KR20050094431A - 식물을 생장시키는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생장기질에 물을, 한 말단에서 생장 기질에 직접 연결된 제1 도관으로 및 제1 도관을 통해 제1 도관의 다른 말단에 연결된 제2 도관으로 공급하는 것을 포함하는 생장 기질에서의 식물의 생장방법으로, 상기 제2 도관은 적어도 부분적으로 공기로 채워지고, 물은 제1 도관으로부터 제2 도관의 기실로 방출되고 생장 기질은 유기 중합 발포체로 제조된 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실시하기 위한 장치를 제공한다.

Description

식물을 생장시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GROWING PLANTS}

본 발명은 식물 뿌리의 환경을 통한 관개용수의 유속이 조절되는 식물 생장 방법에 관한 것이다. 특히, 식물이 생장 기질, 특히 유기 중합 발포 생장 기질에서 생장하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실시하는 장치에 관한 것이다.

천연 또는 인공적 생장 기질, 특히 암면(rock wool) 또는 유리솜(glass wool)과 같은 광물면 생장 기질에서 식물을 재배하는 것은 잘 알려져 있다. 페놀 우레아 포름알데히드 폼(Oasis ^TM이라는 품명으로 시판)과 같은 다른 생장 기질도 또한 알려져 있다. 물과, 필요에 따라, 비료 및 다른 첨가제는, 일반적으로 기질을 통해 필요에 따라 비료와 다른 첨가제가 함유된 물이 흐르도록 함으로써 생장 기질에 공급된다. 식물이 물, 산소, 그리고 물에 의해 전달되는 비료와 같은 다른 물질의 충분한 공급을 받는다는 것이 중요하다.

물은 산소가 생장기질로 전달되는 수단 중 하나이다. 특히, 물이 생장 기질 위에 놓인 드리퍼(dripper)를 통해 공급된다면, 기질 위에 떨어지는 방울은 매우 산소-풍부이다. 이 산소는 기질로 전달되고 식물의 뿌리에 의해 재흡수된다. 그러므로, 생장 기질이 산소가 부족하게 되면, 더 많은 산소를 공급함에 의해 부족을 완화시킬 수 있다.

유사한 고려가, 비료와 같은 물에 용해되어 있는 다른 첨가제에 적용된다. 기질로의 물의 유속이 커질수록 물에 의해 공급되는 첨가제의 공급률이 증가 된다.

다른 이유로 충분한 물 흐름을 갖는 것이 유리하다. 증가된 물 흐름은 뿌리 주변의 난류를 증가시켜 물과 비료와 같은 유익한 성분들을 뿌리로 전달하는 속도를 증가시킨다. 물의 흐름은 또한 식물에 의해 생장 기질로 방출되는 원하지 않는 부산물을 제거한다.

그러나, 생장 기질로의 물의 공급 속도를 단순히 증가시키는 것은 문제를 야기할 수 있다. 특히, 최대 유속은 통상적으로 중력하에서 생장 기질을 통한 물의 최대 유속으로 정해진다. 물의 공급 속도가 이 통과-유속을 초과하면, 과잉의 물은 단순히 넘쳐 흐른다.

기질을 통한 물의 유속을 활발히 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명자들의 초기의 출원 EP-A-300,536 및 EP-A-409,348호에는 광물면 생장 기질을 사용하는 활성수 흐름 시스템이 기재되어 있다.

EP-A-300,536호는 미네랄 성장 기질이 모세관 시스템에 의해 조절되는 시스템이 기재되어 있다. 물관은 생장 기질로 연장되고 물 펌프에 연결된다. 이것은 기질 밖의 물 펌프로 미리 정해진 속도로 맞춰진다. 도관 시스템은 실질적으로 물로 가득 차있고, 유속은 필수적으로 물 펌프에 맞춘 속도로 결정된다. 이 문헌은 "흡입 압력"을 논의하지만, 이것은 기질로부터 물을 제거하기 위해 식물에 의해 발휘될 것으로 요구되는 힘의 맥락이다. 이 의미에서 높은 "흡입 압력"은 낮은 기질 물 함량과 관련되고 이 문헌의 목적은 적당한 기질 물 함량 및 결과적으로 흡입 압력을 유지하는 것이다.

