DE2852286A1 - SUBSTRATE PLATES FOR PLANT CULTURES WITH IMPROVED ROOTING - Google Patents
SUBSTRATE PLATES FOR PLANT CULTURES WITH IMPROVED ROOTINGInfo
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Description
DYNMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT 2852286 Troisdorf, Bez. KölnDYNMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT 2852286 Troisdorf, district Cologne
Substratplatten für Pflanzenkulturen mit verbesserterSubstrate plates for plant cultures with improved
WurzelbildungRoot formation
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Substratplatten für erdelose Pflanzenkulturen, die eine verbesserte Wurzelbildung gewährleisten.The present invention relates to substrate plates for soilless plant cultures which have an improved root formation guarantee.
Es ist bekannt, Pflanzen, losgelöst vom gewachsenen Boden, auf zum Teil - oder vollständig - künstlichen, teilweise chemisch neutralen, Substraten mit relativ kleinem Wurzelraum zu kultivieren. Diese Aufzuchtweise wird als erdelose Pflanzenkultur bezeichnet. Außer Substraten, die organische natürliche Substanzen, wie Torf oder Stroh enthalten, können auch synthetische Substrate wie z.B. aus Gesteinsfasern bzw. aus Schaumstoffen auf Basis von Polyurethanen und Phenol-Formaldehydharzen eingesetzt werden.It is known to have plants detached from the natural soil to cultivate partly - or completely - artificial, partly chemically neutral, substrates with a relatively small root space. This cultivation method is called soilless plant culture. Besides substrates containing organic natural substances, such as peat or straw can also contain synthetic substrates such as rock fibers or foams based on polyurethanes and phenol-formaldehyde resins can be used.
Diese bekannten Substratmaterialien erfüllen zwar wesentliche Voraussetzungen, die an eine erdelose Kultur gestellt werden, wie z.B. Abwesenheit von Krankheitskeimen und für das Pflanzenwachstum schädigenden Stoffen sowie schnelle und hohe Wasseraufnahmefähigkeit. Bei allen bekannten Substratmaterialien ist die Wurzelbildung innerhalb der Platten jedoch nicht optimal; die meisten Wurzeln dringen vertikal durch die Substrate und entwickeln sich an der Unterseite der Platten die meistens auf einem wasserundurchlässigen Material aufliegen. Im Material selbst entwickeln sich wie eigentlich angestrebt nur wenig Wurzeln, da hier die Wachstumsbedingungen durch den zu geringen Gasaustausch nicht optimal sind. Bei vollsynthetischen Schaumstoffplatten kann dieser Nachteil zwar bedingt dadurch vermieden werden, daß man die Zellendurchmesser der Poren vergrößert. Dies läßt sich aber nurim beschränkten Maße durchführen, weil sonst andere für die Verwendung als Substratmaterial relevantenAlthough these known substrate materials meet essential requirements that are required of a soilless culture, such as the absence of germs and substances harmful to plant growth as well as rapid and high water absorption capacity. With all known substrate materials, however, the formation of roots within the plates is not optimal; the most roots penetrate vertically through the substrates and develop on the underside of the plates most of the time rest on a water-impermeable material. In the material itself, as actually intended, only a few develop Roots, as the growth conditions here are not optimal due to the insufficient gas exchange. With fully synthetic foam sheets this disadvantage can be avoided by increasing the cell diameter of the pores. this but can only be carried out to a limited extent, because otherwise others are relevant for the use as substrate material
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- 3 Eigenschaften negativ beeinflußt werden.- 3 properties are negatively affected.
Es bestand deshalb die Aufgabe, im Substrat die Wurzelbildung von Pflanzen bei deren erdeloser Kultivierung zu fördern.The task was therefore to develop roots in the substrate of plants in their soilless cultivation.
In Erfüllung dieser Aufgabe wurden nun Substratplatten für die erdelose Kultivierung von Pflanzen gefunden, die gekennzeichnetIn fulfilling this task, substrate plates for the soil-free cultivation of plants have now been found that have been labeled
2 sind durch Luftkanäle mit Querschnitten zwischen 0,07 und 3,2 cm, die in einer solchen Menge in den Platten vorhanden sind, daß ihr Volumen zwischen 5 und 40 % des Volumens der Substratplatten ausmacht. !2 are through air ducts with cross-sections between 0.07 and 3.2 cm, which are present in the plates in such an amount that their volume makes up between 5 and 40% of the volume of the substrate plates. !
