DE4229354C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Düngung von Pflanzen, insbesondere von Bäumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Düngung von Pflanzen, insbesondere von Bäumen, mittels einer Nährstoffe enthaltenden Düngemischung, wonach eine Bodenprobenahme vor Ort, d. h. direkt an der zu düngenden Pflanze bzw. an dem zu düngenden Baum, erfolgt, die Bodenprobe einer Analyse unter­ zogen wird, anhand der Daten der Bodenanalytik die indivi­ duelle, d. h. kultur- und standortspezifische Nährstoffe ent­ haltende Düngemischung, vorzugsweise in Form einer Düngelö­ sung, hergestellt wird und die Pflanze oder der Baum mit der individuellen Düngemischung gedüngt wird. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Düngen von Pflanzen, insbesondere von Bäumen, mittels einer Nährstoffe enthaltenden Düngemischung, vorzugsweise in Form einer Düngelö­ sung, mit einer Düngemittelstation und einer Ausgebeeinrich­ tung, vorzugsweise in Form einer Düngelanze, Düngesonde, Dünge­ brause oder dgl., zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens.

Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 34 40 147 bekannt und dient der Regenerierung von Pflanzen, insbesondere von ausgewachsenen Bäumen. Dazu wird zunächst eine Bodenanalyse des Bodens im Bereich der Saugwur­ zeln durchgeführt, bei der die Mängelstoffe festgestellt wer­ den. Anschließend wird eine individuelle Düngemischung herge­ stellt, die mit den jeweils festgestellten Mängelstoffen ange­ reichert ist. Dabei sollte die Zusammensetzung der Nährstoffmi­ schung dem jeweiligen, aufgrund der Bodenproben analysierten Bodenzustand angepaßt werden. Letztendlich erfolgt die Düngung der Pflanze oder des Baumes mit der individuellen Düngemi­ schung. Das bekannte Verfahren geht im wesentlichen von einer Nährstoffverarmung der Pflanze oder des Baumes infolge langer Lebensdauer bzw. Standzeit oder beengter Bodenfläche aus. Die vom Baum bzw. der Pflanze benötigten Nährstoffe werden dem daran verarmten Boden ergänzend zugegeben.

Von ganz erheblichem Nachteil bei diesem bekannten Verfahren ist, daß vor jeder Düngung eine Bodenanalyse zu erfolgen hat. Die Ermittlung der Zusammensetzung der Düngemischung anhand der festgestellten Mängelstoffe kann nur durch Fachleute vorgenom­ men werden, denn die Analysedaten müssen mit Daten bezüglich des pflanzenspezifischen Nährmittelbedarfs verglichen werden. Diese Vorgänge - nämlich die vor jedem Düngevorgang erforder­ liche Entnahme der Bodenprobe, die Analyse, der Vergleich und die Ermittlung der erforderlichen Zusammensetzung der Düngemi­ schung - sind in jedem Fall zeitaufwendig. Des weiteren gestal­ tet sich, insbesondere für ungeschultes Personal, die korrekte Zuführung bzw. die Dosierung der Düngemittel entsprechend der von den Fachleuten vorgegebenen Zusammensetzung besonders schwierig. Gerade bei einer Vielzahl von Pflanzen bzw. Bäumen, etwa im Rahmen einer Stadtbegrünung, ist es nahezu ausgeschlos­ sen, fehlerfreie Zuordnung der ermittelten Düngemischung zu den betreffenden Pflanzen bzw. Bäumen vorzunehmen. Die fehlerhafte Zuführung einer Düngemischung kann zu verheerenden Folgen für den falsch behandelten Baum oder die falsch behandelte Pflanze, schlimmstenfalls zu dessen bzw. zu deren Absterben führen. Auch bei einer überschaubaren Anzahl von Standorten ist eine fehler­ hafte Zuführung der individuellen Düngemittelmischung nur dann ausgeschlossen, wenn unmittelbar nach der Ermittlung der Zusam­ mensetzung durch den Fachmann die Düngemischung zubereitet und dem betreffenden Baum bzw. der betreffenden Pflanze zugeführt wird.

Die aus der DE-OS 34 40 147 bekannte Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des voranstehend genannten Verfahrens beschreibt einen Schlaghammer mit einer Lanze. Mittels dieser Vorrichtung werden Löcher in den Boden eingebracht. Mit dieser Vorrichtung ist das Einbringen der Düngemittelmischung nicht realisierbar. Die Dün­ gung erfolgt erst in einem zusätzlichen Schritt, nachdem die Löcher in das Erdreich eingetrieben sind. Damit verbunden ist eine Erhöhung des Zeitaufwandes.

