen durch Einspeisung in die Blätter zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nährstoff den Pflanzen über die Wurzeln zugeführt wird.

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