DE69100762T2

DE69100762T2 - Technik erdloser Pflanzenkultur unter Verwendung von Abfallmaterialien aus verbrauchten Substraten.

Info

Publication number: DE69100762T2
Application number: DE69100762T
Authority: DE
Inventors: Marie-Agnes Robert
Original assignee: Saint Gobain Isover SA France
Current assignee: Saint Gobain Isover SA France
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1991-02-14
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2011-02-15
Also published as: ES2049091T3; EP0442811B1; AU7100691A; ATE98421T1; JPH0775440A; CA2036109A1; PT96754B; EP0442811A1; BR9100585A; PT96754A; AU642461B2; DE69100762D1; MA22062A1; FR2658030B1; ES2049091T5; FR2658030A1; EP0442811B2

Description

Die Erfindung betrifft ein erdeloses Kulturverfahren unter Verwendung von Materialien auf der Basis von Mineralfasern, von denen zumindest ein Teil von gebrauchten Substraten stammt.
Die Entwicklung von erdelosen Kulturverfahren, insbesondere auf künstlichen Substraten, bringt das Problem der Entsorgung dieser Substrate nach Gebrauch mit sich. Die Frage ist umso schwieriger, als diese Substrate voluminöser und nicht abbaubar sind.
Substrate auf der Basis von Mineralwolle (Steinwolle oder Glaswolle) stellen gegenwärtig die am häufigsten in den erdelosen Kulturverfahren verwendeten Produkte dar, und im Hinblick auf sie stellt sich die Frage am dringlichsten.
Bei den gebrauchten Substraten auf Mineralwollbasis beschränkt sich die Entsorgung bisher in erster Linie auf die Mülldeponie. Diese Vorgehensweise wird aufgrund der zu behandelnden Volumen nicht immer akzeptiert. Es empfiehlt sich also, sich nach anderen Lösungen umzusehen.
Vor kurzer Zeit hat die Anmelderin vorgeschlagen, die gebrauchten Substrate durch Verbrennen der in ihnen enthaltenen organischen Materie wieder aufzuarbeiten für die Vermischung des Glases mit den Rohstoffen, welche in den Glasäfen eingesetzt werden. Dieses Verfahren stellt den Gegenstand der französischen Patentanmeldung Nr. 89 10043 dar. Die Kosten dieser Behandlung sind nicht unerheblich, falls die Produkte stark mit organischer Materie belastet sind.
Die Erfinder haben sich bemüht, Vorgehensweisen zu finden, um die gebrauchten Substrate so aufzuwerten, daß diese Produkte wieder einen gewissen wirtschaftlichen Wert erlangen. Sie sind hierfür von einer Analyse der in Betracht gezogenen Materialien ausgegangen.
In der Praxis handelt es sich bei den Substraten für erdelose Kultur auf Mineralwollbasis gewöhnlich um Produkte mit einer ausgeprägten Form (parallelepipedische Matten, Blöcke, Bahnen), welche von der beabsichtigten Verwendung abhängt. Pflanzenwachstum auf diesen Substraten führt im Lauf der Zeit zu ihrer Verformung und weiterhin zum Verfall ihrer Struktur, welcher gewöhnlich mit einer Verschlechterung ihrer Eigenschaften einhergeht. Aus diesen Gründen müssen Substrate auf Mineralfaserbasis regelmäßig ausgetauscht werden, auch wenn bestimmte Substrate in mehreren aufeinanderfolgenden Kulturen verwendet werden können. In der Praxis sind diese Produkte selten öfter als zweimal verwendbar, und eine gegenwärtige Tendenz ist es, nicht so kostspielige Produkte für einmaligen Gebrauch zu entwickeln, durch welche zwischenzeitliche Instandsetzungsarbeiten, wie etwa Sterilisierung, vermieden werden. Diese Tendenz unterstreicht zusätzlich den Bedarf nach Verfahren, welche diese Produkte nach Gebrauch wieder zur Verfügung stellen.
Die Erfinder hatten die Idee, nach Bedingungen zu suchen, unter welchen die verwendeten Substrate als Kulturauflage wiederverwendet werden könnten. Sie haben also von der Möglichkeit einer Wiederverwendung in der ursprünglichen Form abgesehen. Wie oben angedeutet, bieten die gebrauchten Substrate nicht mehr die erforderlichen Eigenschaften. Die Kultur modifiziert zutiefst die mechanischen Eigenschaften (insbesondere die Druckfestigkeit, aber auch den einfachen Zusammenhalt, der allein die für Sterilisierungen erforderlichen Umstellungen erlaubt), die hydraulischen Eigenschaften, und erschwert auch im Laufe der Zeit die Erlangung von sterilen Bedingungen.
Die Erfinder schlagen daher vor, die gebrauchten Substrate umzugestalten und sie unter anderen Bedingungen als denjenigen ihrer ersten Anwendung einzusetzen.