Aus der DE-OS 33 31 818 ist für sich gesehen ein Verfahren zur geregelten Bewässerung von Pflanzenkulturen bekannt, insbeson­ dere von erdlosen Kulturen wie Fließ- und Hydrokulturen, von Anstaukulturen oder dgl. mittels Düngemittellösungen bekannt. Dieses Verfahren wird in der Regel in Gärtnereien angewendet. Für jeden Pflanzenkulturkreis wird an einer Zentralstation der Ist-Wert der jeweils individuellen Düngemittellösung einzeln bestimmt. Die Zentralstation ist mit jedem Pflanzenkulturkreis über einen quasi geschlossenen Bewässerungskreislauf verbunden. Anhand der Düngemittellösung bzw. des mit Düngemittelkomponen­ ten angereicherten Wassers, das die Pflanzenkultur bereits pas­ siert hat, wird dort eine Ist-Wert-Ermittlung in der Zentral­ station vorgenommen. Die Messungen enthalten Informationen über den Verbrauch an Nährstoffen und damit über die zu ersetzende Art und Menge. Bei dem Verfahren nach dieser Entgegenhaltung werden die Nährstoffe lediglich kulturspezifisch zugeführt. Standortspezifikationen spielen keine Rolle, da hier verein­ heitlichte Wachstumsbedingungen herrschen.

Weiter ist aus der DE-PS 36 19 758 für sich gesehen ein Steuer­ pult mit Anschlüssen der Versorgungs- und Steuerleitungen für den Betrieb eines Gerätes zur Behandlung von Bereichen des Erd­ bodens und im Erdboden wurzelnden Pflanzen, insbesondere Bäu­ men, bekannt. Das Steuerpult ist mit einer Hohllanze verbunden. Die Hohllanze kann bei entsprechender Steuerung mit Druckluft oder Bodenhilfsstoffen beaufschlagt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Düngung von Pflanzen, insbesondere von Bäu­ men, mittels einer Nährstoffe enthaltenden Düngemittelmischung, anzugeben, wonach mit einfachen Mitteln auch ungeschultes Per­ sonal kultur- und standortspezifische Düngungen einzelner Pflanzen, Pflanzengruppen oder Bäume vornehmen kann. Dabei soll die Düngung reproduzierbar bzw. nachvollziehbar und auch kon­ trollierbar sein. Schließlich soll eine entsprechende Vorrich­ tung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die erfindungsgemäße Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist das bereits bekannte Verfahren derart weitergebildet, daß die Bodenanalytik eine computergestützte Auswertung umfaßt, daß Daten der ausgewerteten Analyse in einem Datenspeicher als speicherresidente Daten der Bodenanalytik abgelegt und durch einen Code, vorzugsweise durch eine Identifizierungsziffer, der jeweiligen Pflanze bzw. dem jeweiligen Baum zugeordnet werden und daß die Herstellung und somit die Zusammensetzung der Düngemischung und schließlich die Düngung selbst auf Grundlage der speicherresidenten Daten - computergesteuert - erfolgt.

Er­ findungsgemäß ist erkannt worden, daß eine an sich sehr aufwen­ dige, speziell auf Standort und Pflanze oder Baum ausgerichtete Düngung schnell und unkompliziert auch bei einer Vielzahl von zu düngenden Bäumen oder Pflanzen vorgenommen werden kann, wenn ein Computer eingesetzt wird, der die Daten der Bodenanalyse auswertet, speichert und die spezifische Zusammensetzung der Düngemischung ermittelt. Weiter ist erkannt worden, daß eine fehlerhafte Zuordnung der Analysedaten zu den einzelnen Stand­ orten bzw. Pflanzen oder Bäumen ausgeschlossen werden kann, wenn die abgespeicherten Daten durch einen Code der jeweiligen Pflanze bzw. dem jeweiligen Baum zugeordnet werden. Schließlich ist erkannt worden, daß eine exakte Herstellung der Düngemi­ schung gemäß der spezifischen abgespeicherten Dosierungsvor­ schrift bzw. "Rezeptur" bewerkstelligt werden kann, wenn die Vorrichtung über eine Steuereinrichtung und einen Rechner ver­ fügt, der auf die gespeicherten Daten zugreift. Durch die Steuerung der Dosiereinrichtungen gemäß der aus den gespeicher­ ten Bodenanalysedaten erstellten Zusammensetzung wird die spe­ zifische Düngemischung hergestellt, ohne daß jedesmal eine Bo­ denanalyse durchgeführt werden muß. Folglich ist ungeschultem Personal einerseits mit der eindeutigen Zuordnung der Bodenana­ lysedaten zum Standort und andererseits mit der automatischen - computergestützten - Ermittlung der Zusammensetzung auf Grund­ lage der Bodenanalysedaten ein Mittel an die Hand gegeben, den Düngevorgang selbständig, kultur- und standortspezifisch durch­ zuführen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung wird eine fehlerhafte Düngemittelzufüh­ rung wirksam vermieden und sowohl die Einsetzbarkeit ungeschul­ ten Personals ermöglicht als auch eine enorme Zeiteinsparung erzielt.

