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Verfahren zur Reduzierung des Wasserverlustes
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aus dem den'Samen oder die Wurzeln von Pflanzen umgebenden Boden Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung des Wasserverlustes aus
dem den Samen oder die Wurzeln von Pflanzen umgebenden Boden.
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Der den Samen oder die Wurzel der Pflanzen umgebende Boden verliert
einen Teil des Wassergehaltes - von dem Verbrauch des Wassers durch die Pflanzen
einmal abgesehen - direkt durch Verdunstung.
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Das kann beispielsweise bei Zimmerpflanzen lästig sein, da dies ein
ständiges Nachwässern des Bodens erforderlich macht. Der Wasserverlust des Bodens
durch Verdunstung - - und zusätzlich durch Versikkern im Boden - hat jedoch beispielsweise
für die Bepflanzung von Wüstengebieten wesentlich weitreichendere Folgen nicht zuletzt
wirtschaftlicher Art, da die Bepflanzung von Wüstengebieten nur dann mit Erfolg
durchgeführt werden kann, wenn der Wasserverlust des Bodens durch ständige Bewässerung
ausgeglichen wird. Das Süßwasser ist aber in solchen Gegenden sehr teuer.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht,
den Wasserverlust des den Samen ode die Wurzeln von Pflanzen umgebenden Bodens möglichst
weitgehend zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der den
Samen oder die Wurzeln der Pflanzen umgebenden Boden mit einer die Abgabe der Feuchte
des Bodens verhindernden Umhüllung umgeben wird, wobei in der Umhüllung den Durchtritt
der Pflanzen aus dem Boden und das Dickenwachstum der Pflanzen ermöglichende Öffnungen
vorgesehen werden.
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Eine sehr vorteilhafte Verfahrensweise gemäß der Erfindung besteht
darin, daß der in einem nach oben offenen, wasserdichten Behälter befindliche Boden
auf seiner Oberseite mit den Monomeren eines Kunststoffes überschichtet und als
obere Umhüllung des Bodens eine Kunststoffschicht durch Polymerisation gebildet
wird. Als Behälter können dabei je nach der Größe der Pflanzen flache Wannen eingesetzt
werden, in die die Samenkörner eingelegt oder die Pflanzen eingesteckt werden, bevor
die Kunststoffschicht gebildet wird. Zur Bildung der öffnungen in der Kunststoffschicht
können für den Fall, daß Samenkörner eingelegt werden, oberhalb der Körner beispielsweise
Rohrstücke in den Boden gesteckt werden, die so bemessen sind, daß sie für das spätere
Wachstum der Pflanzen eine hinreichend große öffnung in der Kunststoff schicht ergeben.
Werden dagegen Pflanzen in den in den Wannen befindlichen Boden - bei dem es sich
um die Wurzeln umgebende Humusballen und im übrigen um Sand handeln kann -eingesetzt,
dann ist es zweckmäßig, die Pflanzen in einer solchen Höhe, in der sich später die
Kunststoff Schicht befindet, mit einem flexiblen Material, beispielsweise einem
Stück porösen Kunststoff, einem flexiblen Rohrstück oder auch gegebenenfalls einem
kleinen Papierballen zu umgeben,
so daß bei der Bildung der Kunststoffschicht
an dieser Stelle eine oeffnung bleibt.
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Der Wasserverlust in dem Boden verringert sich bei Anwendung der Verfahrensweise
gemäß der Erfindung auf die von der Pflanze durch Transpiration verbrauchte Wassermenge.
Um diese Wassermenge nachzuliefern, kann es zweckmäßig sein, Wannen mit wenigstens
einem Anschlußstutzen für flexible Rohrverbindungen zu verwenden und an die Anschlußstutzen
ein Rohrleitungssystem anzuschliessen, daß mit einer zentralen Wasserversorgung
in Verbindung steht. Uber die zentrale Wasserversorgung können dabei auch solche
Stoffe dem in den Wannen befindlichen Boden zugegeben werden, die zur Aufrechterhaltung
der für das Wachstum der Pflanzen erforderlichen Bodenbeschaffenheit notwendig sind.
