FI88571C - Foerfarande och anordning foer odling av vaexter i mineralull - Google Patents

Description

88571

MENETELMÄ JA LAITTEISTO KASVIEN MINERAALIVILLAVILJELYYN -FORFARANDE OCH ANORDNING FÖR ODLING AV VÄXTER I MINERALULL

Keksintö koskee vaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää ja laitteistoa kasvien mineraalivillaviljelyyn.

Kasvit, joita viljellään mineraalivillasubstraatilla, joka on erityisesti vuorivillaa tai lasivillaa, saavat joko ajoittain tai jatkuvasti vettä ja tarvittaessa myös lannoitteita niin, että kasvien viljelyolosuhteet ovat optimaaliset.

Käytetyn mineraalivillan fysikaaliset ominaisuudet määräävät mm. mineraalivillan sisältämän vesimäärän, sen, kuinka kasvien vedensaanti tapahtuu, ja sen, kuinka vesi jälleen absorboituu. Nämä fysikaaliset ominaisuudet voidaan johtaa ja ennustaa mineraalivillan luonteenomaisesta kosteuskäyräs-tä, ns. pF-käyrästä. pF on imupaine (negatiivinen hydraulinen paine, joka tavallisesti ilmoitetaan vesipatsassentti-metreinä) ja se ilmaisee, mineraalivillan senhetkisestä kosteuspitoisuudesta riippuen, voiman, jolla mineraalivilla pitää vettä, tai toisin sanoen sen, kuinka paljon voimaa kasvin pitää synnyttää kyetäkseen ottamaan itseensä vettä mineraalivillasta (Tuinderij (Market Gardening) 1986, sivut 54 ja 55).

Jotta voitaisiin rajoittaa voimaa, joka kasvin pitää kehittää saadakseen absorboiduksi vettä, pitää mineraalivillan imupaine pitää mahdollisimman alhaisena. Tämä on kuitenkin mahdollista vain hyvin rajoitetussa määrin, koska mineraali-villassa on vesitalous suoraan riippuvainen ilmataloudesta. Jos mineraalivilla sisältää enemmän vettä, ilmapitoisuus (happipitoisuus) laskee, ja tästä on seurauksena kasvien juurien hapensaannin estyminen. Jokaiselle mineraalivillalle on näin ollen olemassa optimaalinen ilma/vesisuhde.

2 88571 Tällä hetkellä, kun kasveja viljellään mineraalivillasubs-traatilla, lisätään mineraalivillaan jatkuvasti tai ajoittain vettä ja mahdollisesti lannoitetta, jotta saadaan kompensoiduksi se vesimäärä, jonka kasvit ovat ottaneet, ja joka on haihtunut, ja joka on valunut pois mineraalivillasta. Näin veden lisääminen säädetään kasvin tai kasvin ve-denotto-osan vesivaatimusten mukaisesti. Toisin sanoen kasvi tai vedenotto-osa, jolla on suurin vedentarve, sanelee lisättävän vesimäärän suuruuden. Tämä merkitsee sitä, että muut kasvit (joilla on erilainen vedentarve) joutuvat kasvamaan ei-optimaalisissa olosuhteissa.

Tällä hetkellä vedenlisäystarve määritetään ns. aloitus-lautasilla. Joukkoa kasveja viljellään erikseen mittauslaa-tikoissa olosuhteissa, jotka ovat mahdollisimman suuressa määrin samat, ja kasvien vedenkulutus johdetaan lisätyn ja valuneen vesimäärän perusteella. Tällä tavalla approksimoidaan lähtölautasella olevien kasvien vedentarve ja vesimäärä säädetään kaikkien läsnäolevien kasvien vedentarpeen mukaan. Tämän mitatun vedentarpeen pitäisi edustaa sillä hetkellä tarjolla olevaa todellista vesimäärää. Tarjolla oleva vesimäärä ei kuitenkaan ole sama kuin määritetty senhetkinen vedentarve. Toisaalta, koska jokaisen erillisen kasvin senhetkistä vedentarvetta ei voida määrittää, ovat viljely-olosuhteet eri paikoissa erilaiset, ja toisaalta tämä johtuu myös siitä, että suihkuilla tuotu vesimäärä ei ole joka paikassa sama. Itse asiassa vettä annetaan suurempi määrä kuin on tarpeen, mutta ylimäärä valuu pois. Tästä aiheutuu ylimääräisiä materiaalikustannuksia käytetyn vesimäärän ja siinä olevan lannoitemäärän vuoksi, ja seurauksena on myös suurempi ympäristökuormitus. Lisäksi viljelyolosuhteet ovat e i-opt imaa1i set.

i 3 38571

Esillä oleva keksintö koskee kasvien viljelyä mineraalivil-lasubstraatilla niin, että kaikkia kasveja viljellään mikäli mahdollista samoissa, optimaalisissa olosuhteissa riippumatta kasvien välisistä vesivaatimuseroista. Keksinnönmukaises-ti kukin kasvi itse asiassa yksilöllisesti määrää sen vesimäärän joka sillä on tarve ottaa itseensä, eikä veden absorptiolla ole minkäänlaista vaikutusta muiden kasvien, eikä erityisesti naapurikasvien vesi/ilmatalouteen.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että tämä päämäärä voidaan saavuttaa säätämällä mineraalivillan imupaine haluttuun arvoon käyttämällä kapillaarisysteemiä, jolla vettä voidaan tuoda käyttöön ja/tai poistaa.