■ - ί■ - ί
Bevorzugt beträgt das Volumen der Luftkanäle zwischen 10 und 20 % des Plattenvolumens und die Luftkanäle sind von oben nach unten durchgehend angeordnet. Der Querschnitt der Luftkanäle liegtThe volume of the air ducts is preferably between 10 and 20 % of the plate volume and the air ducts are arranged continuously from top to bottom. The cross-section of the air ducts lies
P - ίP - ί
vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,2 cm , wobei die Form des ■ Querschnitts beliebig sein kann, wie z.B. rund, quadratisch, ;preferably between 0.5 and 1.2 cm, the shape of the ■ Cross-section can be any, such as round, square,;
i elipsoid oder auch unregelmäßig geformt. !i ellipsoid or irregularly shaped. !
Bei der Kultivierung von Pflanzen auf dermaßen perforierten ' Substratplatten wurde nun gefunden, daß die Wurzelbildung zwischen Substratplatte und Unterlage sehr viel stärker ist als bei einer nicht perforierten Platte« Weiterhin dringen Wurzeln von unten verstärkt wiederum in das Substratmaterial hinein. Die Gesamtwurzelmasse der Pflanzen ist gegenüber der Wurzelmasse bei nicht perforierten Substratplatten erheblich vergrößert... . . ;In the cultivation of plants on such perforated ' substrate plates, it has now been found that the formation of roots between the substrate plate and the base is much stronger than in the case of a non-perforated plate. Furthermore, roots penetrate more strongly into the substrate material from below. The total root mass of the plants is considerably larger than the root mass in the case of non-perforated substrate plates ... . ;
Dieses Ergebnis ergibt sich im wesentlichen unabhängig von dem ! Wasserretentionsverhalten der Platten. Selbst Platten mit einer nur geringen negativen Wasserretention ergeben eine verbesserte Wurzelbildung, wenn sie erfindungsgemäß perforiert sind. Wichtig ist dabei jedoch der Querschnitt der Luftkanäle, der je nach I gewähltem Substrat entsprechend optimal abgestimmt werden muß. i-This result arises essentially independently of the! Water retention behavior of the panels. Even panels with only a low negative water retention result in an improved one Root formation if they are perforated according to the invention. What is important, however, is the cross-section of the air ducts must be optimally matched to the chosen substrate. i-
Unter der negativen, Wasserretention wird diejenige Wassermenge verstanden, die aus einem mit Wasser vollgesogenen Prüfkörper j (Länge 220 bis 230 mm, Breite 107 bis 110 mm, Höhe 70 bis 80 mm) · innerhalb 30 Minuten austritt, wenn der Prüfkörper frei so j gelagert wird, daß seine Längsachse zur Waagerechten einen WinkelThe negative water retention is that amount of water understood that from a test body soaked with water j (Length 220 to 230 mm, width 107 to 110 mm, height 70 to 80 mm) emerges within 30 minutes if the test specimen is freely positioned so that its longitudinal axis is at an angle to the horizontal
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von 60 ° bildet. 2852286 jof 60 °. 2852286 j
Auch die Dichte und die Wasseraufnahmegeschwindigkeit der Substratplatten spielen nur eine untergeordnete Rolle für die ' Verbesserung der Wurzelbildung. Bei Substratplatten soll nach Möglichkeit die Viasseraufnahmegeschwindigkeit jedoch größer als ■ 75 Vol.-% bei einer Wasseraufnahmegeschwindigkeit von weniger als 10 Minuten sein. Dabei werden diese Eigenschaften folgendermaßen bestimmt: Ein Prüfkörper aus Substratmaterial (Länge 220 bis ; 230 mm, Breite 107 bis 110 mm, Höhe 70 bis 80 mm) wird auf eine Wasseroberfläche von destilliertem Wasser (t = 20 0C) aufgelegt und die Zeit gemessen, in der sich der Prüfkörper mit Wasser vollsaugt, so daß er total benetzt erscheint. Anschließend wird . die aufgenommene Wassermenge durch Differenzwägung bestimmt. :The density and water absorption rate of the substrate plates play only a minor role for the 'improvement of rooting. In the case of substrate plates, however, the water absorption rate should, if possible, be greater than 75% by volume with a water absorption rate of less than 10 minutes. These properties are determined as follows: A test specimen made of substrate material (length 220 to 230 mm, width 107 to 110 mm, height 70 to 80 mm) is placed on a water surface of distilled water (t = 20 ° C.) and the time is measured , in which the test body soaks up water so that it appears totally wetted. Then will. the amount of water absorbed is determined by differential weighing. :
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Substratplatten unterseitig mit Profilkanälen zu versehen, die die von oben nach unten durchgehenden Luftkanäle verbinden. Unter der Unterseite bzw. mit unten, ist dabei die Seite der Platte zu verstehen, bei der sie bei Anwendung aufliegt. Die unterseitigen Profilkanäle befinden sich dann entweder direkt über der Auflagefläche oder etwa parallel zu dieser im Abstand von bis zu etwa einem Zentimeter von der Auflagefläche entfernt.It has also proven to be advantageous to provide the substrate plates with profile channels on the underside, which the Connect continuous air ducts from top to bottom. Under the bottom or with the bottom, the side of the plate is closed understand where it rests when applied. The profile channels on the underside are then either directly above the support surface or approximately parallel to this at a distance of up to approximately one centimeter from the support surface.
