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Die Erfindung betrifft erdelose Kulturverfahren. Genauer
gesagt betrifft sie Verfahren, bei denen die Kultur mehrere
Wachstumsabschnitte der Pflanzen umfaßt, wobei jeder
Abschnitt zu der Verwendung eines Substrats mit größerem
Volumen als das vorhergehende führt, um eine
zufriedenstellende Entwicklung des Wurzelsystems der Pflanze zu
ermöglichen.
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Bei den intensiven erdelosen Kulturverfahren führt gute
Ausnutzung der Materialien und des verfügbaren Raumes zu einer
Reihe von Wachstumsabschnitten, die jeweils der Verwendung
eines spezifischen Substrats entsprechen.
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Die gegenwärtig am weitesten verbreitete Art bei erdelosen
Kulturverfahren in Treibhäusern umfaßt daher zumindest zwei
aufeinanderfolgende Wachstumsabschnitte. Der erste
entspricht dem Anfangswachstum der Pflanzen. Da diese noch
nicht viel Raum einnehmen und ein begrenztes Wurzelwachstum
aufweisen, wird bei gewerblicher Anwendung in dieser Phase
bevorzugt ein Substrat mit geringem Volumen verwendet.
Dadurch wird es möglich, die Anzahl der kultivierten Pflanzen
auf begrenztem Raum zu vervielfachen. Es wird dadurch auch
möglich, das Volumen der Nährlösung zu minimieren, die
erforderlich ist, um das Substrat in einem Zustand zu
halten, welcher der Entwicklung der Pflanzen angemessen ist. In
einer zweiten Phase werden die Pflanzen, die auf diesem
volumenmäßig begrenzten Substrat herangewachsen sind,
zusammen mit dem ersten Substrat auf einem voluminöseren zweiten
Substrat angeordnet und üblicherweise in Abstand voneinander
angeordnet.
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Die Erfindung betrifft mineralische Substrate, auf denen
Pflanzen gezogen werden, die lediglich ein begrenztes
Volumen in der Größenordnung eines Kubikdezimeters erfordern.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung Substrate aus
Mineralfasern, wie etwa aus Glaswolle oder Steinwolle.
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Gemäß der Erfindung in Frage kommende Substrate sind
allgemein in Form eines Parallelepipeds ausgebildet. Dies ist
diejenige Form, die vom Standpunkt des Herstellers und auch
des Anwenders aus mit Abstand die zweckdienlichste ist. Der
Transport dieser Substrate verbessert sich dadurch, daß
Toträume vermieden sind. Ebenso wird ihre Herstellung
dadurch sehr erleichtert und eignet sich für die Anwendung
fortgeschrittener Automatisierung. Diese Vorteile machen
sich bei Produkten bemerkbar, die notwendigerweise zu sehr
niedrigen Preisen angeboten werden müssen. Für den Anwender
ermöglicht die Parallelepipedform in jenen Wachstumsphasen,
in denen die Pflanzen wenig entwickelt sind, die bequeme
Umgruppierung dieser Elemente auf begrenzter Fläche, und ist
vorteilhaft für Minimierung der Stellfläche.
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Der Einfachheit halber werden diese Substratelemente in der
Folge als würfelförmige Blöcke bezeichnet, wobei allerdings
nicht zu vergessen ist, daß sie nicht unbedingt, auch nicht
allgemein gesprochen, eine echte Würfelform aufweisen. Diese
Bezeichnung wurde jedoch gewählt, da sie bei den Anwendern
üblich ist.
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Für ein besseres Verständnis des Problems, dessen Lösung
sich die Erfindung zum Ziel setzt, ist es erforderlich,
zuerst die übliche Verwendungsweise dieser Blöcke näher
darzulegen.
