DE3602035A1

DE3602035A1 - Anlage zum anbauen und zuechten von pflanzen

Info

Publication number: DE3602035A1
Application number: DE19863602035
Authority: DE
Inventors: Kenji Ezaki; Yoshinori Tokio/Tokyo Hattori; Akira Ikeda; Yoshitaka Kawaai; Shigeki Nakayama; Yasuko Amagasaki Hyogo Taniguchi; Kazumasa Watanabe; Kazuyoshi Amagasaki Hyogo Yabuuchi; Tomomi Osaka Zaitsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3602035C2; US5323567A; ATA18286A; AT398510B; CA1285389C

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Anbauen und Züchten von Pflanzen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Anlage zum Anbauen und Züchten von Pflanzen, bei der die Wachstumsbedingungen künstlich gesteuert werden.

U/ Wie man weiß, hängt das Wachstum von Pflanzen stark von der Umgebung ab. Die natürliche Umgebung auf der Erde ist jedoch unterschiedlich und nicht immer für das Wachstum bzw. die Züchtung von Pflanzen geeignet. Der Zeitraum, wo die natürliche Umgebung Bedingungen schafft, die für das Wachstum von Pflanzen geeignet sind, ist in einigen Gebieten nicht

vorhanden oder in anderen Gebieten sehr kurz. Dementsprechend hat man Züchtungs- und Anbaueinrichtungen geschaffen, um die Umgebungsfaktoren künstlich zu steuern, die eine Reduzierung der Produktivität der Pflanzen bewirken, um die Produktivität auf einem möglichst hohen Pegel zu halten. In diesen Einrichtungen für Kulturen kann jedoch nicht berücksichtigt werden, daß die Einflüsse der natürlichen Umgebung vollständig eliminiert werden, und somit ist die Zunahme der Produktivität begrenzt.

Dementsprechend sind Versuche unternommen worden, Pflanzen dahin zu beeinflussen, daß sie ihre Wachstumskraft maximal in einer künstlichen Umgebung entfalten, die von der natürlichen Umgebung vollständig getrennt ist. Man hat nämlich sogenannte Pflanzenfabriken gebaut. In einer Pflanzenfabrik wird eine Pflanze in einer Umgebung gezüchtet, die nach Belieben gesteuert werden kann, und es ist eine vollständig gesteuerte Züchtung bzw. ein derartiger Anbau möglich. Eine solche Pflanzenfabrik bietet somit viele Vorteile.

Da in einer solchen Pflanzenfabrik die Umgebung künstlich erzeugt wird, steigen jedoch die Kosten wegen des Energieverbrauches an. Um daher die künstliche Züchtung in praktischer und praktikabler Weise durchzuführen, wobei die Vorteile der Pflanzenfabrik genutzt werden, ist es erforderlich, eine Energieeinsparung zu erreichen und die Produktivität des Landes zu erhöhen. Weiterhin ist es wichtig, hochwertige Pflanzen zu erzeugen, die eine gleichmäßige Qualität haben.

Die Pflanzenzüchtung in einer derartigen Pflanzenfabrik wird bei künstlicher Beleuchtung in einem Gebäude durchgeführt, in welchem Bedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlendioxidgas-Konzentration und Luftgeschwindigkeit gesteuert werden.

Die erforderliche Eigenschaft für die Lichtquelle dieser

künstlichen Beleuchtung besteht darin, daß ein Licht mit einer für das Wachstum der Pflanzen erforderlichen Wellenlänge mit vorgegebener Intensität bei hoher Effizienz emittiert wird. Die erwähnte vorgegebene Intensität unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Art der Pflanzen.

Wenn diese Intensität in Einheiten der Beleuchtungsstärke ausgedrückt wird, sind ungefähr 20 klx erforderlich für eine Schwachlicht-Pflanze, und es ist schwierig, diese Forderung unter Verwendung einer einzigen Lichtquelle zu

IQ erfüllen, und es wird eine Lichtquelle mit hoher Lichtintensität und Lichtausbeute, wie zum Beispiel eine Hochdruck-Natriumlampe, eine Quecksilberlampe oder eine Metallhalogenlampe als Hauptlichtquelle verwendet, und eine Leuchtstofflampe wird in Kombination verwendet, um den

Iζ Wellenlängenbereich abzudecken.

Die Beleuchung mit der zentralen Lichtquelle, wie zum Beispiel einer Hochdruck-Natriumlampe, sollte an einem sehr hohen Ort angebracht sein, da die Lichtintensität der einen Lampe sehr hoch ist. Andernfalls können die Pflanzen nicht mit gleichmäßiger Beleuchtungsstärke beleuchtet werden.

Wenn im Falle von Salat beispielsweise die Züchtung bei einer Beleuchtungsstärke von 18 bis 20 klx durchgeführt wird, so nimmt das Gewicht, wenn die anderen Umgebungsbedingungen geeignet sind, in 7 bis 8 Tagen um das 10-fache zu, und es ist eine Züchtung oder ein Anbau mit hoher Geschwindigkeit möglich.

Als Mittel zur Reduzierung der Beleuchtungsstärke dieser

künstlichen Beleuchtung hat man bereits daran gedacht, eine Pflanze mit einer relativ niedrigen Beleuchtungsstärke von etwa 5 klx gleichmäßig von allen Seiten zu beleuchgc ten. Bei einem solchen Verfahren beträgt im Falle von Salat die Beleuchtungsenergie, die zur Erzeugung von 100 g erforderlich ist, nur 0,65 kWh, wenn eine Leuchtstofflampe mit höchster Effizienz verwendet wird. In einer so

gezüchteten Pflanze beträgt der Wassergehalt ungefähr 95 %, und die Gehalte an anorganischen Substanzen (Mineralien) und Vitamin C haben hohe Werte, wie zum Beispiel 3 0 mg/ 100 g. Das Verfahren leidet jedoch unter dem Mangel, daß die Blattform der Pflanze übermäßig lang ist.

In dem Falle, wo Pflanzen gezüchtet werden, wobei vorgegebene Zwischenräume zwischen benachbarten Pflanzen in einer herkömmlichen Pflanzenfabrik der oben erwähnten Art vorgesehen sind, werden auch Bereiche oder Flächen beleuchtet, die nicht beleuchtet zu werden brauchen, und somit muß die Anzahl von Beleuchtungseinrichtungen vergrößert werden, und Ausrüstungen, Einrichtungen, Land und Gebäude werden unvermeidlicherweise groß. Dementsprechend ist die Landauswertungs-Effizienz niedrig, und die Kosten für die Luftaufbereitungseinrichtung und andere Installationen sowie die Instandhaltungskosten dafür nehmen zu, was zu einer Erhöhung der Produktionskosten führt.

\Λ/ 20 ^^ur Vermeidung dieses Nachteils ist beispielsweise in der JP-OS 24000/80 eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben worden, in der eine Vielzahl von Paletten mit darin angeordneten Pflanzen in Reihen angeordnet sind, und wobei eine Vielzahl von Sätzen von Paletten in der Richtung orthogonal zu den Reihen angeordnet sind, wobei der Raum zwischen benachbarten Paletten in Abhängigkeit von dem Wachstum verbreitert wird und die Paletten in der Richtung orthogonal zu der Reihenrichtung bewegt und einer Ernte reihe zugeführt werden.

In einer derartigen Anlage zum Züchten von Pflanzen wird

die Geschwindigkeit der Bewegung der Paletten in Vorschubrichtung in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen geändert, um den Raum zwischen den Pflanzen in der Richgc tung orthogonal zu der Richtung der Reihen zu verbreitern, um einen optimalen Raum zu bieten, so daß die Beleuchtungsmenge des Lichtes durch eine effektive Beleuchtung minimal gemacht wird und die von den

Züchtungseinrichtungen eingenommene Fläche reduziert werden kann.

Wenn in einer herkömmlichen PIfanzenfabrik mit dem oben erwähnten Aufbau eine Hochdruck-Natriumlampe oder dergleichen als zentrale Lichtquelle verwendet wird, so sollte die Lampe, da die Lichtintensität der einen Lampe hoch ist, an einem entsprechend hohen Ort angebracht werden. Andernfalls wird die Pflanze nicht gleichmäßig mit dem Licht beleuchtet, und die Blatt-Temperatur der Pflanze wird übermäßig erhöht, was das Wachstum beeinträchtigt.

Wenn der Abstand zwischen der Pflanze und der Lampe zunimmt, muß das Fassungsvermögen des Gebäudes größer wer-

!5 den, was zu einer Zunahme der Baukosten führt. Da außerdem das Licht verteilt werden sollte, wird die Effizienz in der Lichtausnutzung unvermeidlicherweise reduziert. Ferner nimmt die in dem Gebäude umzuwälzende Luftmenge zu, und die Luftaufbereitungskosten steigen an. In einem ande^ren Falle, wo eine Leuchtstofflampe mit guten Wellenlängeneigenschaften verwendet wird, ist es wegen der geringen Fluoreszenz-Intensität erforderlich, viele Leuchtstofflampen ohne wesentlichen Zwischenraum zwischen benachbarten Leuchtstofflampen anzubringen, um eine Beleuchtungsstärke von ungefähr 20 klx zu erzielen.

Auch bei einer niedrigen Beleuchtungsstärke unterhalb von 20 klx, beispielsweise bei einer Beleuchtungsstärke von etwa 5 klx, können Pflanzen mit hoher Geschwindigkeit

OQ gezüchtet werden, wenn die Pflanzen gleichmäßig beleuchtet und die Anbau- und Züchtungsbedingungen, wie zum Beispiel Kohlendioxidgas-Konzentration und Temperatur, auf geeigneten Werten gehalten werden. Zur Lösung des oben erwähnten Problems bei der Verwendung von Leuchtstoff-

gj- lampen kann somit ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem die Innenoberfläche einer Wachstumskammer mit einer reflektierenden Platte ausgebildet werden, die ein hohes Lichtreflexionsvermögen besitzt, wobei der Abstand

\ zwischen der Leuchtstofflampe und der Pflanze verkürzt wird, so daß Licht geringer Beleuchtungsstärke verwendet wird, indem man eine kleine Anzahl von Leuchtstofflampen einsetzt. Wenn jedoch bei diesem Verfahren Pflanzen in engem oder dichtem Zustand gezüchtet werden, um die Kulturfläche zu reduzieren und die Effizienz bei der Ausnutzung des Landes zu steigern, wird die Wachstumsgeschwindigkeit bei einer derartigen geringen Beleuchtungsstärke von etwa 5 klx verringert, wenn die Pflanzenblätter grös- ^O ser werden und benachbarte Pflanzen einander überlappen. Somit hat dieses Verfahren den Nachteil, daß gleichmäßig ausgebildete Pflanzen mit hoher Qualität nicht gezüchtet werden können.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist ein Pflanzenzüchtungssystem mit geringer Beleuchtungsstärke und mit Beleuchtung in sämtlichen Richtungen vielversprechend hinsichtlich der Energieeinsparung, aber bei der Züchtung von Pflanzen wird der Handelswert der Pflanzen beispielsweise bei Salat von der Blattform beeinflußt; insofern wird dieses System unter dem Gesichtspunkt des Produktpreises oder Handelswertes nicht bevorzugt, da die Blätter übermäßig stark wachsen, was den Handelswert verschlechtert. Wenn außerdem die Pflanzen zu lang wachsen, nimmt die von den Pflanzen im Pflanzenzüchtungsbeet eingenommene Fläche zu, und somit wachsen die Einrichtungsund Beleuchtungsenergiekosten an, und die Züchtung wird unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nachteilig.

\i/ go Eine herkömmliche Anlage zum Züchten von Pflanzen der oben erwähnten Art ist so aufgebaut, daß Pflanzen von plattenförmigen Pflanzenträgern getragen werden. In Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen kommen jedoch benachbarte Pflanzen einander immer näher, und die Pflanzenträger werden von den Blättern der Pflanzen überdeckt, während die Pflanzen in einem Zustand wachsen, wo sie sich gegen die Pflanzenträger anlehnen. Mit zunehmender Kulturfläche fallen somit Blatt-Teile der Pflanzen nach unten,

und ihre Form wird schlechter. Wenn die Pflanzen gleichmäßig mit Licht beleuchtet werden, ist eine Züchtung mit hoher Geschwindigkeit auch bei geringer Beleuchtungsstärke möglich. Wenn jedoch die Pflanzen in einem Zustand wachsen, wo sie sich an die Fläche der Pflanzenträger anlehnen, wird die Reflexion des Lichtes der Leuchtstofflampe an der Fläche des Pflanzenträgers mit zunehmendem Wachstum der Pflanzen abgeschwächt_f mit dem Ergebnis, daß eine gleichmäßige Beleuchtung unmöglich und eine Reduzierung in der Effizienz der Photosynthese der Pflanzen hervorgerufen wird.

Wie oben erwähnt, nehmen bei einer herkömmlichen Anlage zum Züchten von Pflanzen die Räume zwischen den Pflanzen

lg nur in der Richtung orthogonal zu der Reihenrichtung zu, aber in der Reihenrichtung selbst sind Zwischenräume vorgesehen, die der Größe von fertig gezüchteten Pflanzen entsprechen, und diese Zwischenräume werden während der gesamten Züchtungsperiode vom Zustand der kleinen Samenpflanzen bis zum Zustand der fertig gewachsenen Pflanzen ständig aufrechterhalten. Dementsprechend sind im Zustand von kleinen Samenpflanzen die Zwischenräume überflüssig, und die Anlage bietet den Nachteil, daß eine wirkungsvolle Ausnutzung des emittierten Lichtes und der Bodenfläche nicht erzielt werden kann.

