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Die
vorliegende Erfindung betrifft Pflanzennährmedien, Pflanzennährbehälter wie
zum Beispiel Blöcke,
Beutel und dergleichen, Systeme, die solche Medien und/oder Behälter aufweisen
und Verfahren zum Züchten
von Pflanzen unter Verwendung solcher Medien, Behälter und
Systeme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ihre Verwendung beim
Züchten
von Samen, Setzlingen und/oder Saaten.
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Konventionelle
Pflanzennährbehälter, wie zum
Beispiel Nähr-
oder Zuchtbeutel, werden gewöhnlich
im Gartenbau insbesondere für
Tomaten, Paprika, Gurken, blühende
Pflanzen und dergleichen verwendet. Typischerweise umfasst ein konventioneller
Pflanzenzuchtbeutel einen kissenförmigen oder polsterförmigen Sack
oder Beutel aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, der ein Pflanzennährmedium
enthält.
In Gebrauch werden Zuchtbeutel auf den Boden eines Gewächshauses
oder dergleichen gestellt und Pflanzen werden durch Löcher gezüchtet, die
in die obere Wand des Beutels geschnitten sind.
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Feldböden sind
allgemein unzufriedenstellend zum Gebrauch als ein Pflanzennährmedium
für die
Herstellung von Pflanzen in Zuchtbeuteln. Dies liegt hauptsächlich darin
begründet,
dass Böden nicht
das erforderlich Belüftungs-,
Entwässerungs- und
Wasserhaltevermögen
bereitstellen. Typischerweise werden in solchen Behältern auf
Torf basierende Kompostmaterialen verwendet. Torfe werden durch
die Anhäufung
von Pflanzenmaterialen in schlecht entwässerten Bereichen gebildet.
Der Typ von Pflanzenmaterial und der Zersetzungsgrad bestimmen umfassend
seinen Wert zum Gebrauch als ein Nährmedium. Folglich kann das
Nährmedium
in einem Behälter
sich hinsichtlich physikalischer und chemischer Charakteristiken
bedeutend von dem in einem anderen unterscheiden, z. B. pH-Wert,
Dichte, Feuchtigkeitsgehalt, etc. Es ist deshalb schwierig für einen
Gartenbaukünstler,
genau und einheitlich die Bedingungen zu steuern, unter denen Pflanzen wachsen.
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In
letzter Zeit waren Hersteller von Pflanzennährmedien, Zuchtbeuteln und
dergleichen bestrebt, die mit solchen konventionellen Nährmedien
und Zuchtbeuteln verknüpften
Nachteile zu überwinden.
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Steinwolle
findet breite Verwendung als ein Pflanzennährmedium aufgrund seiner inerten
Charakteristiken in Bezug zum Züchten
einer Pflanze, Sterilität,
die eine lange Haltbarkeit und ideale physikalische Eigenschaften
(Belüftung,
Wasserrückhalt, Entwässerung,
etc.) liefert. Nährmittel
etc. werden einfach dem Nährmedium
hinzugefügt
und die Bedingungen, unter denen eine Pflanze wachsen kann, können dadurch
genauer insbesondere beim Züchten
in einer geschlossenen Umgebung, z. B. einem Gewächshaus gesteuert werden.
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Steinwolle
stellt jedoch eine Umweltgefahr, da sie schwer und teuer wieder
aufzubereiten ist, und eine Gesundheitsgefahr dar. Langfristige
Aussetzung zu Steinwolle kann zu Halsschmerzen, Atmenbeschwerden,
Reizungen an der Haut und den Augen führen und kann deshalb Atemschutz
und Schutzkleidung bei Handhabung durch Hersteller oder in situ durch
Gärtner
erfordern.
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Bekannte
Pflanzenzuchtsysteme umfassen typischerweise die Schritte, Samen
in Anzuchtschalen zu pflanzen, die mit einem auf Torf basierenden Kompost
oder dergleichen gefüllt
sind, um Keimen der Samen zu ermöglichen;
einzelne Setzpflanzen zusammen mit ihrem Wurzelsystem und einer
kleinen Menge von auf Torf basierendem Kompost zu entfernen und
sie in einzelne Zuchtzellen umzupflanzen, die Topferde oder dergleichen
enthalten; und, wenn die Setzlinge gebildet wurden, sie in Zuchtbeutel
umzupflanzen, die Pflanzennährmedium
enthalten, um sie zu reifen Pflanzen zu entwickeln.