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Bei den Arten der intensiven Kulturverfahren, die die
bedeutendsten Absatzmärkte für diese Art von Produkten, den
Blöcken, darstellen, sind diese in einer Anfangsphase auf
einer großen Fläche nebeneinander aufgereiht. Bei dieser Art
der Aufstellung ist es notwenig, sowohl ausreichende
Bewässerung als auch angemessene Lüftung zu bewerkstelligen, um
ein möglichst vollständiges und schnelles Pflanzenwachstum
sicherzustellen. Die Bewässerung kann entweder von der
Oberseite als auch von der Unterseite, d.h. von der mit dem
Boden in Berührung stehenden Seite der Blöcke her,
durchgeführt werden. In der Praxis können diese beiden Arten der
Bewässerung kombiniert werden. Oft sind die Blöcke in einer
Einheit aufgestellt, die eine Art Trog bildet und die die
Bewässerungslösung enthält, worin die Blöcke teilweise
eingetaucht sind. Die Lösung steht im Verhältnis zur Höhe der
Blöcke so hoch, daß diese vollständig damit getränkt sind.
Bei zehn Zentimeter hohen Blöcken erreicht der Stand der
Bewässerungslösung zeitweise zum Beispiel ein Drittel der
Blockhöhe. Die Lösung steigt dann durch Kapillarwirkung in
dem Substrat auf. Nach erfolgter Bewässerung wird die
Bewässerungslösung abgelassen und so für weitere Anwendung
wiedergewonnen. Diese Art von Bewässerungsvorgang wiederholt
sich in einem Rhythmus, der zum einen von der in Betracht
kommenden Kultur und zum anderen von den
Umgebungsbedingungen (Jahreszeit, Temperatur, Verdunstung etc.)
abhängt. Nach einer gewissen Entwicklung der Pflanzen ist es
üblich, die Blöcke in gegenseitigen Abstand zu bringen, um
mehr Raum und Licht zur Verfügung zu stellen. Noch in dieser
Phase wird die Bewässerung vorzugsweise in der oben
beschriebenen Art durchgeführt, die als "Anstaubewässerung"
bezeichnet wird.
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Wir haben gesehen, wie die Bewässerung während dieser
Wachstumsphasen auf Blöcken durchgeführt werden kann. Es wurde
auch erwähnt, daß es notwendig ist, zwischen den einzelnen
Bewässerungsvorgängen eine gute Belüftung der Wurzeln zu
gewährleisten.
Diese Belüftung ist eine notwendige Bedingung
für ein gutes Wurzelwachstum. Herkömmliche Blöcke haben eine
ebene Grundfläche, die vollständig auf dem Untergrund ruht,
genauer gesagt, auf dem Boden des Troges oder seiner
Auskleidung, wobei zumeist eine undurchlässige Folie den
Untergrund bedeckt und ihn von den Blöcken trennt. Bei all diesen
Anwendungen ergibt sich immer die gleiche Schwierigkeit. Die
Bodenfläche des Blockes neigt bei Berührung mit ihrer
Aufstandsfläche dazu, nach beendeter Bewässerung einen
Flüssigkeitsfilm zu halten. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß
beim Ablassen der Bewässerungslösung, die ebenso von oben
wie beim Anstauen von unten her zugeführt worden sein kann,
die Berührung zwischen dem Block und seiner Aufstandsfläche
durch etwas, das man als Oberflächeneffekt bezeichnen
könnte, einen zusammenhängenden Flüssigkeitsfilm zurückhält,
der sich normaler Trockenlegung des Blockes mittels
Schwerkraft widersetzt. Unter diesen Umständen verlängert sich die
Zurückbehaltung von Wasser so erheblich, daß das günstigste
Verhältnis zwischen Wasser und Luft nur erschwert
hergestellt werden kann.
