DE3152806C2 - Verfahren zur Aufzucht einer Pflanze und Beutel zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist nach der DE 27 23 435 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren ist der Beutel kein Flachbeutel. Das Wachstum ist ein loses, hydrophiles und quellendes Granulat. Die Nährstofflösung wird nach Durchlauf durch den Beutel nicht wieder aufbereitet und rezirkuliert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen besonders guten Kontakt zwischen den Wurzeln der Pflanze und der Nährstofflösung zu erhalten und eine Beschädigung der Wurzeln durch ungenügende Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff zu vermeiden, dabei aber das Verfahren möglichst wirtschaftlich durchzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und vorteilhafte Ausgestaltungen des Flachbeutels, der beim Verfahren verwendet wird, sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Die vertikale Orientierung des Flachbeutels erzeugt durch die Wirkung der Schwerkraft eine schnelle Perkolation der durch das Wachstumssubstrat geleiteten Nährstofflösung, und es wird auf diese Weise ein exzellenter Kontakt zwischen den Wurzeln der Pflanze und der Nährlösung erhalten. Dies hat zur Folge, daß die Nährstoffkonzentration der Nährstofflösung auf höch­ stens 0,8‰ verringert werden kann.

Die niedrige Nährstoffkonzentration hat zur Folge, daß keine strenge Einhaltung bestimmter quantitativer Verhältnisse der verschiedenen Nährstoffe relativ zueinander in der Nährstoff­ lösung erforderlich ist. Die Wurzeln der Pflanze absorbieren die Nährstoffe und die für die Pflanze notwendige Menge Sauerstoff. Die niedrige Nährstoffkonzentration reduziert das Risiko einer Beschädigung der Wurzeln als Folge eines zu hohen osmotischen Drucks. Darüber hinaus stellt die niedrige Nähr­ stoffkonzentration geringe Anforderungen an die Steuerung der Zusammensetzung der Nährstofflösung. Die Wiederbenutzung der Nährstofflösung erlaubt eine effiziente Ausnutzung der Nähr­ stoffe.

Vom Boden des Flachbeutels fließt die Nährstofflösung vor­ zugsweise abwärts in einen zu einem Sammeltank führenden Gully, in dem der Gehalt an Sauerstoff und Nährstoffen kon­ trolliert und kontinuierlich ergänzt wird. Von dem Sammeltank wird die Nährstofflösung zu Versorgungsleitungen geleitet, die über den Pflanzen angeordnet sind und von denen sich Zweig­ leitungen zu den einzelnen Flachbeuteln erstrecken. Die Rezirkulation stellt einen minimalen Verlust an Nährstoffen aus der Nährstofflösung sicher, und die Nährstofflösung kann bei der Versorgung auf eine optimale Temperatur eingestellt werden. Die Zufuhr der Nährstofflösung wird vorzugsweise durch Tropf- bzw. Rieselbewässerung durchgeführt.

Durch eine kontinuierliche Analyse der rezirkulierten Nähr­ stofflösung kann der Gehalt von für das Wachstum der Pflanzen notwendigen Nährstoffen und anderer Zusätze auf einem Niveau gehalten werden, das für das Wachstum der Pflanzen entspre­ chend der Wachstumsstufe, welche die Pflanzen zu irgendeiner Zeit erreicht haben, optimal ist.

Eine sorgfältig kontrollierte Zufuhr der Bestandteile der Nährstofflösung hat erwiesen, daß große Möglichkeiten zur Aufzucht von beispielsweise Tabak an Stellen gegeben sind, die bisher nicht für diesen Zweck geeignet gewesen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren sichert folglich die notwendige Versorgung der Pflanzen mit Mikrosubstanzen, wie beispiels­ weise Eisen, Kupfer, Molybdän, Bor, Mangan und Zink, und Mangelsymptome, die sich aus der Abwesenheit der Makrosubstanzen Blei, Phosphor und Stickstoff ableiten, werden vermieden.

Beispiele von fruchtbringenden Pflanzen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft gezogen werden, sind Tomaten, Gurken, Pfeffer, Melonen und Bohnen, jedoch können auch Zierpflanzen, wie beispielsweise Weihnachtssterne und Nelken, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezogen werden.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der das Wachstumssubstrat enthaltende Flachbeutel an einer Schnur auf gehängt, die gleichzeitig einen Halt für die Pflanze und ihre Frucht bildet. Die Folge davon ist, daß gleichzeitig ein Halt für den Flachbeutel und ein Zusammen­ binden der Pflanze mit ihrer Frucht erhalten wird. Durch geeignete Befestigung der Aufhängeschnur, beispielsweise an einem sich horizontal erstreckenden Stahldraht, wird ein Transport der Pflanzen ermöglicht, bei dem das verfügbare Wachstumsvolumen maximal ausgenutzt wird.