Weiterhin sollen diese, parallel zur Auflagefläche befindlichen, Profilkanäle etwa 10 bis 45 % der von oben nach unten durch- ' gehenden Perforierungskänäle miteinander verbinden und einen Querschnitt besitzen, der 50 bis 100 % der Querschnittsfläche der| senkrecht verlaufenden Kanäle entspricht.Furthermore, these profile channels, located parallel to the support surface, should connect about 10 to 45 % of the perforation channels going through from top to bottom and have a cross-section that is 50 to 100 % of the cross-sectional area of the | corresponds to perpendicular channels.
Die Herstellung der Kanäle oder Perforierungen sowie der gegebe-The production of the channels or perforations as well as the given
nenfalls angebrachten zusätzlichen unterseitigen Profilierung j erfolgt je nach Substratmaterial durch Stanzen, Fräsen, Bohren, } Stecken oder Schneiden auf an sich bekannte Weise.if necessary, additional profiling on the underside j takes place, depending on the substrate material, by punching, milling, drilling, plugging or cutting in a manner known per se.
Als Substratmaterialien eignen sich alle an sich bekannten Substrate für erdelose Kulturen, wie z.B. Steinwolle- oder Gesteinsfaserplatten, Torfplatten und vollsynthetische Schaumstoffe. All substrates known per se for soilless cultures are suitable as substrate materials, such as rock wool or stone fiber boards, Peat slabs and fully synthetic foams.
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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)
Für dieses und alle folgenden Beispiele wurden Melonen-Jungpflanzen verwendet; diese Pflanzen wurden in Pflanztöpfen aus Polyäthylen, die am".Boden durchlöchert waren, in Eiriheitserde P herangezogen. Die Pflanztöpfe hatten einen Durchmesser von etwa 10 cm. Nachdem die vorgezogenen Pflanzen etwa 20 cm hoch waren und ihre Wurzeln aus den Pflanztöpfen herauswuchsen (d.h. nach Ablauf von etwa vier Wochen) wurden die Pflanztöpfe auf Phenolharzschaumstoff-Substratplatten aufgestellt, die sich auf einer wasserundurchlässigen Folie befanden«For this and all of the following examples, melon seedlings were used used; these plants were in plant pots made of polyethylene, which were perforated on the ".Boden, in Eiriheiterde P used. The plant pots had one Diameter of about 10 cm. After the preferred plants were about 20 cm high and their roots grew out of the plant pots (i.e. after about four weeks) the Plant pots placed on phenolic resin foam substrate plates that were on a waterproof film «
Die Platten wurden an eine Tropfbewässerung mit zwei Tropfstellen je Pflanze angeschlossen. Die Versorgung der Pflanzen mit Nährlösung über die Topfbewasserung erfolgte drei Mal täglich für jeweils 5 bis 10 Minuten, was einer Nährlösungsmenge von 1,5 bis 2,5 1 pro Pflanze und Tag entsprach. Die Wurzeln der Pflanzen dringen in das Substrat ein und das Höhenwächstum der Pflanzen wurde durch Anbindung an Schnüre gelenkt. In einem Meter Höhe wurden die Pflanzen gestutzt. Das Stutzen der Seitentriebe erfolgte nach Ausbildung des 1. oder 2. Blattes an dem Trieb. Nach Ablauf von etwa 2,5 Monaten wurden pro Pflanze 1 oder 2 Melonen mit einem Gewicht von je T>2- 1,5 kg geerntet. Nach der Ernte erfolgte die Beurteilung der Wurzelbildung in den j verschiedenen Substratplatten.The plates were connected to drip irrigation with two drip points per plant. The supply of the plants with nutrient solution about the pot watering was done three times a day for 5 to 10 minutes each, which corresponds to an amount of nutrient solution of 1.5 to 2.5 liters per plant and day. The roots of the plants penetrate the substrate and the height growth of the plants was steered by connecting to cords. At a height of one meter the plants were trimmed. The trimming of the side shoots took place after the 1st or 2nd leaf had formed on the Drive. After about 2.5 months, 1 or 2 melons per plant, each weighing T> 2-1.5 kg, were harvested. To the harvest was followed by the assessment of the root formation in the different substrate plates.