Im Hinblick auf die individuelle Düngemischung ist es grund­ sätzlich möglich, daß diese anhand beliebiger Nährstoff-Vorga­ ben hergestellt wird. Demnach könnte man je nach Standort, Kul­ tur und Zustand des zu düngenden Baumes bspw. aus einem Pro­ gramm von mehreren vorgegebenen Düngemischungen eines auswählen und die Düngemischung entsprechend - quasi spezifisch - her­ stellen. Auch wäre hier eine individuelle - manuelle - Abstim­ mung der Düngemischung möglich.

Die Düngung selbst kann in Form einer Lanzen- oder Bewässe­ rungsdüngung erfolgen. Im Falle einer sog. Lanzendüngung wird vor dem eigentlichen Düngevorgang, d. h. vor dem Einbringen der Düngelösung in den Boden, die Lanze in das Erdreich eingesto­ chen. Damit sich nun die Düngelösung besser im Erdreich vertei­ len kann, wird vor dem Einbringen der Düngelösung in den Boden Druckluft in diesen eingeblasen, damit eine Bodenlockerung stattfindet. Beim Einblasen von Druckluft ist jedoch darauf zu achten, daß die Druckluft derart dosiert wird, daß das Wurzel­ werk der zu düngenden Pflanze bzw. des zu düngenden Baumes nicht beschädigt wird. Folglich ist es von besonderem Vorteil, wenn auch der zur Bodenlockerung dienende Luftdruck als Prozeß­ parameter gesteuert wird.

Über die zuvor bereits erwähnte Prozeßsteuerung kann sowohl die Düngung je Einstich bemessen als auch die Anzahl der zur hin­ reichenden Düngung erforderlichen Einstiche vorgegeben werden. Alternativ dazu könnte bei quasi beliebig vorgebbarer Anzahl der Einstiche die Menge an Düngelösung je Einstich nebst der erforderlichen Prozeßparameter vorgegeben werden. Wesentlich ist hier jedenfalls, daß bei manuell oder durch die Steuerung vorgegebenen Nährstoffextrakten zur Vermeidung von Salzschäden und/oder Verbrennungen eine nicht unterschreitbare Mindestmenge an Wasser vorgegeben wird, die ungeachtet einer manuellen oder automatischen Einstellung sonstiger Prozeßparameter nicht un­ terschritten werden kann.

Im Hinblick auf eine Kontrolle bzw. Überwachung der Düngung, insbesondere auch im Hinblick auf eine Abrechnung des die Dün­ gung besorgenden Fachbetriebes, könnte in ganz besonders vor­ teilhafter Weise je Düngung ein Arbeitsprotokoll erstellt und in einem Datenspeicher abgelegt werden. Das Arbeitsprotokoll könnte die die Pflanze bzw. den Baum kennzeichnende Identifzie­ rungsziffer enthalten, nach der jeweils gedüngt wurde bzw. un­ ter Zugrundelegung der entsprechenden Parameter die Düngung er­ folgt ist. Weiter könnte das Arbeitsprotokoll Datum, Uhrzeit und Dauer des Düngevorgangs aufweisen. Die Anzahl der Einstiche der Düngelanze wäre ebenfalls eine in das Arbeitsprotokoll auf­ zunehmende Information, zumal diese Aufschluß über die Wirkung der Düngung geben kann. Die insgesamt ausgebrachte Wassermenge sowie die ausgebrachte Menge an Nährstoffextrakt je Tankfüllung bzw. je Einstich oder Düngung könnte ebenfalls im Arbeitsproto­ koll enthalten sein. Im Hinblick auf die vor der Düngung mögli­ cherweise erforderliche Bodenlockerung könnte das Arbeitsproto­ koll auch den maximalen Luftdruck zur Bodenlockerung aufweisen. Schließlich könnten der elektrische Leitwert sowie der pH-Wert der Düngelösung aufgelistet sein.

Das Arbeitsprotokoll könnte in vorteilhafter Weise codegesi­ chert sein, so daß der Zugriff auf das Arbeitsprotokoll nur au­ torisierten Personen möglich ist.

Zum schriftlichen Nachweis der jeweils erfolgten Düngung bzw. als Anlage zu einer die Düngung betreffenden Rechnung könnte das Arbeitsprotokoll je Düngung, d. h. je Pflanze bzw. Baum, ausdruckbar sein. Auch wäre es denkbar, kummulierte Daten des Arbeitsprotokolls über vorgebbare Zeiträume hinweg grafisch darzustellen, um die Düngesituation bspw. eines Baumes im Zeit­ verlauf aufzuzeigen.