Li Zur Überwindung dieses Nachteils hat man bereits an ein Verfahren gedacht, bei dem, um die Zwischenräume zwischen den Paletten mit den darin angeordneten Pflanzen in Reihenrichtung zu verbreitern, Rinnen zur Führung der Paletten in radialer Richtung ausgebildet und die jeweiligen Paletten in der Reihenrichtung in der Vorschubrichtung mit einer Ausschubstange, beispielsweise einer langen Stange, hinausgeschoben werden. Bei diesem Verfahren soll-Q5 te die Länge der Ausschubstange die gesamte Breite überdecken, wenn die Zwischenräume zwischen den Pflanzen in der Reihenrichtung in dem Stadium am größten werden, wo die Pflanzen am stärksten gewachsen sind. In dem Stadium,

Y wo die Pflanzen noch nicht gewachsen sind, ist die Ausschubstange nicht erforderlich, aber eine Verringerung der Länge der Ausschubstange ist nicht möglich. Der von der Ausschubstange eingenommene Gesamtbereich entspricht somit der Fläche, die von der Anlage zum Züchten von Pflanzen eingenommen wird, und das Verfahren bietet somit den Nachteil, daß die Effizienz in der Ausnutzung der Landfläche sehr gering ist. Aus diesem Grunde ist dieses Verfahren für praktische Einsatzzwecke nicht geeignet.

Bei herkömmlichen Paletten mit dem oben erwähnten Aufbau

muß das Ausdünnen in Abhängigkeit von dem Wachsen der Pflanzen von Hand durchgeführt werden, und die Paletten haben einen unnötigen Bereich, der mit der Bodenfläche in ,C Kontakt steht, wobei die Reibung zunimmt mit dem Ergebnis, daß eine übermäßig große Kraft für die Bewegungseinrichtung erforderlich ist.

Wenn die Umgebungsbedingungen, einschließlich der Licht-2Q bedingungen, geeignet gesteuert werden, wachsen die Pflanzen mit hoher Geschwindigkeit bei guter Reproduzierbarkeit. Sämtliche bei herkömmlichen Pflanzenzüchtungstechniken auftretenden Probleme sind wirtschaftliche Probleme, und derzeit machen die Kosten der elektrischen Energie der Licht-2g quelle zur Beleuchtung der Pflanzen mit künstlichem Licht etwa 40 % der Gesamtherstellungskosten aus, und im Hinblick auf die Herstellungskosten stellen die Lichtquellenenergiekosten eine schwere Belastung dar.

₃q Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der oben erwähnten Probleme eine Anlage zur Züchtung von Pflanzen anzugeben, die einen reduzierten Verbrauch an elektrischer Energie zur Beleuchtung aufweist und deren Aufbau vereinfacht und kompakt ausgebildet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß gleichmäßige Pflanzen hoher Qualität erzeugt werden können, indem man eine Beleuchtung mit

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geringer Beleuchtungsstärke vornimmt, ohne die Anbaufläche zu erhöhen. Dabei wird mit einer künstlichen Beleuchtungseinrichtung unter Verwendung einer künstlichen Lichtquelle gearbeitet, die eine hohe Beleuchtungseffizienz besitzt und deren Produktivität pro Flächeneinheit des Landes gegenüber herkömmlichen Anordnungen verbessert ist.

Gemäß der Erfindung wird eine Anlage angegeben, bei der der Energieverbrauch reduziert und ein übermäßiges Wachsturn der Pflanzen verhindert wird; dabei lassen sich hochwertige Pflanzen in vorteilhafter und wirtschaftlicher Weise züchten. Die Form oder Gestalt der Pflanzen kann dabei in vorteilhafter Weise reguliert werden, um die Qualität der Produkte zu verbessern; die Photosynthese wird durch die gewählte Konstruktion durch das reflektierte Licht nicht behindert.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden Pflanzensetzwerkzeuge eingesetzt, wobei die Verbreiterung des Zwischenraumes beim Wachstum der Pflanzen erleichtert wird; die Kraft zum Antreiben einer Bewegungseinrichtung läßt sich reduzieren, und die Bewegung kann glatt undgleichmäßig durchgeführt werden. Dabei ist kein überflüssiger Raum erforderlich, und die Bodenfläche kann in effektiver Weise ausgenutzt werden. Ferner läßt sich der Verbrauch an Beleuchtungsenergie reduzieren.

\ Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, bei der die

gO Trennwände, die ein hohes Lichtreflexionsvermögen haben, in einem Züchtungs- oder Anbaubereich vorgesehen sind, um diesen in kleine Räume zu unterteilen, und in jedem kleinen Raum ist eine Licht reflektierende Platte vorgesehen, wobei der Abstand zwischen einer künstlichen Lichtquelle

g5 und einer Pflanze klein gemacht wird, um die Pflanze mit Licht mit hoher Beleuchtungsstärke zu beleuchten. Da bei einer derartigen Anlage eine kleine Anzahl von Leuchtstofflampen angeordnet und dicht neben den Pflanzen vorgesehen

und von engen Räumen begrenzt sind, kann die Züchtung der Pflanzen in ausreichender Weise auch bei geringer Beleuchtungsstärke durchgeführt werden.

T) 5 Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, bei der die Deckenoberfläche und sämtliche Umfangswandflachen einer Wachstumskammer von einer reflektierenden Platte mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet werden, wobei der Abstand zwischen einer künstlichen Lichtquelle geringer Beleuchtungsstärke an der Deckenfläche einerseits und den Pflanzen andererseits schmaler oder kleiner gemacht wird, indem man die Deckenwand neigt oder schräg anordnet, um die Pflanzen mit Licht geringer Beleuchtungsstärke zu beleuch-

j5 ten, und die Zwischenräume zwischen den Pflanzen in Sätzen von die Pflanzen tragenden Paletten, welche in Reihen angeordnet sind, betragen das 1,1-fache bis 1,5-fache des Raumes zwischen Pflanzen, die vorgesehen sind, wenn die Pflanzen dicht gesetzt sind, so daß sich benachbarte Pflanzen nicht gegenseitig überlappen.

R Bei einer erfindungsgemäßen Anlage mit einem derartigen Aufbau kommt die Beleuchtung durch die Reflexion von der Deckenfläche oder der Umfangswandflache zu der Beleuchtung von der künstlichen Lichtquelle hinzu, um die Beleuchtungs-Effizienz zu vergrößern. Außerdem haben die Zwischenräume zwischen den Pflanzen in Sätzen von Paletten den 1,1-fachen bis 1,5-fachen Wert der Zwischenräume, die im dicht gesetzten Zustand eingenommen werden, und somit gO wirkt die erwähnte Beleuchtung in zufriedenstellender Weise auf die Pflanzen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, bei der die gesamte or Umfangswandflache einer Wachstumskammer von einer reflektierenden Platte mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet wird, wobei künstliche Lichtquellen zum Emittieren von Licht mit geringer Beleuchtungsstärke so angeordnet

sind, daß der Abstand zwischen der Pflanze und der Lichtquelle geringer wird, und die Zwischenräume zwischen den Pflanzen in Sätzen von Paletten machen das 1,1- bis 1,5-fache der sonst vorgesehenen Zwischenräume aus, wenn die Pflanzen dicht gesetzt sind, so daß sich die Pflanzen nicht gegenseitig überlappen.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage mit einem derartigen Aufbau addiert sich die Beleuchtung durch die Reflexion von der Umfangswandflache zu der Beleuchtung von der künstlichen Lichtquelle, so daß die Beleuchtungs-Effizienz vergrößert wird, und da die Zwischenräume zwischen den Pflanzen in
den Sätzen von Paletten verbreitert sind und Zwischenräume mit dem 1,1-fachen bis 1,5-fachen Wert vorgesehen sind,

wenn die Pflanzen dicht gesetzt sind, so daß sie einander nicht überlappen, wirkt diese Beleuchtung in ausreichender Weise auf die Pflanzen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, die eine künstliche
Beleuchtungseinrichtung aufweist, die eine künstliche
Lichtquelle verwendet und einen hohen Beleuchtungswirkungsgrad besitzt, wobei die Deckenfläche und die gesamte Umfangswandfläche einer Wachstumskammer von einer reflektierenden Platte mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet werden. Dabei ist eine Deckenwand, die mit künstlichen
Lichtquellen geringer Beleuchtungsstärke versehen ist,
geneigt oder schräg angeordnet, so daß die Höhe der Deckenwand in einem Bereich klein ist, wo die Pflanzen klein

sind. Die Abstände zwischen den künstlichen Lichtquellen geringer Beleuchtungsstärke und den Pflanzen sind so
gewählt, daß die Lichtquellen und die Pflanzen während
des Wachstums der Pflanzen stets dicht beieinander sind. Zur Vergrößerung der Effizienz in der Ausnutzung des Landes ist ein Tank mit einer Wasserkultur- oder hydroponischen Lösung in einer Wachstumskammer angeordnet, wobei
die Bodenwand des Tanks geneigt ist, so daß die Flüssigkeitstiefe gering oder flach in einem Bereich ist, wo die

Pflanzen klein sind. Eine Vielzahl von derartigen Wachstumskarrunern mit geringer Höhe in einem Bereich, wo die Pflanzen klein sind, und einer großen Höhe in einem Bereich, wo die Pflanzen groß sind, sind aufeinander gestapelt, so daß die Bewegungsrichtungen der Sätze von Paletten abwechselnd einander entgegengesetzt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage mit einem derartigen Aufbau wird durch das Neigen einer Deckenwand, die mit den künstlichen Lichtquellen geringer Beleuchtungsstärke versehen ist, dafür gesorgt, daß die künstlichen Lichtquellen sich während des Wachstums der Pflanzen stets dicht bei diesen befinden und in engen Räumen eingeschlossen sind; somit können die Pflanzen in ausreichender und zufriedenstellender Weise gezüchtet werden, auch wenn eine kleine Anzahl von künstlichen Lichtquellen geringer Beleuchtungsstärke verwendet wird. Da die geneigte Deckenwand mit einem Tank für hydroponische Lösung kombiniert wird, wird durch den synergistischen Effekt der Neigung der Bodenplatte des Tanks für hydroponische Lösung, der sich in der oberen Stufe befindet, und der Neigung der Deckenwand, die sich in der unteren Stufe befindet, die Gesamthöhe reduziert und eine in dreidimensionaler Weise kompakte Anordnung geschaffen, so daß die Effizienz in der Ausnutzung des Landes gesteigert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen geschaffen, bei der die Pflanzen mit künstlicher Beleuchtung beaufschlagt werden, während sie in Abhängigkeit von ihrem Wachstum gesteuert und kontrolliert bewegt werden, so daß Beleuchtung mit starkem Licht und Beleuchtung mit schwachem Licht abwechselnd in Bewegungsrichtung der Pflanzen wiederholt wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Züchtungs-Wachstumsstadium.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage mit einem derartigen Aufbau ist die Beleuchtung während der Züchtung eine Beleuchtung in sämtlichen Richtungen, und Beleuchtung mit

niedriger Beleuchtungsstärke, welche den Energieverbrauch verringert und den Energieausnutzungs-Wirkungsgrad erhöht, sowie Beleuchtung mit hoher Beleuchtungsstärke, welche die Form der Pflanzen reguliert, werden abwechselnd durchgeführt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Pflanzenzüchtungsvorrichtung zwischen Pflanzen auf der Oberseite eines Pflanzenträgers zum Tragen von Pflanzen vorgesehen, wobei ein Pflanzendruckteil vorgesehen ist, um die Pflanzen von links und rechts zu tragen und eine Ausdehnung der Pflanzen über den Pflanzenträger zu verhindern, und um die Pflanzen gleichmäßig mit Licht zu beleuchten, ohne das Reflexionsvermögen zu verringern.

Bei einer derartigen Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die Pflanzen längs des Pflanzendruckteiles groß, und das reflektierte Licht wird somit nicht von den Pflanzen unterbrochen, so daß die Form der Pflanzen reguliert werden kann. Dabei wird die Photosynthese in ausreichender Weise durchgeführt, um das Wachstum nicht zu beeinträchtigen, wobei die Fläche zum Züchten der Pflanzen kompakt gemacht werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Pflanzensetzwerkzeug für eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, welches eine kreisförmige Palette mit einem Loch in der Mitte aufweist, um die Wurzel einer Pflanze dort einzusetzen, wobei ein Durchgangsloch an dieses Loch anschließt und mit einem zylindrischen Vorsprung versehen ist, der in dem Zustand bewegt wird, wo das Pflanzensetzwerkzeug in eine Rinne in der Anlage zum Züchten von Pflanzen eingesetzt ist, wobei die Wurzel der Pflanze durch das Durchgangsloch in eine Nährmittelflüssigkeit eintaucht.

