DE3121277C2 - Substrate for growing plants - Google Patents
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Abstract
Ein Substrat für den Pflanzenanbau, bestehend aus einem Gemisch aus Körnern aus gebranntem und geblähtem Ton und Flocken aus Mineralfasern, beispielsweise Steinwolle oder Glaswolle. Das Substrat ist strukturstabil, sehr wasseraufnahmefähig, behält ein unverändertes Luftvolumen, ist hoch wärmedämmend und wärmespeichernd. Das Verhalten des Substrates in bezug auf die Abgabe des gehaltenen Wassers kann durch Wahl des Mischungsverhältnisses der Komponenten beeinflußt werden.A substrate for plant cultivation, consisting of a mixture of grains of burnt and expanded clay and flakes of mineral fibers, for example rock wool or glass wool. The substrate is structurally stable, very water-absorbent, retains an unchanged volume of air, is highly insulating and heat-storing. The behavior of the substrate with regard to the release of the retained water can be influenced by choosing the mixing ratio of the components.
Description
Die Erfindung betrifft ein Substrat für den Pflanzenanbau mit einem Gehalt an Körnern aus gebranntem und geblähtem Ton.The invention relates to a substrate for plant cultivation with a content of burnt grains and distended clay.
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.It is known for growing flowers, trees or vegetables soil, peat, humus, bark or mixtures of this, which are hereinafter generally referred to as "potting soil".
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 Pflanzerde entwikkeln sowie Nährstoffe und Dünger aufnehmen. Ein wesen~iicher Teil der Nährstoffe wird auch aus der in der Pflanzerde befindlichen Luft aufgenommen, nämlich der Stickstoff.The process in the hitherto customary cultivation is that, on the one hand, the plants hold their own, a stable position and on the other hand the roots develop according to the possibilities available in the potting soil as well as absorb nutrients and fertilizers. An essential one Part of the nutrients is also taken up from the air in the potting soil, namely the Nitrogen.
Außer den genannten Nährstoffen benötigen die Pflanzen Wasser. Der Wasserbedarf ist von Pflanze zu Pflanze sehr unterschiedlich.In addition to the nutrients mentioned, plants need water. The water requirement varies by plant Plant very different.
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.The previously known and customary potting soil is satisfactory in a first phase, about up to 12 months Properties: The plants are constantly supplied with water, fertilizer is added and distributed deal with the water. Gradually, however, the potting soil compacts and becomes more compact, the volume of air is reduced and the air and water conditions, which are vital for the plants, change. It the result is that in the long run the ideal growth conditions for the plants are not ensured which can lead to plants perishing, become deformed or prove unhealthy.
Man ist aus diesen Gründen zumindest bei der Zimmerpflanzenbchandlung teilweise zu den sogenannten Hydrokulturen übergegangen, bei denen als Ersatz für »Pflanzerde« ein Substrat aus natürlichen Stoffen wie z. B. Blähtonkügelchen dient, das den Wurzeln der Pflanzen in Verbindung mit geeigneten Nährlösungen auch über längere Zeiträume hinweg die gewünschten Lebensbedingungen liefert. Dieses Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 31 20 782 bekannt. Diese Technologie ist jedoch nicht auf den Pflanzenbau im allgemeinen und speziell im Freiland übertragbar, wo große Temperaturschwankungen herrschen und zugegebene Nährstofflösungen versickern bzw. rasch verdampfen können. Aus der DE-OS 26 08 858 ist zwar ebenfalls bekannt, Blähtonkügelchen, welche mit einem Wirkstoff gefüllt oder imprägniert sind, als Wirkstoffspender zu verwenden. Das Imprägnieren der Blähtonkügeichen in einer Weise, daß diese eine gezielte Wirkstoffabgabe ermöglichen, ist jedoch schwer zu kontrollieren und aufwendig, so daß es bereits aus Kostengründen kaum in Betracht kommtFor these reasons one is at least in the treatment of indoor plants partially switched to the so-called hydroponics, where as a substitute for "Potting soil" is a substrate made from natural substances such as B. expanded clay is used, the roots of the Plants in connection with suitable nutrient solutions the desired over longer periods of time Living conditions supplies. This method is known from DE-OS 31 20 782, for example. These However, technology is not transferable to crop production in general and specifically in the field, where there are large temperature fluctuations and added nutrient solutions seep away or evaporate quickly can. From DE-OS 26 08 858 it is also known, expanded clay balls, which with a Active ingredient filled or impregnated, as an active ingredient dispenser to use. The impregnation of the expanded clay balls in such a way that they deliver a targeted drug release enable, however, is difficult to control and expensive, so that it is already for cost reasons hardly comes into consideration
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Substrat für den Pflanzenbau der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das möglichst vielseitig verwendbar ist, eine weitgehende Beeinflussung der bodenphysikalischen Eigenschaften ermöglicht um die Wachstumsbedingungen in Abhängigkeit vom Pflanzentyp zu beeinflussen und mit dem ein konstantes Luftvolumen und ein regulierbares Wasservolumen erzielt werden können.The invention is based on the object of a substrate to create for plant cultivation of the type described at the beginning, which can be used as versatile as possible, a far-reaching influence on the physical properties of the soil allows for the growth conditions to influence depending on the type of plant and with which a constant air volume and a adjustable water volume can be achieved.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Substrat zusätzlich Flocken aus Mineralfasern,
vorzugsweise aus Steinwolle, enthält Das erfindungsgemäße Substrat hält seine für den Pflanzenanbau
wesentlichen Eigenschaften über Jahre unverändert bei.
Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen erdartigen Substrates sind möglich.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Tonkörner abgerundete Kanten und einen Korndurchmesser
von 1 bis 12 mm aufweisen, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn die Körner gebrochen sind, da die
poröse vergrößerte Tonoberfläche Wasser zurückhält und zum Teil auch Wasser leitet.This object is achieved according to the invention in that the substrate additionally contains flakes of mineral fibers, preferably of rock wool. The substrate according to the invention maintains its essential properties for plant cultivation unchanged over the years.
Various advantageous embodiments of the earth-like substrate according to the invention are possible. It has proven to be advantageous if the clay grains have rounded edges and a grain diameter of 1 to 12 mm, it being particularly useful if the grains are broken, since the enlarged porous clay surface retains water and partly also conducts water.
Die Mineralfaserflocken weisen zweckmäßig eine Größe von 2 bis 20 mm auf, und die Faserlänge in den Mineralfaserflocken beträgt maximal 1 mm.The mineral fiber flakes expediently have a size of 2 to 20 mm, and the fiber length in the Mineral fiber flakes is a maximum of 1 mm.
Für die Flocken können neben Steinwolle auch andere Mineralfasern beispielsweise Glaswolle, verwendet werden. Der Einsatz von Mineralwolle, beispielsweise Steinwolle, im Pflanzenanbau, ist in speziellen Fällen bekannt, wo Kulturen auf Mineralfasermatten angebaut werden.In addition to rock wool, other mineral fibers, for example glass wool, can also be used for the flakes will. The use of mineral wool, for example rock wool, in plant cultivation is in special cases known where crops are grown on mineral fiber mats.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß sich in dem erfindungsgeniäßen Substrat aus den beiden mineralischen Komponenten die Eigenschaften der Körner aus gebranntem Ton einerseits und der Flocken aus Mineralfasern andererseits in so sinnvoller Weise ergänzen, daß man ein außerordentlich vielseitig verwendbares Substrat für den Pflanzenanbau erhält. Die zwischen den Körnern des Substrates angeordneten 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.The invention is based on the knowledge that in the substrate according to the invention from the two mineral Components the properties of the grains made from baked clay on the one hand and the flakes from Mineral fibers, on the other hand, complement it in such a sensible way that it is extremely versatile Preserves substrate for plant cultivation. Those arranged between the grains of the substrate Mineral fiber flakes absorb the water supplied like a sponge. The grains of roasted Sound, on the other hand, cannot be compressed, so that a certain volume of air is always present. This Air volume depends on the diameter of the grains.
Bei größeren Körnern hat man ei·» größeres Volumen, bei kleineren Körnern ein geringeres Luftvolumen.
Das Wasservolumen kann durch die Größe und Anzahl der Flocker, aus Mineralfasern reguliert werden.
Es sind sehr verschiedene Mischungsverhältnisse zwisehen Körnern und Flocken möglich. So kann beispielsweise
das Substrat aus einem Gemisch bestehen, daß 20 bis 80 Gewichtsprozent Körner aus gebranntem Ton
und 80 bis 20 Gewichtsprozent Flocken aus Mineralfasern enthält.With larger grains one has a larger volume, with smaller grains a smaller volume of air. The volume of water can be regulated by the size and number of flakes made of mineral fibers.
Very different mixing ratios between grains and flakes are possible. For example, the substrate can consist of a mixture that contains 20 to 80 percent by weight of grains of calcined clay and 80 to 20 percent by weight of flakes of mineral fibers.