EP-A-409,438은 동일한 물 펌프 시스템에 관한 것이다. 이에 더하여, 도관 시스템과 생장 기질 사이의 커플링 부재(member)를 제공한다. 이것의 의미는 식물 뿌리가 생장 기질로 성장하는 것을 막기 위한 것이다. 커플링 부재의 이점은 이것이 주변 생장 인자보다 더 습기를 유지하고 공기가 판(slab) 측면으로부터 도관 시스템으로 유입되는 것을 막는 것이다.

이들 시스템 모두는 어느 정도 생장 기질로서 광물면의 사용에 대해 특정된 것이고, EP-A-300,356의 시스템은 참으로 광물면의 비다공도 및 밀도 특성을 고려하여 고안된다. EP-A-409,348은 대체적인 생장 기질로서 가열 점토 및 소결된 다공성 금속을 언급하지만, 최상의 결과는 광물면에 의해 달성된다.

이미 기재된 시스템 모두는 식물이 생장하는 표면, 예를 들면 온실의 마루가 거의 정확하게 수평임을 요구한다. 한편, 시스템의 압력과 물 유속은 광물면 생장 기질의 판이 위치하는 높이에 따라 변한다. 추가의 잠재적인 문제는 도관 시스템이 실질적으로 물로 채워져 있다는 사실에 기인한다. 그러므로, 시스템의 한 식물에서 다른 식물로의 끊어진 물 경로가 있다. 이것은 식물 바이러스 및 다른 감염물이 전체 작물을 통하여 이동하는 것을 허용하는 가능성을 갖는다.

WO94/03046은 광물면에서 식물을 성장시키는 다른 시스템을 제공한다. 다른 "불활성 생장 배지"가 일반적으로 언급되지만, 광물면 이외의 다른 특정 생장 인자를 언급하는 것은 아니다. 이 시스템에서 광물면의 함량은 물을 급수 파이프를 통해 광물면 생장 기질에 공급하고 배수파이프를 통해 제거함으로써 일정하게 수용된다. 통상의 파이프 시스템은 급수와 배수를 위해 사용된다. 이 시스템에서, 상기의 EP-A-300,536 및 EP-A-409,346의 시스템의 시스템과 같이, 생장 기질 중의 물과 배수 시스템 상의 물 간의 연속적인 연결이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 횡단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 다른 횡단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 추가의 개략도이다.

본 발명자들의 초기의 국제특허출원 제 PCT/EP02/07741에서, 본 발명자들은 식물을 제공하고, 식물 뿌리가 물의 본체에 접촉하도록, 특히 식물 뿌리가 물-함유 생장 기질 중에 있도록 물을 공급하고, 그리고 생장 기질 중의 물의 본체와 접촉되어 제공된 흡입 장비를 통해 물을 제1 도관으로 드로잉하고, 제1 도관을 통해 물을 제2 도관으로 드로잉하는 것을 포함하고, 여기서 제2 도관은 적어도 부분적으로 공기로 채워지고 제1 및 제2 도관은 제1 도관이 제2 도관의 기실(air space)로 방출되도록 연결되는, 개선된 식물을 생장시키는 방법을 기재한다. 흡입 장비는 생장 기질에 삽입된 흡입 플러그와 같은 액체 드로잉 및 공기 차단 장비이다. 흡입 장비는 도관 시스템의 압력이 도관을 통해 공기를 드로잉하는 경향이 있을 때 공기 차단을 형성하는 재료로 제조되어, 도관이 완전히 물로 채워지고 오직 물만이 제1 도관을 통과하고 공기는 제1 도관으로 통과하지 못하도록 한다.

많은 천연 및 인공 생장 기질이 기재되어 있고, 토양, 이탄, 펄라이트 및 광물면을 포함하며, 후자가 바람직하다. 흡입 장비는 다공성 재료로 만들어지고, 예를 들면, 암석, 세라믹, 광물면, 다공성 유리 및 유기중합 발포체, 또는 중합체 섬유를 포함한다.

예시된 시스템에서, 생장 기질은 석면이고 흡입 장비는 생장 기질의 판에 삽입된 흡입 플라그이다. 제1 도관은 흡입 플러그에 연결된다.