Bei einem derartigen Pflanzensetzwerkzeug gemäß der Erfindung wird eine Pflanze in das Loch in der Mitte der

kreisförmigen Palette eingesetzt, und der zylindrische Vorsprung wird längs der Bewegungsrinne bewegt, so daß der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Paletten verbreitert wird. Dementsprechend wird der unnötige Kontaktbereich mit der Bodenfläche reduziert und die Reibung gemindert, so daß die Kraft zum Antreiben einer Bewegungseinrichtung reduziert werden kann. Auch wenn sich die Palette während der Bewegung dreht, kann die Palette stets glatt und gleichmäßig bewegt werden, da die Palette kreisförmig ist und keine bevorzugte Richtung aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, die folgende Merkmale aufweist: Palettenführungsrinnen, die sich in Vorschubrichtung in radialer Weise erstrecken; ein Paar von Bewegungseinrichtungen, die an beiden Endbereichen der Reihen von Paletten angeordnet sind und sich in Vorschubrichtung bewegen; ein flexibles Ausschubelement, das mit einem Ende mit einer der Bewegungseinrichtungen verbunden ist, um die Sätze der Paletten in Vorschubrichtung zu bewegen; und eine Wickeleinrichtung, die mit der anderen Bewegungseinrichtung verbunden ist, um das vorher aufgewickelte andere Ende des Ausschubelementes bei der Bewegung zuzuführen, wobei die jeweiligen Paletten bewegt werden, während die Räume zwischen benachbarten Paletten sich allmählich verbreitern.

In der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen wird bei einem derartigen Aufbau dafür gesorgt, daß die Abstände zwischen den Paletten in dem Stadium klein sind, wo die Pflanzen noch nicht gewachsen sind, und das Ausschubelement zum Vorwärtsbewegen der Paletten hat eine Flexibilität und ist auf eine Wickeleinrichtung aufgewikkelt. Wenn die Paletten in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen in Vorschubrichtung bewegt werden, wobei die Zwischenräume oder Abstände zwischen den Paletten längs Trögen oder Rinnen breiter werden, wird das Ausschubelement nur mit der erforderlichen Länge zugeführt, um die

Paletten hinauszuschieben, und somit wird überflüssiger Raum nicht benötigt.

Die Wachstumseigenschaften der Pflanzen wurden unter bestimmten Bedingungen untersucht, und zwar im Hinblick auf die Lösung der Probleme, die bei herkömmlichen Techniken sonst auftreten. Die Innenoberfläche der Wachstumskammer wurde mit einem Material überzogen, das ein hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht besitzt, und die Wachstumseigenschaften der Pflanzen wurden in dem Zustand untersucht, wo das Volumen des Innenraumes der Wachstumskammer am kleinsten war.

Bei dieser Untersuchung ergaben sich nachstehende Ergebnisse. Zunächst einmal stellte sich heraus, daß dann, wenn geeignete Umgebungsbedingungen aufrechterhalten werden, die Wachstumsgeschwindigkeit der Pflanzen, beispielsweise die Geschwindigkeit bei der Zunahme des Gewichtes von lebenden Pflanzen, sich ausdrücken läßt durch die Formel dW/dt = kW, wobei W für das Gewicht von lebenden Pflanzen steht. Weiterhin wurde festgestellt, daß dann, wenn die Pflanzen bei bestimmten Setzabständen gezüchtet werden und eine Lichtquelle mit einer bestimmten Emissionsmenge verwendet wird, die Konstante k der Wachstumsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen abnimmt. Mit anderen Worten, die Wachstumsgeschwindigkeits-Konstante k hängt ab von dem Verhältnis zwischen der von den Pflanzen eingenommenen Fläche und der Fläche des Züchtungsbeetes. Ferner wurde festgestellt, daß dannn, wenn dieses Verhältnis oder dieser Anteil der Fläche, der von den Pflanzen eingenommen wird, unter einen bestimmten Grenzwert reduziert wird, die Abhängigkeit der Wachstumsgeschwindigkeits-Kostanten k von dieser eingenommenen Fläche verschwindet.

Wenn Pflanzen unter Verwendung von künstlichen Lichtquellen gezüchtet werden, sollte zur effektiven Ausnutzung des Lichtes die Fläche des Züchtungsbeetes unter der

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Bedingung minimal gemacht werden, daß die Pflanzen ausreichend mit Licht beleuchtet werden. Da jedoch die von den Pflanzen eingenommene Fläche sich in Abhängigkeit vom Wachstum der Pflanzen ändert, ist es schwierig, geeignete Zwischenräume während der gesamten Züchtungsperiode aufrechtzuerhalten, und der Verlust von Licht kann nicht vermieden werden.

Wenn die Züchtung in einem Zustand durchgeführt wird, wo die Lichtquellen und die Pflanzen in einen relativ engen Raum eingeschlossen sind, werden durch den Lichtreflexionseffekt der Wandfläche oder dergleichen die Pflanzen mit Licht beleuchtet, das richtungsmäßig gleichmäßig ist, und gute Einflüsse werden für das Wachstum der Pflanzen geschaffen. Somit ist die räumliche Beleuchtungsverteilung wichtig.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, bei der die räumliche Beleuchtungsverteilung in einer Wachstumskammer gemessen wird, wobei das Eindringen von Licht von außen verhindert und ein Beleuchtungsmeßfühler verwendet wird. Die Lichtintensität einer hinsichtlich der Intensität steuerbaren Lichtquelle zu Beleuchtungszwecken wird kontrolliert bzw. gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von dem vom Beleuchtung smeßfühler gemessenen Wert unter Verwendung einer Einrichtung zur Verarbeitung des vom Beleuchtungsmeßfühler gemessenen Wertes, so daß der Meßwert auf einen vorgegebenen und für das Wachstum der Pflanzen optimalen Wert eingestellt wird.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführung sbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung

einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Anlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;

Fig. 4 eine Seitenansicht zur Erläuterung der Anordnung gemäß Fig. 3 (rechte Seitenwand entfernt);

Fig. 5 eine Draufsicht eines Beispiels einer Bewegungseinrichtung für die Anlage gemäß Fig. 3;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Bewegungseinrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Vorderansicht der Bewegungseinrichtung gemäß

Fig. 5 und 6;

Fig. 8 eine Seitenansicht zur Erläuterung einer v/eiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;

Fig. 9 eine Draufsicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;

Fig. 10 eine perspektivische Draufsicht zur Erläuterung

eines Züchtungsbeetes gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;

QQ Fig. 11 und 12 Vorderansichten zur Erläuterung von abgewandelten Ausführungsformen des Pflanzendruckteiles, wobei unterschiedliche Leitelemente verwendet werden;

Fig. 13 bis 15 perspektivische Darstellungen zur Erläuterung von weiteren Ausführungsbeispielen des Pflanzendruckteiles;

Fig. 16 eine Vorderansicht im Schnitt zur Erläuterung einer Ausführungsform, bei der eine künstliche Lichtquelle in dem Pflanzendruckteil ausgebildet ist;

Fig. 17 ein Blockschaltbild für eine Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Anlage;

Fig. 18 eine Vorderansicht eines Pflanzensetzwerkzeuges für die erfindungsgemäße Anlage;

Fig. 19 eine Seitenansicht des Pflanzensetzwerkzeuges

gemäß Fig. 18;

Fig. 20 eine Seitenansicht eines Hauptteiles der Anlage zum Züchten von Pflanzen, wobei das Pflanzensetz-

werkzeug gemäß Fig. 19 verwendet wird;

Fig. 21 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Pflanzensetzwerkzeuges;

Fig. 22 eine Seitenansicht des Pflanzensetzwerkzeuges

gemäß Fig. 21 ;

Fig. 23 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der Bewegungseinrichtung für

die erfindungsgemäße Anlage;

Fig. 24 eine Seitenansicht der Bewegungseinrichtung gemäß Fig. 23;

Fig. 25 eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie XXV-XXV in Fig. 23;

Fig. 26 eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung einer Ausführungsform einer Palette für die erfin

dungsgemäße Anlage;

Fig. 27 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Wickeleinrichtung für die erfindungsgemäße Anlage;

Fig. 28 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaues der Bewegungseinrichtung;

Fig. 29 eine perspektivische Darstellung, teilweise mit

Wegbrechungen, zur Erläuterung eines Hauptteiles IQ der Bewegungseinrichtung;

Fig. 30 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Umgebungssteuereinrichtung für die erfindungsgemäße Anlage; und in

Fig. 31 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 30.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine perspektivische Darstellung bzw. eine Vorderansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Deckel, das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine reflektierende Platte mit einem frei einstellbaren oder steuerbaren Neigungswinkel, die in jeder Kammer angeordnet ist. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Trennwand mit hohem Lichtreflexionsvermögen, welche die Züchtungskammer unterteilt. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Leuchtstofflampe, die als künstliche Lichtquelle verwendet wird. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Beet, in dem die Pflanzen wach-

QQ sen. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine zu züchtende Pflanze. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Pumpe für die Zuführung und Abführung einer Wasserkultur- oder hydroponischen Lösung. Dabei ist der Abstand zwischen der Pflanze 6 und der Leuchtstofflampe 4 sehr klein und

gc wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Beleuchtungsstärke für das Wachstum gewählt; dieser Abstand beträgt im allgemeinen etwa 1 bis 20 cm.

Wie oben erwähnt, wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung eine Anlage zum Züchten von Pflanzen angegeben, um Pflanzen unter Verwendung einer künstlichen Lichtquelle zu züchten, wobei eine Trennwand mit hohem Lichtreflexionsvermögen in einem Züchtungsraum angeordnet ist, um diesen in kleine Räume zu unterteilen, wobei eine Licht reflektierende Platte in jedem kleinen Raum vorgesehen ist und der Abstand zwischen einer Pflanze und einer künstlichen Lichtquelle klein ausgebildet ist, um die Pflanze mit Licht geringer Beleuchtungsstärke zu beleuchten.

In einer Anlage zum Züchten von Pflanzen mit einem derartigen Aufbau werden die zu züchtenden Samenpflanzen oder Sämlinge in dem Züchtungsbereich in geeigneten Intervallen gesetzt; die Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlendioxidgas-Konzentration und Luftgeschwindigkeit in der Züchtungszone sowie die Nährmittelzusammensetzung, Temperatur und Konzentration von gelöstem Sauerstoff in der hydroponisehen Lösung werden auf Werte, die für das Wachstum der Pflanzen geeignet sind, mit einer Steuereinrichtung gebracht, die diese Umgebungsbedingungen in der nachstehend beschriebenen Weise steuert. Dann werden die Leuchtstofflampen 4 eingeschaltet, um die Züchtung der Pflanzen 6 zu beginnen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat die Anlage zum Züchten von Pflanzen 4 Kammern. Falls erforderlich oder gewünscht, kann diese Anlage in seitlicher Richtung expandiert werden, oder aber es können Kammern in vertikaier Richtung aufeinander gestapelt werden.

In einem Falle, wo Gemüse, wie zum Beispiel Salat, in einer herkömmlichen Züchtungsanlage gezüchtet wird, sollten die Pflanzen mit einer Beleuchtungsstärke von etwa 20 klx beleuchtet werden. Im Gegensatz dazu kann bei der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen auch bei der Beleuchtung mit schwachem Licht mit einer Beleuchtungsstärke von 5 bis 10 klx eine Wachstumsgeschwindigkeit

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erreicht werden, die mit der Wachstumsgeschwindigkeit vergleichbar ist, die sonst bei der Beleuchtung mit starkem Licht mit einer Beleuchtungsstärke von 20 klx erzielt werden, wenn die Temperatur und die Kohlendioxidgas-Konzentration auf geeignete Werte gesetzt werden. Auch bei einer Beleuchtungsstärke von 9 klx kann nämlich, wenn die Züchtung bei einer Temperatur von 25 ⁰C und einer Kohlendioxidgas-Konzentration von 4 0 00 ppm durchgeführt wird, eine so hohe Züchtungsgeschwindigkeit erzielt werden, daß IQ das Gewicht von Salat in zwei Tagen zweimal zunimmt. Auch wenn die Beleuchtungsstärke auf 5 klx reduziert wird, kann eine Züchtung hoher Geschwindigkeit erreicht werden, auch wenn die Züchtungsgeschwindigkeit in gewissem Umfang abnimmt. In einem Falle, wo das Licht wie bei einer her- ^g kömmlichen Anordnung von oben eingesetzt wird, nimmt die Wachstumsgeschwindigkeit bei einer Beleuchtungsstärke von 5 klx drastisch ab. In diesem Punkt unterscheidet sich die erfindungsgemäße Anlage deutlich von herkömmlichen Anordnungen .

Der wirtschaftliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen wurde im Hinblick auf die Züchtung von Salat untersucht. Im Ergebnis stellte sich heraus, daß dann, wenn Lampen verwendet werden, die Lichtströme von 100 Im pro Watt liefern, die erforderliche Energie zur Erzeugung von 100 g Salat ungefähr 0,7 kWh betrug und eine erhebliche Energie eingespart werden konnte. Dabei stellte sich heraus, daß gemäß der Erfindung eine erhebliche Energieeinsparung erfolgen kann. Ein

OQ Grund, warum ein derartiger hoher Energieeinsparungseffekt erzielt werden kann, besteht darin, daß in der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen der Abstand zwischen der Lampe und der Pflanze klein ist und die Züchtung in einem mit einer reflektierenden Platte

gc versehenen engen Raum durchgeführt wird, wobei die Pflanzen in die Beleuchtungsrichtung des Lichtes gesetzt sind und die Pflanzen in wirksamer Weise Licht empfangen oder aufnehmen können.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann gemäß der Erfindung die zum Wachstum der Pflanzen erforderliche Lichtenergie reduziert und der Aufbau der Anlage kompakt gemacht werden. Somit kann die erforderliche Energiemenge zur Luftaufbereitung reduziert werden, was die Baukosten senkt. Diese wesentlichen Vorteile werden durch die Erfindung erzielt.