Die Erfindung betrifft außerdem einen für das Verfahren verwendbaren Flachbeutel.

Der Flachbeutel besteht aus Kunststoff und weist eine Öffnung für den Pflanzenstiel an einem Ende und eine oder mehrere Öffnungen am anderen Ende auf. Er enthält ein poröses Wachs­ tumssubstrat. Er ist für eine vertikale Aufhängung ausgebildet und geformt. Das Wachstumssubstrat ist aus einem keine Erde enthaltenden Gewebematerial in Form des Flachbeutels ge­ schnitten.

Die vertikale Aufhängung des Flachbeutels kann in verschie­ dener Weise erfolgen, beispielsweise durch Formung einer Öffnung in einem geschweißten Teil aus zwei Kunststoff schich­ ten des Flachbeutels. Die Öffnung kann sich auch durch die zwei Kunststoffschichten unter einem oberen geschweißten Rand bzw. einer entsprechenden Kante erstrecken. Bevorzugt hat der Flachbeutel am oberen Ende neben der Öffnung für den Pflan­ zenstamm bzw. -stiel eine Queröffnung für eine Aufhängeschnur.

Die Kunststoffschichten zum Herstellen des Flachbeutels sind vorzugsweise sog. Milchbeutelkunststoffe, die auf der einen Seite weiß und auf der anderen Seite schwarz sind. Die weiße Seite wird als Außenseite des Flachbeutels verwendet. Eine Kunststoffschicht, die auf einer Seite (der äußeren Seite) aluminiumgefärbt ist und auf der anderen Seite (der inneren Seite) schwarz ist, ist ebenfalls geeignet.

Der erfindungsgemäße Flachbeutel wird vorzugsweise durch zwei viereckige, vorzugsweise rechtwinklige Schichten aus Kunst­ stoffen gebildet, die längs ihres Umfangs miteinander verbun­ den sind. Die Verbindung kann durch Schweißen ausgeführt werden, wodurch eine einfache und wirtschaftliche Herstellung des Flachbeutels möglich wird.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist der Flachbeutel durch zwei dreieckige Schichten aus Kunststoffen gebildet, die längs ihres Umfangs miteinander verbunden sind und die im aufgehängten Zustand des Flachbeutels ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, dessen Basislinie horizontal ist. Eine solche Form des Flachbeutels macht das Wachsenlassen von Pflanzen möglich, deren Wurzelsystem sich bei der Ausbreitung sehr stark nach unten entwickelt.

Bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flachbeutels ist das Wachstumssubstrat eine Matte, die der Form des Flachbeutels entspricht und vorzugsweise aus Glas­ wolle, Steinwolle oder gewebte oder nichtgewebte Fasern enthaltendes Textilmaterial besteht.

Es stellte sich heraus, daß Textilmaterial in Form des sog. plant-fibertex® die Nährstofflösung besonders gut in sich verteilt. Bei der Wahl eines solchen Textilmaterials ist eine vollständige Durchnässung des ganzen Wachstumssubstrats sichergestellt.

Flachbeutel, die plant-fibertex® als Wachstumssubstrat enthalten, können durch Randverschweißung von zwei Schichten aus Kunststoff des obengenannten Typs hergestellt werden, wobei zwei diagonal einander gegenüberliegende Ecken in einer solchen Weise geschnitten werden, daß 2 cm bis 3 cm lange Öffnungen erzeugt werden. Durch diese Öffnungen kann ein Pflanzenstamm bzw. -stiel wachsen. Der Flachbeutel kann mit einer Queröffnung für eine Aufhängeschnur an beiden Enden versehen werden, wobei es nicht von Wichtigkeit ist, ob der Flachbeutel an der einen oder anderen Öffnung aufgehängt wird. Die geschnittene Öffnung am unteren Ende des Flachbeutels dient als eine Auslaßöffnung für die Nährstofflösung. Bevor­ zugt sind 2 cm bis 3 cm lange Schweißungen an den geschnit­ tenen Ecken des Flachbeutels, die mit den Randschweißungen einen Kanal bilden, in dem ein Rohr zur Zuführung der Nähr­ stofflösung befestigt werden kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Flachbeutels, bei der das Wachstumssubstrat geschäumter Kunststoff ist, ist das Wachstumssubstrat eine Platte aus elastischem Polyurethanschaum einer Dichte von 40 bis 60 kg/m³ mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 1 cm in einer der Form des Flachbeutels entsprechenden Form. Ein solcher Flachbeutel kann bevorzugt dadurch gekennzeichnet sein, daß das Wachstumssubstrat eine Platte mit einer Dicke von 0,5 cm ist und aus elastischem Polyurethanschauin besteht. Der Flachbeutel ist in der Aufhän­ gerichtung etwa 40 cm lang und in horizontaler Richtung etwa 20 cm breit. Die Dichte des Polyurethanschaums beträgt etwa 50 kg/m³. Der ungefüllte Flachbeutel ist etwa 44 cm lang und etwa 25 cm breit. Der Boden des Flachbeutels ist durch zwei gegen­ einander beabstandete Verschweißungen begrenzt. Ein solcher Flachbeutel hat sich als geeignet für die meisten fruchtbrin­ genden Pflanzen herausgestellt.