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Um schnelles Ablaufen der Flüssigkeit nach jedem
Bewässerungsvorgang zu ermöglichen, haben die Anwender die
Methode entwickelt, unter den Blöcken ein poröses Material
oder Roste anzubringen, die diesen Oberflächeneffekt durch
Unterbrechung der Berührung zwischen den Blöcken und ihrer
Aufstandsfläche beseitigen. Diese Hilfsmittel haben jedoch
den Nachteil, daß sie die Wartung der Bodenflächen der
Kulturen erschweren. Sie müssen vor allem vor Anlegung jeder
neuen Kultur sterilisiert werden. Eine andere Lösung (EP-A
176134) bestand darin, Nuten in der Unterseite der Blöcke
anzubringen. Diese Nuten mit Tiefen und Breiten in der
Größenordnung von 1 bis 2 cm unterbrechen den Film
dergestalt, daß die Trockenlegung und somit die Belüftung der
Blöcke verbessert wird. Die Nuten ermöglichen eine
Verminderung der Berührungsfläche um ungefähr ein Drittel, sowie
eine Rückkehr zu einem geeigneten Wasser-/Luftverhältnis in
wesentlich kürzerer Zeit nach jeder Bewässerung. An der
Unterseite des Blockes verbleibt jedoch eine immer noch sehr
beträchtliche Fläche in Kontakt mit der Aufstandsfläche und,
obwohl verkleinert, verbleibt der untere Flüssigkeitsfilm an
diesen Berührungspunkten.
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Die Erfindung soll parallelepipedförmige Substrate für die
Pflanzenaufzucht zur Verfügung stellen, die bei ihrer
Anwendung eine auf das zur Erhaltung ihrer Standfestigkeit
erforderliche Minimum reduzierte Fläche in Kontakt mit der
Aufstandsfläche aufweisen.
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Unter den Materialien für die Blöcke, ob Glasfasern oder
Mineralfasern, werden genügend "starre" ausgewählt, damit
diese sich auch bei Durchtränkung mit Bewässerungslösung
nicht durch ihr Eigengewicht wesentlich verformen. Dies
erreicht man durch die Auswahl von Filzen mit sowohl
ausreichender Dichte als auch einer Struktur, die ihre
Steifheit verstärkt.
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Besonders die Hauptausrichtung der Fasern kann so gewählt
werden, daß die Druckfestigkeit verbessert wird. Es ist
ebenso möglich, solche Filze durch eine homogenere Wirrlage
der Fasern widerstandsfähiger zu gestalten. Man kann
weiterhin die Abmessungen der Fasern (Durchmesser, Länge) in
gewissem Maße nach den Prinzipien auswählen, die für die
Festlegung der mechanischen Eigenschaften dieser Art von Filz
bei Anwendung für Dämmzwecke bekannt sind.
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Um den Anforderungen der Erfindung zu genügen, haben die
Blöcke auf ihrer Unterseite Vorsprünge, auf denen sie bei
Verwendung stehen. Die Vorsprünge sind vorzugsweise aus dem
gleichen Material, aus dem auch das Substrat besteht. Die
Aufstandsfläche dieser Vorsprünge bleibt geringer als ein
Zehntel der gesamten Basisfläche des Blockes und
vorzugsweise geringer als ein Zwanzigstel derselben.
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Die Wahl der Ausformung der Vorsprünge richtet sich in
erster Linie nach Einfachheit der Herstellung.
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Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung in größerer
Einzelheit und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, worin:
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Fig. 1 ein Substrat in der herkömmlichen Blockform
zeigt;
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Fig. 2a und 2b eine Draufsicht und eine Bodenansicht einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform eines
Blockes zeigen;
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Fig. 3a und 3b eine eine Draufsicht und eine Bodenansicht
einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsform eines Blockes zeigen;
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Fig. 4a und 4b eine Draufsicht und eine Bodenansicht einer
Anordnung von Blöcken zeigt;
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Fig. 5 schematisch vereinfacht die Verwendung der
Blöcke in den ersten Wachstumsphasen der
Pflanzen zeigt; und
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Fig. 6 die Anwendung der Blöcke auf Aufzuchtmatten
zeigt.
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Der dargestellte Block hat die für Substrate aus Glas- oder
Steinwolle übliche Form. Bei der dargestellten
Ausführungsform hat er beispielsweise eine rechteckige Basis mit 120
auf 120 mm und eine Höhe von 75 mm.
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An seinem Oberteil hat der Block eine Aussparung irgendeiner
Art für die Aufnahme entweder eines vorher ausgekeimten
Samens auf einem Pfropfen mit der gleichen Form wie die
Aussparung, oder unmittelbar eines Samens. Bei den
wesentlichsten Anwendungen ist es üblich, die Keimung separat vor sich
gehen zu lassen, wodurch wiederum Raum gewonnen und die
Rentabilität der Anlagen durch verkürzte Inanspruchnahme der
verfügbaren Fläche verbessert wird.