Jos tiettyä kasvia kasvatetaan vesi/ilmataloudessa, joka voidaan säätää tarkasti, ja kasvi ottaa vettä mineraalivillasta, ilmenee hyvin pieni imupaineen kohoaminen paikallisesti ja hetkellisesti, joka paine kompensoituu joko suoraan tai silmänräpäyksellisesti kapillaarisysteemin tuomalla vedellä. Tässä on hyvin tärkeätä huomata se seikka, että tuotu vesimäärä on tarkalleen sama kuin kasvin itseensä ottama vesimäärä. Sama pätee sen vesimäärän kompensointiin, joka haihtuu ja/tai valuu ulos mineraalivillasta.

Imupaine mineraalivillassa pidetään vakiona optimaalisessa arvossa niin, että yhden kasvin vedenabsorptio ei millään tavoin vaikuta viereiseen eikä muihinkaan kasveihin. Näin ollen ilma/vesitalous pysyy oleellisesti ottaen häiriinty-mättömänä.

Huomattakoon, että ennestään tunnetaan avomaalla maanalainen kastelu kapillaariputkea pitkin (Technical Information Reko Pearl; the grow tube, Charles H. Cordewener, lokakuu, 1986).

4 38571

Multa eroaa suuresti rakenteeltaan ja kokoomukseltaan mineraalivillasta. Mullan tiheys on esimerkiksi 1,0 - 1,6 g/cm3 (mineraalivillan 0,04 - 0,1 g/cm3) ja huokoisuus 40 - 50 % (mineraalivillan 90 - 95 %) . Luonteenomaisin ero, joka liittyy vesitalouteen välittömästi, on mullan ja mineraalivillan välinen huokoskoon jakautuma. Savimullan (P. Schachtschabel et ai., Lehrbuch der Bodenkunde, 1982, s. 1958) ja mineraalivillan huokoskoon jakautumat on esitetty esimerkkeinä taulukossa.

Tämä merkitsee sitä, että mullan pF-käyrä eroaa suuresti mineraalivillan vastaavasta käyrästä. Multa voi ottaa sisäänsä huomattavasti vähemmän vettä, korkeintaan 40 - 50 tilavuus-% (mineraalivilla korkeintaan 90 - 95 tilavuus-%), mutta se voi pidättää veden sisällään huomattavasti paremmin, imupaine 125 - 20 000 cm vesipatsasta (P. Schachtschabel et ai., id.) (mineraalivilla 0 - 20 cm vesipatsasta) (Chr. Blok, Grodan product information: Capillary dynamics (1985)) .

Tämä merkitsee sitä, että vesi loppuu mullasta hitaammin, mistä syystä multa on erittäin turvallista kasvien viljelyssä käytettäväksi. Luontainen haitta on kuitenkin se, että mullan happisisältöä voidaan säädellä vain suhteellisen suurella imupaineen muutoksella. Toisaalta mullan mineraali-koostumus on hyvin epähomogeeninen (savi, hiesu, hiekka), minkä johdosta sillä on suuri mineraalienvaihtokapasiteetti. Tämä aiheuttaa sen, että sähkönjohtokykyä (EC) voidaan säätää vain huonosti. Epäsäännöllisestä huokoskoosta johtuen on huuhtoutumisominaisuus huono. Viimeksimainitusta seuraa korkea valumisprosentti (>20 %).

Mineraalivilla taas on erittäin huokoista ja omaa pienen tiheyden ja selvän huokoskoon jakautuman, kun taas rakenne 5 38571 ja kokoomus ovat oleellisesti ottaen vakioita. Tämä merkitsee, että muuttamalla imupainetta suhteellisen vähän (5 cm vesipylvästä) ottaa mineraalivilla helposti itseensä paljon vettä, mutta se voi myös menettää sen hyvin helposti. Tämä merkitsee suuria riskejä, kun kyseessä on vesi/ilmatalous. Jos tuodun veden määrä eroaa senhetkisestä tarpeesta viljelyn aikana, saattaa seurauksena olla suuria vaihteluita mineraalivillan kosteuspitoisuudessa, millä on valtavan suuri merkitys kasvien viljelyssä.