Fig. 3 und 4 zeigen eine perspektivische Darstellung bzw. eine Seitenansicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Pflanzenzüchtungsanlage. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Pflanze. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Deckenwand, die einen wahlweise einstellbaren bzw. steuerbaren Neigungswinkel besitzt. Das Bezugszeichen 13a bezeichnet eine Deckenfläche, die mit einer reflektierenden Platte mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet wird, die an der Deckenwand 13 angebracht ist. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine künstliche Lichtquelle geringer Beleuchtungsstärke, wie zum Beispiel eine an der Deckenwand 13 angebrachte Leuchtstofflampe. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Umfangswandplatte. Das Bezugszeichen 15a bezeichnet eine Umfangswandflache, die von einer reflektierenden Platte mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet wird und an der Innenfläche der Umfangswandplatte 15 angebracht ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet ein Pflanzenbeet zum Züchten der Pflanzen. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Tank für eine Wasserkultur- oder hydroponische Lösung, in welchem eine hydroponische Lösung gespeichert wird oder fließt. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen beleuchteten Raum. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Wurzel einer Pflanze. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Samenpflanzen-Ladezone. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Erntezone. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet schließlich eine Bewegungseinrichtung.

Sämlinge oder Samenpflanzen, die von der Samenpflanzen-Ladezone 20 zugeführt werden, werden in der mit dem Pfeil A

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angegebenen Richtung bewegt, während sie wachsen und groß werden, und gewachsene Pflanzen werden in der Krntezone geerntet. In einer derartigen Pflanzenzüchtungsanlage ist der Abstand zwischen den Pflanzen 12 und den Leuchtstofflampen 14 gering, und die Deckenfläche 13a ist so geneigt, daß der Abstand zwischen den Leuchtstofflampen 14 und dem Pflanzenbeet 16 in der Samenpflanzen-Ladezone 20 klein und in der Erntezone 11 groß ist.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht eines Teiles der Oberseite eines fächerförmigen Pflanzenbeetes 16; Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Bewegungseinrichtung 21; und Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht der Bewegungseinrichtung 21.

Die Oberfläche des Pflanzenbeetes 16 wird von einem Material mit hohem Reflexionsvermögen gebildet. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Palette, um eine entsprechende Pflanze 12 zu tragen. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Führung, um die Palette 22 in radialer Richtung zu bewegen und einen geeigneten Abstand zwischen den Pflanzen aufrecht zu erhalten, und zwar in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen 12 in den jeweiligen Paletten 22. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine teleskopierbare Bewegungsstange, um die Palette 22 längs der Führung 23 zu bewegen. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet ein Transportelement, um die Bewegungsstange 24 zu bewegen. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet einen Antriebsvorsprung, um das Transportelement 25 zu bewegen. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet ein bewegliches Förderelement, das mit dem Antriebsvorsprung 26 verbunden ist. Mit den Bezugszeichen 28 und 29 sind jeweils Förderträger bezeichnet, das Bezugszeichen 30 bezeichnet eine Führungsrolle.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des AntriebsvorSprunges 26, der sich längs der Oberfläche des Pflanzenbeetes 16 bewegt, nimmt entsprechend der Bewegung zu. Dies wird mit dem beweglichen Förderelement 27 erreicht, das endlos ausgebildet ist und sich gemäß der Darstellung in Fig. 6

zick-zack-förmig vorwärts bewegt. Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Führungsschiene, und das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Förderer-Antriebsmotor.

Das bewegliche Förderelement 27 ist als bergförmig ausgebildeter endloser Bandförderer gemäß Fig. 6 ausgebildet, und die Antriebsvorsprünge 26 sind daran äquidistant angebracht. Jeder "Berg" des beweglichen Förderelementes hat die Form eines gleichschenkligen Dreiecks, und in sämtlichen Bergen ist die Länge der Summe von zwei gleichschenkligen Seiten gleich, aber der Bodenwinkel θ nimmt allmählich ab. Eine Zone wird von einem Berg oder einer Vielzahl von Bergen gebildet. Wenn dieses bewegliche Förderelement 27 mit gleicher Geschwindigkeit von dem Förderer-Antriebsmotor 32 bewegt oder angetrieben wird, wird die bewegliche Stange 24 bewegt, und die Pflanze 12 wird längs der Führung 23 mit der Bewegung der beweglichen Stange 24 bewegt. Die Pflanzen 12 werden in der Weise bewegt, daß die Zwischenräume zwischen den Pflanzen 12 iⁿ einem Bereich gleich sind, der einem Berg entspricht, und die Zwischenräume werden in der Bewegungsrichtung A beim nächsten Berg verbreitert.

Wie aus den Fig. 3 bis 7 ersichtlich, weist die Wachstumskammer der Pflanzenzüchtungsanlage 10 einen beleuchteten Raum 18 und einen Tank 17 für hydroponische Lösung auf. In der Wachstumskammer werden die Temperatur, Feuchtigkeit, Kohlendioxidgas-Konzentration, Luftgeschwindigkeit sowie die Zusammensetzung und die Temperatur der hydroponischen Lösung und der gelösten Sauerstoffkonzentration auf Werte gesteuert, die für das Wachstum der Pflanzen geeignet sind, und zwar mit einer nachstehend beschriebenen Einrichtung zur Steuerung dieser Umgebungsbedingungen. Dann werden die künstlichen Lichtquellen bzw. Leuchtstofflampen 14 eingeschaltet, um die Züchtung der Pflanzen 12 zu starten.

Während die Pflanzen 12 wachsen und groß werden, werden

sie mit der Bewegungseinrichtung 21 längs der Oberseite des fächerförmigen Pflanzenbeetes 16 gemäß Fig. 3 bewegt, und zwar in Richtung des Pfeiles A, wobei die Zwischenräume zweidimensional größer werden.

Die Deckenwand 13, genauer gesagt ihre Deckenfläche 13a, wird so geneigt, daß die Höhe der Deckenfläche 13a vom Pflanzenbeet 16 in der Samenpflanzen-Ladezone klein und in der Erntezone 11 groß ist, wobei während des gesamten Wachstums dafür gesorgt wird, daß die Pflanzen 12 und die Leuchtstofflampen 14 stets dicht beieinander sind. Dementsprechend kann die Größe des beleuchteten Raumes 18 in dreidimensionaler Weise reduziert werden. Bei einer derartigen Anordnung können die Pflanzen 12 in einem engen Raum eingeschlossen, gleichmäßig mit Licht beleuchtet und in ausreichendem Maße gezüchtet werden, auch wenn Licht geringer Beleuchtungsstärke zur Verfügung steht.

Der Abstand zwischen den Pflanzen 12 und den Leuchtstofflampen 14 wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Beleuchtungsstärke für das Wachstum der Pflanzen bestimmt. Damit die Blatt-Temperatur der Pflanzen 12 nicht wesentlich höher ist als eine geeignete Umgebungstemperatur, wird bevorzugt, daß dieser Abstand in der Größenordnung von etwa 1 bis 20 cm liegt. Wenn ein Gemüse, wie zum Beispiel Salat, mit schwachem Licht gezüchtet wird, das eine geringere Beleuchtungsstärke als 10 klx hat, beispielsweise einen Wert von 5 klx, so überschreitet die Blatt-Temperatur der Pflanzen 12 die geeignete Umgebungstemperatur auch dann nicht , wenn der Abstand zwischen den Pflanzen 12 und den Leuchtstofflampen 14 einen kleinen Wert von etwa 1 bis 5 cm besitzt. Es hat sich herausgestellt, daß die Pflanzen dabei gleichmäßig wachsen.

Der Neigungswinkel der Deckenfläche 13a wird in Abhängigkeit von der Größe der Samenpflanzen und der Größe der Pflanzen 12 zum Zeitpunkt der Ernte bestimmt, und die Höhe h zwischen der Deckenfläche 13a und dem

Pflanzenbeet 16 in der Samenpflanzen-Ladezone 20 gemäß Fig. 4 ist üblicherweise ungefähr 1/2 bis etwa 1/5 der Höhe H in der Erntezone 11 gemäß Fig. 4. Bei einem Gemüse, wie zum Beispiel Salat, wird bevorzugt, daß die Höhe h in der Samenpflanzen-Ladezone 20 etwa 1/2 der Höhe H der Erntezone 11 ausmacht, das heißt, etwa 10 bis 15 cm beträgt.

Wenn ein Gemüse, wie zum Beispiel Salat, in einer herkömmliehen Züchtungsanlage gezüchtet wird, ist die Beleuchtung mit Licht mit einer Beleuchtungsstärke von ungefähr 20 klx unerläßlich. Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Pflanzenzüchtungsanlage 10 Licht mit geringerer Beleuchtungsstärke von weniger als 10 klx ausreichend, und auch bei einer Beleuchtung mit schwachem Licht von etwa 5 klx wird eine vergleichbare Wachstumsgeschwindigkeit wie in dem obigen Falle der Beleuchtung mit starkem Licht von 20 klx erreicht, wenn die Temperatur und die Kohlendioxidgas-Konzentration auf bevorzugten und geeigneten Werten gehalten werden. Genauer gesagt, es wurde festgestellt, daß auch bei einer Beleuchtungsstärke von 7 klx, wenn die Züchtung bei einer Temperatur von 25 ⁰C und einer Kohlendioxidgas-Konzentration von 4 000 ppm durchgeführt wird, Salat mit einer so hohen Geschwindigkeit gezüchtet werden kann, daß das Gewicht in zwei Tagen um das Zweifache zunimmt. Ferner wurde bestätigt, daß auch dann, wenn die Beleuchtungsstärke unter obigen Bedingungen auf 5 klx reduziert wurde, die Wachstumsgeschwindigkeit zwar etwas abnahm, aber die Züchtung gleichwohl mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden konnte. Andererseits wird bei einer herkömmlichen Züchtungsanlage die Wachstumsgeschwindigkeit drastisch reduziert, wenn die Beleuchtungsstärke 5 klx beträgt. Diesbezüglich ist die erfindungsgemäße Anlage einer herkömmlichen Anordnung deutlich überlegen.

Der wirtschaftliche Vorteil der Pflanzenzüchtungsanlage 10 gemäß der Erfindung wurde im Hinblick auf die Züchtung

von Salat untersucht. Im Ergebnis stellte sich heraus, daß dann, wenn Lampen verwendet wurden, die Lichtströme von 100 Im pro W liefern, die erforderliche Energie zur Erzeugung von 100 g Salat ungefähr 0,6 kWh betrug und eine erhebliche Energiemenge eingespart werden konnte.

Ein Grund dafür, warum eine derartig große Energieeinsparung gemäß der Erfindung erzielt werden kann, ergibt sich daraus, daß die gesamte Umfangswandflache 15a in der Wachstumskammer mit reflektierendem Material mit hohem Reflexionsvermögen ausgekleidet ist und die Deckenfläche aus einem Material mit hohem Reflexionsvermögen geneigt ist, um die Pflanzen in einem engen Raum einzuschließen, wobei die Pflanzen gleichmäßig beleuchtet werden und Licht in wirksamer Weise erhalten können.

Dabei sind gemäß der Erfindung die Leuchtstofflampen 14 konzentriert an der Deckenwand 13 angebracht, aber eine ähnliche Wirkung kann auch dann erzielt werden, wenn sie ^an der Umfangswandflache 15 verteilt angeordnet sind.

Ferner können gemäß der Erfindung Leuchtstofflampen als künstliche Lichtquellen geringer Beleuchtungsstärke eingesetzt werden, aber es können auch Beleuchtungseinrichtungen verwendet werden, um das von einer künstlichen Lichtquelle übertragene Licht geringer Beleuchtungsstärke über optische Fasern oder Lichtleiter zuzuführen. Bei der Pflanzenzüchtungsanlage 10 gemäß der Erfindung enthält eine Reihe drei Pflanzen 12. Falls erforderlich, kann die Anlage in seitlicher Richtung expandiert werden.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zum Züchten von Pflanzen wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 näher erläutert. In Fig. 8 sind die Pflanzen 12, die Deckenwand 13, die Leuchtstofflampen 14, der Tank 17 für hydroponische Lösung, die beleuchteten Räume 18, die Pflanzenwurzeln 19, die Samenpflanzen-Ladezone 20 und die Erntezone 11 die gleichen wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4.

Bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind die Wachstumskammern in Längsrichtung gestapelt angeordnet, so daß die Bewegungsrichtungen der Pflanzen 12, die sich in Abhängigkeit von ihrem Wachstum bewegen, entgegengesetzt sind, wie es mit den Pfeilen A angedeutet ist. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Bodenplatte des Tanks 17 für hydroponische Lösung, wobei die Bodenplatte 3 3 geneigt ist, so daß die Flüssigkeitstiefe im Anfangsstadium der Züchtung klein ist, d. h. in der Samenpflanzen-Ladezone 20, wo die Wurzeln 19

^O klein sind; die Flüssigkeitstiefe ist groß im Endstadium der Züchtung, d. h. in der Erntezone 11, wo die Pflanzen 12 gewachsen sind und die Wurzeln 19 groß sind. Da die Wachstumskammern 35, 36 und 37 aufeinander gestapelt sind, so daß die Bewegungsrichtungen einander entgegengesetzt verlaufen, sind die Deckenwand 13 und die Bodenplatte 33 übereinander gestapelt.