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Die Seitenflächen des Blockes sind normalerweise mit einer
undurchlässigen Folie bedeckt. Der Zweck dieser Folie ist
es, die der Umgebungsluft ausgesetzte Oberfläche des
Substrats in den letzten Phasen der Aufzucht zu verringern, in
denen die Blöcke voneinander getrennt sind (und auch, wenn
sie auf den Aufzuchtmatten stehen, wie später anhand der
Fig. 6 gezeigt werden wird). Durch verringerte Exposition an
die Umgebungsluft werden Verdunstung und Gefahr der
Austrocknung des Substrats verringert und damit auch die
Notwendigkeit von in kürzeren Zeitabständen erfolgender
Versorgung mit Lösung.
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Fig. 2 ist die perspektivische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Blockes mit einer Basis, die nicht flach, sondern
konkav-zylindrisch ausgeformt ist. Wie vorher angedeutet,
hat diese Ausbildung den großen Vorteil, daß der Block
dadurch nur auf den Kanten, die zwei Seiten der Blockbasis
entsprechen, aufliegt. Die Berührungsfläche ist daher
äußerst beschränkt im Verhältnis zu der (gesamten)
Basisfläche.
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In der Praxis gibt es, auch bei Material mit guter
Steifheit, immer ein gewisses Absacken dieser tragenden Flanken.
Dennoch hat es sich gezeigt, daß die Breite der
Berührungskante mit der Aufstandsfläche normalerweise 3 bis 5 mm pro
Seite nicht überschreitet, was bei einer Gesamtbreite in der
Größenordnung von 120 mm eine Berührung durch weit weniger
als ein Zehntel der Basisfläche ergibt.
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In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die Höhe h zwischen
dem Scheitel der zylindrischen Partie und der Basis der
seitlichen Vorsprünge vorzugsweise nicht groß. Einerseits,
wie bereits angedeutet, ist keine große Höhe nötig, da es ja
in erster Linie darum geht, die Bildung eines durchgehenden
Flüssigkeitsfilms an der Blockbasis zu unterbinden. Dazu
genügen einige Millimeter zwischen der Blockbasis und der
zugehörigen Aufstandsfläche. Andererseits ist es
vorzuziehen, diese Höhe zu beschränken, damit in einer letzten
Phase, in der, wie in Fig. 6 gezeigt, die Blöcke auf
Aufzuchtmatten gestellt werden, die Berührung und die
Kontinuität des Substrats ausreichend gewahrt bleiben.
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Es ist tatsächlich wichtig, daß die Wurzeln bei Aufstellung
des Blockes auf der Matte ohne große Diskontinuität der
Abstützung aus jenem in diese übergehen können. Sobald der
Abstand, der die Unterseite des Blockes von der Oberfläche
der Matte trennt, zu groß wird, begünstigt der so
entstehende Zwischenraum den Übergang der Wurzeln in dieser zu
stark belüfteten Partie nicht. Da ja Blöcke wie auch Matten
aus halbsteifem Material sind, erlaubt es in der Praxis ein
Andrücken auf die Matte mit leichtem Druck bei nicht zu
großer Höhe, die beiden Oberflächen praktisch miteinander in
Berührung zu bringen. Um diese zufriedenstellende
Positionierung zu erreichen, wird die Höhe h bevorzugt bei ca. 12
mm gehalten.
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Gegebenenfalls ist es möglich, auf der Oberfläche der Matte
Rippungen vorzusehen, in welche die Vorsprünge auf der
Unterseite des Blockes zu stehen kommen, um so den Abstand
zwischen Block und Matte weiter zu verringern.
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Für die Herstellung der in Fig. 2 dargestellten Blöcke kann
vorteilhaft von der Herstellung von Blöcken mit ebener
Oberfläche ausgegangen werden, die dann zum Beispiel in die
entsprechende Form gefräst werden.