그러나, 본 발명자들은 생장 기질 자체가 본인들의 초기 출원에서 생장 기질로 사용되도록 특별히 언급되지 않았던 특정 미네랄류로부터 선택되면, 도관 시스템의 압력이 제1 도관으로 공기를 드로잉하는 경향이 있을 때 생장 기질 자체가 공기 차단을 형성하는 특성을 가질 수 있다는 것을 발견하였다. 그 결과 놀랍게도, 공기의 드로잉 없이, 생장 기질로부터 분리된 흡입장비에 대한 필요없이, 오직 물 만이 제1 도관으로 드로잉되는 시스템을 제공하는 것이 가능하다. 그러므로, 제1 도관은 생장 기질 자체에 직접적으로 연결된다.

본 발명에 따르면, 본 발명자들은 생장 기질에 식물을 제공하고, 생장 기질에 물을 공급하고, 생장 기질에 직접 연결되어 제공되는 제1 도관으로 물을 드로잉하고, 제1 도관을 통해 제2 도관으로 물을 드로잉하는 것을 포함하고, 제2 도관은 적어도 부분적으로 공기로 채워지고, 제1 및 제2 도관은, 제1 도관이 제2 도관에 있는 기실로 방출되도록 연결되고 생장 기질은 유기 중합 발포체로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물의 생장방법을 기재한다. 바람직한 구현예에서, 도관의 압력은 공기 펌프에 의해 조절된다.

그러므로, 본 발명에서 단일 집적 생장 기질은, 제1 도관이 직접적으로 연결된 단일 직접 생장 기질을 사용하면서, 기압이 기질로부터 액체의 방출을 조절하는 시스템의 이점을 얻기 위해 사용될 수 있다.

그러므로, 본 발명은 기질로부터 액체의 조절된 방출을 유도하도록 부분적으로는 액체로 채워지고 부분적으로는 공기로 채워진 중공을 사용하는 도관 시스템에 직접적으로 결합된 액체 드로잉 및 공기 차단 생장 기질을 포함한다. 생장 기질 자체는 도관 시스템의 압력이 그것을 통해 공기를 드로잉하는 경향이 있을 때 공기 차단을 형성할 수 있다. 시스템으로 물을 드로잉하는 압력이 증가함에 따라, 물의 흐름은 적어도 30cm 물기둥에서의 인발력까지 점진적으로 증가한다.

압력은, 물을 시스템으로 드로잉하는 경향의 힘이 물을 생장 기질에 보유하는 힘보다 크기 때문에, 성장 기질이 물보다는 공기를 제1 도관으로 방출할 때의 인발력까지 증가할 수 있다.

본 발명에서, 도관 시스템으로 물을 드로잉하는 힘은 기압에 의해 조절된다. 이것은 생장 기질로부터 도관 시스템으로의 물의 이동이 물 흐름에 의해 조절되고, 따라서 시스템이 효과적이라면 판 모두는 동일한 수준에 있어야 하는, 생장 기질 판의 상대적 높이에 의해 영향을 받는 EP-A-300,536 및 EP-A-409,348의 시스템과 반대이다. 본 발명에서, 수평의 표면을 제공해야할 필요가 없고, 그러므로 시스템은 먼저 층을 평평하게 할 필요 없이 어느 온실에서도 쉽게 그리고 직접적으로 적용될 수 있다.

무엇보다도, 제1 도관은 제2 도관의 기실로 방출한다. 바람직한 구현예에서, 적어도 2개 및 바람직하기는 다수의 도관이 제공되고, 각각은 식물의 뿌리가 위치되는 생장 기질의 다른 부분에 연결된다. 일반적으로 각각 하나 또는 소수의 식물을 함유하는, 다수의 생장 기질 판이 제공된다. 이 경우, 각각의 제1 도관은 일반적으로 단일 판과 결합되고, 몇몇 경우에는 하나의 제1 도관이 각 식물에 결합된다. 그러므로, 비록 하나의 식물로부터의 바이러스와 다른 감염성 시약이 생장 인자로부터 제1 도관으로 드로잉되고 그리고 나서 제2 도관으로 방출된다고 해도, 제2 도관과 다른 식물에 결합된 다른 제1 도관 사이에 물의 경로는 없다. 그러므로 바이러스 또는 다른 감염성 시약의 전이의 위험은 훨씬 감소된다.