Gemäß der Erfindung bestehen die Kultursubstrate aus Mineralfaserpartikeln oder -knöllchen, welche zumindest teilweise von vorher sterilisierten und zerrissenen gebrauchten Substraten stammen, wobei diese Partikel oder Knöllchen in eine Hülle gepackt sind, welche aus einer nachgiebigen, wasserdichten und widerstandsfähigen Polymerfolie besteht.
Es versteht sich von selbst, daß ein Substrat vom erfindungsgemäßen Typ nicht die Eigenschaften der gewöhnlichen, aus Filzen geschnittenen Substrate bietet. Das erfindungsgemäße Produkt ist ein lockeres Produkt, welches nur durch die es beinhaltende Hülle in Form gehalten wird. Da die Hülle nachgiebig ist, weist das Substrat eine nicht genau definierte Form auf. Das Material, aus dem das Substrat besteht, kann ohne diese Hülle nicht angewendet werden.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Partikel oder Knöllchen stammen aus einem Zerreiß- oder Zerkleinerungsvorgang. Ihre Formen und Abmessungen sind unterschiedlich. In der Praxis sind diese Partikel nicht größer als einige Zentimeter. Typische Abinessungen liegen zwischen 0,5 und 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 cm.
Das aus Knöllchen bestehende Fasermaterial ist in der Hülle genügend verdichtet, um vollständig immobilisiert zu sein.
Ganz allgemein weist das Faserprodukt bedeutend höhere Dichtebedingungen auf als das ursprüngliche Produkt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Struktur der ursprünglichen Filze nicht mehr gegeben ist. Die Fasern in den Knöllchen bieten geringeren Widerstand gegen Kompression.
Die Dichte der im erfindungsgemäßen Substrat versammelten Knöllchen entspricht gewöhnlich Ausgangsfilzen mit bedeutend geringerer Dichte. Beispielsweise liegt die Dichte im erfindungsgemäßen Substrat zwischen der 1,5- und 4-fachen Dichte des ursprünglichen Filzes und am häufigsten zwischen dem 2- und 3-fachen der ursprünglichen Dichte. In der Praxis ist der Dichtezuwachs umso größer, je geringer die Dichte der ursprünglichen Substrate war. Die als Substrate verwendeten Glaswollfilze, deren Dichte gewöhnlich zwischen 20 und 50 kg/m³ liegt, können gemäß der Erfindung zu Substraten führen, welche aus Knöllchen mit einer Rohdichte (oder Schüttdichte) zwischen 40 und 90 kg/m³ gebildet sind. Bei Steinwollesubstraten liegt die Dichte des ursprünglichen Filzes zwischen 40 und 90 kg/m³, während sie bei dem aus Knöllchen gebildeten Substrat gewöhnlich zwischen 60 und 120 kg/m³ liegt.
Gemäß der Erfindung setzen sich die Substrate normalerweise aus Fasern gleicher Art (Glas oder Stein) zusammen. Es ist jedoch auch möglich, Glaswolle- und Steinwollepartikel zu mischen. In diesem Fall liegen die erreichten Dichten bei Durchschnittswerten der oben angegebenen und hängen von dem jeweiligen Artenanteil ab.
Die den Substraten gemäß der Erfindung mitgeteilte Form ist bestimmt durch die der Hülle. Es ist üblich, eine Art von mehr oder minder länglichem "Kissen" oder "Sack" mit geringerer Dicke als Breite zu bilden. Die Breite dieses Kissens ist gewöhnlich zweimal so groß wie seine Dicke.
Die Dicke vor Befeuchtung beträgt 5 bis 15 cm und gewöhnlich 7 bis 10 cm. Die Breite des Kissens beträgt typischerweise 15 bis 30 cm.
Die Länge des Substrats hängt in erster Linie von dem Volumen, das es aufweisen kann, und der Anzahl der auf diesem Substrat gesetzten Pflanzen ab.
Aus Gründen der einfacheren Handhabung weist jedes Substrat auf einer Länge von 80 bis 140 cm gewöhnlich zwei oder drei Pflanzen auf.
Alles in allem steht bei den nachfolgend in der Beschreibung aufgezählten Kulturarten und Pflanzen von der Art der Tomaten, Gurken usw. jeder Pflanze ein Volumen von mindestens 5 l zur Verfügung. Es gibt keine obere Grenze für das Nutzvolumen - je größer, desto größer ist die der Pflanze zur Verfügung stehende Wasserreserve - unter gewöhnlichen Bedingungen stehen jeder Pflanze jedoch nicht mehr als 20 l zur Verfügung.
Um die Frage der hydraulischen Eigenschaften dieser Substrate in Angriff zu nehmen, ist es zuerst einmal nötig zu sehen, für welche Art von Verwendung sie vorgesehen sind.