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Fig. 3 zeigt einen Block mit Vorsprüngen, die als Standfüße
an den vier Ecken der Blockunterseite angeordnet sind. Hier
ist die Unterfläche eben. Wie oben ist die Aufstandsfläche
beträchtlich verringert, so daß die Trockenlegung mit
optimaler Geschwindigkeit vonstatten geht.
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Wie oben bestehen die Vorsprünge vorteilhaft aus dem
gleichen Material wie das Substrat selbst. Die Bildung der
Standbeine wird zum Beispiel durch Ausschneiden erreicht.
Dieselben Erwägungen bezüglich der Höhe h der Standbeine
treffen auch auf diese Ausführungsform zu.
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Bei den beiden Ausführungsformen wie auch in analogen, die
der Definition der Erfindung entsprechen, begünstigt die
Erzielung guter Trockenlegung zwischen den jeweiligen
Bewässerungsvorgängen eine befriedigende Wurzelentwicklung. In
der Praxis sehen sich die Wurzeln, die vorzugsweise die
Basisfläche des Blockes zu erreichen suchen, in ihrem
Fortschritt durch den Kontakt mit Luft zum Anhalten gezwungen.
Dadurch bilden sich seitliche Wurzeltriebe, die eine
vollständigere Durchwurzelung und folglich bessere Ausnutzung
der Blockmasse begünstigen.
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Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden die Blöcke normalerweise
in Reihen von mehreren aneinanderliegenden Blöcken
vertrieben, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Blöcke sind dabei generell
mit seitlichen Klebestreifen miteinander verbunden, die zur
Vereinzelung der Blöcke letztendlich entweder abgezogen oder
abgeschnitten werden können. Die Klebestreifen werden in
einem solchen Fall auf die undurchlässige Folie aufgesetzt,
die die Seitenflächen des Blockes umläuft.
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Fig. 5 zeigt einen Aufzuchttrog im Schnitt. Hier sind zwei
aufeinanderfolgende Wachstumsphasen dargestellt. In der
ersten Phase, die in der linken Hälfte zu sehen ist, sind
die Blockreihen wie in Fig. 4 aneinanderstoßend auf dem
Boden des Bewässerungstroges angeordnet. Im zweiten Stadium,
das auf der linken Hälfte gezeigt ist, sind die Blöcke
getrennt und voneinander abgerückt.
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In diesem zweiten Aufzuchtstadium kann herkömmliche
Anstaubewässerung der Blöcke während der Bewässerungsvorgänge zu
einem Verrücken der Blöcke führen, besonders wenn, was zur
Verbesserung der Entwässerung bevorzugt werden kann, der
Untergrund nicht vollständig horizontal ist, wodurch die
Blöcke auf dem Flüssigkeitsfilm verrutschen können. Da gemäß
der Erfindungs dieser Film nicht vorhanden ist, wird
jegliche Gefahr des Verrutschens von Pflanzen beseitigt und damit
die Notwendigkeit, die vorübergehend gestörte Verteilung von
Hand wiederherstellen zu müssen.
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Fig. 6 zeigt das letzte Stadium des Wachstums. Die Blöcke
sind nun auf den voluminöseren Matten aufgestellt.
Normalerweise sind die Matten ebenfalls von einer undurchlässigen
Folie bedeckt, welche Verluste durch Verdunstung verhindert.
Die betreffende Folie weist auf der Oberseite Öffnungen auf,
die den Standorten der Blöcke entsprechen.
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Wie im vorhergehenden erwähnt, ist es wichtig, gute
Berührung des Blockes mit der Matte sicherzustellen. Diese wäre
bei gänzlich ebener Blockbasis von selbst gegeben. Diese
Berührung kann bei Blöcken mit Nuten niemals vollständig sein.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Blöcke bei
gleichzeitiger Herbeiführung von leichten Verformungen und/oder mit
Anbringen von Rippungen auf der Matte stellt hinreichende
Annäherung der beiden Kultursubstrate in dem Umfange sicher,
als zunächst die weiter oben festgelegten Bedingungen für
die Höhe der Vorsprünge eingehalten wurden.