Da bei dieser Ausführungsform die Bodenplatte 33 geneigt ist, so daß die Flüssigkeitstiefe des Tanks 17 für hydroponische Lösung in dem Bereich klein ist, wo die Wurzeln 19 der Pflanzen 12 klein sind, und die Flüssigkeitstiefe in dem Bereich groß ist, wo die Wurzeln 19 groß sind, kann das Volumen des Tanks 17 für hydroponische Lösung verringert und die Menge an hydroponischer Lösung reduziert werden. Da im Falle von Gemüse, wie zum Beispiel Salat, die Länge der Pflanzenwurzeln 19 im wesentlichen gleich der Länge des Blattbereiches über der Fläche des Pflanzenbeetes 16 ist, kann der Neigungswinkel der Bodenplatte 33 desTanks 17 für hydroponische Lösung gleich dem Neigungs-

go winkel der Deckenwand 13 gemacht werden. Wenn dementsprechend die Bodenplatte 33 des Tanks 17 für hydroponische Lösung mit den geneigten Deckenwänden 13 kombiniert werden, so daß die Bewegungsrichtungen der Pflanzen einander entgegengesetzt sind, kann eine dreidimensional kompakte

gg Pflanzenzüchtungsanlage aufgebaut werden. Selbstverständlich kann eine Vielzahl von Pflanzenzüchtungsanlagen mit einem derartigen Aufbau in Mehrfachstufen aufeinander gestapelt werden.

Da die Bewegungsrichtungen der Pflanzen abwechselnd entgegengesetzt zueinander gelegt sind, so daß der Tank 17 mit hydroponischer Lösung der Wachstumskammer der oberen Stufe mit schräger Bodenplatte 33 kombiniert ist mit dem Beleuchtungsraum der Wachstumskammer der unteren Stufe mit schräger Deckenwand 13, können die Wachstumskammern in effektiver Weise in mehreren Stufen übereinander gestapelt werden, so daß sich die Höhe des beleuchteten Raumes 18 reduzieren läßt. Infolgedessen kann eine drei- IQ dimensional kompakte Pflanzenzüchtungsanlage aufgebaut werden mit dem Ergebnis, daß die Landausnutzung effektiv drastisch verbessert werden kann.

Gemäß der Erfindung sind drei Wachstums- oder Züchtungs-₁g kammern in Längsrichtung aufeinander gestapelt, um die Pflanzenzüchtungsanlage zu bilden. Selbstverständlich kann die Stufen- oder Etagenanzahl, den jeweiligen Erfordernissen entsprechend, auch zwei sein oder auf vier erhöht werden. Außerdem kann die Anlage in seitlicher Richtung ng verbreitert werden. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind eine Vielzahl von künstlichen Lichtquellen an der Deckenwand der Wachstumskammer angebracht, sie können aber auch an der Umfangswandflache der Wachstumskammer angeordnet sein, und auch in diesem Falle kann die oben beschriebene Wirkung in gleicher Weise erzielt werden.

Da gemäß der Erfindung die Deckenwand in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen geneigt ist, so daß der Abstand

QQ zwischen den Pflanzen und den künstlichen Lichtquellen optimal ist, kann die erforderliche Lichtenergie zum Wachsen der Pflanzen reduziert und das Volumen des beleuchteten Raumes verringert werden. Daher läßt sich die Menge an zugeführter Luft reduzieren, die Anlage kann kompakt

gc ausgelegt werden, und die Höhe des Gebäudes kann geringer sein. Diese Wirkungen werden in vorteilhafter Weise durch die Erfindung erzielt.

Da außerdem die Bodenplatte des Tanks 17 für hydroponische Lösung geneigt ist, wobei die Pflanzen abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, kann die erforderliche Menge an hydroponischer Lösung für das Wachstum der Pflanzen reduziert werden. Da außerdem diese geneigte oder schräge Bodenplatte mit der geneigten oder schrägen Deckenwand kombiniert ist, können die Wachstumskammern in mehreren Stufen oder Etagen aufeinander gestapelt werden, und die Effizienz in der Ausnutzung des Landes kann stark verbessert werden. Somit ist die erfindungsgemäße Pflanzenzüchtungsanlage insbesondere unter praktischen Aspekten von Bedeutung.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 näher erläutert. In Fig. 9 ist die Anlage so aufgebaut, daß die Pflanzen 6 im Pflanzenbeet 16 von der Samenpflanzen-Ladezone 20 zur Erntezone in Richtung des Pfeiles A mit der oben erwähnten Bewegungseinrichtung 21 bewegt werden, wobei die Zwischenräume zwisehen den Pflanzen 12 breiter werden. Künstliche Lichtquellen 14 sind oberhalb des Pflanzenbeetes 16 oder an der Seite des Pflanzenbeetes 16 angeordnet. Das Pflanzenbeet 16 ist in eine Vielzahl von Zonen unterteilt, beispielsweise in vier Zonen I, II, III und IV bei der vorliegenden Ausführungsform, und die Beleuchtungsstärken der jeweiligen Zonen werden abwechselnd geändert, so daß eine Zone großer Beleuchtungsstärke, eine Zone geringer Beleuchtungsstärke, eine Zone großer Beleuchtungsstärke ... oder eine Zone geringer Beleuchtungsstärke, eine Zone großer Beleuchtungsstärke, eine Zone geringer Beleuchtungsstärke ... der Reihe nach, ausgehend von der Samenpflanzen-Ladezone 20, vorhanden sind.

Im ersten Falle ist es so, daß Sämlinge von Pflanzen 12, die in der Samenpflanzen-Ladezone 2 0 geladen werden, in der Zone I unter Bedingungen starker Beleuchtungsstärke wachsen und eine kompakte Form erreichen. Dann werden die Pflanzen 12 an die Zone II übergeben, wo es wahrscheinlich

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ist, daß ein übermäßiges Wachstum nutzlos ist, aber wegen des Einflusses der vorherigen Zone I starker Beleuchtungsstärke wachsen die Pflanzen in effektiver Weise. Dann werden die Pflanzen 12 in die Zone III starker Beleuchtungsstärke gebracht und wachsen, wobei die Tendenz zu übermäßigem nutzlosen Wachsen kontrolliert wird.

Dieser Vorgang wird in der erforderlichen Häufigkeit und in Abhängigkeit von der Art der Pflanzen und der Züchtungsperiode wiederholt, und die Breiten der jeweiligen Zonen werden in Abhängigkeit von diesen Bedingungen vorgegeben. Unter bestimmten -Wachstumsbedingungen wird das Wachstum gehindert, wenn die Samenpflanzen direkt einem Licht mit starker Beleuchtungsstärke ausgesetzt werden. In diesem Falle kann die Zone I eine Zone sein, bei der eine Beleuchtung mit Licht geringer Beleuchtungsstärke erfolgt.

Wie oben erwähnt, kann im Falle von Salat bei einer geringen Beleuchtungsstärke von 5 bis 7 klx die Züchtung in effizienter Weise mit der geringen Beleuchtungsstärke durchgeführt werden. In diesem Falle wird jedoch bei den Blättern eine leichte Tendenz zu übermäßigem nutzlosen Wachstum beobachtet. Wenn die Pflanzen mit einem Licht mit einer Beleuchtungsstärke von 10 bis 18 klx beleuchtet werden, wird die Tendenz des übermäßigen nutzlosen Wachsens kontrolliert, obwohl der Energieausnutzungs-Wirkungsgrad etwas reduziert wird. Wenn diese Beleuchtung wiederholt wird, lassen sich in wirtschaftlich vorteilhafter Weise Pflanzen hoher Qualität in relativ effizienter Weise züchten, bei denen kein übermäßiges nutzloses Wachsen auftritt.

Da die Beleuchtung mit geringer Beleuchtungsstärke und die Beleuchtung mit hoher Beleuchtungsstärke während der Züchtungsperiode bei der oben beschriebenen Ausführungsform abwechselnd wiederholt werden, kann das übermäßige nutzlose Wachstum kontrolliert werden, wobei der Energieverbrauch reduziert werden kann. Somit steht eine

Pflanzenzüchtungsanlage zur Verfügung, mit der sich Pflanzen mit hohem Marktwert bei geringem Energieverbrauch züchten lassen.

Da außerdem die Pflanzen in relativ kompakter Weise gezüchtet werden können, kann die Fläche des Pflanzenbeetes verkleinert sowie die Anzahl von erforderlichen Beleuchtungslampen zur Erzielung einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke reduziert werden. Dadurch lassen sich die Einrichtungskosten verringern und der Beleuchtungsenergieverbrauch reduzieren. Infolgedessen können die gesamten Züchtungskosten verringert werden, und es steht eine Pflanzenzüchtungsanlage zur Verfügung, die in ökonomischer Hinsicht besonders vorteilhaft ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 näher erläutert. In Fig. 10 ist eine Anordnung für die Pflanzenzüchtungsanlage dargestellt. Ein Pflanzenstützteil oder Pflanzendruckteil 41 mit schrägen Seitenflächen ist auf einem Pflanzenträger 4 0 ausgebildet, so daß die Pflanzen 12 sowohl von der rechten als auch von der linken Seite gestützt werden. Die Seitenflächen des Pflanzendruckteiles 41 werden von Leitelementen 42 gebildet, so daß die Wirkung der Reflexion des Lichtes von der Oberseite des Pflanzenträgers 40 nicht beeinträchtigt wird. In Abhängigkeit von ihrem Wachstum, erstrecken sich die Pflanzen nach oben, wobei sie von den Seitenflächen der linken und rechten Pflanzendruckteile 41 getragen werden, ohne sich über die Oberseite des Pflanzenträgers 4 0 zu erstrecken.

Wenn die obige Anordnung nicht verwendet wird, so wird in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen 12 der Pflanzenträger 4 0 mit den Blättern der Pflanzen 12 bedeckt, und das Wachstum der Pflanzen 12 unter Ausnutzung der Reflexion des Lichtes von oben zur Bodenfläche wird schwierig. Wenn andererseits die oben erwähnten Pflanzendruckteile 41 auf dem Pflanzenträger 4 0 vorhanden sind,

geht die Wachstumsrichtung der Pflanzen 12 zwangsläufig durch die Pflanzendruckteile 41 nach oben, und die Züchtungsfläche kann reduziert werden. Ferner werden die Pflanzen 12 in effektiver Weise mit Licht beleuchtet, um sie ohne Dämpfung oder Abschwächung des Lichtreflexionseffektes wachsen zu lassen.

Die Pflanzen 12 werden in bestimmten Abständen in einer kontrollierten, das heißt aufbereiteten Atmosphäre gesetzt, in der die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Kohlendioxidgas-Konzentration kontrolliert werden und die hydroponische Lösung 46 umgewälzt wird, wobei die Konzentration an gelöstem Sauerstoff, der pH-Wert, die elektrische Leitfähigkeit sowie das Nährmittelgleichgewicht dieser Lösung kontrolliert werden, und die Pflanzen werden einerseits durch das Licht der an der Deckenwand angebrachten Leuchtstofflampen 14 und andererseits durch die Photosynthese der Nährmittel in der hydroponischen Lösung 46 unterhalb des Pflanzenträgers 4 0 gezüchtet, wobei die Pflanzen stationär gehalten oder in Abhängigkeit von ihrem Wachstum bewegt werden.

Die Leuchtstofflampen 14 werden dicht bei den Pflanzen 12 gehalten, die in Löcher des Pflanzenträgers 4 0 gesetzt sind, um die Photosynthese der Blattoberflächen der Pflanzen 12 zu unterstützen, so daß die Pflanzen mit hoher Geschwindigkeit gezüchtet werden können. Wasser und Nährstoffe werden den Pflanzen 12 über die hydroponische Lösung 46 zugeführt, die sich unterhalb des Pflanzenträ— gers 40 befindet.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Seitenflächen des Pflanzendruckteiles 41 so ausgebildet, daß die Leitelemente 4 2 gestaffelt oder versetzt angeordnet sind, um schräge Oberflächen zur wirksamen Beleuchtung mit Licht zu bilden. Die Leitelemente 42 können jedoch auch in einer bogenförmigen Anordnung gemäß Fig. 11 angeordnet sein, oder aber in einer vertikalen Anordnung von gegebenenfalls

linienförmigen Leitelementen 4 2 in bezug auf die Boden-,p fläche, wie es Fig. 12 zeigt.