Schließlich wäre es von ganz besonderem Vorteil, wenn bei jedem Düngevorgang - wahlweise oder im Sinne von Stichproben - gleichzeitig mit der Düngung Bodenanalysen durchgeführt würden, deren Ergebnis als quasi feedback dem aktuellen oder dem näch­ sten Düngungsprozeß zugeführt wird. Folglich wäre hier eine Art Regelkreis geschaffen, so daß die Düngung auf die jeweils aktu­ elle Bodensituation und möglicherweise auch Zustandssituation des Baumes einstellbar wäre.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die zuvor genannte Auf­ gabe durch die Merkmale des Patentanspruches 24. Danach ist die eingangs genannte Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Düngemittelstation Behältnisse für Nährstoffextrakte und ggf. einen Wassertank aufweist und daß die Nährstoffextrakte über Dosierpumpen dem ebenfalls über eine Pumpe zur Ausgabeeinrich­ tung geförderten Wasser beimengbar sind, daß die Steuereinrich­ tung einen Prozeßrechner, vorzugsweise einen Microprozessor, aufweist und daß der Prozeßrechner auf einen Prozeßdaten ent­ haltenden Datenspeicher zugreift.

In erfindungsgemäßer Weise ist hinsichtlich der Vorrichtung er­ kannt worden, daß der Zeitaufwand hinsichtlich der Durchführung der Düngung verringert werden kann, wenn die Düngung entweder ohne die Vorkehrung eines Loches, z. B. per Düngebrause, insbe­ sondere bei flachwurzelnden Pflanzen, erfolgt oder wenn das Einbringen des Loches mit dem Einbringen der Düngemischung in das Erdreich verbunden wird, wenn nämlich die Lanze gleichzei­ tig Ausgebeeinrichtung ist.

Zur Dateneingabe und Datenausgabe bzw. Datenübertragung weist der Prozeßrechner entsprechende Schnittstellen auf. Über diese Schnittstellen läßt sich bspw. eine Tastatur zur manuellen Da­ teneingabe anschließen. Ebenso könnte der Prozeßrechner mit ei­ nem weiterverarbeitenden Rechner - per Draht oder Funk - ver­ bunden sein. Ebenso ist eine Verbindung zu einem Drucker mög­ lich, der das Arbeitsprotokoll auf Wunsch ausdruckt.

In weiter vorteilhafter Weise sind die einzelnen Aggregate mit Ausnahme der Ausgabeeinrichtung in einem Gehäuse untergebracht und das Gehäuse ist als bauartgenehmigter Gefahrgutbehälter ausgeführt. Dazu könnte das Gehäuse eine Auffangwanne aufwei­ sen, so daß weder Nährstoffextrakte noch hergestellte Düngelö­ sungen unkontrolliert in die Umwelt gelangen.

Das Gehäuse könnte einen aufklappbaren Deckel und eine auf­ klappbare Frontplatte aufweisen, wobei die Steuerung von außen zugänglich in die Frontplatte integriert sein könnte. Sämtliche erforderlichen Anschlüsse könnten von außen und vorzugsweise seitlich des Gehäuses zugänglich sein. So könnte bspw. die er­ findungsgemäße Vorrichtung statt eines Wasservorratsbehälters oder zusätzlich einen externen Wasseranschluß aufweisen, so daß das Frischwasser über eine Wasserleitung, einen Hydranten oder dgl., der Vorrichtung zuführbar wäre.

Das Gehäuse könnte aus vorzugsweise verzinktem Stahlblech oder gar aus Edelstahl hergestellt sein.

Schließlich ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn das Ge­ häuse und somit die Vorrichtung selbst derart dimensioniert ist, daß es auf die Ladefläche eines LKW oder Anhängers, vor­ zugsweise mittels eines Gabelstablers, verbringbar ist. Folg­ lich wäre mit einfachen Mitteln eine mobile Düngestation ge­ schaffen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die jeweiligen Unteran­ sprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu ver­ weisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung einzelne Ver­ fahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 in schematischer Darstellung, blockschaltmäßig, eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens verwendbare Dosiereinrichtung.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Düngung von Bäumen 1. Die Düngung erfolgt mittels einer Nährstoffe 2 enthaltenden Düngemischung 3, wobei diese in Form einer Dünge­ lösung, d. h. flüssig, vorliegt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird eine bezüglich des zu dün­ genden Baumes 1 individuelle, d. h. baum- und standortspezifi­ sche, Nährstoffe 2 enthaltende Düngemischung 3 in Form einer Düngelösung hergestellt. Anschließend erfolgt die Düngung des Baumes 1 mit dieser individuellen Düngemischung 3.

Fig. 1 zeigt dabei deutlich, daß die Düngemischung 3 anhand von Daten einer Bodenanalytik hergestellt wird. Die Bodenanalytik umfaßt eine Probennahme 4 - vor Ort - direkt an dem zu düngen­ den Baum 1, eine anschließende Analyse 5 der Bodenprobe und eine computergestützte Auswertung 6 der Analyse 5. Daten der ausgewerteten Analyse 5 werden in einen Datenspeicher 7 ver­ bracht und dienen als speicherresidente Daten der Bodenanaly­ tik, auf die ein Prozessor 8 einer Steuereinrichtung 9 zugrei­ fen kann. Die speicherresidenten Daten der Bodenanalytik sind mit einem baumspezifischen Code bzw. mit einer baumspezifischen Identifizierungsziffer versehen bzw. dieser zugeordnet, so daß die Herstellung und somit Zusammensetzung der Düngemischung 3 und schließlich die Düngung selbst auf Grundlage der speicher­ residenten Daten - computergesteuert - erfolgen kann.

Insbesondere Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Düngemischung 3 aus aus Vorratsbehältern 10 dosierten Nährstoffextrakten 2 und Wasser 11 hergestellt wird. Zur genauen Verteilung der Nähr­ stoffextrakte 2 auf die ausgebrachte Menge an Wasser 11 erfolgt die Dosierung der Düngelösung bzw. Düngemischung 3 durch durch­ flußabhängige Ansteuerung der Dosierpumpen 12. Im Hinblick auf weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung, insbesondere unter Be­ zugnahme auf Fig. 2, verwiesen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt ganz allge­ mein eine Düngemittelstation 13 und eine Ausgabeeinrichtung 14, wobei die Ausgabeeinrichtung 14 vorzugsweise in Form einer Dün­ gelanze ausgeführt ist.

Erfindungsgemäß weist die Düngemittelstation 13 im hier gewähl­ ten Ausführungsbeispiel Behältnisse bzw. Vorratsbehälter 10 für Nährstoffextrakte 2 sowie einen Wassertank 15 auf. Die Nähr­ stoffextrakte 2 werden über die bereits zuvor erwähnten Dosier­ pumpen 12 dem ebenfalls über eine in den Figuren nicht gezeigte Pumpe und ein Ventil 16 in Richtung Ausgabeeinrichtung 14 ge­ förderten Wasser beigemengt. Die Dosierpumpen 12 arbeiten durchflußabhängig.

Wahlweise läßt sich der Düngemittelstation 13 über ein weiteres Ventil 17 Druckluft zuleiten, damit vor der eigentlichen Dün­ gung durch die in den Figuren nicht gezeigte Lanze hindurch Druckluft in den Boden zur Auflockerung des Erdreichs gedrückt werden kann.

In Fig. 2 ist des weiteren angedeutet, daß einerseits für die Dosierung, andererseits für die eigentliche Düngung eine beson­ dere Steuereinrichtung 9 vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung 9 kann einen gesonderten Prozeßrechner aufweisen, der wiederum auf einen die Prozeßdaten enthaltenden Datenspeicher 7 zugrei­ fen kann. Im Hinblick auf die Möglichkeit eines zu erstellenden Arbeitsprotokolls wird auch hier auf die allgemeine Beschrei­ bung verwiesen. Gleiches gilt für weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen gemäß untergeordneter Patentansprüche.

Zur Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nun fol­ gendes:

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde für die baum- und stand­ ortspezifische Ausbringung von Makronährstoffen und Spurenele­ menten mittels Lanzen- oder Bewässerungsdüngung entwickelt. Das Gerät arbeitet wahlweise mit speicherresidenten Daten der Bo­ denanalytik oder mit manuell einzustellenden Nährstoff-Vorga­ ben.

Nach Eingabe der Baum-Nr. (Code bzw. Identifizierungsziffer), der Anzahl der Einstiche und der auszubringenden Wassermenge (im automatischen Modus schlägt das Gerät aufgrund der Analy­ sedaten hierfür Werte vor, die nur in Einzelfällen manuell ge­ ändert werden müssen) wird die Düngelanze in die gewünschte Bo­ dentiefe eingebracht und der Düngevorgang gestartet. Der Compu­ ter öffnet zunächst die Druckluftventile und sorgt durch ein elektrisch betriebenes Servoventil für einen verzögerten, d. h. wurzelschonenden Druckaufbau bis zu einem beliebig wählbaren Maximaldruck.

Anschließend wird die Druckluftzufuhr geschlossen und das Was­ serventil geöffnet. Der Durchfluß wird gemessen und die berech­ neten Düngegaben in individueller Zusammensetzung und Konzen­ tration gleichmäßig mittels Membrandosierpumpen in das Wasser dosiert. Die Zusammensetzung der Nährlösung errechnet der Com­ puter aus den Daten der Bodenanalyse. Mehrere Konzentrate kön­ nen in beliebigen Verhältnissen gemischt werden.

Die gewählte Wassermenge muß für die Verdünnung der Nährstoff­ lösungen ausreichen, um Salzschäden und Verbrennungen zu ver­ meiden. Eine zu geringe Eingabe der Wassermenge wird daher vom Gerät nicht akzeptiert. Durch die exakte Dosierung der Nähr­ stoffe und die genaue Aufteilung auf die einzelnen Einstiche, wird eine extrem gleichmäßige Verteilung der Nährstofflösung im Feinwurzelbereich der Bäume erzielt.

Nach Durchfluß der für den jeweiligen Einstich errechneten bzw. eingegebenen Wassermenge schaltet das Gerät automatisch ab und erstellt ein speicherresidentes Protokoll des Arbeitsganges. Dieses Protokoll kann nach Eingabe eines Zahlencodes mit jedem PC über eine serielle Schnittstelle (z. B. RS232) abgerufen und ausgewertet werden.

Demnach erfolgt eine kultur- und standortspezifische Düngung durch Mischung individueller Düngelösungen aus wahlweise mehre­ ren Einzelkomponenten an Ort und Stelle auf Basis gespeicherter Analysedaten. Eine elektronische Prozeßsteuerung und -kontrolle erfolgt unter ständiger Überwachung der wesentlichen Prozeßpa­ rameter:

• - Luftdruck und Wasserdruck
• - elektrische Leitfähigkeit der Düngelösung
• - pH-Wert der Düngelösung
• - aktueller Durchfluß und
• - ausgebrachte Wassermenge.

Die Ansteuerung der Dosierpumpen erfolgt durchflußabhäng. Hier­ durch wird eine extrem genaue Verteilung der Düngemittel-Kon­ zentrate auf die ausgebrachte Wassermenge erreicht. Im vollau­ tomatischen Betrieb sind seitens des Bedienungspersonals kei­ nerlei Fachkenntnisse über Baumdüngung, Nährstoffzusammenset­ zung und -Konzentration, etc. erforderlich.

Das Arbeitsprotokoll wird im Datenspeicher gespeichert. Dieses Protokoll kann ausgedruckt oder in einen weiteren PC überspielt werden. Es dient beispielsweise als Kalkulationsbasis zur Ab­ rechnung mit Kunden. Protokolliert werden beispielsweise

• - Analysen-Nummer nach der gedüngt wurde,
• - Datum, Uhrzeit und Dauer des Arbeitsganges,
• - Anzahl der Einstiche der Düngelanzen,
• - ausgebrachte Wassermenge,
• - ausgebrachte Menge an Düngerkonzentraten (pro Tank),
• - maximaler Luftdruck bei der Bodenlockerung,
• - el. Leitwert der Düngelösung und
• - pH-Wert der Düngelösung.

Alle Daten können im CMOS-Speicher der Vorrichtung gespeichert bleiben. Der Zugriff auf die Daten ist codegesichert. Zu den wesentliche Systemkomponenten gehört ein Steuercomputer bzw. Prozeßrechner, d. h. eine eigenintelligente Steuerung mit An­ schluß an einen PC für die Datenübermittlung und Auswertung.

Weitere Systemkomponenten sind:

• - CPU mit Programmspeicher und Software (EPROM),
• - I/O-Karte mit Eingängen für Sensor-Daten und Niveau­ schalter, etc.,
• - I/O-Karte mit Signalgebern für die Dosierpumpen und Schalter für die Magnetventile,
• - Speichermedium für die Analyse und Protokolldaten,
• - Bedienelemente (Tastatur) und Anzeigen (LED) für die Eingabe der Vorgabewerte und Anzeige der Meßwerte,
• - Schnittstellen für Drucker und Datenübertragung,
• - Fernbedienung.

Die Dosiereinheit weist auf:

• - 4-Membran-Dosierpumpen, max. 12 m³ pro Hub, manuell einstellbar von 1-12 m³/Hub. Externe Ansteuerung (Steuereinheit) durch 4-20 mA Stromsignal.
• - Maximale Hubfrequenz 2 Hz
• - Maximaler Gegendruck 10 bar
• - Sensorik für pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit und Durchfluß
• - 4 Chemikalientanks à 110 l
• - pneumatisch betriebene Ventile und Kugelhähne.

Das Gehäuse besteht aus verzinktem Stahlblech mit Aufnehmern für einen Gabelstabler. Es ist ein bauartgenehmigter Gefahrgut­ behälter mit integrierter Auffangwand (200 l) vorgesehen. Der Deckel und die Frontplatte sind aufklappbar. Die Steuerung ist von außen zugänglich in die Frontplatte montiert. Alle An­ schlüsse sind seitlich und von außen zugänglich.

Die Software bzw. das Programm ist speicherresident (EPROM) und wird bei jedem Einschalten der Vorrichtung neu geladen. Je nach gewähltem Modus greift das Programm auf die Daten der Bodenana­ lyse zu, erwartet manuelle Eingaben, startet die Installations­ routine zur Veränderung der Betriebsparameter (z. B. andere Dün­ gelösungen in den Tanks) oder erlaubt den Zugriff auf die ge­ speicherten Daten. Die Installationsroutine erlaubt eine Anpas­ sung des Programms an unterschiedliche Betriebsparameter. Dies ist besonders wichtig, wenn mit verschiedenen Düngerkonzentra­ tionen gearbeitet werden soll. Der Zugang zur Installationsrou­ tine ist durch einen Zahlencode gesichert.

Nach dem Starten sucht das Programm in den Daten die eingege­ bene Baumnummer und errechnet aus den Angaben das erforderliche Volumen an Düngekonzentraten für jeden Tank. Danach errechnet es die benötigte Wassermenge, wobei eine bestimmte Salzkonzen­ tration im Wasser aufgrund der zu dosierenden Düngemittel nicht überschritten werden darf. Bei manueller Änderung der Wasser­ menge wird kein Wert unterhalb dieses Grenzwertes akzeptiert. Die Anzahl der Einstiche wird ebenfalls vorgegeben, kann jedoch entsprechend den örtlichen Gegebenheiten beliebig abgeändert werden. Nach Bestätigung der Werte wartet das Programm auf das Startsignal, führt nach dem Start den Düngevorgang für den er­ sten Einstich durch und wartet dann auf den nächsten Startbe­ fehl usw., bis alle vorgebenen Einstiche abgearbeitet sind.

Datum, Uhrzeit, Wasserverbrauch, Anzahl der Einstiche und aus­ gebrachte Düngermenge werden protokolliert und für spätere Aus­ wertungen gespeichert.

Beim manuellen Betrieb werden die auszubringenden Düngermengen vor Programmstart über die Tastatur eingegeben.

Nach Eingabe des Zahlencodes können die Daten der Bodenanalyse über eine serielle Schnittstelle geladen bzw. abgerufen werden. Ebenso können die Protokolle ausgelesen und über einen PC aus­ gedruckt werden.

Bezugszeichenliste

 1 Baum
 2 Nährstoff, Nährstoffextrakt
 3 Düngemischung
 4 Probennahme
 5 Analyse
 6 Auswertung
 7 Datenspeicher
 8 Prozessor
 9 Steuereinrichtung
10 Vorratsbehälter
11 Wasser
12 Dosierpumpe
13 Düngemittelstation
14 Ausgabeeinrichtung
15 Wassertank
16 Ventil (Wasser)
17 Ventil (Luft)

Claims (34)

