-
Verfahren zur Schaumstoff-Nährlösungskultur von Pflanzen Aus vielerlei
Gründen nimmt die erdlose Kultur von Pflanzen in Nährlösungen nicht nur im Erwerbsgartenbau,
sondern auch im Wohn-, Arbeits- und Lebensbereich der Menschen zu, beispielsweise
als Blumenkästen auf Balkons und Fensterbänken, als Einrichtungselemente (Raumgefäße),
als Dachgartensysteme und Grabgefäße. Hierzu trägt nicht zuletzt die heute bewußte
erkannte umweltoptimierende Funktion von Pflanzen, insbesondere Zierpflanzen bei.
-
Als Substrate für Lösungskulturen werden bislang gröbere strukturstabile
Materialien verwendet, wie z. B. Bimskies, Ziegelsplitt, Quarzkies, Granitsplitt,
Flußkies, Sand, Vermiculit, Schlacke, Schaumstoff-Flocken, lonenaustauscherharze,
Torf, expandierter Ton (Leca), expandiertes Vulkangestein (Purperl), Gesteinswolle.
-
Die bisher üblichen Hydrokulturverfahren werden vielfach den Anforderungen,
die Erzeuger, Verkäufer und Verbraucher an dieselben stellen, nicht gerecht. Eine
Systementwicklung ist bisher wohl auf dem Sektor der Hydrokulturgefäße betrieben
worden,
kaum jedoch auf dem Substrat-Sektor. Dieses wird u.a.
-
an der geringen Veränderungsbreite herkömmlicher Substratmaterialien
liegen.
-
Als besonders nachteilig für den Versand haben sich bisher locker
liegende Substratmaterialien erwiesen, weil sie beim Kanten leicht aus dem Gefäß
rollen. Das relativ geringe Wasserspeichervermögen der üblichen ;,ubstratmaterialien
setzt außerdem der Vermarktung ohne Vorhandensein eines Flüssigkeits-"*rumpfes"
Grenzen.
-
Die ungehemmte unproduktive Verdunstung von Wasser auf dem substrat
fuhrt relativ schnell zu unerm-nschten Überkonzentrationen der Nährlösung, zu Versalzungen
mit Salzionen-Fsildungen. Es ist daher eine laufende Kontrolle und ein öfteres arbeitsaufwendiges
Äuswechseln oder Korrigieren der Nährlösungen erforderlich.
-
Die genannten Schwierigkeiten herkömmlicher Hydrokulturmethoden werden
durch das nachstehend erläuterte erfindungsgemäße Verfahren zur Nährlösungskultur
von Pflanzen weitgehend behoben.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Nährlösungskultur von
Pflanzen in Substratkörpern aus hydrophilen Schaumstoffen, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß a) die Substratkörper so über rahrlösungsans taugef äß en angeordnet werden,
daß die Nährlösung in den hydrophilen Schaum eindringen kann und b) die Schaumsubstratkörper
an ihrer Seitenfläche eine wasserundurchlässige Ummantelung aufweisen.
-
Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren halbharte oder
harte hydrophile Polyurethanschaumstoffe der Dichte 10 - 25 kg/m3 eingesetzt, die
ein Wasseraufstiegsvermögen von mindesten 4 cm Höhe aufweisen.
-
Die nachstehenden Zeichnungen illustrieren einige, für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtungen:
Fig.
1 zeigt eine gebrauchsfertige Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Über der Nährlösung (1) ist ein Gitter (2) angebracht, auf welchem das
die Ummantelung (4) aufweisende Schaumsubstrat (6) angeordnet ist.
-
Das Schaumsubstrat (6) weist oben eine Aussparung auf, in welche
ein kleineres Schaumsubstrat (5) baukastenförmig eingesetzt werden kann. Der Zwischenraum
zwischen Schaumsubstrat-Ummantelung (4) und Außenwand der Vorrichtung (7) bzw. der
zwischenraum zwischen mehreren (hier nicht gezeichneten) Schaumsubstraten wird durch
Füllmittel (3) ausgefüllt, welches vorzugsweise aus hydrophobem Schaumstoff oder
aus Blähton besteht. Die Natur dieses Füllstoffs ist jedoch für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens von völlig untergeordneter Bedeutung.