Unter den erdelosen Kulturverfahren sind die typischsten diejenigen, welche sich am meisten von den "natürlichen" Bedingungen entfernen. Zu diesem Typ gehören insbesondere die in beheizten Gewächshäusern durchgeführten Kulturen. Diese Kulturen sind besonders in den Niederlanden entwickelt. Es handelt sich dabei also um Kulturen, welche große Investitionen erfordern und hohe Produktionskosten verursachen. Für die Rentabilität dieser Art von Kultur ist es nötig, hohe Erträge zu erzielen, oder mehr noch frühreifende Produktionen mit höheren Verkaufspreisen anzustreben. Die Aufzuchtbedingungen sind also durch eine Reihe von Notwendigkeiten bestimmt. Man muß zuallererst die Aufzucht saisonell sehr früh beginnen, z.B. ab November. Die Kultur wird also während eines großen Teils in Perioden mit sehr kurzen Tagen durchgeführt, während denen die Pflanzen wenig wachsen und besonders empfindlich gegen das Luft/Wasser-Gleichgewicht des Substrats sind. Unter diesen Umständen ist es nötig, die Kapazität des Substrats in genau diesem Punkt des Wassergleichgewichts und die Zufuhr von Wasser oder Nährlösung aufeinander abzustimmen. Moderne Gewächshäuser sind für eine relativ häufige Zufuhr, welche die Einstellung des Wassergehalts erlaubt, perfekt ausgerüstet. Aus diesem Grund ist es möglich und vorzuziehen, Substrate mit einem relativ hohen Luft-/Wasser- Verhältnis von beispielsweise zwischen 10 und 50% zu verwenden, was es erlaubt, jeglicher Erstickungsgefahr vorzubeugen. Bei diesen Kulturen ist der vertretbare Preis des Substrats vergleichsweise hoch. Folglich ist es möglich, perfektionierte Substrate wie solche aus Mineralfaserfilzen auszuwählen.
Es werden andere Kulturverfahren angewendet, welche weniger streng kontrollierte Bedingungen erfordern. Es handelt sich insbesondere um Kulturen, welche später in der Saison durchgeführt werden, z.B. ab Februar oder März, und die aus diesem Grund von reichlicherem Licht profitieren. Diese Kulturen werden insbesondere in Südfrankreich, Spanien und Italien durchgeführt unter sogenannten "Tunnels", d.h. Schutzdächern, welche aus einem mit durchsichtiger Plastikfolie bedeckten Gerüst hergestellt sind. In diesen relativ leichten Anlagen werden die Kulturen traditionell auf wenig bearbeiteten Substraten wie Torf oder Puzzolanerde durchgeführt. Diese Substrate werden wegen ihrer geringen Kosten gewählt. Im Gegensatz zu den in beheizten Glasgewächshäusern gezogenen, frühreifenden Kulturen erfolgen Produktion und Reifung zeitlich später, die Erträge sind geringer, und die Produktionskosten müssen zum Ausgleich so niedrig wie möglich sein.
Die Eigenschaften von Materialien wie Torf oder Puzzolanerde entsprechen nicht vollkommen den Bedürfnissen der Pflanzen. Bei Puzzolanerde ist die Wasserrückhaltefähigkeit sehr gering und erfordert häufige Berieselung, was eine gewisse Einschränkung darstellt. Es ist des weiteren ein Material, welches aufgrund seines Gewichts schwer handzuhaben ist und bei dem der Desinfizierungsvorgang nicht gewährleistet ist. Die schwierige Handhabung von Puzzolanerde ist besonders hinderlich bei Anwendungen, welche zu unterschiedlichen Kulturreihen führen und entsprechend unterschiedliche Substrate erfordern. Torf wiederum, aufgrund des Auftretens resistenter Arten, bietet nur unsichere Sterilität, egal mit welcher verwendeten Behandlung. Außerdem ist das Luft/Wasser-Verhältnis bei Torf sehr gering. Es liegt bei ca. 5%. In dieser Größenordnung besteht sogar in einer Phase des Wachstums, in der folglich Wasser benötigt wird, eine große Erstickungsgefahr für Pflanzen, wenn man nicht sehr genaue Mittel zur Kontrolle der Versorgung bereitstellt. Weiterhin wird das gespeicherte Wasser, wie man in den vergleichenden Versuchen sehen wird, vom Torf festgehalten und ist den Pflanzen daher wenig verfügbar.
Die erfindungsgemäßen Substrate bieten beachtenswerte Vorteile für die Aufzucht im "Tunnel". Zuerst einmal handelt es sich um relativ billige Produkte. Die Verwendung von gebrauchten Produkten ist wohlgemerkt ein wichtiger Faktor in der Kostenbestimmung, und die Behandlungen, welche die Kulturfilze durchlaufen, um die erfindungsgemäßen Substrate zu bilden, sind gleichfalls billig. Dennoch ist der hauptsächliche Vorteil im Vergleich mit Torf eine beträchtliche Verbesserung des Wasser/Luft-Verhältnisses. Dieses Verhältnis ist in der Praxis mindestens doppelt so hoch wie das bei Torf festgestellte (d.h. mehr als 10%), was es erlaubt, die Sicherheit der Kultur im Hinblick auf die Erstickungsgefahr beträchtlich zu verbessern. Ein weiterer Vorteil hängt mit der Tatsache zusammen, daß die Desinfektion der Produktion sehr viel gründlicher als bei Torf durchgeführt werden kann, ohne dafür unerschwingliche Kosten zu erreichen.