Die vertikale Orientierung des Flachbeutels wird durch die Verwendung eines porösen Wachstumssubstrats aufrechterhalten, welches im nassen Zustand den Flachbeutel ausfüllt und nicht zusammenfällt, was beispielsweise bei entwässertem Kompost oder einem erdhaltigen Material geschehen würde. Es ist jedoch möglich, den erfindungsgemäßen Flachbeutel längs vertikaler Linien in aufgehängter Position zu falten, wodurch es bei einer frühen Wachstumsstufe der Pflanze möglich ist, die Flachbeutel zu sammeln und folglich eine Raumersparnis zu erhalten, die darüber hinaus einen günstigen Effekt auf den Wärmeverbrauch für das Wachstum der Pflanzen hat.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bekannten Vorteile durch erdloses Wachstum von Pflanzen erreicht, beispielsweise die Vermeidung von durch Erdbakterien entste­ henden Krankheiten und eine effiziente Kontrolle der Wasser-, Nährstoff- und Sauerstoff-Versorgung der Pflanzen. Beispiels­ weise ist es möglich, Salat mit einem beträchtlich niedrigeren Gehalt von Nitrit wachsen zu lassen, als es bei in Erde unter üblichen Wachstumsbedingungen wachsendem Salat möglich ist.

Die Bewässerung und Nährstoffversorgung der Pflanzen, die durch die Zufuhr von Nährstofflösung in das Wachstumssubstrat im Flachbeutel ausgeführt wird, erfolgt vorzugsweise automa­ tisch mittels bekannter Vorrichtungen. Die Pflanzen, die wegen der Aufhängung leicht beweglich sind, werden während des Wachstums und entsprechend ihrer graduell anwachsenden Raum­ erfordernisse voneinander entfernt. Da die Verdunstung von Wasser während des Wachstums der Pflanzen auf ein Minimum reduziert ist, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentliche Wasserersparnis erhalten. Im Vergleich zu ent­ sprechendem Wachstum in Erde beträgt die Wasserersparnis etwa 60 bis 75%. Eine entsprechende Ersparnis wird beim Verbrauch der Nährstoffe erhalten. Wenn die Flachbeutel auf gehängt sind und das Bewässerungssystem montiert ist, ist die im Zusammen­ hang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren stehende Arbeit sehr gering im Vergleich zur traditionellen Aufzucht in Erde.

In Dänemark und in Ländern mit ähnlichen klimatischen Bedin­ gungen kann der erfindungsgemäße Flachbeutel, wie schon erwähnt, zur Aufzucht von Pflanzen, wie beispielsweise Toma­ ten, Gurken, Pfeffer, Melonen usw., verwendet werden; jedoch ist zu erwarten, daß der erfindungsgemäße Flachbeutel unter geeigneten klimatischen Bedingungen auch für die Aufzucht von beispielsweise Tabak für Deckblätter verwendet werden kann.

Im folgenden wird das Verfahren unter Verwendung bevorzugter Flachbeutel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Flachbeutel von der Seite in einem Rezirkulationssystem.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Flachbeutels von der Seite in einem Rezirkulationssystem.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Flachbeutel 10, der an einer Ecke ein Loch 24 aufweist und mittels einer durch dieses Loch 24 geführten Schnur 26, die in einem Haken 27 endet, an einem Stahldraht 28 lösbar und verschiebbar aufgehängt ist. Der Flachbeutel 10 besteht aus zwei rechteckigen Schichten 12, 14 aus Kunststoff, die nächst ihren Kanten mittels einer Schweißnaht 16 mitein­ ander verbunden sind. Der dadurch entstehende Flachbeutel 10 ist gegenüber Wasser, Wasserdampf und Licht undurchdringlich, mit Ausnahme von zwei Öffnungen 18, 20, die zu diametral gegenüberliegenden Ecken des Flachbeutels 10 weisen. Durch die obere Öffnung 18 kann eine Pflanze in den Flachbeutel derart eingeführt werden, daß sich der Stiel der Pflanze durch die Öffnung 18 erstreckt. Aus der unteren Öffnung 20 kann Nähr­ stofflösung abfließen.

