DE3121277A1

DE3121277A1 - Substrat fuer den pflanzenanbau

Info

Publication number: DE3121277A1
Application number: DE19813121277
Authority: DE
Inventors: Erik Dipl.-Ing. 4712 Werne Sylvest
Original assignee: Icopal 4712 Werne GmbH; Icopal GmbH
Current assignee: Leca & Co Kg 2083 Halstenbek De GmbH
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE3121277C2

Description

Substrat für den Pflanzenanbau.
Gegenstand der Erfindung ist ein Substrat für den Pflanzenanbau, Es ist bekannt, für den Anbau von Blumen, Bäumen oder Gemüse Bodenerde, Torf, Humus, Rinde oder Gemische hiervon zu verwenden, die nachstehend allgemein als "Pflanzerde" bezeichnet werden.
Der Vorgang bei dem bisher üblichen Anbau ist, daß einerseits die Pflanzen ihren Halt, eine stabile Stellung erhalten und andererseits die Wurzeln sich nach den vorhandenen Möglichkeiten in der Pflanzenerde entwickeln sowie Nährstoffe und Dünger aufnehmen. Ein wesentlicher Teil der Nährstoffe wird auch aus der in der Pflanzerde befindlichen Luft aufgenommen, nämlich der Stickstoff.
Außer den genannten Nährstoffen benötigen die Pflanzen Wasser.
Der Wasserbedarf ist von Pflanze zu Pflanze sehr unterschiedlich.
Die bisher bekannte und übliche Pflanzerde besitzt in einer ersten Phase, etwa bis zu 12 Monaten, zufriedenstellende Eigenschaften: Die Pflanzen werden ständig mit Wasser versorgt, Dünger wird zugegeben und verteilt sich mit dem Wasser. Nach und nach verdichtet sich jedoch die Pflanzerde und wird kompakter, das Luftvolumen reduziert sich und die für die Pflanzen lebenswichtigen Luft- und Wasserverhältnisse ändern sich.
Es ergibt sich, daß auf die Dauer nicht die idealen Wachstumsbedingungen für die Pflanzen sichergestellt werden können,- was dazu führen kann, daß Pflanzen eingehen, deformiert werden oder sich als ungesund erweisen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, ein Substrat zu schaffen, das möglichst vielseitig verwendbar ist und mit dem ein konstantes Luftvolumen und ein regulierbares 'Wasservolumen erzielt werden kann. Das Substrat sollte seine für den Pflanzenanbau wesentlichen Eigenschaften möglichst über jJahre unverändert beibehalten, und es sollte mit ihm möglich sein, die Wachstumsbedingungen in Abhängigkeit vom Pflanzentyp zu beeinflussen-.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Substrat als Gemisch aufgebaut ist, das zwei mineralische Komponenten enthält, nämlich Körner aus gebranntem und geblähtem Ton und Flocken aus Mineralfasern.
Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemaßen erdartigen Substrates sind möglich.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Körner aus einem an sich bekanntem Blähton mit abgerundeten Kanten und einem Korndurchmesser von 2 mm bis 12 mm bestehen. Blähton ist ein Material, das aus einzelnen nahezu kugelförmigen Körnern besteht, die in ihrem Inneren eine Porenstruktur besitzen. Er wird im alkalischen Bereich überwiegend als Baustoff verwendet, I und es ist bekannt, ihn in speziellen Fällen im Pflanzenanbau, nämlich bei Hydrokulturen, zu verwenden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Substrates bestehen die Körner aus Blähton mit gebrochenem Korn.
Dadurch wird erreicht, daß die poröse vergrösserte Tonoberfläche Wasser zurückhält und zum Teil auch Wasser leitet.
Die Flocken aus Mineralfasern weisen zweckmäßig eine Größe von 2 mm bis 20 mm auf, wobei die Faserlänge in den Flocken bis zu 1 mm betragen kann.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Flocken aus Steinwolle bestehen, es können aber auch andere Mineralfasern, beispielsweise Glaswolle, verwendet werden.
Der-Einsatz von Mineralwolle, beispielsweise Steinwolle,im Flanzenanbau, ist in speziellen Fällen bekannt, wo Kulturen auf Mineralfasermatten angebaut werden.
Bisher war aber sowohl die Verwendung von Körnern aus gebranntem Ton einerseits als auch die Verwendung von Mineralfasern andererseits auf ganz spezielle Anwendungsfälle beschränkt. Ein erfindungsgemäßer Einsatz mit weitgehender Beeinflussung der bodenphysikalischen Eigenschaften war bisher nicht bekannt.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich in dem erfindungsgemäßen Substrat aus den beiden mineralischen Komponenten die Eigenschaften der Körner aus gebranntem Ton einerseits und der Flocken aus Mineralfasern andererseits in so sinnuAler Weise ergänzen, daß man ein außerordentlich vielseitig verwendbares Substrat für den Pflanzenanbau erhält.
Die zwischen den Körnern des Substrates angeordnetei Flocken aus Mineralfasern nehmen wie ein Schwamm das zugeführte Wasser auf. Die Körner aus gebranntem Ton andererseits lassen sich nicht komprimieren, so daß ein bestimmtes Luftvolumen immer vorhanden ist. Dieses Luftvolumen ist abhängig vom Durchmesser der Körner.