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Offensichtlich
werden die Vorteile der Verwendung von Steinwolle als ein Pflanzennährmedium
in Zuchtbeuteln oder Anzuchtschalen in solchen Systemen vermindert,
da Steinwolle, anders als auf Torf basierender Kompost, nicht biozersetzbar
ist und eine Gesundheitsgefahr darstellen kann.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein oder mehrere
der mit dem Stand der Technik verknüpften Probleme zu verringern
oder uberwinden.
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Einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Pflanzennährmedium
geschaffen, das Lignozellulosefasern aufweist, die zumindest teilweise
mit Lignin beschichtet sind. Ein Lignozellulosefasern aufweisendes
Pflanzennährmedium ist
in
EP 1 210 866 A offenbart.
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Lignozellulosefasern
sind biozersetzbar und können
anschließend
zum allgemeinen Kompostieren verwendet werden, wenn darin gezüchtete reife Pflanzen
entfernt wurden oder ihre Frucht geerntet wurde. Wiederaufbereitung
ist direkt und kostengünstig.
Außerdem
hat das Nährmedium
die gewünschten
physikalischen Charakteristiken, z. B. Belüftungs-, Entwässerungs-
und Wasserrückhaltevermögen ohne
die mit dem Stand der Technik verknüpften Gesundheits- und Umweltgefahren.
Zusätzlich wird
die Haltbarkeit des Nährmediums
aufgrund der Ligninbeschichtung verlängert, die in gewissem Ausmaß die Absorption
von Faulmitteln durch die Fasern wie zum Beispiel Stickstoff hemmt.
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Die
Fasern können
im Wesentlichen mit Lignin beschichtet sein.
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In
einer Ausführungsform
sind die Fasern teilweise mit Lignin beschichtet.
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Die
Fasern können
in eine oder mehrere getrennte Einheiten vorgeformt sein. Vorzugsweise werden
die Fasern zu Blöcken
vorgeformt. Die Blöcke
können
eine kubische Form aufweisen.
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Die
getrennten Einheiten können
aus einer einzelnen Masse von Fasern oder einer Mehrzahl von Schichten
gebildet werden, von denen jede eine Masse aus Faser aufweist. Vorzugsweise
werden die getrennten Einheiten aus einer einzelnen Masse von Fasern
gebildet.
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In
einer Ausführungsform
haben die getrennten Einheiten im Wesentlichen einheitliche Eigenschaften
in Bezug zueinander, wie zum Beispiel Dichte.
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Die
Fasern können
im Wesentlichen parallel zu der Ebene der oberen Fläche des
Blocks ausgerichtet oder im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der
oberen Fläche
des Blocks ausgerichtet sein. Ausrichtung der Fasern prädisponiert
die Wurzeln einer Pflanze, um sich im Wesentlichen in der gleichen Ebene
wie die Ausrichtung der Fasern zu erstrecken, d. h. Fasern, die
im Wesentlichen parallel zu der Ebene der oberen Fläche des
Blocks ausgerichtet sind, prädisponieren
die Wurzeln einer Pflanze so, um sich im Wesentlichen in einer Ebene
parallel zu der Ebene der oberen Fläche des Blocks zu bewegen;
und Fasern, die im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der oberen
Fläche
des Blocks ausgerichtet sind, prädisponieren
die Wurzeln einer Pflanze, um sich im Wesentlichen in einer Ebene
senkrecht zu der Ebene der oberen Fläche des Blocks zu bewegen.
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In
einer Ausführungsform
sind die Fasern zufällig
verteilt.
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Die
Fasern haben vorzugsweise eine mittlere Trockendichte im Bereich
von 30 bis 100 g/l, stärker
bevorzugt eine mittlere Dichte im Bereich von 50 bis 70 g/l.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weisen die Fasern in einer getrennten Einheit eine Mischung aus
Fasern mit Trockendichten im Bereich von 30 bis 100 g/l und Fasern
mit Trockendichten im Bereich von 50 bis 70 g/l auf.
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Das
Rohmaterial für
die Faser kann aus Holzfasern, Holzchips und/oder dem Brei von Frischholz
hergestellt werden. Vorzugsweise wird das Rohmaterial mechanisch
zerdrückt,
um die Fasern zu erhalten.