본 발명으로, 예를 들면, 공기 펌프에 의해 단순히 도관 시스템의 압력을 변화시킴으로써 식물 뿌리 주변의 생장 기질을 통한 물의 흐름을 조절하고, 상기에서 논의되었던 이점, 즉 산소 공급 속도 조절, 다른 첨가제의 공급속도, 물 함량의 조절, pH, EC(전기 전도도), 질소와 같은 영양분 및 미량원소, 및 바람직하지 않은 부산물의 제거등을 얻는 것이 가능하다.

도관 시스템 내의 기압을 빠르고 쉽게 변화시켜 유속과 물함량을 어려움 없이 변화시키는 것이 가능하다.

제1 도관이 생장 기질의 저부에 연결되면 물은 기질의 저부에서 드로잉되고 기질의 저부에서 물 포화 경향은 감소된다.

본 발명은 또한, 식물의 생장에 사용하기에 알맞는 장치를 제공한다. 이것은 식물과 물을 함유하도록 변형된 생장 기질을 포함하고, 생장 기질은 유기 중합 발포체로 형성되고 제1 도관의 말단에서 제1 도관에 직접 연결된다. 제1 도관은 그것의 다른 말단에서 제2 도관에 연결되고 상기 장치는 제2 도관으로부터 물을 제거하기 위한 수단을 포함한다. 또한, 장치는 바람직하기는 도관 시스템의 기압을 조절하기 위한 공기 펌프를 포함하고 장치는 제2 도관이 사용중 적어도 부분적으로 공기로 채워지도록 사이징된다.

식물은 일반적으로 온실에서 생장하는 시판 작물이다. 작물은 예를 들면, 상추, 토마토, 오이 또는 피망일 수 있다.

본 발명에서 식물은 생장 기질에서 생장한다. 즉, 식물 뿌리가 생장 기질 내에 위치된다.

본 발명에서 생장 기질은 유기 중합 발포체로 형성된다. "발포체"라는 용어 내에, 본 발명자들은 미세 규모에서 3차원 메쉬인 재료를 포함한다. 본 발명자들은 이 특정 종류의 재료가, 도관 시스템의 압력이 생장 기질을 통해 공기를 제1 도관으로 드로잉하는 경향이 있을 때, 오직 물만이 제1 도관으로 통과하도록 물을 충분하고 단단히 수용할 수 있다는 것을 발견하였다. 사용할 수 있는 중합재료의 예는 페놀 우레아 포름알데히드 발포체, 우레아 포름알데히드 발포체 및 폴리우레탄 발포체 뿐 아니라 푸르푸릴 알콜 및 푸란 발포체를 포함한다. 하나의 특정 페놀 우레아 포름알데히드 재료는 Oasis^TM 이라는 제품명으로 시판되고, 특히 본 발명에 바람직하다. 이것은 3차원 메쉬 구조를 가지고, 이 일반적 구조이지만 다른 중합체로 제조된 다른 재료가 또한 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 형태의 중합체는 우레아 포름알데히드 및 폴리우레탄 뿐 아니라 푸르푸릴 알콜을 기재로 하는 것을 포함한다.

발포체는 단일 집적 형태를 형성할 수 있거나 또는 발포체 플레이크의 형태, 예를 들면 폴리우레탄 발포체 플레이크일 수 있다.

섬유성 네트 또는 매쉬 형태의 유기 중합 발포체가 특히 유리하다. 메쉬는 실질적으로, 교차점 사이의 거리가 약 20 내지 약 100 마이크로미터, 특히 약 40 내지 60 마이크로미터인 사각형 또는 직사각형 형태인 네트인 것이 바람직하다.

메쉬를 형성하는 스트랜드는 바람직하기는 2~20 마이크로미터 범위이지만 특히 바람직하기는 이 범위의 상한에서 두께를 갖고, 예를 들면 약 4 ~20 마이크로미터이다. 두께는 바람직하기는 메쉬의 교차점 사이의 거리의 1/10 ~ 1/5, 바람직하기는 1/8 ~ 1/5 이다.

유기 중합 발포체 재료는 원하는 모세관 작용을 제공하기 위해 충분히 친수성이어야 한다. 발포체의 특정 형태는 이것을 허용하도록 본래적으로 충분히 친수성일 수 있지만, 바람직하기는 다른 형태의 발포체는 습윤제를 포함한다.