Für das vorliegende Vergleichsbeispiel wurde eine Substratplatte aus Phenolharzschaum verwendet, der eine Dichte von 19,5 kg/cm hatte. Seine WasseraufnalrMegeschwindigkeit lag bei 5 Minuten, 20 Sekunden und die negative Wasserretention betrug 31 cm^. Die Platte war nicht perforiert.For the present comparative example, a substrate plate made of phenolic resin foam was used, which had a density of 19.5 kg / cm would have. Its water absorption rate was 5 minutes, 20 seconds and the negative water retention was 31 cm ^. the Plate was not perforated.
Die wenigen Wurzeln der Pflanze wuchsen durch die Platte hindurch. Auf der Plattenunterseite war nur eine mäßig starke Wurzelbildung zu erkennen; diese Wurzeln drangen nicht oder nur ganz vereinzelt wieder in das Substratmaterial ein. Die Pflanztöpfe waren leicht von der Platte zu lösen bzw. fielen davon ab.The few roots of the plant grew through the plate. On the underside of the plate, only moderately strong root formation could be seen; these roots did not penetrate or only penetrated very occasionally back into the substrate material. The plant pots were easy to detach from the plate or fell off.
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Es wurde eine Phenolharzschaumplatte aus einem Schaum mit den gleichen physikalischen Eigenschaften wie in Beispiel 1 eingesetzt. Die Platte war jedoch von oben nach unten mit Löchern von 8 mm Durchmesser perforiert. Der Abstand der Löcher voneinander betrug etwa 20 mm.A phenolic resin foam sheet made of a foam having the same physical properties as in Example 1 was used. However, the plate was perforated from top to bottom with holes 8 mm in diameter. The distance between the holes was about 20 mm.
Bei dieser Platte durchliefen die Wurzeln diese senkrecht in den Perforierungskanälen. Auf der Plattenunterseite war eine starke Wurzelbildung erkennbar, wobei die Wurzeln von der Unterseite her wieder in die Perforierungskanäle hineinwuchsen. In 60 bis 70 % aller Perforierungskanäle war eine relativ starke Wurzelbildung sichtbar. Der Pflanzentopf löste sich nicht von der Substrat- : fläche ohne Anwendung von Gewalt.With this plate, the roots ran through them vertically in the perforation channels. A strong root formation could be seen on the underside of the plate, with the roots growing back into the perforation channels from the underside. Relatively strong root formation was visible in 60 to 70 % of all perforation canals. The plant pot did not come off the substrate surface without the use of force.
Die eingesetzte Schaumstoffplatte hatte die gleichen phyaikalischen Eigenschaften wie die Platte des Beispiels 2. Sie war ebenfalls perforiert. Die Herstellung wurde jedoch so geleitet, daß das Eluat dieser Platte einen pH-Wert von 6,4 hatte. Bei allen übrigen Beispielen lag der pH-Wert des Eluats bei 5,3 bis 5,4.The foam board used had the same physical properties Properties as the plate of Example 2. It was also perforated. However, the production was managed in such a way that that the eluate of this plate had a pH of 6.4. In all other examples, the pH of the eluate was 5.3 to 5.4.
Der pH-Wert des Eluats wurde folgendermaßen bestimmt: Ein 250 cm^ Becherglas wurde mit 140 cm^ destilliertem Wasser gefüllt und ein zylindrischer Schaumstoffprüfkörper von 65 mm Länge und eine.m durchmesser von 50 mm mit einer der flachen Seiten auf die Wasseroberfläche aufgelegt. Nachdem sich der Prüferkörper mit Wasser vollgesogen hat, wird er noch 30 Minuten in dem Becherglas; belassen. Danach wird er ausgequetscht und der pH-Wert des ausgetretenen Wassers auf an sich bekannte Weise (z.B. mit Indikator- '· papier oder einem Ph-Meter) bestimmt.The pH of the eluate was determined as follows: a 250 cm beaker was filled with 140 cm distilled water and a cylindrical foam test piece 65 mm long and 50 mm in diameter was placed with one of the flat sides on the surface of the water. After the test body has soaked up with water, it is still 30 minutes in the beaker; leave. It is then squeezed out and the pH value ( '· paper or a pH meter, for example with indicator) is determined of the leaked water in a known per se.