1. Verfahren zur Düngung von Pflanzen, insbesondere von Bäu­ men (1), mittels einer Nährstoffe (2) enthaltenden Dünge­ mischung (3), wonach
eine Bodenprobenahme (4) vor Ort, d. h. direkt an der zu düngenden Pflanze bzw. an dem zu düngenden Baum, (1) erfolgt,
die Bodenprobe einer Analyse (5) unterzogen wird, anhand der Daten der Bodenanalytik die individuelle, d. h. kultur- und standortspezifische Nährstoffe ent­ haltende Düngemischung (3), vorzugsweise in Form ei­ ner Düngelösung, hergestellt wird und
die Pflanze oder der Baum (1) mit der individuellen Düngemischung (3) gedüngt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Boden­ analytik eine computergestützte Auswertung (6) umfaßt, daß Daten der ausgewerteten Analyse (5) in einem Datenspeicher (7) als speicherresidente Daten der Bodenanalytik abgelegt und durch einen Code, vorzugsweise durch eine Identifizierungs­ ziffer, der jeweiligen Pflanze bzw. dem jeweiligen Baum (1) zugeordnet werden und daß die Herstellung und somit die Zu­ sammensetzung der Düngemischung (3) und schließlich die Düngung selbst auf Grundlage der speicherresidenten Daten - computer­ gesteuert - erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die individuelle Düngemischung (3) zusätzlich anhand beliebiger Nährstoff-Vorgaben hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düngemischung (3) aus aus Vorratsbehältern (10) ggf. in einen Tank dosierten Nährstoffextrakten (2) und Wasser (11) hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Verteilung der Nährstoffextrakte (2) auf die ausge­ brachte Wassermenge die Dosierung der Düngelösung durch durchflußabhängige Ansteuerung von Dosierpumpen (12) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß neben der chemischen Zusammensetzung der Dün­ gemischung (3) bzw. Düngelösung im wesentlichen die Prozeßpara­ meter Wasserdruck, elektrische Leitfähigkeit der Düngelösung, pH-Wert der Düngelösung, Durchfluß und die ausgebrachte Wasser­ menge gesteuert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Düngung in Form einer Lanzen- oder Bewäs­ serungsdüngung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem eigentlichen Düngevorgang das Einstechen der Lanze in das Erd­ reich und ggf. eine Bodenlockerung durch Einblasen von Druck­ luft vorgeschaltet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck als Prozeßparameter gesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß über die Prozeßsteuerung sowohl die Düngung je Einstich bemessen als auch die Anzahl der zur hinreichenden Düngung erforderlichen Einstiche vorgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei quasi beliebig vorgebbarer Anzahl der Einstiche über die Prozeßsteuerung die Menge an Düngelösung je Einstich nebst der erforderlichen Prozeßparameter vorgegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei manuell oder durch die Steuerung vorgegebenen Nährstoff­ extrakten (2) zur Vermeidung von Salzschäden und/oder Ver­ brennungen eine nicht unterschreitbare Mindestmenge an Wasser (11) vorgegeben wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß je Düngung ein Arbeitsprotokoll erstellt und in einem Datenspeicher (7) abgelegt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll die Identifizierungsziffer enthält, nach der gedüngt wurde.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Arbeitsprotokoll Datum, Uhrzeit und Dauer des Dün­ gevorganges enthält.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll die Anzahl der Einstiche der Düngelanze enthält.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll die ausgebrachte Wasser­ menge enthält.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll die ausgebrachte Menge an Nährstoffextrakt je Tankfüllung bzw. je Einstich oder Dün­ gung enthält.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll den maximalen Luftdruck zur Bodenlockerung enthält.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll den Leitwert der Dünge­ lösung enthält.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll den pH-Wert der Düngelö­ sung enthält.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zugriff auf die Daten des Arbeitsproto­ kolls codegesichert ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Arbeitsprotokoll je Düngung, d. h. je Pflanze bzw. Baum, ausdruckbar ist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei jedem Düngevorgang - wahlweise oder im Sinne von Stichproben - Bodenanalysen durchgeführt werden, de­ ren Ergebnis als feedback dem aktuellen oder dem nächsten Dün­ gungsprozeß zugeführt werden.

24. Vorrichtung zum Düngen von Pflanzen, insbesondere von Bäu­ men (1), mittels einer Nährstoffe (2) enthaltenden Düngemi­ schung (3), vorzugsweise in Form einer Düngelösung, mit einer Düngemittelstation (13) und einer Ausgebeeinrichtung (14), vor­ zugsweise in Form einer Düngelanze, Düngesonde, Düngebrause oder dgl., zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Düngemit­ telstation (13) Behältnisse für Nährstoffextrakte (2) und ggf. einen Wassertank (15) aufweist und daß die Nährstoffextrakte (2) über Dosierpumpen (12) dem ebenfalls über eine Pumpe zur Ausgabeeinrichtung (14) gefördeten Wasser (11) beimengbar sind, daß die Steuereinrichtung einen Prozeßrechner (ggf. 8), vorzugsweise einen Mikroprozessor, aufweist und daß der Prozeß­ rechner (ggf. 8) auf einen Prozeßdaten enthaltenden Datenspei­ cher (ggf. 7) zugreift.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpen (12) durchflußabhängig ansteuerbar sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dosierpumpen (12) als Membranpumpen ausgeführt sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner (ggf. 8) ein Arbeitspro­ tokoll erstellt und in dem Datenspeicher (ggf. 7) ablegt.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26 oder nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner (ggf. 8) Schnittstellen zur Dateneingabe und Datenausgabe bzw. Datenübertragung aufweist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Aggregate - mit Ausnahme der Ausgabeeinrichtung (14) - in einem Gehäuse untergebracht sind und daß das Gehäuse als bauartgenehmigter Gefahrgutbehälter ausgeführt ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Auffangwanne aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse einen aufklappbaren Deckel und eine auf­ klappbare Frontplatte aufweist und daß die Steuerung von außen zugänglich in die Frontplatte integriert ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anschlüsse von außen und vorzugs­ weise seitlich des Gehäuses zugänglich sind.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus vorzugsweise verzinktem Stahlblech hergestellt ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse derart dimensioniert ist, daß es auf die Ladefläche eines LKW oder Anhängers verbringbar ist.