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Die
getrennten Einheiten können
ein Klebemittel und/oder ein chemisches Bindemittel zum Anhaften
der Fasern aneinander aufweisen. Das Klebemittel kann eine oder
mehrere Kunstfasern und/oder eine oder mehrere Klebstoffpartikeln
aufweisen. Vorzugsweise weist das Klebemittel eine oder mehrere Kunstfasern
auf. Die Kunstfaser und/oder Klebstoffpartikeln wirken als ein Klebstoff
zum Vereinfachen der Ausbildung der getrennten Einheiten und zum
Halten der getrennten Einheiten in ihrer ausgebildeten Form zusätzlich dazu,
dass sie mechanische Stabilität
bereitstellen.
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Die
eine oder mehreren Kunstfasern können Kunststofffasern
aufweisen. Vorzugsweise weist die Kunstfaser eine Zweikomponentenfaser
auf. Stärker bevorzugt
weist die Kunstfaser einen Kern aus Polyester und eine Hülle aus
Polyethylen auf.
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Das
Klebemittel kann durch Behandlung mit Wärme und/oder mit Druck und/oder
UV-Aushärtung aktiviert
werden. Stärker
bevorzugt wird das Klebemittel wärmeaktiviert.
In einer Ausführungsform,
in der das Klebemittel eine Zweikomponentenfaser mit einem Polyesterkern
und einer Polyethylenhülle
aufweist, hat der Polyesterkern einen sehr hohen Schmelzpunkt, wohingegen
die Polyethylenhülle
bei 127°C
schmilzt, an den Fasern anhaftet und sich nach Abkühlung nach
Wärmebehandlung über 127°C verfestigt.
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Nährmittel,
Pflanzenhormone, Herbizide, Fungizide, Pestizide oder jegliche andere
Zusammensetzungen, die gegen Tiere, Insekten, Bakterien, Pilze oder
dergleichen verwendet werden, können dem
Nährmedium
hinzugefügt
werden. Die getrennten Einheiten können eine Hülse aufweisen. In Gebrauch
kann die Hülse
sich um die Seiten einer getrennten Einheit erstrecken. In Gebrauch
kann eine solche Hülse
verhindern, dass sich die Wurzeln einer Pflanze über die Hülse hinaus erstrecken. Die
Hülse wird
vorzugsweise aus Kunststoffen wie zum Beispiel Polyethylen, PVC
oder dergleichen hergestellt.
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Herstellung
von Material für
die getrennten Einheiten ist im Wesentlichen in
DE 100 56 829 beschrieben, das die
Herstellung von Isoliermaterialien offenbart, durch die Material
mittels eines mechanischen Mischens von Pflanzenfaser und Kunstfaser, des
Ausbildens einer Endlosmatte, des Trocknens und des Bindens der
Matte unter Verwendung von Heißluft
gepresst wird.
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Einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Pflanzennährbehälter geschaffen,
der wie hier vorhergehend beschriebenes Pflanzennährmedium
enthält.
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Das
Pflanzennährmedium
umfasst vorzugsweise lockere Fasern. Der hierin verwendete Ausdruck "lockere Fasern" soll Fasern bedeuten,
in denen das Klebemittel nicht aktiviert ist. Stärker bevorzugt weist das Pflanzennährmedium
kein Klebemittel auf.
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Der
Behälter
ist vorzugsweise ein länglicher, geschlossener
Behälter.
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Vorzugsweise
wird der Behälter
durch zwei Querdichtungen abgedichtet.
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Der
Behälter
kann aus einem flexiblen Material hergestellt werden. Vorzugsweise
wird der Behälter
aus einem flexiblen Folienmaterial hergestellt. Stärker bevorzugt
wird der Behälter
aus Kunststoff hergestellt. Noch stärker bevorzugt wird der Behälter aus
Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, und/oder einem jeglichen
anderen geeigneten Kunstharz hergestellt. Noch stärker bevorzugt
wird der Behälter
aus Polyethylen hergestellt.
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Der
Behälter
kann gefärbt
sein, um Licht beim Züchten
von Pflanzen zu reflektieren.
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Die
Dicke des flexiblen Folienmaterials beträgt vorzugsweise 20 bis 50 μm.
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Der
Behälter
kann eine längliche
Hülle,
ein länglicher
Beutel, Sack oder dergleichen sein.
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Der
Behälter
kann polsterförmig
oder kissenförmig
sein.
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Der
Behälter
kann einen rechteckigen, kreisförmigen
oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
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Der
Behälter
enthält
vorzugsweise Pflanzennährmedium,
in dem die Lignozellulosefasern zufällig ausgerichtet sind.