Bei größeren Körnern hat man ein größeres Volumen, bei kleineren Körnern ein geringeres Luftvolumen.
Das Wasservolumen kann durch die Größe und Anzahl der Flocken aus Mineralfasern reguliert werden.
Es sind sehr verschiedene Mischungsverhältnisse zwisChen Körnern und Flocken möglich. So kann beispielsweise das Substrat aus einem Gemisch bestehen, das 20 bis 80 Gewichtsprozent Körner aus gebranntem Ton und 80 bis 20 Gewichtsprozent Flocken aus Mineralfasern enthält.
Es sind aber auch andere Mischungsverhältnisse möglich, beispielsweise 80 Gewichtsprozent Körner und 20 Gewichtsprozent Flocken, 90 Gewichtsprozent Körner und ao Gewichtsprozent Flocken oder 95 Gewichtsprozent Körner und 5 Gewichtsprozent Flocken.
Das Mischungsverhältnis richtet sich nach dem Anwendungsfall.
So kommen beispielsweise bei einer Anwendung in Wüstengebieten Mischungen in Frage, die besonders viele und große' Flocken enthalten. In einem solchen Fall ist aber auch die wärmedämmende und wärmespeichernde Wirkung des Substrates, die durch die porosen Kaner aus gebranntem Ton bewirkt wird, von großer Bedeutung. In Wüstengebieten sind die Temperaturschwankungen Tag/Nacht sehr groA und schadlich für die Wurzeln der Pflanzen. Aufgrund der wärmedämmenden Wirkung des erfindungsgemaßen Substrates werden die Temperaturschwankung-en gedämpft, und tagsüber verdampft nur wenig Wasser.
Zusammengefaßt weist das erfindungsgemäße Substrat folgende Vorteile auf: Es ist strukturstabil, sehr wasseraufnahmefähig, behält ein unverändertes Luftvolumen, ist hoch wärmedämmend und wärmespeichernd.
Genauere Untersuchungen haben ergeben, daß das erfindungsgemäße Substrat die Möglichkeit eröffnet, durch eine entsprechende Wahl -des Mischungsverhältnisses und der Ausbildung der Komponenten das Verhalten des Substrates in Bezug auf die Abgabe des gehaltenen Wassers in Abhängigkeit von einem angelegten Druck, das in sogenannten Wasserspannungskurven darstellbar ist, nachhaltig zu beeinflussen. Dieses Verhfften ist für die Pflanzenkulturen besonders wichtig, weil der Druck, der aufgewendet werden muß, um einem Substrat oder einem Boden eine bestimmte Wassermenge zu entziehen, ein Maß für die Kraft ist, welche die Pflanze aufwenden muß, um dem Substrat oder Boden die gleiche Wassermenge zu entziehen. Da der Grad der Entwasserung bzw. die im Substrat verbleibende Wassermenge vom Aufbau des Substrates, insbesondere von der Porengrößenverteilung und den wirksamen Wasserbindungskräften abhängt, ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Substrat hier viele Beeinflussungsmöglichkeiten bietet und je nach Verwendungszweck sehr unterschiedliche Wasserspannungskurven bewußt hergestellt werden können. Dies wird im folgenden an Ausführungsbeispielen erläutert.
Es wurde das Verhalten von in Bezug auf die Ausbildung der Komponenten zwei verschiedenen Mischungen des Substrates bei verschiedenen Gewichtsverhältnissen in Bezug auf die Abgabe des gehaltenen Wassers untersucht. Die Aufnahme der Wasserspannungskurven erfigte nach an sich bekannten Verfahren (aber druckmethode). Es wurde jeweils der im Substrat verbleibende Wasserantel bei verschiedenen Druckstufen aufgenommen.
Der Ausgangspunkt bildet jeweils eine Wasserspannung von 980,7 Pa (10 cmWS), der sich im allgemeinen im Boden nach einer durchdringenden Bewässerung einstellt. Unter "leicht verfügbarem Wasser" wird diejenige Wassermenge verstanden, welche aus dem Boden freigesetzt wird, wenn sich die Wasserspannung von 980,7 Pa (10 cmWS) auf 4.903,3 Pa (50 cmWS) erhöht. Mit "Wasserpufferungs-Kapazität" wird der Anteil des Wassers bezeichnet, welcher bei einem Ansteigen der Wasserspannung von 4.903,3 Pa (50 cmWS) auf 9.806,7 Pa (100 cmWS) freigesetzt wird. Auf über 9.806,7 Pa sollte die Wasserspannung in einem Substrat bei intensiver Kulturführung nicht ansteigen, denn je höher die Wasserspannung ist, d.h. je-trockener ein Substrat ist, umso größer ist die Kraft, mit der das restliche Wasser in den Poren gebunden wird.
Die terwendeten Mischungen waren folgende: Mischung I: a) Körner aus Blähton-fein (2 - 4 mm) b) Steinwolleflocken-£ein (granuliert 3 - 5 mm) Mischung II: a) Körner aus Blähton-grob (4 - 8 mm gebrochen) b) Steinwolleflocken-fein (granuliert 3 - 5 mm) In den folgenden Tabellen I und II sind für die Mischungen I und II die Volumenanteile des im Substrat noch vorhandenen Wassers bei verschiedenen Mischungsverhältnis sen a : b = Gewichtsverhältnis Körner zu Gewichtsverhältnis Flocken und verschiedenen Druckstufen angegeben.

Tabelle I

Mischung I Wasseranteil bei Druck von:

Gewichts-Verhältnis 980,7 Pa 4.903,3 Pa 9.806,7 Pa

a : b (10 cmWS) (50 cmWS) (100 cmWS)

80 : 20 31 Vol% 28 Vol% 27 Vol%

60 : 40 35 " 25 " 24 "

40 : 60 40 " 21 " 16 "

20 : 80 43 " 18 " 12 "

Tabelle II

Mischung II Wasseranteil bei Druck von:

Gewichts-Verhältnis 980,7 Pa 4.903,3 Pa 9.806,7 Pa

a : b (10 cmWS) (50 cmWS) (100 cmWS)

eo : 20 24 Vol% 22 Vol% 22 Vol%

60 : 40 33 " 21 " 19 "

40 : 60 34 " 17 " 12 "

20 : 80 44 " 16 " 10 "

Aus den Tabellen läßt sich ablesen, daß je nach der Zusammensetzung und dem Mischungsverhältnis des Substrates in den beiden obengenannten Bereichen, also zwischen 980,7 Pa und 4.903,3 Pa einerseits und zwischen 4.903,3 Pa und 9.806,7 Pa andererseits die Verhältnisse bezüglich der Wasserabgabe sehr verschieden sind.

Es ist durch Forschungsergebnisse bewiesen, daß durch Wahl verschiedener Mischungsverhältnisse und verschiedener Arten der Komponenten das bodenphysikalische Verhalten des Substrates gezielt und stark beeinflußt werden kann.
Versuche mit dem beschriebenen Substrat haben gezeigt, daß es zum Pflanzenanbau außerordentlich gut geeignet ist. So haben Versuche beim Anbau von Tomaten und Gurken auf Böden einerseits aus einem Substrat der oben beschriebenen Art und andererseits auf Vergleichsböden (beispielsweise Böden aus Einheitserde oder Weißtorf) ergeben, daß unter vergleichbaren Bedingungen mindestens gleich gute oder bessere Ertragsergebnisse erzielt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Substrat für den Pflanzenanbau, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gemisch aufgebaut ist, das zwei mineralische Komponenten enthält, nämlich -a) Körner aus gebranntem und geblähtem Ton und b) Flocken aus Mineralfasern .
2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner aus einem Blähton mit abgerundeten Kanten und einem mittleren Korndurchmesser von 2 mm bis 12 mm bestehen.
3. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner aus Blähton mit gebrochenem Korn bestehen.
4. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flocken aus Mineralfasern eine Größe von 2 mm bis 20 mm aufweisen.
5. Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge in den Flocken bis zu 1 mm beträgt.
6. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flocken aus Steinwolle bestehen.
7. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geennzeichnet, daß das Gemisch 20 bis 80 Gewichtsprozent Kerner -aus gebranntem Ton und 80 bis 20 Gewichtsprozent Flocken aus Mineralfasern enthält.
8. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch-gekenn zeichnet, daß das Gemisch 80 bis 95 Gewichtsprozent Kerner aus gebranntem Ton und 20 bis 5 Gewichtsprozent Flocken aus Mineralfasern enthält.