DE4310381A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermehrung von Jungpflanzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermehrung von Jung­ pflanzen, insbesondere für den Anbau von Miscanthus sinensis, Chinaschilf od. dgl. ausdauernden Gräsern zur Energie- und Rohstoffgewinnung. Zudem erfaßt die Erfindung eine Vorrich­ tung, die vor allem für die Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.

Dem Anbau von Miscanthus Sinensis-Arten (C4-Schilfpflanzen) kommt aus ökologischer und volkswirtschaftlicher Sicht in Zu­ kunft weltweit einegroße Bedeutung zu. Allein in Deutschland bedarf es der Anpflanzung mehrerer Mio. Hektare, um eine CO₂- neutrale Energieversorgung in Zukunft sicherzustellen sowie Rohstoffe für die Industrie zu erzeugen.

Die derzeit übliche Rhizomvermehrung oder Stecklingsvermeh­ rung aus Mutterpflanzen genügt den entsprechenden Anforderun­ gen nicht; sie führt zu erheblichen Kosten bei der Jungpflan­ zenproduktion. Auch neuartige Versuche der Jungpflanzenver­ mehrung über Gewebekulturen konnten bei vergleichbarer Quali­ tät die Kosten nicht Senken; allein für das Pflanzenmaterial müssen schon bei einer Pflanzendichte von 2 Pflanzen /m2 mit Investitionen von durchschnittlich DM 25 000,-/ha gerech­ net werden. Die außerdem zur Verfügung stehende Pflanztechnik von Topfpflanzen ist ebenfalls sehr aufwendig und kostenin­ tensiv. Ein weiterer Nachteil der derzeitigen Anbauverfahren besteht in dem vergleichsweise spärlichen Anfangsbestand der Kulturpflanze, der eine nur zögerliche Ertragsbildung ent­ wickelt, aber vor allem auch eine chemische Behandlung der Fläche zur Unkrautbekämpfung notwendig werden läßt.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, das eingangs erwähnte Verfahren - samt Vorrichtung dazu - zu verbessern; es soll eine rationelle und kostengünstige Jungpflanzenproduktion erreicht werden mit einem völlig mechanisierbaren Pflanzverfahren. Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprü­ che; die Unteransprüche zeigen günstige Weiterentwicklungen auf.

Erfindungsgemäß wird aus einem flächigen Pflanzenbestand we­ nigstens ein zusammenhängender Pflanzenstreifen durch eine fortlaufende Trenneinrichtung seitlich sowie durch ein Zuge­ ordnetes horizontales Trennorgan bodenwärts abgetrennt und einem zugeordneten Fördermittel aufgegeben, einem Träger­ streifen aus abbaubaren Filamenten aufgelegt und mit diesem zu einem Transportwickel aufgerollt, von dem er mit dem Trä­ gerstreifen auf eine Pflanzfläche abgespult und mit dieser durch Druck zumindest punktweise verbunden wird. Zudem hat es sich als günstig erwiesen, den Pflanzenstreifen zwischen dem Trägerstreifen und einem aufliegenden Deckstreifen zu trans­ portieren.

Im Rahmen der Erfindung liegt eine Vorrichtung mit auf einem Fahrgestell bewegbarer Trommel und dieser in Fahrtrichtung vorgeordneter, auf den Fahrgrund auflegbarer Trenneinrichtung aus zumindest einem Paar von in Abstand zueinander in Fahrtrichtung laufenden i.w. vertikal Stehenden Schneidrädern und diese untergreifendem, einen etwa horizontalen Trenn­ schnitt bewirkenden Trennorgan, wobei zwischen diesem und der Trommel in kontinuierliches Förderorgan vorgesehen ist, des­ sen Ablaufende ein etwa horizontalem Abstand zum Trommel­ wickel angeordnet ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfin­ dung sind die Schneidräder von einem Unterschneideschar als horizontal wirkendes Trennorgan untergriffen, deren/dessen Oberfläche zu dem anschließenden Förderorgan aufwärts ge­ krümmt ist.

Das Förderorgan ist ein umlaufendes Förderband einer Breite, welche dem Abstand der Schneidräder voneinander etwa ent­ spricht. Zwischen den beiden Schneidrädern ist wenigstens ein Niederhalter vorgesehen, dessen freies Ende auf den Fahrgrund auflegbar angebracht ist, um den sich aufwärts bewegenden Bo­ denstreifen am Abreißen zu hindern.

Als günstig hat es sich erwiesen, unterhalb des in einem Win­ kel zum Fahrgrund geneigten Förderbandes wenigstens eine Vor­ ratsrolle für einen Trägerstreifen - insbesondere einen Tragnetzstreifen - vorzusehen; letzterer wird um das Einlau­ fende des Förderbandes auf dessen Oberfläche und von dieser zur Welle der Trommel geführt.

Zudem kann noch ein oberer Deckstreifen vorhanden sein, wel­ cher von einer oberhalb des Förderbandes angeordneten Rolle parallel zum Trägerstreifen auf die Welle der Trommel auf­ läuft und das Pflanzgefüge zusammenzuhalten hilft.

Dank der erfindungsgemäßen Maßgaben zu einem vollmechanisier­ ten Vermehrungs- und Pflanzsystem werden die Kosten der Be­ standsbegründung drastisch reduziert - es wird damit erstmals ein Großflächenanbau möglich. Kern der Erfindung ist eine Ma­ schine, die sowohl zur Jungpflanzenentnahme direkt aus einem Feldbestand dient, als auch eine vollmechanische Pflanzma­ schine darstellt. In der bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich um ein Anbaugerät für Normalschlepper mit spurbreiten von 150 bis 180 cm, das vornehmlich zweireihig für Beetbrei­ ten von 120 bis 150 cm arbeitet. Die Jungpflanzenentnahme er­ folgt streifenförmig. Durch ein Paar von Schneid- oder Mes­ serrädern wird der Bestand seitlich des zu bildenden Strei­ fens durchtrennt. Ein Unterschneideschar, welches zwischen dem Messerpaar montiert ist, sorgt von unten für die Abtren­ nung eines Rhizombandes.

Das beidseits und nach unten hin freigesetzte Rhizomband wird erfindungsgemäß von dem Unterschneideschar aufgenommen und auf ein Transportband geschoben, von wo es zu einer Trommel geleitet und aufgewickelt wird. Um ein störungsfreies Auf- und Abwickeln sicherzustellen, wird das Rhizomband mit abbau­ baren Textilgewebebändern von oben nach unten verstärkt.

Das Rhizomband kann vorteilhafterweise auf mehreren Trommel­ segmenten nebeneinander aufgewickelt werden; bei einer Band­ breite von z. B. 10 cm passen etwa zehn Bänder nebeneinander auf die Trommel. Bei einer Rhizombanddicke von etwa 8 bis 10 cm und einem angenommenen Trommeldurchmesser von 220 cm pas­ sen 50 Laufmeter Rhizomband auf eine Trommel, also etwa 500 Laufmeter.

Der günstigste Zeitpunkt für die Jungpflanzenentnahme ist kurz vor dem Austreiben im Frühjahr, in der Regel je nach Witterungsbedingungen Mitte April bis Mitte Mai.

Die ersten Jungpflanzen werden aus Jungpflanzenbeeten entnom­ men, die nach herkömmlichen Verfahren herangezogen und ge­ pflanzt worden sind. Die Pflanzung erfolgt einreihig bei einer Beetbreite von 120 cm oder zweireihig bei einer Beet­ breite von zumindest 150 cm mit einem Reihenabstand von etwa 70 cm. In der Reihe wird ein Abstand von 30 bis 40 cm ge­ wählt, um einen möglichst schnellen Reihenschluß zu erhalten. Nach zwei Jahren Wachstum kann zum ersten Mal ein Rhizomband entnommen werden; in den Folgejahren können jährlich ein bis zwei Rhizombänder entnommen werden, je nach Wüchsigkeit des Standortes. Auch die Neupflanzungen können nach zweÿähriger Anwachsphase zu Jungpflanzenvermehrungszwecken genutzt werden und zwar abwechselnd einmal links, einmal rechts von der ehe­ maligen Pflanzspur, auf wüchsigen Standorten auch jährlich beidseits. Die Jungpflanzenentnahme vermag in Altbeständen sogar zur Verjüngung zu dienen. Vor der Entnahme des Rhizom­ bandes muß der Bestand so kurz wie möglich abgemulcht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Jungpflanzenentnahme läßt sich mit wenigen Handgriffen umbauen zu einer vollmecha­ nischen Pflanzmaschine. Dazu wird die Vorrichtung in beste­ chender Weise umgekehrt an die Zugmaschine angehängt. Das Paar von Messerrädern wird mit zwei Halbschalen verblendet und somit zu einer Druckrolle, welche das Rhizomband durch sein Eigengewicht in den Boden drückt. Das Unterschneideschar zieht eine Pflanzrille, in die das Rhizomband hineingeleitet wird. Die Trommel wird auf einen leicht gebremsten Freilauf gestellt. Der Vorgang der Jungpflanzenentnahme dreht sich im wesentlichen beim Pflanzen um.

Es wird ein einwandfrei funktionierender Wickelmechanismus bevorzugt, der es gewährleistet, daß die 500 Laufmeter an einem Stück auf- und abgewickelt werden können. Jedoch ist es auch denkbar, nach jeweils etwa 50 m anzuhalten, um das Band­ ende mit dem Anfang des nächsten Segmentes zu verbinden.

Als besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Pflanzverfahrens ist - neben der Vollmechanisierbarkeit, der Kosteneinsparung und der hohen Schlagkraft - vor allem die wesentlich stär­ kere Bestandesdichte der Neupflanzung anzusehen. Dieser lückenlose bandförmige Pflanzenbestand erlaubt eine mechani­ sche Unkrautbekämpfung im Gegensatz zu der Pflanzung von Ein­ zelpflanzen, die eine chemische Unkrautbekämpfung in den er­ sten Jahren bedingen. Darüberhinaus garantiert dieses Verfah­ ren sehr gute Anwachserfolge sowie eine deutlich schnellere Ertragsbildung durch den zehnfach dichteren Anfangsbestand.

Eine vergleichende Kostenrechnung ergibt, daß gegenüber einer Neuanlage mit der herkömmlichen Methode die Kosten um etwa vier Fünftel gesenkt werden, beispielsweise von etwa 30 000,- DM/ha auf 6.000,- DM/ha.

Gegenüber den bisherigen Pflanzungen wird bei dem neuen An­ bausystem das Schilfgras in Beetkulturen angepflanzt. Für diesen Beetanbau können beliebige Beetbreiten gewählt, die Pflanzvorrichtung kann entsprechend eingestellt werden (bei der gängigen Spurbreite von 1,50 m und einer Beetbreite von 1,20 m kommt die Maschine einreihig zum Einsatz). Entschei­ dend ist nur, daß die Spurbreiten der Zug- und Erntemaschinen identisch sind, um eine Schädigung der Wurzelrhizome durch hohen Raddruck zu vermeiden. Die Unterbindung starker Boden­ verdichtung im Wurzelbereich der ausdauernden Kulturpflanze ist für den Kulturerfolg von größter Bedeutung und ein ent­ scheidender Vorteil des Beetanbaues. Durch den stärkeren Lichteinfall in den Fahrgassen kommen die Randpflanzen in einen höheren Lichtgenuß und bilden so kräftigere, windun­ empfindlichere Schilfgrasbestände aus.

Das Jungpflanzenvermehrungs- und Pflanzsystem ist besonders geeignet für den bäuerlichen Betrieb. Die vorhandenen Zugma­ schinen bilden weiterhin die Grundlage des Anbau- und Ernte­ verfahrens. Dies schließt jedoch den großtechnischen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens keineswegs aus. Hierbei würde sowohl die Jungpflanzenentnahme- und Pflanzmaschine sowie auch der Erntefeldhäcksler als selbstfahrende Maschinen mit Spurbreiten von etwa 300 cm zum Einsatz gelangen.

Die Ernte erfolgt im Februar, vorzugsweise bei gefrorenem Bo­ den, um die wassergesättigten Böden nicht zu schädigen. Um eine hohe- Schlagkraft bei der Ernte zu realisieren, können auch bei einer Beetbreite von 1,20 m selbstfahrende Feld­ häcksler mit Spurbreiten von ca. 300 cm eingesetzt werden. In der Regel jedoch werden reihenunabhängige Häcksler entspre­ chend der Beetbreite im Front-, Heck- oder Seitenanbau zur Anwendung kommen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils in schematisierter Skizze in

Fig. 1 die Seitenansicht eines landwirtschaft­ lichen Zuggespannes;

Fig. 2 die Draufsicht auf einen Abschnitt der Fig. 1;

Fig. 3 Heckansichten zu Fig. 1, 2;

Fig. 4 das Zuggespann in einem gegenüber Fig. 1 geänderten Einsatz.

Eine landwirtschaftliche Zugmaschine 10 einer Spurbreite von beispielsweise 150 bis 180 cm zieht ein Anbaugerät 12, über dessen Fahrgestell 14 in Fig. 1 in einem Abstand h eine Trom­ mel 16 aus Flankenscheiben 17 und einer horizontalen Welle 18 zu erkennen ist. Deren Breite b mißt beispielsweise 160 cm.

An diese Trommel 16 schließen in Fahrtrichtung x zwei in diese gerichtete und in Abstand a zueinander verlaufende För­ derbänder 20 einer Breite e von etwa 10 cm an, die zum Fahr­ grund 22 in einem Winkel w geneigt sind. Dem unteren Ein­ laufende 21 des Förderbandes 20 ist ein mitfahrendes Unter­ schneideschar 24 zugeordnet, welches - längsschnittlich ge­ sehen - unterhalb einer Horizontalachse 26 endet, an der den Förderbändern 20 flankierend zugeordnete Schneidräder 28 an­ gebracht sind. Diese Horizontalachse 26 ist über seitliche Flankenprofile 30 an einen Querstab 32 angelenkt, an dem auch Niederhaltebleche 34 mit gebogenen Endbereichen 35 festlie­ gen, um einen sich aus seiner Umgebung lösenden Bodenstreifen 23 auf der gekrümmten Scharoberfläche zu halten; jedes der Unterschneideschare 24 nimmt einen Bodenstreifen 23 der Breite e auf, der von den Schneidrädern 28 seitlich abgesto­ chen wird und über die geneigte Scharoberfläche zum Förder­ band 20 bzw. auf einen dieses überlagernden Tragnetzstreifen 38 gelangt; dieser wird einer unter dem Förderband 20 ange­ brachten Vorratsrolle 40 entnommen und andernends auf die Trommel 16 bzw. deren Welle 18 aufgewickelt. Dabei überspannt der Tragnetzstreifen 38 einen zwischen dem oberen Förderband­ kopf 21h und dem sich bildenden Wickel 42 aus Tragnetzstrei­ fen 38 und Bodenstreifen 23 vorhandenen Spalt 43 der Länge i. Auf diesem lastet ein ihn abdeckender zweiter Deck- oder Netzstreifen 44, welcher von einer Rolle 46 abgewickelt wird. Diese ist oberhalb des Förderbandes 20 zu erkennen.

Ist ein Wickel 42 des Durchmessers r aufgebracht, kann die Trommel 16 um die Breite e relativ zum Bandkopf 20h seitlich verschoben werden; es wird der nächste Wickel 42 aufgebracht - in Fig. 2 sind neben dem sich bildenden Wickel 42 zwei ru­ hende Wickel 42f zu erkennen.

Das beschriebene Anbaugerät 12 ist sowohl zur Jungpflan­ zenentnahme direkt aus einem Feldbestand vorgesehen, als auch in Art einer vollmechanischen Pflanzmaschine einsetzbar.

Fig. 4 verdeutlicht das Abwickeln der auf der Welle 18 gela­ gerten Bodenstreifen 23 in Entnahmerichtung, in der jene - dann durch einen gebremsten Freilauf ergänzte - Trommel 16 unmittelbar hinter der Zugmaschine 10 fährt und die beiden Förderbänder 20 anschließen. In Unterschied zu dem Vorgang gemäß Fig. 1 ist in Fig. 4 am Querstab 32 eine Druckwalze 50 angelenkt, welche den vom Förderband 20 über das Unter­ schneideschar 24 in eine vom Schar hergestellte Furche ablau­ fenden Bodenstreifen 23 festdrückt. Als Druckwalze können auch zwei Halbschalen 51 dienen, die gemäß Fig. 3, rechts, über die Schneidräder 28 geschoben und beschwert werden, nachdem das Niederhalte- oder Ablenkblech 34 entfernt worden ist.