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Vorzugsweise
enthält
der Behälter
kein Pflanzennährmedium,
das ein Klebemittel aufweist.
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Der
Behälter
weist vorzugsweise Pflanzennährmedium
auf, das aus Lignozellulosefasern ohne die Zugabe von Zusatzsubstanzen
wie zum Beispiel Düngemitteln,
Nährmitteln,
Pestiziden, Pflanzenhormonen, Fungiziden, Herbiziden oder jeglichen
anderen Substanzen besteht, welche gegen Tiere, Insekten, Bakterien,
Pilze oder dergleichen verwendet werden.
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Die
Abmessungen des Behälters
können über breite
Bereiche variiert werden, um zu dem Pflanzentyp zu passen, der in
demselben gezüchtet werden
soll.
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Vorzugsweise
füllt das
Pflanzennährmedium den
Behälter
im Wesentlichen.
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Der
Behälter
kann durch ein jegliches geeignetes Mittel einschließlich Nähen, Heften,
einen Klebstoff und/oder Verschweißung abgedichtet werden.
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Die
Dichtung wird vorzugsweise durch Verschweißung unter Verwendung einer
linearen Verschweißung
wie zum Beispiel einer Stabverschweißung realisiert. Abdichten
des Behälters
stellt sicher, dass die Inhalte trocken, sauber und steril gehalten werden.
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Der
Behälter
kann durch ein jegliches geeignetes Verfahren wie z. B. Abdichten
eines Endes des Behälters,
Füllen
des Behälters
bis zum gewünschten
Ausmaß,
Schließen
des offenen Endes des Behälters
und Abdichten des offenen Endes gebildet werden.
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Der
Behälter
kann vorgeschnittene und/oder perforierte Öffnungen aufweisen, die mit
einem temporären
Verschluss, wie zum Beispiel einem Verschlussstreifen aus Kunststoff
versehen worden sind, welcher über
die Öffnung
zum Abdichten derselben gummiert oder punktgeschweißt werden
kann. Der temporäre
Verschluss kann anschließend
entfernt werden, wenn der Behälter
sich in Gebrauchsposition befindet.
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Einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein System
zum Züchten
von Pflanzen geschaffen, das die Verwendung eines Pflanzennährbehälters wie
hier vorhergehend beschrieben und eines Pflanzennährmediums
aufweist, das zu einer oder mehreren getrennten Einheiten wie hier
vorhergehend beschrieben vorgeformt wurde.
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Einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren
zum Herstellen eines wie hier vorhergehend beschriebenen Pflanzennährmediums
geschaffen, das Trocknen von Lignozellulosefasern derart umfasst,
dass die Faser einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 15%
aufweist und die Fasern zumindest teilweise mit Lignin beschichtet
sind. Vorzugsweise wird Trocknen der Fasern bei einer Temperatur
von mindestens 100°C ausgeführt.
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Das
Verfahren kann den Vorschritt aufweisen, Holzfasern, Holzchips und/oder
den Brei aus frischem Holz mechanisch zu zerdrücken.
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Vorzugsweise
können
die Fasern einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 15% Gewichtsprozent,
vorzugsweise im Bereich von etwa 10–14%, stärker bevorzugt etwa 12% haben.
Als eine Folge des wie hier offenbarten Trocknens der Fasern beschichtet
innerhalb der Fasern vorhandenes Lignin zumindest teilweise die
Fasern.
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Die
Fasern können
anschließend
mit Klebemittel zum Bilden getrennter Einheiten wie vorhergehend
beschrieben beigemischt werden. Die Ausbildung von getrennten Einheiten
in Form einer Schicht stellt sicher, dass die getrennten Einheiten
in jeder Charge einheitliche Eigenschaften aufweisen.
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Einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren
zum Züchten
von Pflanzen geschaffen, das die Verwendung eines wie hier vorhergehend
beschriebenen Pflanzennährmediums
vorgeformt in eine oder mehrere getrennte Einheiten aufweist, wobei
das Verfahren die Schritte aufweist, einen oder mehrere Samen, Setzlinge und/oder
Pflanzen in die eine oder die mehreren getrennten Einheiten zu legen.
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Einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren
zum Züchten
von Pflanzen geschaffen, das die Verwendung eines wie oben beschriebenen
Pflanzennährbehälters aufweist,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- i) Ausbilden einer Öffnung
in dem Pflanzennährbehälter; und
- ii) Legen eines oder mehrerer Samen, Setzlinge und/oder Pflanzen
auf das Pflanzennährmedium, das
durch Ausbilden einer Öffnung
in dem Behälter
freigelegt ist.