-
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen mögliche Formen des Schaumsubstrats.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann die Ummantelung auch 1 - 2 cm unter
dem oberen Rand des Substratkörpers beginnen, einen chaumstoffwulst hinterlassen
und sich auch nach unten verjüngen.
-
Fig. 4 zeigt ein Schaumsubstrat (1), welches außen zur Verbesserung
des Wasserhubs einen Schaumstoffkörper mit besonders hohem Saugspannungsvermögen
(2) eingebaut enthält.
-
Fig. 5 zeigt ein analoges Prinzip, bei welchem das Schaumsubstrat
(1) Dochte (2) zur Verbesserung des Wasserhubs aufweist.
-
Fig. 6, 7 und 8 zeigen Schaumsubstratkörper (1), die zur besseren
Durchlüftung und zur Wasserdampfkondensation an den vertikalen Außenflächen eine
oder mehrere eingestanzte oder eingefräste Furchen (2) von beispielsweise 0,5 -
3 cm Breite und 0,5 - 3 cm Tiefe vertikal, horizontal oder in
Spiralform
angeordnet enthalten.
-
Fig. 9 verdeutlicht die durch das erfindungsgemäße Verfahren eröffnete
Möglichkeit, mittels eines wasserdicht ummantelten hydrophilen Schaumstoffes, der
außen spiralförmig angeordnete Furchen zur Verbesserung des Wassersteigvermögens
aufweist, auch größere Pflanzen mit einer vertikalen Wurzellänge von bis zu 400
cm hydroponisch zu kultivieren.
-
Die Fig. 10, 11, 12 und 13 verdeutlichen die ebenfalls denkbare Variante
des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher Schaumsubstratkörper eingesetzt werden,
bei welchen der vertikale tWasseraufstieg gewünschtenfalls durch horizontale, vertikale
bzw, schräg verlaufende Einstanzkerben von vorzugsweise o,5 - 1 cm Dicke unterbrochen
wird.
-
Die Fig. 14 und 15 zeigen Schaumsubstratkörper, die eine Deckschicht
(2) aufweisen können.
-
Fig. 16 zeigt eine weitere Variante einer für das erfindungsgemäße
Verfahren geeigneten Vorrichtung, bei welcher ein Wasserstandanzeiger (1) den Stand
der Nährlösung (3) anzeigt und (2) einen Nähr- und/oder Wirkstoffe aufweisenden
Beutel darstellt.
-
Fig. 17 zeigt schließlich eine weitere Variante einer Vorrichtungs
welche für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, bei welcher der Kontakt
zwischen Schaumsubstrat (1) und der Nährlösung durch einen weiteren Schaumstoff
(2) hergestellt wlrdF welcher im allgemeinen eine geringere Bydrophilie als der
Schaumstoff (1) auSweist
Die Ummantelung des Schaumsubstrats besteht
beispielsweise aus einer wasserundurchlässigen Kunststoffolie bzw.- schicht bzw.
aus einer paraffinhaltigen Wachsschicht.
-
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Schaumsubstratkörper
können auch aus einem Verbundkörper von mit Klebemitteln verklebten Gemischen aus
hydrophilen und hydrophoben, auch weichen Schaumstoff-Flocken bzw. -Kleinkörpern
bestehen. Die Substratkörper können auch Düngemittel, Wirkstoffe, Pflanzenschutzmittel,
pufferungs- und sorptionsaktive Substanzen und andere wachstumsbeeinflussende und
-sichernde Stoffe enthalten.
-
Schaumstoffsubstrate können zur Verbesserung des Wasserhubs außen
oder innen einen oder mehrere Schaumstoffkörper, mit hohem Saugspannungsvermögen
eingebaut, besitzen (Fig. 4) oder aber Dochte aus z.B. Fließpapier oder Textilfasern
seitlich oder innen enthalten (Fig. 5). Die mit einer Kunststoff-Folie ummantelten
Schaumstoffsubstratkörper können zur besseren Durchlüftung und zur zur Wasserdampfkondensation
an den vertikalen Außenflächen eine oder mehrere eingestanzte oder eingefräste Furchen
von beispielsweise 0,5-3 cm Breite und 0,5 - 3 cm Tiefe vertikal, horizontal, spiralig
und/oder schräg angeordnet enthalten (Fig. 6, 7, 8).
