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