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Einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren
zum Züchten
von Pflanzen geschaffen, das die Verwendung eines wie hier vorhergehend
beschriebenen Systems einschließt,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte einschließt:
- i) Ausbilden einer Öffnung in dem Pflanzennährbehälter; und
- ii) Positionieren von in eine oder mehrere getrennte Einheiten
vorgeformtem Pflanzennährmedium derart,
dass die eine oder mehreren getrennten Einheiten mindestens einen
Teil der Öffnung überlagern.
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Das
wie hier vorhergehend beschriebene Pflanzennährmedium kann aus wie hier
vorhergehend beschriebenen Lignozellulosefasern bestehen, die zumindest
teilweise mit Lignin beschichtet sind.
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Es
sollen nun bestimmte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung nur als Beispiel beschrieben werden, in denen
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1 einen
Zuchtblock gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 einen
in einem Zuchtblock gemäß der vorliegenden
Erfindung kultivierten Setzling darstellt;
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3 einen
Behälter/Zuchtbeutel
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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4 eine
reife Pflanze darstellt, die in einem System gemäß der vorliegenden Erfindung
gezüchtet
worden ist.
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1 zeigt
einen im Wesentlichen kubischen Zuchtblock 10 mit einer
oberen Fläche 12 und einer
unteren Fläche 14.
In der oberen Fläche 12 ist eine
quadratische Vertiefung 16 zum Aufnehmen eines Samens/Setzlings
angeordnet.
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2 zeigt
den Zuchtblock 10 mit einem Setzling 18 mit Wurzeln 19,
die sich durch den Block 10 erstrecken, wobei der Setzling 18 in
der Vertiefung 16 aufgenommen ist.
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3 zeigt
einen Pflanzennährbehälter 20 mit
rechteckigem Querschnitt und einen länglichen rechteckigen Körper 22 mit
einer oberen und unteren [Lakune] 24, 26. Der
Behälter
weist eine lineare Querdichtung 28 an einem Ende auf. Die
Dichtung 28 ist von dem Ende des Beutels zurückgesetzt,
um einen schmalen Streifen Behälterwand 30 jenseits
der Dichtung 28 zu belassen, und wird unter Verwendung einer
Stabverschweißung
hergestellt. Der Behälter 20 enthält 90 abgedichtete
Volumenprozent von Pflanzennährmedium.
Das andere Ende des Behälters 20 weist
auch eine lineare Querdichtung 32 mit einem schmalen Streifen
der Behälterwand 34 jenseits
derselben auf.
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In
Gebrauch (4) wird der Behälter an
der Verwendungsstelle, zum Beispiel auf dem Boden oder auf dem Stützgerüst eines
Gewächshauses
niedergelegt, und die oberste Wand 24 des Behälters 20 wird
an der ausgewählten
Position zum Bilden einer Öffnung 40 der
gewünschten
Größe entsprechend
einem Oberflächenbereich
der Bodenfläche 14 eines Blocks 10 eingeschnitten.
Die Öffnung 40 weist
typischerweise 10 cm2 auf und wird durch
Einschneiden eines guadratischen Teils der Behälterwand 24 ausgebildet.
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Der
Block 10 mit einem darauf angeordneten gebildeten Setzling 40 kann
dann an richtiger Stelle positioniert, so dass der Block 10 im
Wesentlichen die in dem Behälter 20 ausgebildete Öffnung überlagert,
und unter Verwendung eines jeglichen geeigneten Mittels wie zum
Beispiel einer Schnur befestigt werden. Alternativ können Samen,
Setzlinge und/oder Pflanzen einfach in dem Behälter 20 gezüchtet werden,
indem der Samen, Setzling und/oder die Pflanze in das Nährmedium
gelegt werden, das nach der Ausbildung einer Öffnung in der Behälterwand
frei liegt, oder einfach auf dem Block 10 gezüchtet werden.
Während
der gesamten Aufzucht der Pflanze werden Nährstoffe, Pestizide, Herbizide, Pflanzenhormone,
Fungizide, Bakterizide und dergleichen, typischerweise in Lösung, dem
Zuchtblock 10 und/oder Nährmedium in dem Behälter 20 zugeführt, durch
den sich das Wurzelsystem der Pflanze entwickelt hat.