본 발명자들은 밀도가 35kg/m³ 이하인 생장 기질이 바람직하고, 밀도가 30kg/m³ 이하, 바람직하기는 28kg/m² 이하인 것이 더욱 바람직하다는 것을 발견하였다. 약 25kg/m³의 밀도가 특히 유용하다. 밀도는 보통 적어도 5kg/m³이고, 바람직하기는 적어도 10kg/m³이고, 더욱 바람직하기는 적어도 15 kg/m³이다. 가장 바람직한 밀도는 중합 발포제의 형태에 따라 변할 수 있다. 페놀 우레아 포름알데히드 발포체의 경우, 바람직한 밀도는 15~35kg/m³이고, 바람직하기는 20~30kg/m³이다. 바람직하기는, 우레아 포름알데히드 발포체의 밀도는 5~25kg/m³, 바람직하기는 10~20kg/m³이다. 폴리우레탄 발포체와 푸란 발포체의 밀도는 바람직하기는 15~35kg/m³이다. 폴리우레탄 발포체 플레이크의 밀도는 바람직하기는 50~90kg/m³이고 더욱 바람직하기는 60~80kg/m³이다.

중합발포체는 일반적으로 개방 발포체 구조를 갖는다.

일반적으로 생장 기질은 공기보다 더 단단히 물을 수용한다. 바람직하기는 이것은 적어도 5cm 물기둥, 바람직하기는 적어도 10cm 물기둥, 더욱 바람직하기는 적어도 20cm 물기둥, 가장 바람직하기는 적어도 30cm 물기둥의 힘에 대해 물을 수용한다.

제2 도관에서의 압력이 (바람직하기는)대기압 이하일 때, 일반적으로 생장 기질은 제2 도관이 대기압 이하인 압력(이하, 저기압이라 부른다)에서의 차이로부터 제1 도관이 생장 기질에 연결된 지점 위의 제2 도관의 높이를 빼서 측정된 물기둥 값에서 물을 공기보다 더 단단히 수용한다. 실제로, 생장인자는 실질적으로 제 2 도관의 저기압과 동일한 힘에 대하여 물을 보유한다.

어느 특정 중합 발포체가 생장 기질용 재료로서 알맞는가를 결정하기 위해, 상기 물기둥 값에 대하여 물을 수용하는 능력을 간단히 시험하는 것이 필요하다.

생장 기질은 실질적으로 공기 차단으로 기재될 수 있다. 즉, 뿌리와 접촉된 물을 통해 제1 및 제2 도관으로의 실제적인 양의 공기가 통과하는 것을 허용하지 않는다.

생장 기질은 점토 또는 갈탄과 같은, 특성을 변경하고 개선시키기 위해 본 분야에 알려져 있는 다른 첨가제를 함유할 수 있다.

본 방법에서, 물이 생장 기질에 공급된다. 이것은 통상의 방법, 예를 들면 적하 급수에 의할 수 있다. 이 방법은 물이 생장 기질에 도달할 때 산소-풍부이기 때문에 특히 바람직하다. 관개는 연속적이거나 또는 주기적일 수 있다. 물은 비료, 살균제와 같은 생물학적으로 활성인 첨가제 및 다른 첨가제를 함유할 수 있다.

본 발명에서, 생장 기질은 압력에 의존하여 물을 받아들일 수 있다. 그러므로, 본 발명은 진공을 적용하거나 또는 펌핑하기 위한 시스템을 포함할 수 있지만, 흡입 장비는 필수적이 아니고 물은 그것 없이 취할 수 있다. 특히, 생장 기질은 모세관력에 의해 물을 수용할 수 있다.

본 발명에서, 제1 및 제2 도관의 기압은 일반적으로 미리 정해지고 바람직하기는 대기압보다 낮다. 제2 도관으로의 공기의 도입은 이 압력에 어느 정도 영향을 미치고 변경시킨다. 이것은 또한, 단일 시스템 중의 생장 기질의 다른 부분들이 다른 기압을 겪는 효과를 가져오고, 이것은 본 발명이 피하고자 하는 것이다. 그러나, 압력이 대기압보다 상당히 낮은, 예를 들면 약 0.5bar(5000cm 물기둥)인 시스템에서, 낮은 정도로 공기가 제1 도관으로 통과하는 것은 문제가 되지 않는다. 그러므로, 생장 기질은 제2 도관의 기압에 실질적인 영향을 미치는 제2 도관으로의 공기의 실질적인 양의 도입을 막는 정도로 공기 차단이다.