Bei dieser nahezu neutralen Platte war die Wurzelbildung gleich gut wie im Beispiel 2. Sie war in 70 bis 80 % aller Perforierungs kanäle relativ stark.With this almost neutral plate, the root formation was just as good as in Example 2. It was relatively strong in 70 to 80% of all perforation channels.
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Beispiel 4 (Yergleichsbeispiel) 2852286 - Ί -
Example 4 (comparative example) 2852286
Es kam eine nicht perforierte Phenolharzschaumstoffplatte mit einer Dichte von 21 kg/nr zur Anwendung, die eine sehr hohe Wasseraufnahmegeschwindigkeit (1 Min« 5 see) und eine sehr große negative Wasserretention ({510 cm^) und damit auch eine schnelle Wasserabgabe aufwies. \ A non-perforated phenolic resin foam board with a density of 21 kg / nr was used, which had a very high rate of water absorption (1 min. \
In dieser Platte war die Wurzelbildung analog Beispiel 1 schlecht; es waren nur wenige Wurzeln in die Platte eingedrungen und an der Plattenunterseite war nur eine schwache Wurzelbildung erkennbar. Die Pflanzentöpfe fielen vom Substrat ab bzw. ließen sichIn this plate, root formation was poor, as in Example 1; only a few roots had penetrated the plate and only weak roots were visible on the underside of the plate. The plant pots fell off the substrate or could be
leicht davon lösen. Ieasily detach from it. I.
Phenolharzschaumstoffplatten mit den physikalischen Daten ent- ; sprechend dem Beispiel 4 wurden mit Löchern mit einem Durch- \ messer von 3 mm von oben nach unten perforiert. Die Perforationen!Phenolic resin foam sheets with the physical data; Speaking Example 4 were with holes with a throughput \ diameter of 3 mm perforated from top to bottom. The perforations!
befanden sich etwa im Abstand von 20 mm voneinander. jwere about 20 mm apart. j
Nach der Kultivierung der Melonenpflanzen auf diesen Platten \ konnte man erkennen, daß die Platten senkrecht überwiegend in den Perforierungskanälen durchwurzelt waren. In den Kanälen ; erfolgte leichte Querwurzelbildung. Die Hauptmasse der Wurzeln war an der Plattenunterseite. Die Pflanztöpfe waren durch die ; senkrechten Wurzeln relativ fest mit der Substratplatte verbunden. After culturing, the melon plants on these plates \ could be seen that the plates were vertically through its roots mainly in the Perforierungskanälen. In the channels; slight transverse root formation occurred. The bulk of the roots were on the underside of the plate. The plant pots were through; vertical roots relatively firmly connected to the substrate plate.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)Example 6 (comparative example)
Es kam eine Phenolharzschaumplatte mit einer sehr geringen Dichte (d = 16,1 kg/m^) zur Anwendung. Die Wasseraufnahmegeschwindigkeit lag bei2 Minuten, 30 Sekunden und die negative Wasserretention betrug 90 cm^. Die Platten waren nicht perforiert.!A phenolic resin foam board with a very low density (d = 16.1 kg / m ^) was used. The rate of water absorption was 2 minutes, 30 seconds and the negative water retention was 90 cm ^. The plates were not perforated.!
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[fach der Kultivierung mit den Melonenpflanzen zeigte sich, daß die Platten senkrecht durchwurzelt waren und auch an der Unterseite der Platten eine relativ starke Wurzelausbreitung auftrat, pie Pflanztöpfe waren durch die Wurzeln fest mit der Substratplatte verbunden. [After cultivation with the melon plants, it was found that the plates had vertical roots and there was also a relatively strong root expansion on the underside of the plates, pie plant pots were firmly attached to the substrate through the roots.
Das Beispiel 6 v/urde wiederholt mit dem Unterschied, daß die phenolharzechaumplatten mit Kanälen von 3 mm Durchmesser im Abstand von etwa 20 mm perforiert waren. Die Wurzelbildung war gleich gut wie im Beispiel 6. Zusätzlich xvar jedoch noch eine Wurzelbildung von unten her in die Perforierungskanäle zu ernennen .Example 6 was repeated with the difference that the phenolic resin foam sheets with channels 3 mm in diameter Spacing of about 20 mm were perforated. The root formation was as good as in example 6. Additionally xvar, however, one more Appoint root formation from below in the perforation canals .
Die Beispiele zeigen, daß Substratplatten mit Luftkanälen die Wurzelbildung und das Wurzelwachstum mehr begünstigen als eine herabsetzung der Dichte und/oder eine Veränderung dec negativen Wasserretention.The examples show that substrate plates with air channels the Promote root formation and root growth more than a reduction in density and / or a change in the negative Water retention.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB2036523A (en) | 1980-07-02 |
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