Die im vorangegangenen in Rede stehenden Luft/Wasser- Verhältnisse werden ohne Ansaugung gemessen, im Gegensatz zu den unten beschriebenen Operationen, was den verfügbaren Wassergehalt betrifft, der als der sogenannte pF-Wert bestimmt wird. Das Luft/Wasser-Verhältnis erhält man durch aufeinanderfolgende Messung des Gewichts des trockenen Substrats, des vollständig getränkten Substrats, und nachdem man es 10 Minuten lang auf einer ebenen und gut horizontalen Unterlage ruhen lassen hat, währenddessen ein Teil des Wassers abläuft.
Die weitere Beschreibung der hydraulischen Eigenschaften der Aufzuchtsubstrate erfolgt unter Bezug auf die Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Messung der hydraulischen Eigenschaften von verschiedenen Substratmaterialien;
Fig. 2 eine vergleichende Grafik der hydraulischen Eigenschaften von verschiedenen Substratmaterialien;
Fig. 3 eine Darstellung der Auswirkung der Substratdicke auf die hydraulischen Eigenschaften;
Fig. 4 eine Darstellung der Veränderlichkeit der hydraulischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Dichte;
Fig. 5 eine Darstellung der Veränderung der hydraulischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Faserfeinheit.
Um die Rückhaltung durch das Substrat zu kennzeichnen, bestimmt man den Wassergehalt von Proben, indem man es Saugkräften aussetzt. Man definiert so den Prozentsatz des von der wäßrigen Phase eingenommenen Substratvolumens bei einem in Abhängigkeit von der Höhe der Wassersäule (in cm) dargestellten Unterdruck. Zwei pF-Werte sind insbesondere bezeichnend für die Bewertung des Substrats: ein schwacher pF-Wert, welcher praktisch den Bedingungen der maximalen Zurückhaltung entspricht, und welchen man willkürlich als 10 cm Wassersäule wählt, und ein pF-Wert gleich 100 cm Wassersäule, welcher praktisch der höchsten Saugkraft entspricht, die z.B. Gemüsepflanzen ausüben können, und des weiteren die untere Feuchtigkeitsgrenze darstellt, über der das Substrat ständig gehalten werden muß.
Das Substrat ist umso besser, je größer das Verhältnis des zwischen diesen beiden pF-Werten extrahierten, d.h. des verfügbaren Wassers ist.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung, die verwendet wird, um die Wasserrückhaltefähigkeit des Substrats bei verschiedenen pF- Werten zu bestimmen.
Bei dieser Bestimmung sind alle Proben 7 des Materials, aus welchen das Substrat besteht, 7,5 cm hoch und liegen mit quadratischem Grundriß mit 10 cm Seitenlänge vor. Für diese lockeren Produkte stellt eine starre Form die Einfassung dar, welche das Produkt auf den vier Seitenflächen umgibt sowie die obere und untere Oberfläche freiläßt.
Diese Proben werden eine Stunde lang vollständig untergetaucht und dann auf ein poröses Material 8 gelegt, welches den Boden eines Troges 9 bedeckt. Das poröse Material, beispielsweise ein Sandbett, wird anfangs mit Wasser gesättigt.
Der Boden des Trogs 9 steht über eine biegsame Leitung 10 mit einem Gefäß 11 in Verbindung, dessen Flüssigkeitsstand durch ein Überlaufsystem gleich hoch gehalten wird. Die Anordnung des Gefäßes 11 an einem vertikalen Träger kann beliebig eingestellt werden. Die Messung des Unterdrucks wird systematisch durchgeführt unter Bezug auf die halbe Höhe der Probe. Man erlegt nacheinander verschiedene Niveauunterschiede auf, welche den untersuchten pF-Werten entsprechen. Die Messungen werden jeweils durchgeführt, nachdem die Proben bis zum Erhalt des Gleichgewichts in einem neuen Nivellierungszustand gehalten wurden.
Nach Erhalt des Gleichgewichts wird die Probe entnommen, gewogen, getrocknet, und nach dem Trocknen erneut gewogen. Die Differenz ergibt die zurückgehaltene Wassermenge und folglich das Verhältnis zwischen Wasser und Luft unter jeder der auferlegten Saugungsbedingungen.
Die Kurven der Wasserrückhaltefähigkeit in Abhängigkeit vom pF-Wert für verschiedene Materialien erlauben den Vergleich von jeweils für die Pflanzen verfügbarem Wasser.
Diese Kurven sehen bei den Mineralfasermaterialien wie in Fig. 2 bis 5 dargestellt aus. In diesen Kurven sind auf der Abszisse die Logarithmen der Ansaugung in Zentimetern Wassersäule, und auf der Ordinate die Prozentzahlen des vom Wasser eingenommenen Substratvolumens eingetragen. Durch die Differenz ist es möglich, daraus den Luftprozentsatz zu folgern. In all diesen Fällen ist das Volumen der Fasern selbst sehr gering und liegt um 5%.
Die Vergleichsversuche der Fig. 2 sind an Proben von gelbem Torf (I), braunem Torf (II), Kiefernborkenfragmenten (III) und Aufzuchtkulturen aus Partikeln, welche von Kultursubstraten aus Glasfaserfilzen stammen, durchgeführt. Die anfänglichen Filze setzen sich zusammen aus Fasern mit einem Micronaire (Maß für die Faserfeinheit) von 4/5g. Die Dichte der erfindungsgemäßen Probe liegt bei 80 kg/m³.
In der Fig. 2 stellt man fest, daß die Unterschiede zwischen 10 und 100 cm Wassersäule im Fall der erfindungsgemäßen Probe am größten sind.
Beim Substrat auf Basis von Borke - ebenso wie bei Puzzolanerde - wo der Wassergehalt bei 10 cm Saughöhe schon sehr gering ist, stellt das verfügbare Wasser nicht mehr als 30 bis 35% des Gesamtvolumens dar.
Bei den Torfen ist der Wassergehalt bei geringer Saugung gut, aber dieses Wasser läßt sich nur schwer vom Substrat trennen. Das verfügbare Wasser ist ca. 25% bei gelbem Torf und 45% bei braunem Torf.
Das verfügbare Wasser beim erfindungsgemäßen Substrat ist mehr als 70% des Substratvolumens.
Die erfindungsgemäßen Produkte bieten also eine verfügbare Wassermenge, die viel größer ist als bei den als Vergleichsgrundlage dienenden Produkten.
Wir haben im vorangehenden angedeutet, wie wichtig das zurückgehaltene, verfügbare Wasser für die Durchführung der Kulturen ist. Wenn es sich auch bei der Wurzelbelüftungskapazität um einen wichtigen Faktor handelt, so kann man doch feststellen, daß es in der Praxis für diese Belüftung ausreicht, wenn ein substantieller Bruchteil des Substratvolumens von Luft eingenommen wird. Die Belüftung geht nämlich gleichzeitig auf dem Umweg des in der Nährlösung gelösten Sauerstoffs vor sich, und diese Belüftung ist umso besser gewährleistet, je häufiger die im Kontakt mit den Wurzeln befindliche Lösung erneuert wird. Aus diesem Grund, und in Anbetracht der Anwendungsbedingungen - wir haben weiter oben angedeutet, daß sie den Perioden großer Wasserabsorption durch die Pflanzen entsprechen - ist der Bewässerungsaspekt von Vorrang.
Fig. 3 zeigt die Resultate von Versuchen analog zu denen von Fig. 2, welche mittels der zwei aus Steinwollepartikeln zusammengesetzten Substrate durchgeführt wurden, deren Dichte ca. 100 kg/m³ beträgt. Diese Substrate sind in Proben mit 10 cm (V) bzw. 15 cm (VI) Dicke gebildet. Die Prozentzahlen von verfügbarem Wasser betragen 62% bzw. 55% des Substratvolumens.
Diese Versuche zeigen, daß die Erhöhung der Dicke die Wassermenge zwar erhöht, aber nicht proportional. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, die Dicke in vernünftigen Grenzen und vorzugsweise unterhalb von 15 cm zu halten.
Die in Fig. 4 dargestellte Versuchsreihe zeigt den Einfluß der Dichte eines erfindungsgemäßen Substrats, welches aus Partikeln von Glaswolle mit einem Micronaire von 4/5g besteht. Die Kurven VII bis X stellen eine zunehmende Dichte dar: 45, 80, 100 und 130 kg/m³. Diese Versuche zeigen einen leichten Anstieg der Verfügbarkeit von Wasser bei diesen vier Produkten (mit dem geringsten bei 65% und dem stärksten in der Umgebung von 80%). Die Rückhaltefähigkeit erhöht sich übrigens mit der Dichte. Hierdurch ist es möglich, die Wahl des Materials den beabsichtigten Kulturen anzupassen.
Die letzte Vergleichsreihe wurde zwischen Produkten auf Basis von Partikeln aus Glaswolle mit unterschiedlichen Faserdurchmessern durchgeführt. Bei der Kurve XI ist der Micronaire 2,7/5g. Bei der Kurve XII ist der Micronaire 4/5g. Die Resultate zeigen eine sehr starke Übereinstimmung. Die Wasserrückhaltefähigkeit ist bei den feinsten Fasern lediglich ein wenig stärker. Man darf nicht vergessen, daß sich die verfügbaren Wassermenge nicht notwendigerweise verschlechtert, wenn man Proben wählt, die genügend dicht sind, damit der Effekt des Zusammensackens unter dem Gewicht der Flüssigkeit nicht das verfügbare Volumen beeinträchtigt.
Bei den erfindungsgemäßen Produkten, welche den bevorzugten Dichtebedingungen entsprechen, bleibt das Zusammensacken unter Flüssigkeitslast begrenzt. Das Volumen der gebrauchten Substrate ist unter Einbeziehung dieses Zusammensackens gerechnet.
Die erfindungsgemäßen Substrate umfassen einen großen Anteil an Partikeln, welche von gebrauchten Substraten stammen. Nach ein- oder mehrmaliger Verwendung müssen diese Produkte, welche in erster Linie im Gewächshaus verwendet werden, erneuert werden. Die auf diese Weise ausgesonderten Produkte werden wiederverwertet, um als "Ausgangsmaterial" für die Produktion der erfindungsgemäßen Substrate zu dienen.
Die gebrauchten Substrate werden gegebenenfalls zuerst aus ihrer Hülle entfernt, um nur den Faserteil zu bewahren. Sie werden auch vorteilhaft getrocknet, um die nachfolgende Verarbeitung zu erleichtern.
Das Trocknen der gebrauchten Substrate wird vorzugsweise durch Zwischenlagerung auf einer Lagerfläche, vor Feuchtigkeit geschützt und gut belüftet, durchgeführt. Diese Art der Trocknung ist offensichtlich die billigste. Es ist gegebenenfalls möglich, die Trocknung durch die Zirkulation von warmer Luft zu beschleunigen. Um die Trocknung zu erleichtern, werden lange Substrate (Matten) übereinandergelegt, wobei sie kreuzweise und mit einem Freiraum zwischen jeder Lage angeordnet sind.
Wenn sich in der Struktur der Filze der ursprünglichen Substrate eine gewisse Lagenbildung der Fasern findet, wird das Substrat vorzugsweise so angeordnet, daß sich die Lagen in vertikalen Ebenen befinden. Die Trocknung wird dadurch beschleunigt.
Die Trocknung wird so vollständig, wie es auf ökonomische Weise möglich ist, durchgeführt. Dies erlaubt eine wirksamere nachfolgende Verarbeitung durch Desinfektion und Zerreißen. Im allgemeinen soll der Wassergehalt der Substrate am Ende der Trocknung 10 Gew.-% nicht übersteigen und ist vorzugsweise geringer als 5% und so gering wie möglich.
Um den Trockenvorgang des Substrats zu verkürzen, ist es vorteilhaft, die Bewässerung am Ende der Kultur (vor dem Entfernen der Pflanzen) so zu beenden, daß die Pflanzen die gesamte verfügbare Flüssigkeit "abpumpen". Man gewinnt so ohne Schwierigkeiten Substrate wieder, deren Wassergehalt praktisch den vorstehend beschriebenen Bedingungen entspricht.
Die Desinfektion kann vorteilhaft auf die Trocknungsphase folgen. Sie wird vorzugsweise in der für die Trocknung hergestellten Anordnung vorgenommen. Die gestapelten Substrate werden unter den Bedingungen behandelt, die für die Desinfektion dieses Materialtyps üblich sind. Im Fall der Behandlung mit heißem Gas reicht die Temperatur aus, um in einer annehmbaren Zeit das Verschwinden von Keimen wie Pythium zu garantieren. Die Behandlung kann auch verlängert werden, um die Zerstörung der Bakterien zu gewährleisten. Beispielsweise reichen bei einer Behandlung mit 100 - 110ºC heißem Dampf zwei Stunden für die Beseitigung des Pythiums. Diese Behandlung wird für eine vollständige Sterilisierung vier bis sechs Stunden weitergeführt.
Andere Gasbehandlungen sind vorstellbar, z.B. mittels Methylbromid oder Formol.
Unabhängig von der gewählten Desinfektionsmethode kontrolliert man ihre Wirksamkeit, um sich über den Zustand der Substrate zu vergewissern.
Die Substrate werden einem Zerkleinern oder Zerreißen untworfen, um sie in Partikel mit kleinen Abmessungen in der Größenordnung von Zentimetern umzuwandeln. Diese Zerkleinerung erlaubt es, den Inhalt der gebrauchten Substrate zumindest teilweise zu vereinheitlichen. Die Substrate umfassen nämlich außer den ursprünglich die Filze bildenden Mineralfasern die Wurzeln der vorher gezogenen Pflanzen. Es ist offensichtlich nicht vorgesehen, die Wurzelgewebe vom Mineralfilz zu trennen. Die Zerkleinerung erlaubt es lediglich, dem Produkt eine ziemlich gleichförmige mittlere Zusammensetzung im Maßstab der Partikel zu geben, wohingegen die Verteilung Wurzeln/Fasern im wiederverwerteten Substrat gemäß dem in Betracht gezogenen Punkt sehr ungleich ist.
Die Art der Zerkleinerung ist zum Beispiel von dem Typ, der für die Verarbeitung von Abfällen in Produktionsstätten für Mineralfilze angewendet wird. Eine Verarbeitung und eine Vorrichtung, welche für Steinwolle geeignet sind, sind z.B. in der Veröffentlichung FR-A-2 529 917 beschrieben. Bei Glaswolle, welche sich vom mechanischen Gesichtspunkt her anders verhält, verwendet man vorzugsweise eine Hammermühle.
Gegebenenfalls kann der Desinfektionsvorgang, wenn er nach der Trocknung durchgeführt wird, an den zerrissenen Substraten vorgenommen werden. Dies wird bevorzugt der Fall sein, wenn der Vorgang in einer "kontinuierlich" arbeitenden Industrieanlage stattfindet. Sollte die Desinfektionsbehandlung am Ort der vorhergehenden Aufzucht stattfinden, geht man bevorzugt vor dem Zerreißen vor.
Die aus den gebrauchten Substraten erhaltenen Partikel werden sodann in die passende Hülle eingebracht, gegebenenfalls nachdem sie mit Partikeln anderer Herkunft gemischt wurden. Unter diesen letzteren können insbesondere Partikel verwendet werden, die aus dem Zerreißen der Produktionsabfälle von Filzen, welche für erdelose Kultur vorgesehen, aber nicht gebraucht wurden, stammen. Dabei handelt es sich zum Beispiel um die in der Veröffentlichung FR-A-2 529 917 erwähnten zerrissenen Produktionsabfälle.
Die verwendeten Hüllen sind von dem bei diesen Verfahren traditionellen Typ. Es handelt sich um neutrale (und insbesondere nicht pflanzengiftige) und widerstandsfähige Polymerfolien. Es werden insbesondere Polyethylen- und Polyvinylchloridfolien verwendet.
Die erfindungsgemäßen Substrate werden auf die auf dem Gebiet der erdelosen Kultur übliche Weise eingesetzt. Das Substrat mit seiner Hülle wird auf dem Boden plaziert, vorzugsweise mit einer dichten Folie bedeckt, die es gegen Kontamination durch den Boden schützt. Auf der Oberseite werden Öffnungen für die Wässerung angebracht. Die Wässerung besteht darin, das fasrige Substrat vollständig mit der Nährlösung zu imprägnieren, welche in der undurchlässigen Hülle zurückgehalten wird. Nach einer mehr oder minder langen Zeit in der Größenordnung von 48 Stunden sind diese Substrate bereit für die Aufnahme der Pflanzen. Man führt das Setzen wie im nachfolgenden angegeben durch. Ca. 24 Stunden später werden Einschnitte in der Hülle nahe dem den Boden berührenden Abschnitt gemacht, um die überschüssige Nährlösung abzuführen.
Je nach der Höhe, in welcher die Einschnitte in der Hülle angebracht sind, ist es möglich, den Erhalt einer mit Wasser gesättigten Zone zu begünstigen oder auch nicht. Die Wahl wird getroffen in Abhängigkeit von der Art der Kultur, der Jahreszeit, in der sie stattfindet, und der Häufigkeit der Wasserzuführung zum Substrat.
In der Praxis sind die unter Tunnel durchgeführten Kulturen wie oben angedeutet Gemüsekulturen von der Art der Tomaten, Gurken usw. Bei diesen Pflanzen wird die Kultur generell auf einem Substrat mit kleinem Volumen begonnen. Die üblichsten sind aus Blöcken (oder Ballen) aus Mineralfilz mit zehn Zentimeter Seitenlänge gebildet. Sobald sie durchwachsen sind, werden diese Blöcke auf die Hauptsubstrate verbracht, welche wie im vorangegangenen angedeutet ein großes Volumen bieten, und welche die gemäß dieser Erfindung angestrebten sind.
Die Oberseiten der erfindungsgemäßen, vorausgehend "gewässerten" Substrate werden über die gesamte Größe des Blocks von der Hülle befreit, um guten Kontakt zwischen den zwei Materialien zu gewährleisten und den Durchgang der Wurzeln zu erleichtern.
Die weitere Kultur geht auf traditionelle Weise vor sich, mit dem Vorteil, daß man über eine große Wasserreserve verfügt, welche es erlaubt, die Zuführung in zeitlichen Abständen durchzuführen.
Man stellt bei der Anwendung fest, daß die Verwendung des erfindungsgemäßen, wiederverwerteten Produkts überhaupt keine Probleme aufwirft. Das Vorhandensein von organischer Materie, welche den Wurzeln aus der der Wiederverwertung vorausgegangenen Kultur(en) entspricht, ist kein Hindernis, wenn man Sorge trägt, richtig zu desinfizieren. Das Vorhandensein der alten Wurzeln modifiziert die hydraulischen Eigenschaften der verwendeten Mineralfasermaterialien nicht merklich. Insbesondere führt das Vorhandensein dieser Wurzelabfälle, welche bis zu 15% des Substratvolumens oder sogar mehr ausmachen können, nicht zu einer allzu starken Wasserzurückhaltung, welche die Masse des verfügbaren Wassers wie definiert verringern würde.
Zu Beginn der Kultur bieten die erfindungsgemäßen Substrate außerdem den Vorteil, daß sie bequem entsorgt werden können. In dem Zustand, in dem sie sich befinden, sind diese Produkte beim Anwender nur schwer zu sterilisieren. Folglich ist eine einmalige Verwendung vorzuziehen. Der Vorteil, welcher die Entsorgung dieser Produkte betrifft, liegt in ihrer Partikelstruktur. In diesem Zustand können sie einfach mit Erde gemischt werden. Sie verursachen also keine Schwierigkeiten wie die in Blockform vorliegenden Substrate. Ihre Einmischung in Ackerland kann sogar eine Art von "Auflockerung" der betreffenden Böden darstellen und somit zu ihrer Verbesserung beitragen.