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So kann es zweckmäßig sein, mit dem Wasser Nährstoffe oder auch Pestizide
zuzugeben. Zur Belüftung des Bodens kann mit Sauerstoff bzw.
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Luft angereichertes Wasser eingespeist werden Für den Fall, daß die
Monomeren des gewählten Kunststoffes in dünnflüssiger Form vorliegen und daher bei
der tiberschichtung des Bodens mit den Monomeren die Gefahr besteht, daß die Flüssigkeit
zu tief in den Boden eindringt, bevor sich die Kunststoffschicht gebildet -hat,
kann es zweckmäßig sein, daß der Boden zunächst mit einer Al-, La- oder Fe-Alginatschicht
abgedichtet und sodann die Alginat-
schicht zur Bildung der Kunststoffschicht
mit den Monomeren des Kunststoffes überschichtet und die Polymerisation des Kunststoffes
vorgenommen wird. In diesem Fall kann durch geringfügiges Bewegen der bereits in
den Boden gesetzten Pflanzen während der Bildung der Alginatschicht erreicht werden,
daß sich an dem Stamm der Pflanze eine aus Al- , La- oder Fe-Alginat bestehende
Umhüllung bildet, die dazu führt, daß die später gebildete Kunststoffschicht nicht
direkt bis an die Pflanze reicht, so daß ein für das Dickenwachstum der Pflanze
ausreichender Freiraum für die Pflanze gebildet wird. Auf diese Weise erübrigt es
sich, zusätzliche Maßnahmen zur Bildung von Öffnungen in der Kunststoffschicht zu
ergreifen.
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Für den Fall, daß die Pflanzen bzw. der Boden keinen so extremen Witterungsbedingungen
ausgesetzt ist, wie dies bei Verpflanzungen in Wüstengebieten der Fall ist, kann
es hinreichend sein, daß der in einem nach oben offenen Behälter befindliche Boden
auf seiner Oberseite mit einer Al- oder Fe-Alginatschicht abgedichtet wird, ohne
daß zusätzlich eine Kunststoffschicht gebildet wird. Die elastische Al- oder Fe-Alginatschicht
wird dabei zweckmäßigerweise aus einer 2 bis 6 %igen Na-Alginatlösung (Polysaccharide
mit zahlreichen Carboxylgruppen, Polyelectrolyt) durch anschließende Vernetzung
(Polymerisation) mit Fe(III)-Ionen hergestellt. Uber die Konzentration beispielsweise
der Fe(N03)3-Lösung und über die Reaktionszeit kann die Dicke der Fe-Alginatschicht
dabei gesteuert werden.
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Für kurzlebige Pflanzen oder auch für das Heranziehen von Jungpflanzen
kann es unabhängig von den
äußeren Witterungsbedingungen hinreichend
sein, daß der Boden in eine allseitige Umhüllung gegeben und auf der Oberseite der
Umhüllung die Öffnungen für den Durchtritt der Pflanzen vorgesehen werden. So kann
beispielsweise der Boden in eine Plastikhülle gegeben.werden und die Plastikhülle
auf ihrer Oberseite mit Öffnungen für die Pflanzen versehen werden.
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Ausführungsbeispiel (1) In einer Glas schale von 400 cm3 Inhalt wurden
ca. 20 Hafer-Samenkörner ausgesät. Nachdem die Keimlinge eine Höhe von ca. 4 cm
erreicht hatten, wurde die Oberfläche der Blumenerde etwa 2 mm dick mit einer 4%igen
Na-Alginatlösung übergossen.
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Die dickflüssige und für di-e Pflanzen völlig untoxische Na-Alginatlösung
drang dabei kaum in die Blumenerde ein. Anschließend wurde die Na-Alginatschicht
mit einer 0,1 m Fe(N03)3-Lösung übergossen.