Die beiden Rollen 40, 46 sind in Fig. 4 außer Betrieb, der Tragnetzstreifen 38, 44 wird mit in den Boden eingebracht.

Claims (17)

1. Verfahren zur Vermehrung von Jungpflanzen, insbesondere für den Anbau von Miscanthus sinensis oder Chinaschilf zur Energie- und Rohstoffgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem flächigen Pflanzenbestand wenigstens ein zusammenhängender Pflanzenstreifen durch eine fortlau­ fende Trenneinrichtung seitlich sowie durch ein zugeord­ netes horizontal es Trennorgan bodenwärts abgetrennt und einem zugeordneten Fördermittel aufgegeben, einem Träger­ streifen aus Filamenten aufgelegt und mit diesem zu einem Transportwickel aufgerollt wird, von dem er mit dem Tragstreifen auf eine Pflanzfläche abgespult und mit die­ ser durch Druck zumindest punktweise verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzenstreifen zwischen dem Trägerstreifen und einem aufliegenden Deckstreifen transportiert wird.

3. Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine auf einem Fahrgestell (14) bewegbare Trommel (16) und dieser in Fahrtrichtung (x) vorgeordneter, auf den Fahrgrund (22) auflegbarer Trenneinrichtung aus zwei in Abstand (b) zueinander in Fahrtrichtung laufenden i.w. vertikal ste­ henden Schneidrädern (28) und diese untergreifendem, einen etwa horizontalen Trennschnitt bewirkenden Trennor­ gan (24), wobei zwischen diesem und der Trommel ein kon­ tinuierliches Förderorgan (20) vorgesehen ist, dessen Ab­ laufende (21h) in etwa horizontalem Abstand (i) zum Trom­ melwickel (42) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidräder (28) von einer Unterschneideschar (24) als horizontal wirkendes Trennorgan untergriffen sind, deren/dessen Oberfläche zu dem anschließenden Förderorgan (20) aufwärts gekrümmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Förderorgan ein umlaufendes Förderband (20) einer Breite ist, welche dem Abstand (e) der Schneidräder (28) etwa entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den beiden Schneidrädern (28) wenigstens ein Niederhalter (34) vorgesehen und dessen freies Ende (35) auf den Fahrgrund (22) auflegbar ange­ bracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (34) federnd gelagert ist.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (26) der Schneidrä­ der (28) mit dem Niederhalter (34) und der Unterschneide­ schar (24) an einem Querstab (32) der Vorrichtung (12) lagern.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß unterhalb des in einem Winkel (w) zum Fahrgrund (22) geneigten Förderbandes (20) wenigstens eine Vorratsrolle (40) für einen Trägerstreifen (38), insbesondere einen Tragnetzstreifen, vorgesehen und letz­ terer um das Einlaufende (21) des Förderbandes auf dessen Oberfläche geführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Trägerstreifen (38) vom oberen Ab­ laufende (21h) zur Welle (18) der Trommel (16) geführt ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 10, gekennzeichnet durch einen oberen Deckstreifen (44), wel­ cher von einer oberhalb des Förderbandes (20) angeordne­ ten Rolle (46) parallel zum Trägerstreifen (38) auf die Welle (18) der Trommel (16) geführt ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (16) parallel zum oberen Ablaufende (21h) des Förderbandes (20) verschieb­ lich lagert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (16) stufenweise um die Breite (e) des För­ derbandes (20) verschieblich angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidräder (24) durch eine Druckrolle (50) ersetzbar angebracht sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidräder (24) durch Halbschalen (51) als Druck­ rolle ausbildbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckrolle (50) gegenläufig zu den Schneidrädern (24) an deren Achse (26) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 16, gekennzeichnet durch ein Förderband (20) mit gegenläufig umschaltbarem Antrieb.