생장 기질은 제1 도관의 하나의 말단에 연결되고, 이것은 일반적으로 좁은 직경을 갖는다. 내부 직경은 바람직하기는 1~10mm, 더욱 바람직하기는 2~6mm이고 특히 약 4mm이다.

제1 도관은 생장 기질에 직접적으로 연결된다. 즉, 물은 생장 기질로부터 제1 도관으로 어떠한 다른 재료의 통과 없이 통과한다. 연결은 어느 알맞는 안전수단을 통해 안전하게 될 수 있지만, 일반적으로 단순히 제1 도관의 말단을 생장 기질에 밀어넣는 것으로 충분하다. 그러므로, 본 발명자들의 초기 출원 PCT/EP02/07741과는 반대로, 제1 도관은 흡입 장비에 접촉하지 않고 생장기질과 접촉된다.

제1 도관의 다른 말단은 제2 도관에 연결된다. 본 발명에서, 제2 도관이 적어도 부분적으로 공기로 채워지는 것은 필수적이다. 이것은 시스템의 압력이 공기 펌프에 의해 조절될 수 있도록 한다. 제1 도관이 공기를 제2 도관의 기실로 방출하여 여러 제1 도관이 단일 제2 도관으로 공급되는 바람직한 시스템에서 식물들 사이에 연속적인 물 경로가 없도록 하는 것이 필수적이다. 제1 도관은 제2 도관의 최상부에 연결될 수 있지만 어떠한 연결점도 가능하다. 일반적으로 제1 도관은, 제1 도관이 제2 도관에 연결되는 지점에서 수평인 것이 바람직하다. 일반적으로 또한 제1 도관은 실제 사용시 물이 흐르는 동안 물로 가득 찬다.

도관 시스템에서 공기와 물의 상대 부피는 요구되는 물 흐름과 도관의 크기에 따라 변할 것이다. 그러나, 바람직하기는 도관 시스템의 내부 부피의 80% 이하, 더욱 바람직하기는 60% 이하, 특히 바람직하기는 40% 이하가 물로 채워진다. 가장 바람직하기는 내부 도관 부피의 20% 미만, 특히 10% 미만이 물로 채워진다.

도관 시스템의 압력은 일반적으로 대기압 이하 20000 pa 내지 대기압 이상 20000 pa이고, 바람직하기는 대기압 이하 10000 pa 내지 대기압 이상 10000 pa이다. 대기압 이하의 압력, 예를 들면 대기압 이하 5~5000pa이 바람직하다.

도관 내의 기압이 대기압 이상인 시스템은, 제1 도관으로부터 제2 도관으로의 방출 지점이 제1 도관이 생장 기질과 연결되는 지점보다 낮은 높이인 조건으로 가능하다. 이것은 중력에 의해 물이 흡입 플러그로부터 제2 도관으로 이동하게 된다는 의미이다. 대기압 이상의 압력은 이 경향을 감소시킬 것이지만, 전체적인 힘은 물이 제2 도관으로 이동되도록 하는 경향이 있고, 그러므로 높이와 기압의 어떠한 결합도 사용될 수 있다.

도관 시스템의 압력이 대기압 이하이면, 제1 도관으로부터 제2 도관으로의 방출 지점은 제1 도관이 생장 기질과 연결된 지점보다 더 높을 것이다.

2개 이상의 제1 도관을 포함하고, 2개 이상의 제1 도관이 단일의 제2 도관으로 방출되는 바람직한 시스템의 최적의 작동에서, 각 제1 도관이 생장 기질에 연결된 지점과 이것이 제2 도관으로 방출되는 지점 사이의 높이의 차이는 각 제1 도관의 경우에 동일해야만 한다. 모든 연결 지점이 서로에 대하여 동일한 높이이거나, 또는 모든 방출 지점이 서로에 대해 동일한 높이일 필요는 없다. 그러나, 제1 도관의 두 말단의 상대적 높이는 모든 제1 도관에 있어서 필수적으로 동일해야 한다.

당업자는 제1 도관의 말단의 상대적 높이와 도관 시스템의 기압을, 생장 기질로부터 제2 도관으로 공기를 드로잉 할 수 있는 바람직한 힘을 얻도록 선택할 수 있다.