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Sie'polymerisierte dabei innerhalb von 5 Minuten zur elastischen Fe-Alginatmatrix,
wodurch die Oberfläche der Blumenerde abgedichtet wurde. Die überschüssige Fe(N03)3-Lösung
wurde wieder abgegossen.
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Die Pflanzen wurden in einer Klimakammer (21 OC Tag, 18 OC Nacht)
ohne weitere Wasserzufuhr gehalten. Als Kontrollversuch wurde eine Glasscha-le mit
Hafer, jedoch ohne Fe-Alginatschicht verwendet, die alle zwei Tage gewässert werden
mußte, um ein Absterben der Pflanzen zu verhindern.
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Nach einer Woche war keine Störung im Wachstum der Haferpflanzen,
deren Boden-mit der Fe-Alginatschicht
abgedichtet worden war, im
Vergleich zum Kontrollversuch feststellbar.
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Ausführungsbeispiel (2) Als Testpflanzen wurden kleine Pflänzchen
eines pakistanischen Grases (Long Ashton) verwendet.
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Ein Plexiglasgefäß von 300 cm3 Inhalt wurde zunächst mit Sand gefüllt
und anschließend Wasser (mit Nährsalzen) zugegeben, bis der Sand mit Wasser vollkommen
durchgetränkt war. Darin wurden nun einige Gräser eingepflanzt. Die Sandoberfläche
wurde mit einer 4%igen Na-Alginatlösung etwa 2 mm dick übergossen und anschließend
mit einer 0,1 m Fe(N03)3-Lösung polymerisiert. Da die gebildete Fe-Alginatschicht
auf Dauer nicht hitzebeständig ist, diente sie nur als vorläufige Abdichtung.
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Außerdem verhindert die Fe-Alginatschicht das Eindringen der unter
Umständen für die Pflanzen toxisch wirkenden Monomere der zu bildenden Kunststoffschicht.
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In diesem Beispiel wurde die Fe-Alginatschicht mit Triethylenglykoldimethacyclat,
welches 1000 ppm Phenanthrenchinon als Photoaktivator enthielt, überschichtet. Unter
Lichteinwirkung polymerisierte dieses Monomere zu einer festen, hitzebeständigen
Matrix.
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Zur Aufrechterhaltung der Wasserversorgung wurde eine Kanüle in die
Kunststoffschicht eingegossen, durch welche das über die Pflanzen verdunstete Wasser
nachgeliefert wurde. Die Pflanzen wurden in einer Klimakammer (28 OC Tag, 18 0"
Nacht) gehalten.
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Auch nach einem längeren Zeitraum von einigen Wochen war kein Unterschied
im Wachstum im Vergleich zu Pflanzen, die in einer Hydrokultur gehalten wurden,
feststellbar.
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Z u s a m m e n f a s s u n g Verfahren zur Reduzierung des Wasserverlustes
aus dem den Samen oder die Wurzeln von Pflanzen umgebend,en Boden Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung des Wasserverlustes aus dem den Samen
oder die Wurzeln von Pflanzen umgebenden Boden. Die erSinderischen Maßnahmen bestehen
darin, da der Boden mit einer die Abgabe der leuollte des Bodens verhindernden Umhüllung
umgeben wird, wobei in der Umhüllung Öffnungen für den Durchtritt der Pflanzen aus
dem Boden sowie das Dickenwachstum vorgesehen werden. So wird der in einem nach
oben offenen, wasserdichten Behalter befindliche Boden auf seiner Oberseite mit
derl Monomeren eines Kunststoffes überschichtet und als obere Umhüllung des Boden
eine eine Kunststoffschicht durch Polymerisation gebildet. Dabei kann der Boden
zunächst mit einer Al-, La- oder Fe-Alginatschicht abgedichtet und sodann die Alginatschicht
zur Bildung der Kunststoffschicht mit den Monomeren des KunststofFes überschichtet
und die Polymerisation des Kunststoffes vorgenommen werden.
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Alternativ geschieht die Abdichtung des Bodens nur mit einer A1-,
La- oder Fe-Alginatschicht.