Claims

1. Substrat für erdelose Kultur aus Mineralwollepartikeln oder -knöllchen, welche zumindest teilweise von gebrauchten, zuvor sterilisierten und zerrissenen Aufzuchtsubstraten stammen, wobei die Partikel oder Knöllchen in eine Hülle aus einer nachgiebigen und wasserdichten Folie gepackt sind.

2. Substrat nach Anspruch 1, worin der Anteil der aus gebrauchten Substraten stammenden Partikel nicht unter 50% liegt.

3. Substrat nach Anspruch 1 oder 2, welches durch Kompression der Partikel erhalten werden kann, aus welchen das Substrat besteht, bis es eine Dichte aufweist, welche zwischen 1,5- und 4-mal so hoch ist wie diejenige der verwendeten gebrauchten Substrate.

4. Substrat nach Anspruch 3, worin die Dichte zwischen 40 und 120 kg/m³ liegt.

5. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches in eine Polymerfolie gehüllt ist und ein Kissen mit einer Dicke zwischen 5 und 15 cm bildet.

6. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mischung von gebrauchten Substraten, einesteils aus Glaswolle und andernteils aus Steinwolle, umfaßt.

7. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche für den Gemüsebau mit solchen Ausmaßen, daß das jeder Pflanze zur Verfügung stehende Volumen mindestens 5 dm³ beträgt.

8. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche. worin das Luft-/Wasserverhältnis mindestens 10% beträgt.

9. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches zumindest teilweise aus Partikeln von gebrauchten Substraten besteht, welche durch Desinfektion mittels Einlagerung in eine Atmosphäre, entweder aus Wasserdampf mit 100ºC oder aus einem bekannten Gas für die Sterilisierung der Kultursubstrate, erhalten werden können.

10. Substrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches zumindest teilweise aus Partikeln aus gebrauchten Substraten besteht, wobei das Substrat durch Zerreißen der gebrauchten Substrate erhalten werden kann, deren Wassergehalt zuvor auf höchstens 10 Gew. -% gebracht worden ist.