-
Bei zum Nährlösungssaum durchgehende Furchen an den vertikalen Außenwänden
sind besonders bei vertikal lang gestreckten Schaumstoff-Substratkörpern von Vorteil,
in denen größere Pflanzen hydroponisch kultiviert werden (Fig. 9). In den Furchen
entwickeln sich zahlreiche Wurzeln. Von oben zugefügte Nährlösung oder Wasser werden
beispielsweise mittels kontinuierlicher oder periodischer Tröpfchenbewässerung durch
die Furchen leichter nach unten befördert. Das an den vertikalen Ummantelungsfolienflächen
kondensierende Wasser kommt auch den Wurzeln über der Nährlösungsanstiegszone zugute.
Die geschilderten Substrate eignen sich besonders auch für die hydroponische Anzucht
von Gewächsen für aride Gebiete. Hierbei werden die länglichen, durchwurzelten Substratkörper
gegebenenfalls in Bohrlöcher bis zum Grundwasserspiegel in den Boden eingelassen.
In diesem Fall werden zur Ummantelung Kunststoff-Folien verwandt, die später im
Boden verrotten.
-
Auf der Bodenoberfläche kann hier zusätzlich ein Tau- und Kondensationswasserfangsystem
angebracht werden, wie es u0 a.
-
von R. J. Bouvier (Die Rekultivierung der Trockenzonen, Garten und
Landschaft, H. 6, 195 - 202, 1966) beschrieben worden ist. Auch 1. Gindel hat brauchbare
Verfahren zur Miniselbstbewässerung von Pflanzungen in ariden Gebieten mit Hilfe
atmosphärischen Wassers entwickelt (Irrigation of plants with atmospheric water
within the desert, Nature 207, Nr. 5002, 1173 - 1175, 1965).
-
Bei Verwendung von Substratkörpern aus Schaumstoffen mit relativ hohem
Saugspannungsvermögen können dieselben zur teilweisen Unterbrechung des vertikalen
Wasseraufstiegs eine oder mehrere horizontal, nach schräg oben oder schräg unten
verlaufende Einstanzkerben von vorzugsweise o,5 - 1 cm Dicke, die auch bis ins Innere
des Substrats reichen können, besitzen (Fig. 1o, i1, 12, 13).
-
Zur Einschränkung der unprodukten Verdunstung und der damit verbundenen
Salzanreicherung können die Schaumstoff-Substratkörper auch eine wasserdampfundurchlässige
Imprägnierung aus einer Kunststoffdispersion oder dgl. enthalten. Diese Verdunstungssperre
kann gefärbt sein, kann aber auch zur Adaption bzw. Imitation, Textilfaserstaub
beispielsweise einer erdfarbenen oder grünlichen Färbung, Blähton und andere Hydroi<:ultur-Substratmaterialien,
auch Schmucksteine eingebettet und aufgeklebt enthalten (Fig. 14 und 15). Vor dem
Einstanzen einer Pflanzöffnung in die Mitte der oberen Fläche des Schaumstoffsubstratkörpers
zum Einsetzen der Jungpflanzen wird die Imprägnierungsschicht in der in notwendigem
Maße mit Hilfe eines diagonalen Kreuzschnittes aufgeschnitten, in 4 Dreieckslappen
abgelöst und aufgeklappt, um dann nach erfolgtem Einsetzen der Jungpflanze auch
deren Substratblockoberseite zu bedecken.
-
Als Füllstoffe für die Zwischenräume dienen relativ leichte hydrophobe
Schaumstoff körper, Blähton, Kies,Vermikulite und anderen bei der Hydrokultur verwandten
Materialien.
-
Die oberen Flächen enthalten zur optischen Anpassung die gleichen
Imprägnierungen und gegebenenfalls auch Einbettungen wie die Substratkörper.
-
Die Wasser-, Nähr- und Wirkstoffversorgung der Pflanzen erfolgt ü-ber
einen Einfüllstutzen, der zweckmäßigerweise mit einem schwimmenden Wasserstandsanzeiger
in einem hydrophoben Füllschaumstoffkörper eingebaut sein kann. Die Nähr- und Wirkstoffe
werden mit Hilfe eines Kunststoffgewebebeutelchens oder dergleichen über und/oder
in den Nährlösungs-"Sumpf" gehängt (Fig. 16). So erfolgt zumindest bei Wasserergänzung
ein teilweises Inlösunggehen dieser Stoffe.