Wie in Fig. 13 bis 15 dargestellt, können die geneigten oder schrägen Flächen des Pflanzendruckteiles 41 von stegförmigen Platten 43, die im Abstand voneinander angeordnet sind, von gitterförmigen Bauteilen 44 oder von netzförmigen Siebteilen 4 5 anstelle der Leitelemente 4 2 gemäß Fig. 10 gebildet werden. Anstatt die gezeigten bergförmi-9^en Anordnungen zu verwenden, können auch bogenförmige Strukturen gemäß Fig. 11 oder vertikale Strukturen gegenüber der Bodenfläche gemäß Fig. 12 eingesetzt werden, um die Form der Pflanzen 12 während des Wachstums zu regulieren, sofern das Wachstum der Pflanzen 12 dadurch nicht behindert wird.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich, kann außerdem eine künstliche Lichtquelle 14, zum Beispiel eine Leuchtstofflampe, innerhalb jedes bergförmigen Bereiches angeordnet sein. In die^sertl Falle werden die Pflanzen 12 von der rechten und der linken Seite gestützt, und zugleich wird die Photosynthese von diesen Lichtquellen unterstützt. Ferner kann eine reflektierende Platte auf dem Pflanzendruckteil 41 vorgesehen sein, so daß das Licht nicht durch das Pflanzendruckteil 41 hindurchgeht, sondern von diesem reflektiert wird. Ferner ist es möglich, diese reflektierende Platte auf der Seite der Pflanzen anzuordnen, um die Pflanzen zu stützen, ohne die Reflexion zu reduzieren.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Pflanzenträger 4 0 separat von dem Pflanzendruckteil 41 angeordnet, kann jedoch auch integriert mit diesem ausgebildet sein. Die oben beschriebene Ausführungsform bezieht sich zwar auf eine Züchtungsanlage in einer hinsichtlich der Umgebung kontrollierten Kultur, jedoch lassen sich derartige Anordnungen auch auf die Züchtung in einer nichtkontrollierten Umgebung anwenden, beispielsweise bei der Freilandzüchtung von Pflanzen.

Die Steuerung der Umgebungsbedingungen in dem Raum, wo die Pflanzen 12 sich befinden, wird mit einer Einrichtung gemäß Fig. 17 durchgeführt. In Fig. 17 bezeichnet das Bezugszeichen 50 eine Wachstumskammer. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet einen Temperatureinsteller. Das Bezugszeichen

52 bezeichnet einen Feuchtigkeitseinsteller. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen Kohlendioxidgas-Konzentrationseinsteller. Das Bezugszeichen 54 bezeichnet eine Umwälzleitung spumpe zum Umwälzen eines Gases in dem Züchtungsraum. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Einsteller auf der Grundlage von Abtast- oder Meßsignalen von einem Meßfühler 56, der in der Wachstumskammer 50 oder einer mit der Wachstumskammer 50 verbundenen Gasleitung angeordnet ist. Das aus der Wachstumskammer 50 kommende Gas wird durch den Temperatureinsteller 51, den Feuchtigkeitseinsteller 52 und den Kohlendioxidgas-Konzentrationseinsteller 53 geleitet und wird von der gesteuerten Umwälzleitungspumpe 54 unter Druck zugeführt und wieder in die Wachstumskammer 50 eingeleitet, um das Wachstum der Pflanzen 12 zu unterstützen.

In der Wachstumskammer 50 sind die Leuchtstofflampen 14 zum Züchten der Pflanzen 12 angeordnet, und eine hydropönische Lösung 46 wird unter Verwendung eines hydroponischen Beetes umgewälzt. Die Pflanzen 12 werden in dieses hydroponische Beet gesetzt, um sie zu züchten und wachsen zu lassen.

Die Einstellung der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Kohlendioxidgas-Konzentration wird durchgeführt, indem man die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Kohlendioxidgas-Konzentration in der Wachstumskammer 50 mit dem Meßfühler 56 mißt, die Meßsignale der Steuereinrichtung 55 zuführt und den Temperatureinsteller 51, den Feuchtigkeitseinsteller 52 sowie den Kohlendioxidgas-Konzentrationseinsteller

53 unter Verwendung dieser Signale steuert, um Bedingungen zu erzeugen, die für das Wachstum der Pflanzen 12 in der Wachstumskammer 50 optimal sind.

Wenn die PflanzenZüchtungsanlage auch bei dieser Ausführungsform so aufgebaut ist, daß die Pflanzen 12 in Abhängigkeit von ihrem Wachstum bewegt werden, sollte das Pflanzendruckteil 41 so angeordnet sein, daß die Zwischenräume zwischen den Pflanzen 12 in der Bewegungsrichtung der Pflanzen 12 mit ihrem Wachstum zunehmen und die Blätter der Pflanzen 12 längs der Oberseite der Pflanzendruckteile 41 bewegt werden, damit die Blätter nicht auf der Bodenfläche bleiben.

In dem Falle, wo die Pflanzen 12 nicht bewegt, sondern an ihren gesetzten Positionen gezüchtet werden, wird bevorzugt, daß das Pflanzendruckteil 41 in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen 12 geöffnet wird.

Wenn es sich bei den Pflanzen 12 um Gemüse handelt, brechen die Blätter leicht ab, da sie dünn, weich und anfällig sind. In einem solchen Falle wird somit kein Metall oder Material mit scharfen Kanten für die Pflanzendruckteile 41 verwendet, sondern ein weiches Material, das die Blätter nicht beschädigt. Dabei wird Material mit abgerundeten Ecken für die Pflanzendruckteile 41 verwendet, obwohl die Art des Materials nicht besonders kritisch ist.

Wie bereits erwähnt, sind die jeweiligen Pflanzendruckteile 41 bei der beschriebenen Ausführungsform am Pflanzenträger angeordnet, um die jeweiligen Pflanzen von links und rechts zu stützen, wobei die Ausdehnung der Blätter an der Bodenfläche bei zunehmendem Wachstum der Pflanze

3Q zwangsläufig von dem Pflanzendruckteil nach oben gerichtet wird. Dadurch kann die Züchtungsfläche reduziert werden, und der Lichtreflexionseffekt wird nicht beeinträchtigt. Außerdem wird die Form der Pflanzen reguliert, und es lassen sich Pflanzen hoher Qualität und mit hohem Marktwert erzeugen. Dabei können die Pflanzen in dieser Pflanzenzüchtungsanlage unter Energieeinsparung gezüchtet werden, was einen erheblichen Vorteil gemäß der Erfindung bedeutet.

Die Fig. 18 und 19 zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht eines Pflanzensetzgerätes in einer Pflanzenzüchtungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 20 zeigt eine Seitenansicht eines Hauptteiles der Pflanzenzüchtungsanlage, bei der diese Pflanzensetzgeräte Anwendung finden.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 6 0 eine kreisförmige Palette, die in ihrer Mitte ein Loch 61 aufweist, durch welches die' Wurzel 19 einer Pflanze 12 gesetzt ist. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen zylindrischen Vorsprung mit einem Durchgangsloch 63, das mit dem Loch verbunden ist. Durch dieses Durchgangsloch 63 taucht die Wurzel 19 der Pflanze 12 in eine Nährmittelflüssigkeit bzw. eine hydroponische Lösung 46 ein. Der zylindrische Vorsprung 62 ist in eine Pflanzensetzgerät-Bewegungsführung 23 eingepaßt, die beispielsweise als Rinne in einem Pflanzenträger 40 der Pflanzenzüchtungsanlage ausgebildet ist, wobei die Palette 60 mit ihrem zylindrischen Vorsprung 6 längs dieser Führung 23 bewegt wird.

Da das Pflanzensetzgerät mit einem derartigen Aufbau so bewegt werden kann, daß sich der Zwischenraum zwischen benachbarten Geräten verbreitert, kann die Fläche des mit der Bodenfläche in Kontakt kommenden Bereiches reduziert und die Reibung verringert werden, mit dem Ergebnis, daß die erforderliche Antriebskraft zum Antreiben der Bewegungseinrichtung reduziert werden kann. Es erscheint einsichtig, daß die Palette 60 bewegt wird, wenn das Gerät bewegt wird; da die Palette 60 eine kreisförmige Gestalt und keine bevorzugte Richtung hat/ kann die Palette stets glatt und gleichmäßig bewegt werden.

Die Fig. 21 und 22 zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht des Pflanzensetzgerätes in der Pflanzenzüchtungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erstreckt sich eine Aussparung 64, beispielsweise ein Schlitz, von

dem Durchgangsloch 6 3 des zylindrischen Vorsprungs 6 2 zum Außenumfang der kreisförmigen Palette 6 0 im Pflanzensetzgerät. Bei Verwendung einer derartigen Konstruktion kann eine Pflanze 12 leicht in das Durchgangsloch 63 eingesetzt und aus diesem wieder entfernt werden, ohne die Wurzel 19 einer Pflanze 12 zu beschädigen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, weist das Pflanzensetzgerät der Pflanzenzüchtungsanlage eine kreisförmige Palette mit einem Loch in der Mitte auf, um die Wurzel der Pflanze dort einzusetzen. Mit dem Loch ist ein Durchgangsloch in einem zylindrischen Vorsprung verbunden, der in einer gegebenenfalls rinnenförmigen Führung für das Pflanzensetzgerät bewegt wird, wobei die Pflanzenwurzeln durch das Durchgangsloch hindurch in die Nährmittelflüssigkeit eintauchen. Da die jeweiligen Pflanzensetzgeräte unabhängig voneinander und in Abhängigkeit vom jeweiligen Wachstum der Pflanzen bewegt werden, um die Zwischenräume zwischen benachbarten Geräten zu verbreitern, wird die Fläche des mit der Bodenfläche in Kontakt kommenden Bereiches bei einer derartigen Anordnung reduziert, und die für die Bewegung erforderliche Energie kann verringert werden. Die Bewegung der Palette kann aufgrund ihrer kreisförmigen Ausbildung ohne bevorzugte Richtung in glatter und gleichmäßiger Weise erfolgen.

Fig. 23 zeigt eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Pflanzenzüchtungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 24 zeigt eine Seitenansicht der Anlage gemäß Fig. 23, und Fig. 25 zeigt einen Schnitt längs der Linie XXV-XXV in Fig. 23. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine Pflanze, und das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Palette, in die die Pflanze 101 eingesetzt ist. Das Bezugszeichen 103 bezeichnet eine Rinne, die eine Führung für die Palette 102 bildet und die sich in radialer Richtung in Vorschubrichtung A der Palette 102 erstreckt. Die Bezugszeichen 141 und 142 bezeichnen Bewegungseinrichtungen, die an beiden Enden

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der in einer Reihe angeordneten Paletten 102 angeordnet sind, welche sich in der Bewegungsrichtung A bewegen. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet ein flexibles Ausschubteil, um die Paletten 102 in Vorschubrichtung A hinauszuschieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Draht als Ausschubteil 105 verwendet. Das eine Ende des Drahtes 105 wird von einer Drahthalterung 107 getragen, die mit der Bewegungseinrichtung 141 verbunden ist, und das andere Ende des Drahtes 105 ist auf einer Wickeleinrichtung 106 aufgewickelt, die mit der Bewegungseinrichtung 142 verbunden ist. Das Bezugszeichen 108 bezeichnet eine Schiene zur Bewegung der Wickeleinrichtungen 106, und das Bezugszeichen 109 bezeichnet eine Antriebskette mit einer Vielzahl von Ausschubrasten 110, die mit der Halterung 107 oder der Wickeleinrichtung 106 verbunden sind.

Fig. 26 zeigt eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Palette 102, die bei der erfindungsgemäßen Pflanzenzüchtungsanlage verwendet wird. Dabei zeigt Fig. 26 einen Zustand, wo die Palette 102 mit einer darin eingesetzten Pflanze 101 in der als Nut ausgebildeten Führung 103 angeordnet ist und die Palette 102 längs der Führung 103 mit Hilfe des Drahtes 105 in Vorschubrichtung hinausgeschoben wird.

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Ji Fig. 27 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Wickeleinrichtung, die bei der erfindungsgemäßen Pflanzenzüchtungsanlage verwendet wird* In Fig. 2 7 bezeichnet das Bezugszeichen 161 eine Wickelspannfeder; das Bezugszeichen 162 bezeichnet ein stationäres Untergestell, und das Bezugszeichen 163 bezeichnet ein Rad für das Untergestell.

Fig. 28 zeigt in schematischer Darstellung den seitlichen Aufbau sowie eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der Bewegungseinrichtung für die erfindungsgemäße Pflanzenzüchtungsanlage, während Fig. 29 eine perspektivische Darstellung, teilweise mit Wegbrechungen, des Hauptteiles der Bewegungseinrichtung zeigt.

In den Fig. 28 und 29 bezeichnet das Bezugszeichen 111 einen Griff, dasBezugszeichen 112 bezeichnet ein Untersetzungsgetriebe, und das Bezugszeichen 113 bezeichnet eine Welle. Das Bezugszeichen 114 bezeichnet eine Verbindungswelle; das Bezugszeichen 115 bezeichnet ein bewegliches Zahnrad. Das Bezugszeichen 116 bezeichnet ein Antriebskraft-Übertragungszahnrad. Das Bezugszeichen 117 bezeichnet eine Rastenaufnähme, die an der Rückseite des stationären Untergestells der Wickeleinrichtung 106 oder der Halterung 107 angebracht ist. Das Bezugszeichen 191 bezeichnet eine bewegliche Antriebskette. Das Bezugszeichen 192 bezeichnet eine Antriebskraft-Übertragungskette.