Es sind aber auch andere Mischungsverhältnisse möglich, beispielsweise 80 Gewichtsprozent Körner und 20 Gewichtsprozent Flocken, 90 Gewichtsprozent Körner und 10 Gewichtsprozent Flocken oder 95 Gewichtsprozent Körner und 5 Gewichtsprozent Flocken.However, other mixing ratios are also possible, for example 80 percent by weight of grains and 20 percent by weight flakes, 90 percent by weight granules and 10 percent by weight flakes, or 95 percent by weight Grains and 5 percent by weight flakes.
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 einemThe mixing ratio depends on the application. For example, when used in desert areas, mixtures that contain particularly many and large flakes. In one
solchen Fall ist aber auch die wärmedämmende und wärmespeichernde Wirkung des Substrates, die durch die porösen Körner aus gebranntem Ton bewirkt wird, von großer Bedeutung. In Wüstengebieten sind die Temperaturschwankungen Tag/Nacht sehr groß und schädlich für die Wurzeln der Pflanzen. Aufgrund der wärmedämmenden Wirkung des erfindungsgemäßen Substrates werden die Temperaturschwankungen gedämpft, und tagsüber verdampft nur wenig Wasser.such a case is also the heat-insulating and heat-storing effect of the substrate, which by the porous grains made from baked clay is of great importance. In desert areas they are Temperature fluctuations day / night are very large and harmful to the roots of the plants. Due to the thermal insulation effect of the substrate according to the invention, the temperature fluctuations are dampened, and very little water evaporates during the day.
Zusammengefaßt weist das erfindungsgemäße Substrat folgende Vorteile auf:In summary, the substrate according to the invention has the following advantages:
Es ist strukturstabil, sehr wasseraufnahmefähig, behält ein unverändertes Luftvolumea ist hoch wärmedämmend und wärmespeichernd.It is structurally stable, very water-absorbent, retains an unchanged volume of air a is highly heat-insulating and heat-storing.
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 angelegt ten Druck, das in sogenannten Wasserspannungskurven darstellbar ist, nachSaltig zu beeinflussen. Dieses Verhalten ist für die Pfianzenkulturen 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 Entwässerung bzw. die im Substrat verbleibende Wassermenge vom Aufbau des Substrates, insbesondere von der Porengrößenverteilung und den wirksamen Wasserbindur-gskräften 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 erläutertMore detailed investigations have shown that the substrate according to the invention opens up the possibility of the behavior through an appropriate choice of the mixing ratio and the formation of the components of the substrate in relation to the release of the retained water depending on one applied The highest pressure, which can be represented in so-called water tension curves, can be influenced according to Saltig. This behavior is particularly important for plant cultivation because of the pressure that has to be exerted to protect one To withdraw a certain amount of water from a substrate or soil is a measure of the force which the plant has to spend to withdraw the same amount of water from the substrate or soil. Since the Degree of drainage or the amount of water remaining in the substrate from the structure of the substrate, in particular depends on the pore size distribution and the effective water binding forces, it can be seen that the substrate according to the invention offers many possibilities of influencing and depending on the intended use very different water tension curves can be consciously produced. This is explained in the following using exemplary embodiments
Es wurde das Verhalten von in bezug auf die Ausbildung der Komponenten zwei verschiedene Mischungen des Substrates bei verschiedenen Gewichtsverhältnissen in bezug auf die Abgabe es gehaltenen Wassers untersucht. Die Aufnahme der Wasserspannungskurven erfolgte nach an sich bekannten Verfahren (Überdruckmethode). Es wurde jeweils der im Substrat verbleibende Wasseranteil bei verschiedenen Druckstufen aufgenommen. It became the behavior of two different mixtures with respect to the formation of the components of the substrate at different weight ratios with respect to the release of water held there examined. The water tension curves were recorded using methods known per se (overpressure method). The proportion of water remaining in the substrate was recorded at different pressure levels.
Der Ausgangspunkt bildet jeweils eine Wasserspannung von 980,7 Pa (10 cm WS), 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 (!0 cm WS) auf 4 903,3 Pa (50 cm WS) erhöht. Mit »Wasserpufferungs-Kapazität« wird der Anteil des Wassers bezeichnet, welcher bei einem Ansteigen der Wasserspannung von 4 9033 Pa (50 cm WS) auf 9 806,7 Pa (100 cm WS) freigesetzt wird. Auf über 9806,7 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.The starting point is a water tension of 980.7 Pa (10 cm water column), which is generally sets in the soil after a thorough irrigation. Under "readily available water" is that Understood the amount of water that is released from the soil when the water tension increases 980.7 Pa (! 0 cm WS) increased to 4 903.3 Pa (50 cm WS). With »water buffering capacity« the proportion of the Water denotes, which when the water tension increases from 49,033 Pa (50 cm water column) to 9,806.7 Pa (100 cm WS) is released. Should be above 9806.7 Pa the water tension in a substrate does not increase during intensive cultivation, because the higher the water tension is, d. That is, the drier a substrate, the greater the force with which the remaining water enters the Pores is bound.