Ranskalaisessa patenttihakemusjulkaisussa no. 2 297 562 selostetaan systeemiä, jossa kasveja kasvatetaan avoimessa, hienojakoisella hiekalla täytetyssä astiassa. Vettä ja mahdollisia ravinteita syötetään astiaan vakiopaineessa, joka on 0,1 - 0,2 kg/cm2. Tämä paine valitaan niin, että lisätty vesimäärä vastaa keskimääräistä vuorokausittaista vedenkulutusta koko kasvukauden aikana, mikä määrä on 5 litraa/m2/vrk tomaateilla ja 4 litraa /m2/vrk salaatilla. Vedenkulutus on kuitenkin huomattavan erilainen päivällä ja yöllä. Yöllä on vedenkulutus välillä 0 - 100 ml/m2/h ja päiväsaikaan (klo. 12.00 - 14.00) se saattaa olla jopa 6000 ml/m2/h. Lisättävä vesimäärä on suhteessa summaan, joka muodostuu putken sisääntuloaukon vedenpaineesta ja hiekka-kerroksen imupaineesta.

Näin ollen on kyseisessä ranskalaisessa viljelysysteemissä yön aikana lisätty vesimäärä suurempi kuin varsinainen tarve vaatii ja päiväsaikaan huomattavasti pienempi kuin varsinainen vedentarve on. Toisin sanoen on hiekkakerros yön aikaan lähes vedellä kyllästetty, kun taas päiväsaikaan tulee hiekkakerrokseen varastoitunut vesi suuressa määrin käytetyksi.

6 88571 Tällaista systeemiä, jossa kasvit joutuvat päivittäin alttiiksi vesiylimäärälle ja vesivajaukselle, ei voida käyttää mineraalivillaviljelyssä pF-käyrästä johtuen, sillä imupai-neen ollessa noin 20 cm vesipatsasta sisältää mineraalivilla tuskin lainkaan vettä ja suhteellisen pieni vesimäärän poistuminen saa aikaan negatiivisen paineen valtavan kohoamisen yli kuihtumispisteen.

Vaikka tämä tavanomainen astia, joka on täytetty hiekalla, on varustettu poistoputkella, vesi poistetaan vain kasvien korjuun jälkeen kasvukauden lopussa, jotta hiekkakerros saadaan pestyksi; tämän ranskalaisen patenttihakemuksen päätarkoitus on välttää kaikki mahdollinen veden ja ravinteiden kierto hiekkakerroksen läpi.

Nämä ohjausongelmat voidaan välttää nyt esillä olevaa keksintöä käyttämällä, koska vesi/ilmatalouden asettamiseen mineraalivillassa käytetään kapillaarisysteemiä. Näin saadaan aikaan maksimaalinen ilmanpitoisuuden ja sähkönjohtokyvyn säätö samalla, kun voidaan käyttää alempia valumis-prosentteja (20 % tai vähemmän), ja voidaan suorittaa optimaalinen pesu, jos sähkönjohtokykyä pitää muuttaa.

Koska, kuten jo edellä on selostettu, on olemassa suuria eroja mullan, hiekan ja mineraalivillan välillä huokoskoko-jakautumassa, rakenteessa ja kokoomuksessa, suuremmissa riskeissä, joita otetaan vesi/ilmataloudessa, ja imupaineen suuruudessa käytön aikana (mullan luonnollinen imupaine on jopa 1000 kertaa suurempi kuin mineraalivillan), oli yllättävää alan ammatti-ihmisten mielestä, että mineraalivillassa voidaan kapillaarisysteemiä käyttäen säätää vesi/ilmatalout-ta edullisella tavalla ja samalla vältetään mahdolliset haitat ja kielteiset seuraukset. Erityisesti paljon pienempi määrä vettä, joka tarvitaan valumiseen, tarjoaa roahdollisuu- i 7 3 8 S 71 den vähentää kustannuksia, jotka liittyvät veteen, lannoitteisiin ja valuneen veden desinfiointiin.

Esillä oleva keksintö koskee toisaalta menetelmää kasvien mineraalivillaviljelyyn niin, että vesi ja mahdolliset lannoitteet, jotka vesi voi sisältää, tuodaan ja tarvittaessa poistetaan mineraalivillasta, jossa kasvi kasvaa. Menetelmälle on tunnusomaista se, että ennalta asetettua hydrostaattista painetta kapillaarijärjestelmässä säädetään aktiivisesti imupaineen asetteluelimillä. Toisaalta esillä oleva keksintö koskee laitteistoa kasvien mineraalivillaviljelyyn siten, että laite sisältää mineraalivillan, jossa kasvit voivat kasvaa; elimet veden syöttämiseksi mineraali-villaan; elimet veden poistamiseksi mineraalivillasta, ja kapillaarijärjestelmän kytkettynä nesteyhteyttä varten mineraalivillaan. Laitteelle on tunnusomaista se, että kapillaarijärjestelmä on järjestetty käytettäväksi veden-syöttöelimissä ja/tai vedenpoistoelimissä, ja että kapillaarijär jestelmä on varustettu imupaineen asetteluelimillä imupaineen asettelemiseksi aktiivisesti mineraalivillassa.

Vaikka imupaine voidaan asettaa kasvattajan määräämään arvoon, on kuitenkin suositeltavaa, että imupaine pidetään vakioarvossa mineraalivillassa, mistä syystä kasvi on jatkuvasti optimaalisissa olosuhteissa. Nopeakasvuisia kasveja, kuten vihanneksia varten on imupaine 5 cm vesipatsasta ja hidaskasvuisia kasveja, kuten kukkia varten on imupaine 10 cm vesipatsasta.

Keksinnölle on vielä tunnusomaista se, että kapillaarijärjestelmä muodostuu ainakin yhdestä kapillaarielementistä yhdistettynä nesteyhteyttä varten vuorivillaan, joka elementti on kytketty ainakin yhdeltä puolelta imupaineen asetteluelimiin.

8 38571

Keksinnön erään toteutusmuodon mukaan on kapillaarielementti rei'itetty kapillaariputki, joka ulottuu vuorivillaan.

Keksinnön erään toisen toteutusmuodon mukaisesti koostuu kapillaarielementti useammasta revitetystä kapillaariput-kesta, jotka on sijoitettu vierekkäin, joka kytkee pääputkeen ja on lisätty vuorivillaan, ja että mainittu pääputki on yhdistetty imupaineen asetteluelimiin. Tällä ns. kapil-laariharavalla on se etu, että yhden putken tukkiintuessa voidaan vettä ja mahdollisia lannoitteita tuoda ja tarpeen vaatiessa poistaa muiden putkien kautta.

Keksinnön vielä erään toteutusmuodon mukaan on kapillaa-rielementtinä mineraalivillasuikale.

Jotta suihkutettavan veden kustannukset ja ympäristökuormitus olisivat mahdollisimman pienet, on suositeltavaa, että mineraalivillasta poistunut vesi uudelleenkierrätetään ja mielellään niin, että uudelleen kierrätettävä vesi desinfioidaan.

Mineraalivilla, jossa kasvit kasvavat, voi olla täysin tai osittain suljettu päältä tai pohjasta nestettä läpäisemättömällä materiaalilla, jonka avulla haihtuminen tai ympäristöseuraukset voidaan torjua. Jos tässä tapauksessa on vedenpitävään materiaaliin järjestetty vähintään yksi kulkutie, jonka kautta kapillaarijärjestelmä on nesteyhteydessä mineraalivillaan, jossa kasvi kasvaa, voidaan saada aikaan haluttu veden ja mahdollisten lannoitteiden virtauskaavio ilman useita "sokeita kohtia", mistä syystä sähkönjohtokyvyn muutos tai pesu voidaan suorittaa nopeammin ja pienemmällä vesimäärällä. Tässä tapauksessa voidaan lisäksi käyttää tavanomaista mattoa.

i 9 88571

Jos mineraalivilla ja kapillaarielementti ovat suljetut nestettä läpäisemättömään materiaaliin, voi viljelijä käyttää keksinnönmukaista valmista viljelyjärjestelmää, joka tarvitsee vain liittää imupaineenasettamisvälineeseen.

Jos, kuten on edullista, kapillaarijärjestelmä ja kasvit on erotettu toisistaan esteellä, jonka läpi kasvin juuret eivät pysty tunkeutumaan, voidaan estää kapillaarijärjestelmän rikkoutuminen juurten kasvun seurauksesta. Läpi tunkeutumisen estävä este koostuu mielellään juurtenestokaIvosta, jota tarvitaan vain pieni määrä, jos, kuten on edullista, esto on sijoitettu vain vedenpitävään materiaaliin tehtyyn läpäisy-kohtaan .

Imupaineen säätö veden ja sen sisältävien tarvittavien lannoitteiden syötön avulla saadaan aikaan mielellään siten, että vesi, joka voi sisältää lannoitteita, tuodaan vuorivillaan, jossa kasvi kasvaa, kapillaarijärjestelmän kautta, jossa on asetettu imupaine.

Imupaineen säätö poiston kautta on mahdollista suorittaa edullisesti siten, että vesi, joka mahdollisesti sisältää lannoitteita, poistetaan vuorivillasta, jossa kasvi kasvaa, kapillaarijärjestelmän kautta, jossa on asetettu imupaine.

Huomattakoon, että veden ja sen mahdollisesti sisältämien lannoitteiden tuonnin ja poiston yhdistetty säätö kuuluu myös esillä olevan keksinnön kattamaan alaan.

Mitä tulee imupaineen säätöön vedenpoiston kautta, on syytä huomata, että tällöin on tarpeen välttää kasvien infektoituminen niin hyvin kuin mahdollista, joka infektoituminen voi aiheutua uudelleenkierrätetystä vedestä. Tämä voidaan to- 10 38571 teuttaa esimerkiksi valitsemalla ylivirtausprosentti suuremmalta puolelta.

Mainittuja ja muita keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston ominaisuuksia valaistaan seuraavassa useiden toteutusmuotojen perusteella, jotka on tarkoitettu vain esimerkeiksi, ja joita selvitetään liitteenä olevien piirrosten avulla.

Kuvat 1 ja 5 esittävät kumpikin viljelyjärjestelmää mineraa-livillasubstraatilla niin, että mineraalivillaan on säädetty imupaine kapillaarisysteemiä käyttäen.

Kuva 2 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvan 1 yksityiskohtaa II perspektiivisesti osittain avattuna.

Kuva 3 on kuvan 1 leikkaus linjaa III-III pitkin toisessa mittakaavassa.

Kuvat 4, 6, 7 ja 8 ovat perspektiivikuvia kapillaarijärjestelmän osien muista toteutusmuodoista osittain avattuina.

Kuvat 9 ja 10 esittävät kaaviollisesti erilaisia kasvumat-toon tulevien sisäänottojen ja poistojen suuntia, joiden avulla voidaan saada aikaan optimaalinen virtauskaavio kasvumaton läpi.

Kuvat 1-3 esittävät laitetta 1 kasvien 2 viljelemiseksi mineraalivillasubstraatilla. Laite sisältää kasvumaton 3, joka voi olla suljettu muovin sisään, ja jonka maton päälle on sijoitettu kasvuharkkoja 4, jotka ovat nesteyhteydessä kasvumattoon 3. Kasvit 2, jotka alun perin istutetaan kasvu-harkkoihin, ulottuvat kasvun aikana kasvumattoon 3 ja sen il 3 8 571 läpi juurtensa 5 välityksellä. Vesi 6 ja mahdollisesti tarvittavat lannoitteet otetaan kasvumatosta 3.

Laitteelle 1 on keksinnönmukaisesti tunnusomaista kapillaa-rijärjestelmä 7, jolla vettä 6 ja lannoitteita tässä tapauksessa syötetään mineraalivillaan 8, joka voi olla esimerkiksi vuorivillaa tai lasivillaa.

Kapillaari järjestelmä, jolla imupaine asetetaan kasvumattoon 3 ja pidetään siellä yllä, sisältää kapillaarielementit 9, jotka koostuvat putkista 9, joissa on rei'ät 10 (halkaisija 0,05 - 0,3 mm, mielellään 0,1 mm). Putket 9, joissa on rei'ät 10, on sijoitettu rinta rinnan kasvumattoon 3. Putkissa 9 läsnä oleva vesi on kapillaariyhteydessä reikien 10 kautta kasvumatossa 3 olevaan mineraalivillaan 8.

Kapillaariputket tai -elementit 9 on liitetty toisessa päässä syöttöputkeen 11. Kasvumatossa 3 vallitseva todellinen imupaine määrätään tietokoneella 12, joka on liitetty kosteusanturiin 13, auringonvalon intensiteettiä mittaavaan anturiin 14 ja mattoon 3 työnnettyyn hygro/sähkönjohtokyky-anturiin 15. Tietokone 12 (joka sisältää esimerkiksi Pen-mann-mallia olevan tietokoneohjelman) määrittelee todellisen vesitarpeen ja käynnistää pumpun 16, joka on liitetty syöttöputkeen 11.

Näin ollen riippumatta yksittäisten kasvien 2 vedentarpees-ta, riippumatta vedenpoistosta 17 ja riippumatta pesuprosen-tista, voidaan imupaine pitää asetetussa arvossa.

Kuva 3 osoittaa, että kasvumatto 3 lepää lautasella 19 harkkojen 18 päällä. Vesiylimäärä poistuu poiston 20 kautta. Tämä estää poistuvan veden 17 virtaamisen takaisin kohti kasvumattoa 3 ja mahdollisen ristikkäistartunnan.

12 8 8 571

Kuva 4 esittää keksinnönmukaista laitetta 21 kasvien viljelemiseksi mineraalivillasubstraatilla niin, että alkukasvatuksen tapahduttua idätyspistokkeissa 22 ovat juuret 5 edenneet kasvumattoon 23.

Laite 21 sisältää vastaavasti kapillaarijärjestelmän 7, joka tässä tapauksessa koostuu kahdesta kapillaarimatosta, kapil-laarisesta syöttömatosta 24 ja kapillaarisesta poistomatosta 25. Molemmat matot 24 ja 25 on erotettu toisistaan ja liitetty nesteyhteyteen kasvumaton 23 kanssa esteen kautta, jota juuret 5 eivät läpäise, ja joka on juurtenetenemisenes-tokalvo 26. Vettä 27, joka sisältää mahdollisesti tarvittavan lannoitteen, ja jolla on haluttu imupaine, syötetään kapillaariseen syöttömattoon 24 ja vesi poistuu laitteesta 21 poistomaton 25 kautta.

Laite 21 on suljettu läpivirtaussysteemi, jossa sisäänoton ja poiston imupainetta voidaan säätää tarkkaan, koska pois-tomatto 25 on liitetty pumppuun, joka voi poistaa vettä matosta 25, ja jota ohjataan ja käytetään samanlaisella tietokoneella 12, kuin kuvassa 1 on esitetty. On myös tarpeen vaatiessa mahdollista syöttää ylimääräinen vesi ja/tai lannoitteet tiputuslaitteiden kautta esimerkiksi idätyspis-tokkeisiin 22.

Kuva 5 esittää keksinnönmukaista laitetta 29 kasvien viljelemiseksi mineraalivillasubstraatilla, jossa laitteessa myös käytetään suljettua kapillaarisysteemiä 7.

Laite sisältää kasvumaton 30, johon on sijoitettu rei'itetyt kapillaariset syöttöputket 31 ja alemmalle tasolle rei'ite-tyt kapillaariset poistoputket 32.

i 13 B8571

Laite 29 sisältää tietokoneen 33, jolla säädetään imupainet-ta ja sähkönjohtokykyä kasvuinatossa 30. Tietokoneeseen 33 on liitettynä hygrometri ja sähkönjohtokykymittari 34, jotka ovat yhteydessä kasvumattoon 30, lämpömittari 35 ja valonin-tensiteetin mittari 36. Riippuen mittareiden 34 - 36 välittämistä signaaleista liikuttaa tietokone 33 lyhytpiiriput-kessa 38 olevaa venttiiliä 37 ja siten pumppua 39 niin, että hydrostaattinen paine eli imupaine voidaan säätää putkissa 40 ja 41, jotka ovat vastaavasti yhteydessä syöttöputkiin 31 ja poistoputkiin 32.

Pumppu 39 saa tuoretta vettä tuorevesisäiliöstä 42 ja uudel-leenkierrätettyä vettä säiliöstä 43, joka viimeksimainittu vesi desinfioidaan ensin desinfiointilaitteessa 44, jossa desinfiointi suoritetaan esimerkiksi lämmöllä, otsonilla tai UV-säteilyllä.

Viimein sijaitsee putkessa 40 paisuntasäiliö 45 ja putki 47, joka on varustettu venttiilillä 46 lannoitteidensyöttöä varten. Venttiiliä 46 voidaan käyttää tietokoneella 33.

Kuva 6 esittää kapillaarisysteemin 7 muunnosta, joka koostuu mineraalivillakerroksesta 49, joka on yhdistetty poiston 50 kautta kuvissa 1 ja 5 kuvattuun imupaineensäätövälineeseen. Kasvit 2 sisältävä kasvumatto 52 on sijoitettu juurtenetene-mistä estävän kalvon 51 välityksellä mineraalivillakerrok-selle 49. Vesi ja mahdollisesti tarvittavat lannoitteet syötetään tiputuslaitteiden 53 kautta kasvuharkkoihin 54.

Tässä tapauksessa kasvumatossa 52 vallitsevan imupaineen säätö suoritetaan valumisensäädön kautta, minkä tuloksena poistetun veden 55 jälleenkäyttö ja sähkönjohtokyvyn ja suolapitoisuuksien säätö ovat hyvin mahdollisia ja samalla 14 8 8 571 pesu voidaan suorittaa oikealla tavalla. Valumisprosentti voidaan lisäksi määrittää lähes tarkalleen.

Kuva 7 esittää kapillaarisysteemiä 7, joka on samanlainen kuin kuvassa 6. Tämä järjestelmä 7 koostuu mineraalivilla-kaistasta 56, joka on suljettu juurtenetenemistä estävään kalvoon 57 ja edelleen suljettu yhdessä kasvumaton 58 kanssa vesitiiviiseen materiaaliin 59, esimerkiksi polyeteeniin, johon on sijoitettu aukkoja 60 kasveja varten. Ulostuloaukko 61, joka ulottuu mineraalivillakaistan 56 läpi, vie pois vettä ja mahdollisia lannoitteita ja määrää kasvumatossa 58 vallitsevan imupaineen.

Kuva 8 esittää toista kapillaarijärjestelmää 7, jossa lisäksi juurienetenemistä estävän kalvon käyttö on rajoitettua, koska vesitiiviin materiaalin 59 pohjaan on ryhmitelty pieniä aukkoja.

Vettä tuova kapillaarielementti 64 koostuu joukosta revitettyjä kapillaariputkia 66, jotka sijaitsevat vieri vieressä ja ovat yhteydessä pääputkeen 65 ja sijoitettuina mineraalivillan sisään. Tämä haravanmuotoinen kapillaarielementti on sijoitettu vesitiiviin materiaalin 59 läpi mineraalivillaan ja antaa käyttöön suuren määrän vedenantopis-teitä, jotka ovat välimatkan päässä toisistaan kapillaari-putkien 66 muodossa. Kapillaariputken 66 tukkeutuminen tuskin saa aikaan vahingollisia seurauksia, koska naapurika-pillaariputket 66 ottavat haltuunsa vedensyötön. Koska lisäksi käytetään kerrosmaista kapillaarista poistoelement-tiä 67, ilmenee kuvasta 8 suljettu kapillaarijärjestelmä 7.

Veden ja mahdollisesti tarvittavien lannoitteiden virtausku-vio kasvumaton läpi määräytyy vedensyöttökohtien ja veden-poistokohtien sijainnista toistensa suhteen. Kuvassa 6 is 3 8 571 suoritetaan kuljetus oleellisesti ottaen pystysuorasti kasvumaton 52 korkeuden yli, kuvassa 7 kasvuxnaton leveyden osan yli ja kuvassa 8 oleellisesti kasvumaton pituuden yli.

Kuvissa 9 ja 10 on esitetty muita kasvumattoon 70 suunnattujen syötön 68 ja poiston 69 suuntia niin, että suurin mahdollinen vaiva on nähty sen aikaansaamisessa, että vesi ja/tai lannoitteet virtaavat koko kasvumaton 70 läpi ja sokeiden kohtien esiintyminen vältetään niin hyvin kuin mahdollista. Näin on saatu aikaan kasvumatto, jossa on hyvä läpivirtaus ja tarvittaessa pesu, ja jossa keksinnönmukai-sesti voidaan imupaine asettaa optimaaliseksi tai sitä voidaan säätää vastaamaan viljelijän ja/tai optimaalisen viljelysaannon vaatimuksia.

16 S 8 571

I C I H il H

I <l· I 3 il II

I C I Ci II II

I -H I 3 II II

I E I i—I II II

I >> i iir-ioo^r^cnOiM n

I | C il t-H I—I f—I 1—I C\J CO II

i -t-> i (uiioooooooii I I Ι-C Il i—I t—! - i-H f—I r—I f—I || i :c0 i co n il

I -*-> I O II X X X X X X X II

I I Ci II II

I C I OHOr-icnOO·—‘U3 II

I (L· ^ I 2 II.......il i en iR i xn ii cm co -—i i—i 1 -—* il

I -H Lf) I II II

I <—I LO I II II

i co l :c0 n ii i co :cö i *-> ii ii

I E 1-H | -U II II

I *rH i—i I di il O en o O O O O II

I (0 CD I >11 il Ί tf O ftl H II

I Ci d I II II

I (0 Cl· I ^R II II

I S > I II II

I I II Μ E

I O I ^ n o oo en o o- co d- n rl I co I EiiOcocnr^LncOr-iii ^ :c0 I CO 1 d il O O «H CT) lO O O il ί-5 i +-1 i ^ ii o n <-i m o o o ii co CO I I I II O d- ^ O O O O II Ό >H I < I - II co -h O O O O II :ct3 -r-i

f-ι I I CL· Il.......Il C CO

>> I - I CX II CM O O O O O O II -H -H

:cÖ I CO I II II (U CO

Ci I -U | Il II ^ Ci

CO I i ‘ I II II 4-1 M

>> I d I co ii o co en en en co o il 0) co

x> I E I n o --i ui -n co en o n E.C

:cö I ---4 I il CO cm i t ao o n -h

O I > I II -—1 lO -—I -d O I! 4-> C

i co I ii cm en co o ii 4-> a>

Q.ICOI II CMLOOIICC

Cl I II f—I O II CL· *H

CL· i l ii rH ii en -i-> dl i ii ii (o j->

CL· I I II II CO C

>1 I II II CO Cl· l C i :co ii n 4-> ih

C I Cl· I e II II CO CO

ai I e I :cö ii n o. >

C l-H I ICO II II -H -H

I E I E ii n co > E I >> I 3 II II Cl· Ci co I j-> i ci ii il > <l·

-U I 4-> I 3 II II

-C \ >> | rH II il cO C

O I :c0 I ii O O O O O il C <l· '"o I ό I C n co en -—I i—I t—I f—I (—I II -r-l 4-> i i α,ιιοοοοοοο ii toto

C I C I X* Il »—I <—I <—1 t-H t—I r—I rH II Ή O

co i ai -— i co n n > Ci

E I C SR I OllXXXXXXXII -HO

3 I Ή CM I Ci II II -h 3 -te I rHcni on eOtocOiHOii x> .e

3 I CO I 3 II Il CO

co I co:cOl SZ ii ldcOt—*cm<—f.—icm n ooc ci I E ·η i n n <l· <l· CO I Ή (H I II II C -h -Γη i CO Oi l :cO il il > o i cc d I j-j ii ii ai a;

Ci I COOil Xillf'C'-cncOCOm.-l Il CC

O I 2 > I OiliaOcQ'drOCMCMCMIl -H Cl·

Ci I — I > Il II CO -rc

CO I I II II Q. SZ

CO li I I ^R II II 3 >>

Ci I O I II II g X)

Ci I O I II II -h

3 i 3 i II II II

··— I CC I -— Il II II

X I O I E II II Cl·

I O I dllcOCOcnd'<-lcnaO II CQCX

I CX 1 --- 11 LO C\J < Γ—I II

I I II II

I O I ' Il II

o i a, i <l· ii ii ci I I ex ii il

Ci I C I II II

- I CO i II II CO

^ I d I II lO lO II CO

3 10 1 II m lD · Il Hl CO I C I 03 II · O CM cT> I>- Il o E-- I O I IICMLnC^r-lr-lr-IrHII Ό

Claims (21)

17 8 8 571

1. Menetelmä kasvien (2) mineraalivillaviljelyyn, käsittäen seuraavat vaiheet: i) käytetään mineraalivillasubstraattia (3,4), jossa kasvit (2) kasvavat; ii) lisätään vettä (6) ja mahdollisesti jotain siihen lisättäviä lannoitteita mineraalivillakasviviljel-mään, ja/tai poistetaan vettä ja mahdollisesti jotain siihen lisättäviä lannoitteita mineraalivillakasvivil jelmästä, nesteyhteydessä mineraali-villasubstraatin (3,4) kanssa olevan kapillaari-järjestelmän (7) kautta, iii) tunnettu siitä, että ennalta asetettua hydrostaattista painetta kapillaarijärjestelmässä (7) säädetään aktiivisesti imupaineen asetteluelimillä (12,16;12,28;33,39).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että imupaine mineraalivillassa (8) pidetään vakioarvossa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillaarijärjestelmä (7) muodostuu ainakin yhdestä kapillaarielementistä (9;24,25;31,32;49;56;64) yhdistettynä nesteyhteyttä varten vuorivillaan (8) , joka elementti (9;24,25;31,32;49;56;64) on kytketty ainakin yhdeltä puolelta imupaineen asetteluelimiin (12,16;12,28;33,39).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillaarielementti (9,31,66) on rei'itetty kapillaari-putki (9,31,66), joka ulottuu vuorivillaan (8). 1 Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillaarielementti (64) muodostuu useammasta rei'ite- is 3 8571 tystä kapillaariputkesta (66), jotka on sijoitettu vierekkäin, joka on kytketty pääputkeen (65) ja lisätty vuorivillaan (8) , ja että mainittu pääputki (65) on kytketty imupai-neen asetteluelimiin (12,16;12,28;33,39).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillaarielementti (24,25;49;56) on mineraalivillasuikale (24,25;49;56).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalivilla (8) , jossa kasvi (2) kasvaa, on ainakin osittain suljettu nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59) on järjestetty ainakin yksi käytävä, jonka käytävän kautta kapillaari järjestelmä (7) on kytketty nesteyhteyttä varten mineraalivillaan (8), jossa kasvi (2) kasvaa.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 3-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mineraalivilla (8) ja kapillaarielementti (7) on suljettu nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillaarijärjestelmä (7) ja kasvit (2) on erotettu toisistaan esteellä (26;51;57;63), jota kasvin juuret eivät voi läpäistä, esimerkiksi juurtenestolevyllä (26;51;57;63).

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennalta aseteltu imupaine on noin 0-20 vesipatsassenttimetriä. i 19 38571

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aseteltu imupaine nousee 5-10 vesipatsassentti-metriin.

13. Laitteisto (1;21;29) kasvien (2) mineraalivillavilje-lyyn, käsittäen: i) mineraalivillan (3;8), jossa kasvit (2) voivat kasvaa; ii) elimet (40;53;68) veden (6) syöttämiseksi mineraalivillaan (3;8); iii) elimet (41;50;61;69) veden poistamiseksi mineraalivillasta (3;8); ja iv) kapillaarijärjestelmän (7) kytkettynä nesteyhteyttä varten mineraalivillaan (3 ;8) ; tunnettu siitä, että kapillaarijärjestelmä (7) on järjestetty käytettäväksi vedensyöttöelimissä (40;53;68) ja/tai vedenpoistoelimissä (41;50;61;69), ja että kapillaarijärjestelmä (7) on varustettu imupaineen asetteluelimillä (12,16;12,28;33,39) imupaineen asettelemiseksi aktiivisesti mineraalivillassa (3;8).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto (1;21;39), tunnettu siitä, että imupaineen asetteluelimet (12,16;12,28;33,39) käsittävät imupaineen ilmaisimen, joka on kytketty ohjausyksikköön (12;33), joka ohjaa pumppuelimiä (16;28;39) sisältäen veden syöttöelimet (40) ja/tai veden poistoelimet (4l;50;61;69).

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laitteisto (1;21;39), tunnettu siitä, että kapillaarijär jestelmä (7) on rei'itetty kapillaariputki (9;31;66), joka ulottuu vuorivillaan (8).

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen laitteisto (l;21;39), tunnettu siitä, että kapillaarielementti (64) 20 8 8 571 muodostuu useammasta revitetystä kapillaariputkesta (66), jotka on sijoitettu vierekkäin, joka on kytketty pääputkeen (65) ja lisätty vuorivillaan (8), ja että mainittu pääputki (65) on kytketty imupaineen asetteluelimiin (12,16;12,28;33,39).

17. Jonkin patenttivaatimuksen 13-16 mukainen laitteisto (21), tunnettu siitä, että kapillaarielementti (24,25;49;56) on mineraalivillasuikale (24,25,-49,-56).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mineraalivilla (8), jossa kasvi (2) kasvaa, on ainakin osittain suljettu nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59).

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59) on järjestetty ainakin yksi käytävä, jonka käytävän kautta kapillaarijärjestelmä (7) on kytketty nesteyhteyttä varten mineraalivillaan (8), jossa kasvi (2) kasvaa.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 13-19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mineraalivilla (8) ja kapillaarielementti (7) on suljettu nestettä läpäisemättömään materiaaliin (59) .

21. Jonkin patenttivaatimuksen 13-20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kapillaarijärjestelmä (7) ja kasvit (2) on erotettu toisistaan esteellä (26;51;57;63), jota kasvin juuret eivät voi läpäistä, esimerkiksi juurtenestolevyllä (26;51;57;63). 2i 8 8 571