-
Zur harmonischen Nährstoffversorgung müssen alle Makronährelemente,
wie Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium, Magnesium und Schwefel und alle lebensnotwendigen
Spurennährelemente, wie Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Bor, Molybdän und Chlor in
der Nährlösung vorhanden sein. Hierbei kann auf bereits erprobte Hydrokultur-Nährlösungen
zurückgegriffen werden (s. F. Penningsfeld und P. Kurzmann: Hydrokultur und Topfkultur,
Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart 1966j. Da Schaumstoffsubstrate ein relativ hohes Bindungsvermögen
für Schwermetall-Spurenelemente und Magnesium besitzen, empfiehlt sich besonders
die Zugabe von Eisenchelaten zur Nährlösung. Ein höherer Magnesiumsalz-Anteil im
Nährsalzgemisch bis zu 25 % erweist sich als günstig, da hierdurch die Salztoleranz
der Pflanzen heraufgesetzt wird (s. K. Rathsack: Nährsalzgemische auch für hohe
Düngungsintensitäten, Gartenwelt 68, Nr. 3, 49 - 50, 1968).
-
In den nicht belüfteten Hydroliulturen erweisen sich Zugaben von o,oQ1
- o 9 O,I von Natrium Kalium- und Ammonium-Humat aus natürlichen oder synthetischen
Ausgangsstoffen als günstig auf das Pflanzenwachstum (s. Sc Guminski, Z. Gumjnska,
J.
Sulej: Effects of humate, agar-agar, and EDlA on development of tomato seedlings
in aerated and non-aera-ted water cultures, J. Exp. Botany, 16 (46), 151 - 162,
1965). Dieser vorteilhafte Effekt von puffernden und zur @omplexbildung befähigten
Humaten beruht nicht zuletzt @arauf, daß hierdurch einer chlorosefördernden hohen
Bikarbonat-@onzentration in der @ährlösung entgegengewirkt wird (s. @. @adurowa,
S. Guminski, A. Suder-Moraw: Die Wirkung steigender @onzentrationen von @atriumhydrogenkarbonat
in @asserkulturen und die Gegenwirkung des @a-@umats, Biologia Plantarum (Praha)
9, (2), 92 - lol, 1967). ach diesen Darlegungen ist es nicht verwllnderlich, daß
gerade bei Verwendung von Schaumstoffsubstraten, die kein wesentliches Pufferungsvermögen
aufweisen, durch die Anwesenheit von Humaten eine ausgezeichnete Pflanzenentwicklung
gewährleistet wird.
-
Für das erfindungsgemäße Hydrokultursystem eignen sich sowohl lösliche,
schnell wirksame als auch langsam lösliche, anhaltend wirksame Dünger. Von besonderer
Bedeutung sind nach unseren Erfahrungen Ionenaustauscherdünger, welche die Nährstoffe
in einem für das Pflanzenwachstum zuträglichen Verhältnis zueinander abgeben, so
daß es zu keinen wesentlichen Nährstoffdisharmonien in der Nährlösung kommt. Diese
Ionenaustauscherdünger wirken außerdem puffernd, senken die Härte des zugeführten
Gießwassers und adsorbieren zum Teil sogenannte "Ballast"-Ionen.
-
In den Kunststoffgewebebeutelchen können neben den vorgenannten Stoffen
auch andere, wie Komplexbildner9 Wachstumsregulatoren, beispielsweise Stauchemittel,
systemisch wirkende Pflanzenschutzmittel, wie beispielsweise bskterizide, Fungizide,
Insektizide, Algizide und andere wachstumsbeeinflussende und -sichernde Stoffe enthalten
sein.
-
Die Art und Anzahl der Versorgungsbeutelchen, die in das System eingehängt
werden, ric-hten sich nach den Ansprüchen der Pflanzen, den Gefäßgrößen und den
jeweiligen Kulturbedingungen. Bei Erschöpfung können die Eeutelchen leicht gegen
neue ausgewechselt werden, ohne daß - wie in bisherigen Systemen - die gesam-te
Nährlösung erneuert zu werden braucht.