Die verwendeten Mischungen waren folgende:The mixtures used were as follows:
Mischung I:Mix I:
a) Körner aus Blähton-fein (2—4 mm)a) Grains of expanded clay-fine (2-4 mm)
b) Steinwolleflocken-fein (granuliert 3—5 mm)b) Fine rock wool flakes (granulated 3–5 mm)
Mischung II:Mix II:
a) Körner aus Blähton-grob (4—8 mm gebrochen) a) grains of expanded clay - coarse (4—8 mm broken)
b) Steinwolleflocken-fein (granuliert 3—5 mm)b) Fine rock wool flakes (granulated 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 Mischungsverhältnissen a : b=Gewichtsverhältnis Körner zu Gewichtsverhältnis Flocken und verschiede >en Druckstufen angegeben.Tables I and II below are for the mixtures I and II the volume fractions of the water still present in the substrate at different mixing ratios a: b = weight ratio of grains to weight ratio of flakes and various> s Pressure ratings specified.
Mischung I Gewichts-Verhältnis a:bMixture I. Weight ratio away
980,7 Pa 4 9033 Pa 9 806 J Pa980.7 Pa 4 9033 Pa 9 806 J Pa
(lOcmWS) (50 cm WS) (lOOcmWS)(lOcmWS) (50 cm WS) (lOOcmWS)
80:20
60:40
40:60
20:8080:20
60:40
40:60
20:80
31 Vol-% 28 Vol-% 27 VoI-%31 vol-% 28 vol-% 27 vol-%
35 Vol-% 25 Vol-% 24 Vol-%35 vol-% 25 vol-% 24 vol-%
40 Vol-% 21 Vol-% 16 Vol-%40% by volume 21% by volume 16% by volume
43 Vol-% 18 Vol-% 21 Vol-%43 vol-% 18 vol-% 21 vol-%
Mischung II Gewichts-Verhältnis a:bMixture II Weight ratio away
980,7 Pa 4 9033 Pa 9 806.7 Pa980.7 Pa 4 9033 Pa 9 806.7 Pa
(10 CTi1WS) (50cmWS) (lOOcmWS)(10 CTi 1 WS) (50cmWS) (lOOcmWS)
80:20
60:40
40:60
20:8080:20
60:40
40:60
20:80
24 Vol-% 22 Vol-% 22 Vol-%24% by volume 22% by volume 22% by volume
33 Vol-% 21 Vol-% 19 Vol-%33% by volume 21% by volume 19% by volume
34 Vol-% 17 Vol-% 12 Vol-%
44VoI-% 16 Vol-% 10 Vol-%34% by volume 17% by volume 12% by volume
44VoI-% 16 Vol-% 10 Vol-%
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 9033 Pa einerseits und zwischen 4 9033 Pa und 9 806,7 Pa andererseits die Verhältnisse bezüglich der Wasserabgabe se^r verschieden sind.From the tables it can be seen that depending on the composition and the mixing ratio of the Substrates in the two above-mentioned areas, that is between 980.7 Pa and 4 9033 Pa on the one hand and between 4 9033 Pa and 9 806.7 Pa, on the other hand, the ratios with regard to the water release are different are.
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.It has been proven by research results that by choosing different mixing ratios and different types of components the soil physical behavior of the substrate targeted and strong can be influenced.
Versuche mit dem beschriebenen Substrat haben gezeigt, daß es zum Pflanzenanbau außerordentlich gut geeignet ist. So haben Versuche bei Anbau von Tomaten und Gurken auf Böden einerseits aus einem Substrat dtr 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. Tests with the substrate described have shown that it is extremely good for plant cultivation suitable is. For example, experiments in the cultivation of tomatoes and cucumbers on soils have, on the one hand, consisted of a substrate dtr the type described above and, on the other hand, on reference soils (for example soils made from standard soil or white peat) show that at least equally good or better yield results can be achieved under comparable conditions.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LECA GMBH & CO KG, 2083 HALSTENBEK, DE |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |