DE3427522A1

DE3427522A1 - Water-saving method for growing plants

Info

Publication number: DE3427522A1
Application number: DE19843427522
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 6603 Sulzbach Mérai; Daniel Dipl.-Ing. 6530 Bingerbrück Szamosi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-06

Abstract

To avoid losses due to seepage and to reduce losses due to evaporation in the irrigation of agricultural or silvicultural areas, a gelling agent is added to the irrigation water and the resulting solution is fed to the substrate by flooding it or by injecting it into the root zone of the plants. The soil gels and thus prevents the seepage of irrigation water. The further supply of water for replacing the water which has been taken up by the plants can be metered so that losses due to evaporation are reduced. The method allows plants to be grown on sandy soils, and it may be necessary to add nutrients to the aqueous solution of the gelling agent.

Description

Verfahren und Anlage zur wassersparenden Process and system for water-saving

Pflanzenzucht Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur wassersparenden Pflanzenzucht, insbesondere in Sandboden. Plant breeding The invention relates to a method and a system for water-saving plant cultivation, especially in sandy soil.

Für die Lebensbedingungen der Pflanzen ist bekanntlich Voraussetzung, daß für die Pflanze immer eine bestimmte Menge Wasser zur Verfugung steht, abgesehen von Nährstoffen, die der Boden normalerweise enthält bezw. die ihm zugeführt werden. In der Natur wird die Wasserversorgung durch Regen gesichert.For the living conditions of plants it is well known that apart from the fact that there is always a certain amount of water available for the plant of nutrients that the soil normally contains or. which are fed to him. In nature, the water supply is secured by rain.

Unter klimatischen Bedingungen, unter denen der Wasserbedarf- nicht aus dem Regen gedeckt werden kann, jedenfalls nicht in dem Ausmaß und zu'dem Zeitpunkt, 'zu'dem die Pflanze mit Wasser zu versorgen ist, muß'das fehlende Wasser durch Gießen aus Brunnen, Gewässern oder aus salzwasser-desttliertem Gießwasser ersetzt werden. Bei diesen Methoden wird das Gießwasser jedoch nur mit- einem- sehr geringen Teil von den Pflanzen aufgenommen. Ein großer Teil des Gießwassers versickert im Boden, insbesondere in lockerem Boden wie z.B.Under climatic conditions in which the water demand- not can be covered from the rain, at least not to the extent and at the time, In order to provide the plant with water, the missing water must be poured from wells, bodies of water or from saltwater distilled irrigation water. With these methods, however, the irrigation water is only used to a very small extent absorbed by the plants. A large part of the irrigation water seeps into the ground, especially in loose soil such as

Sandboden, und der größte Teil verdunstet.Sandy soil, and most of it evaporates.