-
Nach dem Einsetzen von Pflanzen mit Schamnstoffsubstratkörpern, in
denen die Wurzeln den Unterboden noch nicht erreicht haben, wird der Spiegel der
nährlösung jeweils so hoch angehoben, daß normalerweise eine untere Schicht von
o,5 - 2 cm (gegebenenfalls auch mehr) der Substratkörper in der Lösung stehen.
-
Gewässert wird danach erst wieder, wenn der normale Nährlösungsspiegel
unterschritten wird.
-
Falls - wie in Gärten, bei Dachgärten, Balkongärten und Grabkästen
- eine unkontrollierte Wasserzufuhr auch durch Niederschläge erfolgen kann, erhalten
die Gefäße in einer Niveauhöhe von ca. 1 - 2 cm über dem unteren Rand der Schaumstoffsubstratkörper
eine Überlauföffnung bzw. ein aus dem Gefäßboden ragendes entsprechend langes Überlaufrohr,
das gleichzeitig der Belüftung dient.
-
Bei Aufstellung der Gefäße draußen oder bei Kultur hoher Pflanzen
können außer verankerten Gitterrosten, Lochplatten und dgl. zusätzlich auch Netzstrukturelemente
aus Kunststoff, kunststoffummanteltem draht oder dgl. - verankert in das Gefäß -
eingebaut werden.
-
Die Anzucht der Pflanzen aus Stecklingen oder Samen geschieht vorzugsweise
in baukastenförmig ineinander einsetzbare Schaumstoffvermehrungssubstrate (Fig.
1). Die bewurzelten Jungpflanzen werden in eingestanzte Pflanzenöffnungen der
gewünschten
Größe im Schaumstoffsubstratkörper eingesetzt.
-
Die Vermehrung von größeren Stecklingen kann direkt in dem ummantelten
Schaumstoffsubstratkörper vorgenommen werden. Die Weiterkultur der Pflanzen zur
Verbrauchsreife kann nun beispielsweise in Gefäßen im ahrlösungsanstau erfolgen.
Bei Substratkörpern mit gröberen Poren und einem relativ geringen Wasseraufstiegsvermögen
erfolgt die Weiterkultur direkt im Anstaugefäß. Bei ubstratkörpern mit freien Poren,
höherer Saugspannung und einem relativ großen Wasserhub kann besonders bei sogenannten
"lufthungrigen" Pflanzen die Unterlage eines anderen Schaumstoffsubstratkörpers
zur Herabsetzung des Wasseraufstiegvermögens Kulturvorteile bringen (Fig. 17).
-
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt - wie dargelegt - ein Hydrokultur-System
dar, das den Wünschen der Pflanzenproduzenten bei der Vermehrung der Pflanzen und
deren Weiterkultur bis zur Einsatzreife entgegenkommt. Das bisherige lästige Entfernen
der Substratreste von den Wurzeln der Jungpflanzen kann bei Verwendung von Schaumstoffvermehrungssubstraten
unterbleiben.
-
Vermarktung und Versand des neuen Systems gestalten sich weitaus problemloser
als bei bisherigen Verfahren. Die relativ leichte Auswechselbarkeit der Pflanzen
in dem Substratsystem sowie die - dank der Sperrschicht gegen die unproduktive Verdunstung
- geringe Wartungsbedürftigkeit mit nur wenigen Nährlösungskontrolle sowie die einfache
und saubere Handhabung machen das geschilderte Hydrokultur-Verfahren sowohl für
die Dienstleistungsgärtner als auch den Verbraucher sehr attraktiv.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Nährlösungskultur stellt somit
einen echten Fortschritt gegenüber bestehenden Systemen dar. Da Zierpflanzen immer
mehr zu einem laufend auswechselbaren Konsumartikel werden und ein zunehmendes Interesse
besteht, Pflanzen zur Umweltoptimierung des Arbeits-, Wohn-und
Lebensbereiches
der Menschen einzusetzen, kommt - im Blick auf die Zukunft - der Erfindung eine
nicht zu unterschätzende Bedeutung zu. Das vorgestellte saubere, einfache, wartungsarme
System dürfte auch zu einer erheblichen Ausweitung der Nährlösungskultur im Bereich
des Freizeitgärtners beitragen.