Zwischen den beiden Schichten 12, 14 befindet sich ein in sich zusammenhaltendes, poröses, nicht hydrophiles, erdfreies Wachstumssubstrat 22 in Form einer Matte aus nicht gewebten, hydrophoben Textilfasern des Typs plant-fibertex®. Diese Matte ist derart zugeschnitten, daß sie sich dem Innenraum des Flachbeutels 10 anpaßt.

Auch in der nach unten weisenden Ecke des Flachbeutels 10 befindet sich ein Loch 24 zum Aufhängen des Flachbeutels. Es kann so wahlweise das eine oder das andere Loch 24 verwendet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Flachbeutel 10 rechteckig, bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dreieckig.

Mittels eines Zweigrohrs 40 ist in die obere Öffnung 18 eine Nährstofflösung einzuführen. Dieses Zweigrohr 40 ist von einer Sammelleitung 38 abgeführt. Die Abführung der Nährstofflösung erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch die einzige Öffnung 20, bei der Ausführungsform nach Fig. 3 durch die Vielzahl kleiner Öffnungen 20 nächst der beim Hängen des Flachbeutels unteren Kante des Flachbeutels 10.

Aus den Flachbeuteln 10 austretende Nährstofflösung wird in einer Wanne 30 aufgefangen und in einem Tank 32 gesammelt. Dieser Tank 32 ist mit (nicht dargestellten) Mitteln zur Messung des Nährstoffgehalts in der Nährstofflösung versehen und mit nach Maßgabe der Meßergebnisse beschickten Zufüh­ rungsrohren 34, 36 für Wasser und Nährstoffe. Die derart aufbereitete Nährstofflösung gelangt über ein Rohr in die Sammelleitung 38.

Claims (8)

1. Verfahren zur Aufzucht einer Pflanze mittels eines die Wurzeln der Pflanze aufnehmenden, aufzuhängenden Beutels, der ein erdfreies, poröses, in nassem Zustand nicht zusammenfallendes Wachstumssubstrat (22) enthält und der wenigstens eine obere Öffnung (18) zur Einführung einer wäßrigen Nährstofflösung und wenigstens eine untere Öffnung (20) zur Abführung der Nährstofflösung aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Flachbeutel (10) verwendet wird, aus dem der Stamm oder der Stiel einer Pflanze durch eine obere Öffnung herausragt,
daß ein Wachstumssubstrat (22) verwendet wird, das nicht hydrophil und nicht quellend ist und die Form einer in den Innenraum des Flachbeutels passenden Platte aufweist,
daß der Flachbeutel (10) in vertikaler Ausrichtung der Platte aufgehängt wird,
daß die Nährstofflösung mit einer Nährstoffkonzentration von höchstens 0,8‰ durch die obere Öffnung (18) in den Flachbeutel (10) kontinuierlich eingeführt und nach Durchsickern des Wachstumssubstrats (22) und der Wurzeln der Pflanze durch die untere Öffnung (20) in dem Flach­ beutel (10) kontinuierlich abgeführt wird,
und daß die Nährstoffkonzentration der abgeführten Nährstofflösung gemessen und diese nach Maßgabe des Meßergebnisses zur Rückführung durch Zugabe von Wasser und/oder Nährstoffen wieder auf eine Nährstoffkonzentra­ tion von höchstens 0,8‰ eingestellt wird und diese Nährstofflösung anschließend durch die obere Öffnung (18) des Flachbeutels (10) wieder dem Wachstumssubstrat zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtundurchlässiger Flachbeutel (10) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtreflektierender Flachbeutel (10) verwendet wird.

4. Flachbeutel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei viereckigen, rechtwinkligen Schichten (12, 14) aus Kunststoff gebildet ist, die längs ihres Umfangs miteinander verbunden sind.

5. Flachbeutel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei dreieckförmigen Schichten (12, 14) aus Kunststoff gebildet ist, die längs ihres Umfangs mitein­ ander verbunden sind und die im aufgehängten Zustand des Flachbeutels (10) ein gleichwinkliges Dreieck bilden, dessen Grundlinie horizontal ist.

6. Flachbeutel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder Flachbeutel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachstumssubstrat (22) eine Matte, vorzugsweise aus Glaswolle, Steinwolle oder aus geschäumtem Kunststoff oder aus gewebtem oder nichtgewebtem, faserhaltigem Textilmaterial ist.

7. Flachbeutel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachstumssubstrat (22) aus einer elastischen Polyurethanschaumplatte einer Dicke von etwa 0,5 bis 1 cm und einer Dichte von 40 bis 60 kg/m³ besteht.

8. Flachbeutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethanschaumplatte in der Aufhängungsrichtung des Flachbeutels etwa 40 cm lang und in der horizontalen Richtung etwa 20 cm breit ist und daß der Flachbeutel (10) etwa 44 cm lang und etwa 25 cm breit ist.