Die mit den bisher üblichen Bewässerungsmethoden einhergehenden Sicker- und Verdunstungsverluste sind unter dem Gesichtspunkt des Wasserhaushaltes der Erde auf Dauer nicht mehr tragbar. Man ist bereits gezwungen, Wasservorräte in großen Tiefen anzuzapfen. In Erkenntnis dieses Problems hat man seit längerer Zeit Verfahren åusgearbeitet, mit denen das Wasser dann und dort an die Pflanzen gebracht wird, wann und wo diese es benötigen, um Sicker- und Verdunstungsverluste minimal zu halten. Zu diesen Verfahren gehören die Tropfbewässerung, bei der Nährboden auf eine wassersperrende Schicht aufgebracht-und mit Wasser durchtränkt wird, weiterhin die Pflanzenzucht in Containern, oder unter Folien bezw. in Gewächshäusern. Bei dem letzteren Verfahren wird die Luftfeuchtigkeit in dem geschlossenen System auf 80 bis 95% gehalten. Den Luftaustausch sichert man mit Einrichtungen, die die Luftfeuchtigkeit erhalten, und der Boden wird, um-die erdunsturig iu'uriterbinden, mit Plastikfqlie abgedeckt, in die Löcher gebohrt werden, um Pflanzen durch diese hindurch in den Boden ein'zusetzen. Alle diese Verfahren sind derart aufwendig hinsichtlich erforderlicher Handarbeit und anlagen-orientierter Investitionen, daß sie für großflächige Anbaugebiete kaum realisierbar sind.The seepage associated with the previously common irrigation methods and evaporation losses are from the point of view of the earth's water balance no longer sustainable in the long run. One is already forced to keep water supplies in large Tapping into the depths. Procedures have been in use for a long time in recognition of this problem elaborated, with which the water is brought to the plants then and there, when and where they need it, at seepage and evaporation losses to keep it minimal. These methods include drip irrigation, in the case of the nutrient medium applied to a water-barrier layer and soaked with water, continues growing plants in containers or under foils bezw. in greenhouses. at the latter method will increase the humidity in the closed system 80 to 95% held. The air exchange is secured with facilities that regulate the air humidity preserved, and the floor is, in order to bind the earthy iu'urit, with plastic fqlie covered, holes are drilled to allow plants to pass through them into the To use soil. All of these processes are so laborious in terms of the amount of work required Manual labor and plant-oriented investments that they are for large-scale cultivation areas are hardly feasible.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe 'zugrunde, ein Verfahren zur wassersparenden Pflanzenzucht'zu'finden, das in gleicher Weise sowohl für kleinere als auch für größere Anbaugebiee wirtschaftlich tragbar ist. Däs Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß deS Gießwasser ein Geliermittel in der Größenordnung von' 0.1 bis 3% der Gesamtwassermenge zugesetzt wird. Das auf diese Weise gelatinierte Gießwasser kann nicht mehr versickern und hält sich dort, wo es die Pflanze benötigt, nämlich im Wurzelbereich. Da die Pflanzen der Geliermittel-Wasser-Lösung nur das Wasser entziehen, ist nur ein dosierter Wassernachschub erforderticht was auf Dauer auch die Verdunstungsverluste herabmindert. Diese Verdunstungsverluste können weiterhin durch die bekannten Folienabdeckungen oder durch eine auf den mit Gelatine getränkten Boden aufgebrachte Schicht lockeren Bodens oder Sand verringert werden.The invention is therefore based on the object of a method for water-saving plant cultivation, in the same way for smaller plants as well as being economically viable for larger cultivation areas. The procedure according to of the invention is that the irrigation water has a gelling agent in the order of magnitude 0.1 to 3% of the total amount of water is added. The gelatinized in this way Irrigation water can no longer seep away and stays where the plant needs it, namely in the root area. Since the plants of the gelling agent-water solution only do that Withdrawing water, all that is required is a dosed replenishment of water, not something in the long run also reduces evaporation losses. These evaporation losses can continue by the known foil covers or by one on the soaked with gelatin Soil applied layer of loose soil or sand can be reduced.

Was die Auswahl des Geliermittels angeht empfehlen. sich verschiedene Ausführungsformen des erfindurigsgemäßen Verfahrens. Eine Ausführungsform besteht darin, als' Geliermittel Agar-Agar, ein aus Meeresalgen hergestelltes Produkt, in der Größenordnung von 0.2 bis 2.0% der Gesamtwassermenge mit dem auf 60 bis 700C (333 bis 343 K) erwärmten Gießwasser zu mischen.Recommend as far as the selection of the gelling agent is concerned. different Embodiments of the method according to the invention. One embodiment exists therein, as' gelling agent agar-agar, a product made from seaweed, in of the order of 0.2 to 2.0% of the total amount of water with that at 60 to 700C (333 to 343 K) heated irrigation water to mix.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Geliermittel ein Alkoinat wie Carboximethylcelloulose, Carboximethylstärke, Carboximethylen-Pectine, Tragan oder Gummlarabicum mit dem Gießwasser vermischt wird und der so erstellten Lösung oder dem Boden unmittelbar Kalkmilch zugegeben wird. Der Zusatz von Kalkmilch fördert die Gelatinierung grundsätzlich.Another embodiment of the method according to the invention consists in the fact that an alcohol such as carboxymethylcelloulose, carboxymethyl starch, Carboxymethylene pectins, tragacanth or rubber larabicum mixed with the irrigation water and milk of lime is added directly to the solution created in this way or to the soil will. The addition of milk of lime basically promotes gelatinization.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird als Geliermittel ein Kompliner-Produkt wie Acrilamid, Acrilsäure oder Methylenbisakrilamid mit dem Gießwasser vermischt unter vorheriger Mischung mit Ammon'iumpersulfat und Dimethylaminpropionitril als Katalysatoren.According to a further embodiment, a gelling agent is used Compliner product such as acrilamide, acrilic acid or methylenebisakrilamide with the irrigation water mixed with prior mixing with ammonium persulfate and dimethylamine propionitrile as catalysts.

Das Verfahren. gemäß der Erfindung sieht zwei Möglichkeiten vor, den Nährboden zu gelatinieren, indem nämlich die Geliermittel-Wasser-Lösung dem Boden entweder durch Überschwemmen oder durch Injektion in den Wurzelbereich der Pflanzen zugeführt wird. Die Injektionsmethode empfiehlt sich bei entfernt voneinander gepfla'nzten' Gewächsen, z.B.The procedure. according to the invention provides two possibilities, the Gelatinize nutrient medium by adding the gelling agent-water solution to the soil either by flooding or by injection into the root area of the plants is fed. The injection method is recommended for those who are planted at a distance from each other Plants, e.g.

Bäumen.Trees.

Bringt der Boden von sich aus keine Nährstoffe mit, wie dies für Sandboden im wesentlichen zutrifft, so wird der Geliermittel-Wasser-Lösung Nährstoff zugesetzt.Does the soil not naturally bring nutrients with it, as it does for sandy soil essentially applies, nutrient is added to the gelling agent-water solution.

Das dem gelatinierten Boden entzogen Wasser wird nach einem weiteren Erfindungsvorschlag a'us' einern Behälter über im Boden verlegte- perforierte Rohre oder Düsen nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße kontinuierlich dosiert ersetzt. Der Wassernachschub kann aber auch aus einem fahrbaren Behälter über Schlauchleltungen und in den Boden eingesteckte perforierte Rohre durch Injektion in den Wurzelbereich der Pflanzen bewerkStelligt werden.The water withdrawn from the gelatinized soil is used for another Invention proposal a'us' a container through perforated pipes laid in the ground or nozzles are continuously and dosed replaced according to the principle of communicating vessels. The water can also be replenished from a mobile container via hose lines and perforated tubes inserted into the ground by injection into the root area of the plants.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine Anlage nach Patentanspruch 10, Fig.2 eine Anlage nach Patentanspruch 11, und Fig.3 eine Anlage nach den Patentansprüchen 12 und 13.In the drawing are some exemplary embodiments of systems for Implementation of the method according to the invention is shown, namely Fig. 1 a system according to claim 10, Figure 2 a system according to claim 11, and FIG. 3 shows a system according to claims 12 and 13.

In Fig.1 erkennt man eine mit Kunststoff-Folie ausgelegte Betonwanne zur Aufnahme des Bodens, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gelatiniert wurde. Über dem Boden ist eine Kies-Schicht zur Verringerung von Verdunstungsverlusten aufgebracht. Im Abstand vom Wannenboden ist ein System von in einer Ebene liegenden Rohrschlangen eingebaut, die in der Rohrschlangenebene in einen Wasserbehälter einmünden. Der Wasserstand muss durch Nachfüllen von Wasser auf dem -dargestellten- Nlveau'gehalten werden, damit der Wassernachschub zum Ersatz des von den Pflanzen aufgenommenen Wassers kontinuierlich und dosiert nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße gesichert ist.In Fig. 1 you can see a concrete tub lined with plastic film for receiving the soil which is gelatinized by the method according to the invention became. Above the ground is a layer of gravel to reduce evaporation losses upset. At a distance from the bottom of the tub is a system of lying in one plane Built-in pipe coils that open into a water tank in the pipe coil level. The water level must be kept at the level shown by topping up with water so that the water supply to replace that absorbed by the plants Water continuously and dosed according to the principle of communicating vessels is.

Fig.2 zeigt einen Foliensack von 1 - 2 m Höhe aus'0.5 bis 1 mm starker Plastikfolie, dessen eingefüllter Nährboden durch Überschwemmen mit einer Geliermittei-Wasser-Lösung gelatiniert wurde. Die Setzinge werden 'durch seitliche Löcher des Foliensackes eingepflanzt. In den Foliensack ist ein unten geschlossenes perforiertes Rohr eingesetzt, dessen oberer Wasser-Zulaufanschluß über eine Schlauch-oder Rohrleitung mit einem bodenseitigen AblaufanschluS eines Wasserbehälters verbunden ist. Der Wassernachschub erfolgt auch hier nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße. Der hier dargestellte Wasserstand -hat ein Niveau unterhalb des rohrseitigen Wasser-ZuIåufanschtusses, d.h.Fig. 2 shows a film bag 1 - 2 m high and 0.5 to 1 mm thick Plastic film, the nutrient medium filled in by flooding it with a gelling agent-water solution was gelatinized. The seedlings are 'through the side holes of the plastic bag planted. A perforated tube closed at the bottom is inserted into the foil bag, its upper water inlet connection via a hose or pipe with a is connected to the bottom outlet connection of a water tank. The water supply also takes place here according to the principle of communicating vessels. The one shown here Water level -has a level below the pipe-side water supply connection, i.e.

es muss Frischwasser in den Behälter nachgefüllt werden.fresh water must be refilled into the container.

In Fig.3 ist dargestellt, in welcher Weise die Erfindung bei einzeln stehenden Gewächsen, nämlich Bäumen, realisiert werden kann. Der Boden im Wurzelbereich wurde durch Injektion mit einer Geliermittel-Wasser-Lösung praktisch verlustlos gelatiniert. Diese Injektion kann mit Hilfe der dargestellten, in den Wurzelbereich gesteckten perforierten Rohrstücke erfolgen. Die Rohrstücke haben einen Bajonettanschluß zum Anschluß einer mit einem fahrbaren Behälter verbundenen Schlauchleitung. Der Wassernachschub erfolgt hier - da der fahrbare Behälter auch andere Bäume zu versorgen hat - stoßweise unter Druck, wozu der fahrbare Behälter bezw. Wassertank an einen Kompressor angeschlossen ist, um im Behälter einen Luftdruck zu erzeugen, oder an eine Wasserpumpe, die das Frischwasser aus dem Behälter saugt und in die Schlauchleitung pumpt.In Figure 3 it is shown in what way the invention at individually standing plants, namely trees, can be realized. The soil in the root area was practically lossless by injection with a gelling agent-water solution gelatinized. This injection can be done with the help of the shown in perforated pipe pieces inserted into the root area. Have the pipe pieces a bayonet connection for connecting a container connected to a mobile container Hose line. The water replenishment takes place here - there is also the mobile container has to supply other trees - intermittently under pressure, including the mobile container respectively Water tank is connected to a compressor to generate air pressure in the container to generate, or to a water pump that sucks the fresh water from the container and pumps it into the hose line.

Claims

Claims 1. A method for water-saving plant cultivation in particular in sandy soil, characterized in that the irrigation water has a gelling agent in the The order of magnitude of 0.1 to 3% of the total amount of water is added.

2. The method according to claim 1, characterized in that - (from 'as Gelling agent agar-agar. Seaweed produced> on the order of 0.2 to 2'.08 of the total amount of water with the heated to 60 to 700C (333 to 343 K) Pouring water is mixed.

3. The method according to claim 1, characterized in that as a gelling agent an alcohol such as carboxymethylcelloulose, carboxymethyl starch, carboxymethylene pectins, Tragan or gum arabic or equivalent is mixed with the irrigation water and milk of lime is added directly to the solution created in this way or to the soil.

4. The method according to claim 1, characterized in that as a gelling agent a complementary product such as acrilamide, acrilic acid or methylenebisakrilamide or equivalent mixed with the irrigation water is uriter previous mixture with ammonium persulphate and dimethylamine propionitrile as catalysts.

5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gelling agent-water solution floods the soil by tt is fed.

6. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the jelly-water solution is injected into the root area is fed to the plants.

7. The method according to claim 5 'or 6, characterized in that nutrients are added to the gelling agent-water solution.

8. The method according to claim 5, characterized in that the dem gelatinized soil drew water from a container via perforated ones laid in the ground Pipes or nozzles continuously dosed according to the principle of communicating vessels is replaced.

5 or / 9. The method according to claim, characterized in that the water withdrawn from the gelatinized soil from a mobile container via hose lines and perforated tubes inserted into the ground by injection into the root area of the plants is replaced.

10. Plant for performing the method according to claim 8, characterized through a concrete tub. to accommodate the gelatinized floor, which is at a distance from the Tank bottom with a system of perforated pipe coils lying in one level is provided, which open into a water tank in the coiled pipe level, whose water level is kept at least at the level of the coiled pipe.

11. Plant for performing the method according to claim 8, characterized through a foil bag to hold the gelatinized bottom and to the side Insertion of Seedlings in holes in the plastic bag, so-called Sack culture, with a perforated tube with an upper water inlet connection in the foil sack is used, which is via a hose or pipe with a bottom Drain connection of a water tank can be connected, the water level of which is at least the height of the inlet connection of the perforated pipe is maintained.

12.Anlage for performing the method according to claim 9, characterized through perforated pipe pieces that can be driven into the root area of plants a connection, e.g. bayonet connection for connecting one to the mobile container connected hose line.

13.Anlage according to claim 12, characterized by a compressor or a water pump for injecting the water into the root area under pressure.