El Die Wirkungsweise der Anordnung wird nachstehend näher erläutert. In Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen 101 werden die in Reihen angeordneten Paletten 102 in der Richtung orthogonal zur Reihenrichtung, d. h. der Richtung A, bewegt, wobei die Zwischenräume zwischen benachbarten Paletten 102 größer werden. Zu diesem Zweck werden die Wickeleinrichtung 106 auf der Schiene 108 und die Drahthalterung 107 von dem nachstehend näher beschriebenen Bewegungseinrichtungen 141 und 142 in Richtung A bewegt. Da sich die Schiene 108 radial in Richtung A entsprechend der Verbreiterung des Abstandes zwischen den von Nuten gebildeten Führungen 103 erstreckt, wird der Abstand zwischen der Wickeleinrichtung 106 und der Drahthalterung 107 breiter. Für diese Ausdehnung oder Verbreiterung wird, wie in Fig. 27 dargestellt, der Draht 105 in Richtung B abgewickelt, und der Draht 105 erzeugt eine Ausschiebekraft, um die in einer Reihe, d. h. den Paletten, angeordneten Pflanzen in Richtung A zu bewegen. Dabei besitzt der Draht 105 eine Spannung in Richtung C aufgrund der Wickelspannfeder 161, und der Draht 105 erhält eine Stabilität und Steifigkeit und wirkt gleichmäßig. Wenn die Paletten kontinuierlich in Richtung A bewegt werden, wird der Draht 105 unter Spannung in Richtung B abgewickelt bzw. zugeführt. Somit wird die Länge des Drahtes 105 stets gleich der Länge des Satzes von Paletten in Reihenrichtung

gehalten, wobei kein überflüssiger Raum erforderlich ist. Da jede Palette 102 längs der radial angeordneten rinnenförmigen Führung 103 in Richtung A bewegt wird, werden die Zwischenräume zwischen den Paletten in der Reihenrichtung größer, wenn sich diese in Richtung A bewegen.

Die Wirkungsweise der Bewegungseinrichtungen 141 und wird nachstehend näher erläutert. Die Zwischenräume zwischen den Paletten in Richtung A werden, wie in Fig. 24 angedeutet, in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen 101 größer, d. h. in Abhängigkeit von der Bewegung in Richtung A. Zu diesem Zweck wird jede der Bewegungseinrichtungen 141 und 142 von einer Vielzahl von Antriebsketten 109 gebildet, die eine Vielzahl von Ausschubrasten 110 aufweisen, welche mit der Halterung 107 oder der Wickeleinrichtung 106 verbunden sind, die unterschiedliche Zwischenräume zwischen den Rasten 110 haben und miteinander verbunden sind. Ferner ist eine Geschwindigkeitsumschalteinrichtung vorgesehen, um die Bewegungsgeschwindigkeit der jeweiligen Antriebsketten 109 in Vorschubrichtung in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten zu ändern.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 28 und 29 wird zunächst der Griff bzw. die Kurbel 111 gedreht, und das Antriebskraft-Übertragungszahnrad 116 wird über das Untersetzungsgetriebe 112 angetrieben. Die Antriebskraft-Übertragungskette 192 führt einen Vorschub in Richtung A durch das Antriebskraft-Übertragungszahnrad 116 aus, und jedes Zahnrad 116 wird gedreht, wobei es das bewegliche Zahnrad 115 dreht, das mit dem Zahnrad 116 über die gemeinsame Welle, nämlich die Verbindungswelle 114, verbunden ist, und sorgt für einen Vorschub der beweglichen Antriebskette 191 in Richtung A. Die Anzahl der Zähne der Antriebskraft-übertragungszahnräder 116 ändert sich in der Weise, daß die Geschwindigkeit der Antriebskraft-Übertragungskette 192 sich in den Zonen a, b, c und d ändert. Somit werden die Drehzahl des beweglichen Zahnrades 115 und die

Geschwindigkeit der beweglichen Antriebskette 191 geändert.

Dabei erfolgt der Vorschub der Antriebskraftübertragung auf der linken Seite und auf der rechten Seite mit den Bewegungseinrichtungen 141 und 142 gleichzeitig, und die Ausschubrasten 110, die an der beweglichen Antriebskette 191 angebracht sind, sind symmetrisch in bezug auf die Vorschubrichtung angebracht. Dementsprechend sind die Rastenaufnahmen 117, die sich über den Rasten bewegen, in gleicher Weise symmetrisch in bezug auf die Vorschubrichtung angeordnet, um die Sätze von Paletten parallel zu bewegen. Die Rastenabstände 11, 12, 13 und 14 in den Zonen a, b, c_ und d nehmen allmählich von der Zone a^ zur Zone d zu. Dabei drücken die Ausschubrasten 110 gegen die jeweiligen Rastenaufnahme 117, die am unteren Bereich der Halterung 107 oder des Untergestells 162 der Wickeleinrichtung 106 angebracht sind, um die Halterung 107 bzw. die Wickeleinrichtung 106 vorwärts zu bewegen. Somit führt der Draht 105, der mit der Halterung 107 und der Wickeleinrichtung 106 verbunden ist, einen Vorschub aus, um die Paletten 102 längs der rinnenförmigen oder nutenförmigen Führung 103 zu bewegen.

Der Transport der Halterung 107 und der Wickeleinrichtung 106 von einer Zone zur nächsten Zone wird folgendermaßen durchgeführt. Wie in Fig. 29 dargestellt, dreht sich das Zahnrad 251 in Richtung D, die Raste 201 schiebt die Rastenaufnahme 117 und sorgt für deren Vorschub, die Raste 201 wird längs des Zahnrades 251 nach unten gedreht, und die Raste 201 kommt mit der Rastenaufnahme 117 außer Eingriff. Die Raste 202, die an der beweglichen Antriebskette 191 der nächsten Zone angebracht ist, bewegt sich nach oben, während sie in Richtung IS gedreht wird, und die Raste 202 drückt gegen die Rastenaufnahme 117, um einen Vorschub der Halterung 107 oder der Wickeleinrichtung 106 zur nächsten Zone zu bewirken.

Die Zwischenräume zwischen den Rasten 110 sind in

Abhängigkeit von der jeweiligen Zone mit 11, 12, 13 bzw. 14 vorgegeben. Es sind gleiche Anzahlen von Pflanzen in jeder Zone vorgesehen, und zur Verbreiterung oder Vergrößerung der Abstände zwischen den Pflanzen in Abhängigkeit von ihrem Wachstum nimmt die Länge der Zonen von der Zone a zur Zone d zu.

Außerdem werden die Bewegungsgeschwindigkeiten in den jeweiligen Zonen, d. h. die Geschwindigkeiten der Antriebs^ ketten in den jeweiligen Zonen, geändert, so daß eine Relation entsteht, in der V1 < V2 < V3 gilt. Somit ändern sich die Zwischenräume zwischen den Rasten in Abhängigkeit von der jeweiligen Zone, wobei der Abstand zwischen der Halterung 107 und der Wickeleinrichtung 106 geändert wird und die Zwischenräume zwischen den Paletten breiter werden, wenn sie sich in Richtung A bewegen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine Antriebskette mit Ausschubrasten als Bewegungseinrichtung verwen- det, und die Zwischenräume zwischen den Paletten werden geändert, indem die Zwischenräume zwischen den Rasten geändert werden. Dabei kann auch eine Modifizierung verwendet werden, bei der eine schraubenförmige Konstruktion verwendet wird und die Zwischenräume zwischen den Paletten durch Änderung der Gewindesteigung größer gemacht werden. Außerdem kann ein Vorschub der Paletten in Richtung A erfolgen, ohne die Zwischenräume zwischen den Paletten zu verbreitern. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein Draht als flexibles Ausschubelement verwendet. Dabei kann auch ein anderes flexibles, lineares Element anstelle des Drahtes verwendet werden, wenn es eine geeignete Spannung besitzt, wie zum Beispiel eine Kette oder ein Metall- oder Stahlseil.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Pflanzenzüchtungsanlage sind Palettenführungsrinnen vorgesehen, die sich in Vorschubrichtung radial erstrecken. Ein Paar von Bewegungseinrichtungen ist an den beiden Endbereichen der

Reihen von Paletten angeordnet, die sich in Vorschubrichtung bewegen. Ein flexibles Ausschubelement ist mit einem Ende mit einer der Bewegungseinrichtungen verbunden, um die Sätze von Paletten zu bewegen, und eine Wickeleinrichtung ist mit der anderen Bewegungseinrichtung verbunden, um das vorher aufgewickelte Ende des Ausschubelementes während der Bewegung zuzuführen bzw. abzuspulen. Die jeweiligen Paletten werden auf diese Weise bewegt, während allmählich die Zwischenräume zwischen benachbarten Paletten breiter bzw. größer werden. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich die Länge des AusSchubelementes zum Schieben und Vorwärtsbewegen der Paletten in Vorschubrichtung ändern, und zwar in Abhängigkeit von der Länge der Sätze von Paletten in Reihenrichtung, wobei kein überflüssiger Raum erforderlich ist und die Bodenfläche in effektiver Weise genutzt werden kann.

Fig. 30 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pflanzenzüchtungsanlage, bei der sich der Verbrauch an elektrischer Energie zu Beleuchtungszwecken reduzieren läßt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 30 ist eine Abdeckung 301 vorgesehen, die eine Wachstumskammer umgibt und die Kammer dicht abschließt, um das Eindringen von Licht von der Außenseite zu verhindern. Die Abdeckung besteht aus wärmebeständigem Material und weist eine weiße Platte auf, die an ihrer Innenfläche angebracht ist. Das Bezugszeichen bezeichnet den Raum über einem Pflanzenbeet der Wachstumskammer. Das Bezugszeichen 303 bezeichnet einen Tank, der mit einer hydroponischen Lösung gefüllt ist und der im unteren Bereich der Wachstumskammer vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 3 04 bezeichnet eine Lichtquelle, deren Emissionswert einstellbar ist. Das Bezugszeichen 305 bezeichnet die zu züchtenden Pflanzen, die in das Pflanzenbeet 306 auf dem Tank 3 03 für hydroponische Lösung gesetzt sind. Eine Vielzahl von Beleuchtungs-Meßfühlern 307 sind an vorgegebenen Stellen in der Wachstumskammer angeordnet,

um die räumliche Beleuchtungsstärkenverteilung in der Wachstumskammer zu messen. Das Bezugszeichen 308 bezeichnet eine Einrichtung zur Verarbeitung der gemessenen Beleuchtungsstärkenwerte, wobei die Einrichtung mit einer Lichtsteuerschaltung versehen ist, um die mit den Beleuchtungsmeßfühlern 307 gemessenen Werte mit einem vorher vorgegebenen Standardwert zu vergleichen und um eine Versorgung der Lichtquellen gemäß dem Vergleichsergebnis zu steuern. Das Bezugszeichen 309 bezeichnet eine Versorgungsquelle für die Lichtquellen 304.

Fig. 31 zeigt eine Draufsicht auf das Pflanzenbeet 3 06, wobei Pflanzen 305 in Fixierlöcher des Züchtungsbeetes 306 eingesetzt sind. Dabei sind die Zwischenräume zwischen den Pflanzen 305 etwas größer als die Durchmesser der Pflanzen in der Ebene zur Erntezeit.

Bei dieser Ausführungsform mit dem erwähnten Aufbau wird die Züchtung gestartet, indem man Sämlinge der Pflanzen 305 mit einem Gewicht von 3 g bis 10 g in das Pflanzenbeet 306 einsetzt. In Abhängigkeit von der Art der Pflanzen 305 werden die Beleuchtungsstärke, die Temperatur, die Feuchtigkeit, die Kohlendioxidgas-Konzentration und die Luftgeschwindigkeit in der Wachstumskammer sowie die Zusammensetzung und die Temperatur einer hydroponischen Lösung in dem Tank 303 vorgegeben und gesteuert.

Unter derartigen Umgebungsbedingungen wachsen die Pflanzen 305 mit hoher Geschwindigkeit. Bei einer bestimmten Lichtmenge nimmt das Gesamtgewicht der Blätter der Pflanzen 305 in der Wachstumskammer 3 05 in Abhängigkeit von dem Wachstum zu. Dementsprechend wird die Reflexion des Lichtes von der Oberfläche des Pflanzenbeetes 3 06 in äquivalenter Weise reduziert, und somit wird die Beleuchtungsstärke in der Kammer verringert. Da ferner die Innenoberfläche der Wachstumskammer mit einer weißen Platte überzogen ist, wird das Wachstum durch diese Verringerung der Beleuchtungsstärke stark beeinflußt.

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Obwohl die Beleuchtungsstärke bei einem minimalen Pegel gehalten wird, der für das Wachstum zum Zeitpunkt des Setzens der Sämlinge erforderlich ist, wird die Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit von dem Wachstum allmählich reduziert, und das Wachstum wird behindert, wie es oben erwähnt wurde. Dieser Nachteil wird in folgender Weise eliminiert.

Während der Züchtung wird die Beleuchtungsstärke in der Wachstumskammer ständig gemessen, beispielsweise mit einem Beleuchtungsmeßfühler 307 vom Solarzellentyp, und das Ausgangssignal wird in die Einrichtung 3 08 eingegeben, um die gemessenen Werte der Beleuchtungsstärke zu verarbeiten. In der Verarbeitungs- oder Recheneinrichtung wird der Meßwert mit dem Sollwert der Beleuchtungsstärke verglichen, und wenn der Meßwert kleiner ist als der Sollwert, wird ein Signal abgegeben. Es sind mindestens zwei Beleuchtungsmeßfühler 307 in der Wachstumskammer vorgesehen, und der eine Meßfühler ist zur Messung der Beleuchtungsstärke an 3^er Bodenfläche vorgesehen, während der andere Meßfühler so angeordnet ist, daß er die Beleuchtungsstärke an der Wandfläche mißt. Das Ausgangssignal der Rechen- oder Verarbeitungseinrichtung 308 wird in die Versorgungsquelle 309 eingegeben, die als Versorgung für die Lichtquellen dient, wobei die Anordnung mit einer Lichtsteuerschaltung versehen ist, so daß das Licht automatisch von dem Signal von der Verarbeitungseinrichtung 308 gesteuert wird.

Wenn die oben erwähnte Lichtsteuerung als Beleuchtungsstärken-Steuereinrichtung verwendet wird, kann die Steuerung sehr präzise erfolgen. Dabei erfolgt diese Steuerung beispielsweise in sehr einfacher Weise dadurch, daß die Anzahl von eingeschalteten Lichtquellen 304 geändert wird.

Da die Zwischenräume zwischen den Pflanzen 3 05 zum Zeitpunkt des Setzens der Sämlinge und des Anfangsstadiums der Züchtung groß sind, wird auch dann, wenn die minimale

optimale Beleuchtungsstärke in diesem Zustand vorhanden ist, die Beleuchtungsstärke im späteren Stadium unzureichend. Wenn andererseits die Steuerung so vorgenommen wird, daß die minimale optimale Beleuchtungsstärke im späteren Stadium erhalten wird, ist es möglich, zu verhindern, daß die Beleuchtungsstärke im Anfangsstadium übermäßig groß ist. Dabei wird der Sollwert der Beleuchtungsstärke, der für die Steuerung verwendet wird, in Abhängigkeit von der Art der Pflanze und der Blattform geändert. Dieser Sollwert wird dabei für jede zu züchtende Pflanze vorher bestimmt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Pflanzenzüchtungsanlage so aufgebaut, daß kein starkes Licht von außen in die Wachstumskammer eindringt, und die hinsichtlich der Beleuchtung einstellbare Lichtquelle, die Beleuch tungsmeßfühler und die Verarbeitungseinrichtung für gemessene Beleuchtungswerte sind so angeordnet, daß die Beleuch tungsstärke in der Wachstumskammer kontrolliert und gesteuert werden kann. Durch Steuerung der Lichtquellen zur Lieferung einer geeigneten Beleuchtungsstärke im Anfangsstadium der Züchtung, wo die Zwischenräume zwischen den Pflanzen relativ groß sind, kann eine Verschwendung an elektrischer Energie durch übermäßig hohe Beleuchtungsstärke vermieden werden, und wenn die Pflanzen wachsen bzw. gewachsen sind, wird die Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit vom Wachstumszustand auf einen geeigneten Wert gesteuert. Somit wird die Züchtung der Pflanzen in geeigneter Weise unterstützt, und die Züchtung wird in wirtschaftlich vorteilhafter Weise durchgeführt. Somit lassen sich eine Reihe von Vorteilen erzielen, wie zum Beispiel die Reduzierung des Verbrauchs an elektrischer Energie zur Beleuchtung, wobei die Züchtung in stabiler und geplan ter Weise durchgeführt werden kann, und zwar auf der Basis einer vorgeplanten Wachstumsgeschwindigkeit in der erfindungsgemäßen Pflanzenzüchtungsanlage.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Anlage zum Züchten von Pflanzen (6) unter Verwendung von künstlichen Lichtquellen (4),
dadurch gekennzeichnet,

daß in einem Züchtungsbereich Trennwände (3) mit einem hohen Lichtreflexionsvermögen angeordnet sind, um den Züchtungsbereich in kleine Räume zu unterteilen, wobei in jedem kleinen Raum eine Licht reflektierende Platte (2) angeordnet ist, und daß der Abstand zwischen einer künstlichen Lichtquelle (4) und einer Pflanze (6) klein ist, um die jeweiligen Pflanzen (6) mit Licht geringer Beleuchtungsstärke zu beleuchten.
2. Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß Sätze von Paletten (22) vorgesehen sind, in die die Pflanzen (12) eingesetzt sind und die in Reihen in einer Wachstumskanuner angeordnet sind, wo die Umgebungsbedingungen künstlich gesteuert werden, und die in einer Richtung im wesentlichen orthogonal zur Reihenrichtung in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen (12) bewegt werden,

IQ daß sämtliche Umfangsflachen (15a) der Wachstumskammer mit reflektierenden Platten mit hohem Lichtreflexionsvermögen bedeckt sind, daß künstliche Lichtquellen (14), die Licht mit geringer Beleuchtungsstärke emittieren, so angeordnet sind, daß die Abstände zwischen den Lichtquellen (14) und den Pflanzen (12) gering sind, und daß die Abstände zwischen den Reihen von Paletten das 1,1-fache bis 1,5-fache der Zwischenräume zwischen den Pflanzen ausmachen, die dann vorgesehen sind, wenn die Pflanzen dicht gesetzt sind, so daß benachbarte Pflanzen (12) einander nicht überlappen.
3. Anlagen zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß Sätze von Paletten (22) vorgesehen sind, wobei jeder Satz eine Vielzahl von Paletten (22) aufweist und die Paletten in Reihen derart angeordnet sind, daß in den Paletten (22) angeordnete Pflanzen (12) mit ihren Wurzeln (19) in einen in der Wachstumskammer angeordneten Tank (17) mit hydroponischer Lösung tauchen, daß die Sätze von Paletten (22) orthogonal zu der Reihenrichtung in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen (12) bewegt werden, daß künstliche Lichtquellen (14) zur Beleuchtung der Pflanzen (12) mit Licht vorgesehen sind, daß die Deckenfläche (13a) einer Deckenwand (13) und sämtliche Umfangswandflachen (15a) einer Umfangswand (15) in der Wachstumskammer aus reflektierenden Platten mit hohem Lichtreflexionsvermögen bestehen, daß die künstlichen Lichtquellen (14) an der Deckenwand (13) Licht mit

geringer Beleuchtungsstärke emittieren und daß die Deckenwand (13) so geneigt ist, daß der Abstand zwischen der Deckenwand (13) und den Pflanzen (12) im Anfangsstadium des Wachstums klein ist.
4. Anlage zum Züchten von Pflanzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die geneigte oder schräge Deckenwand (13) so ausgebildet ist, daß ihr Neigungswinkel einstellbar ist. 10
5. Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß Sätze von Paletten (22) vorgesehen sind, die jeweils aus einer Vielzahl von Paletten (22) bestehen und in Reihen angeordnet sind, so daß die in den Paletten (22) angeordneten Pflanzen (12) mit ihren Wurzeln (19) in einen in einer Wachstumskammer angeordneten Tank (17) mit hydroponischer Lösung tauchen, wobei die Sätze von Paletten (22) orthogonal zu der Reihenrichtung in Abhängigkeit von dem Wachstum der Pflanzen (12) bewegt werden, daß künstliche Lichtquellen (14) zur Beleuchtung der Pflanzen (12) mit Licht vorgesehen sind, daß die Deckenfläche (13a) einer Deckenwand (13) und sämtliche ümfangswandflächen (15a) einer Umfangswand (15) in der Wachstumskammer von reflektierenden Platten mit hohem Lichtreflexionsvermögen gebildet werden, daß die künstlichen Lichtquellen (14) an der Deckenwand (13) solche Lichtquellen (14) sind, die Licht mit geringer Beleuchtungsstärke emittieren, daß die Deckenwand (13) schräg oder geneigt angeordnet ist, so daß der Abstand zwischen der Deckenwand (13) und den Pflanzen (12) im Anfangsstadium des Wachstums klein ist, daß der Tank (17) mit hydroponischer Lösung so aufgebaut ist, daß die Tiefe der hydroponischen Lösung in dem Tank (17) in einem Bereich des Anfangsstadiums des Wachstums klein und in einem Bereich des Endstadiums des Wachstums groß ist, und daß eine Vielzahl von Wachstumskammern (18) mit einen derartigen Aufbau aufeinander gestapelt sind,

wobei die Bewegungsrichtungen der Sätze von Paletten

(22) in den Wachstumskammern (18) abwechselnd entgegengesetzt ist.
6. Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Pflanzen (12) kontinuierlich gezüchtet werden, wobei sich die Pflanzen (12) in Abhängigkeit von ihrem Wachstum von einem Ende zum anderen bewegen und die Pflanzen (12) von oben und/oder von der Seite mit künstlichem Licht bestrahlt werden, und daß abwechselnd Zonen großer Beleuchtungsstärke, wo die Beleuchtungsstärke der angewendeten Lichtstrahlen groß ist, und Zonen geringer Beleuchtungsstärke vorgesehen sind, wo die Beleuchtungsstärke der angewendeten Lichtstrahlen gering ist.
7. Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine Wachstumskammer (302) vorgesehen ist, deren innere Umgebungsbedingungen gesteuert werden und die ein Wachstums- oder Pflanzenbeet (306) zum Züchten von Pflanzen (305) aufweist, wobei die Wachstumskammer (302) so abgedichtet ist, daß das Eindringen von starkem Licht von der Außenseite verhindert wird, daß Lichtquellen (304) mit einstellbarer Lichtintensität vorgesehen sind, die in der Wachstumskammer (302) angeordnet sind, daß Beleuchtungsmeßfühler (307) vorgesehen sind, um die Beleuchtungsstärke in einer vorgegebenen Richtung an einem vorgegebenen Ort zu messen, und daß eine Verarbeitungseinrichtung (308) für die gemessenen Werte der Beleuchtungsstärke in der Wachstumskammer (302) angeordnet sind, um die Lichtmenge der Lichtquellen (304) auf der Basis der von den Beleuchtungsmeßfühlern (307) gemessenen Werte der Beleuchtungsstärke zu steuern.
8. Anlage zum Züchten von Pflanzen,

gekennzeichnet durch ein Pflanzensetzgerät mit einer kreisförmigen Palette (6 0), die in der Mitte ein Loch (61) zum Einsetzen der Pflanze (12) mit ihrer Wurzel

(19) aufweist, wobei ein Durchgangsloch (63) mit dem Loch (61) verbunden ist, wobei ein zylindrischer Vorsprung (62) vorgesehen ist, der im eingesetzten Zustand des Pflanzensetzgerätes durch die Anlage zum Züchten von Pflanzen bewegt wird, wobei die Pflanze (12) mit ihrer Wurzel (19) durch das Durchgangsloch (61, 63) in eine Nährmittelflüssigkeit eintaucht.
9. Anlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die kreisförmige Palette (60) und ihr zylindrischer Vorsprung (62) mit einer Aussparung (64) versehen sind, die sich von dem Durchgangsloch (61, 63) ausgehend zum Umfangsende erstreckt.
10· Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß Sätze von Paletten (102) vorgesehen sind, wobei jeder Satz eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Paletten (102) aufweist, daß die Sätze von Paletten (102) in einer Richtung orthogonal zur Reihenrichtung angeordnet sind und in der Richtung orthogonal zu der Reihenrichtung bewegt werden, wobei die Zwischenräume zwischen den Paletten (102) größer werden, daß Palettenführungen (103) sich radial in Vorschubrichtung erstrecken, daß ein Paar von Bewegungseinrichtungen (141, 142) an beiden Enden der Reihen von Paletten (102) angeordnet sind, um diese in Vorschubrichtung (A) zu bewegen, daß ein flexibles Ausschubelement (105) vorgesehen ist, das mit einem Ende mit der einen Bewegungseinrichtung (141) verbunden ist, um die Sätze von Paletten (102) in Vorschubrichtung zu bewegen, und daß eine Wickeleinrichtung (106) mit der anderen Bewegungseinrichtung (142) verbunden ist, um das andere, vorher

aufgewickelte Ende des AusSchubelementes beim Vorschub der Paletten (102) zuzuführen.
11. Anlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,

daß jede Bewegungseinrichtung (141, 142) eine Vielzahl von miteinander verbundenen Antriebsketten (109, 191, 192) aufweist, die eine Vielzahl von Ausschubrasten (201, 202, 110) aufweisen, welche mit einer Halterung

(162) zum Tragen des Endes des Ausschubelementes (105) oder der Wickeleinrichtung (106) verbunden sind, wobei die Abstände oder Zwischenräume zwischen den Rasten (201, 202, 110) verschieden sind, und daß eine Geschwindigkeitsänderungseinrichtung vorgesehen ist, um die Bewegungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Antriebsketten (109, 191, 192) in Vorschubrichtung zu ändern, so daß die Abstände zwischen den Paletten (102) in Vorschubrichtung größer werden, während sich die Paletten (102) vorwärts bewegen.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß das flexible Ausschubelement (105) ein Draht ist.
13. Anlage zum Züchten von Pflanzen,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine hydroponische Lösung (46) unter einem Pflanzenträger (40) zum Tragen von Pflanzen (12) angeordnet ist, daß ein Pflanzendruckteil (41) vorgesehen ist, um die von dem Pflanzenträger (40) getragene Pflanze (12) von links und rechts zu stützen.
14. Anlage nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pflanzendruckteil (41) so ausgebildet ist, daß von der Oberfläche des Pflanzenträgers (4 0) reflektiertes Licht durch das Pflanzendruckteil (41) hindurchgehen kann.
15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das für reflektiertes Licht durchlässige Pflanzendruckteil (41) linienförmige oder stegförmige Teile (42, 43) aufweist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das für reflektiertes Licht durchlässige Pflanzendruckteil (41) aus einem Netz, einem Sieb oder einem Gitter (44, 45) besteht.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine künstliche Lichtquelle (14) in dem Pflanzendruckteil (41) angeordnet ist.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Lichtquelle (14) zur Beleuchtung von Pflanzen (12) über dem Pflanzendruckteil (41) und/ oder seitlich neben dem Pflanzendruckteil (41) angeordnet ist.