제1 도관으로부터 제2 도관으로의 방출 지점의 높이가 제1 도관의 다른 지점보다 낮지 않은 것이 바람직하다. 즉, 바람직하기는 제1 도관의 어느 부분도 제2 도관으로의 방출지점보다 높은 높이를 갖지 않는다.

바람직하기는 시스템은 각각 제1 도관이 제공된 다수의 생장 기질 판을 포함하고, 제1 도관 모두는 단일 제2 도관으로 연결된다. 가장 바람직하기는 이와 같은 시스템의 시리즈가 제공되어 적어도 2개, 일반적으로 수개의 제2 도관 모두는 단일의 제3 도관으로 공급된다. 물은 그리고 나서 제2 도관으로 흐르고, 여기에 시스템으로부터 물을 제거하는 사이펀이 위치된다. 사이펀은 바람직하기는 제2 도관의 가장 낮은 지점에 놓인다.

제2 도관은 물이 시스템의 밖으로, 바람직하기는 제3 도관으로 흐를 수 있도록 하는 어느 각도로도 위치할 수 있다. 일반적으로 이것은 수평과 0~45°의 각도로 위치할 수 있다.

시스템에서 사이펀된 물은 일반적으로, 보통 살균된 후 재순환된다.

시스템은 예를 들면, 공기 펌프 또는 다른 흡입 수단의 사용 또는 중력 단독에 의해, 제1 도관으로 물의 초기 흐름을 유도하기 위한 어느 적당한 수단에 의해 개시될 수 있다. 잘 밀봉된 시스템에서 기압을 감소시키거나 또는 증가시키기 위한 추가의 수단이 필요하지 않지만, 실제로 종종 장기간 동안 시스템의 압력을 조절하기 위한 수단을 포함하는 것이 편리하다.

공기 펌프는 바람직하기는 시스템의 압력을 조절하기 위해 사용되고 도관 시스템의 어느 위치, 보통 제2 또는 제3 도관에 연결될 수 있다. 사용된다면, 제3 도관에 연결하는 것이 편리하다. 공기 펌프는 시스템 내에서 원하는 범위 내에서 공기 압력을 조절하기 위해 조정된다.

본 발명에서, 물은 생장 기질로부터 제2 도관으로 물이 흐르도록 하는 힘을 조절하는 수단에 의해 생장 기질로부터 도관 시스템으로 드로잉된다. 도관 시스템 중의 압력이 공기가 생장 기질로 향하기에 충분히 큰 시스템을 제작하는 것이 가능하다. 이것은 여러 방법으로 뿌리 주변의 물의 산소 수준을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 시스템은 여러 경작 시스템에 사용될 수 있다. 이것은 특히 본 출원자들의 국제특허출원 제PCT/EP02/07881에서 논의된 산소관리 시스템에서의 물 유속을 조절하는데 유용하다.

본 발명의 시스템은 다음 도면을 참조로 설명될 것이다.

도면의 상세한 설명

도 1은 중합 발포체 생장 기질의 일련의 판(1)들을 나타낸다. 식물(2)이 생장을 위해 각 판에 놓인다(도 2). 각 판은 연결점(3)에서 제1 도관(4)과 직접 연결된다. 제1 도관(4)은 모두, 측면 도관으로 기재된 단일 제2 도관과 결합된다. 바람직한 구현예에서, 일련의 제1 도관으로부터 물을 공급받는 일련의 측면 도관(5)이 있다. 도 1에 2개의 측면 도관(5)을 나타내었다. 측면 도관(5)은 모두 제3 도관(6)으로 공급된다. 제3 도관은 중심(main) 도관으로 나타내었다. 이 중심 도관(6)에 연결된 것은 공기펌프(7)이다. 중심 도관(6)의 최저 지점에는 물을 제거하기 위해 사용되는 사이펀(8)이다.

제1 도관(4)은 일반적으로 내부 직경이 1~10mm, 바람직하기는 약 4mm이다. 제2 측면 도관(7)은 일반적으로 내부 직경이 약 20~80mm, 바람직하기는 약 40~80mm이다.

시스템은 다음과 같이 장치된다. 사이펀(8)이 물로 채워진다. 판(1)이 물로 채워진다. 그리고 나서 도관 시스템의 기압을 낮추기 위해 공기 펌프(7)가 작동된다. 기압은 예를 들면 대기압보다 약 1000Pa 낮아진다. 결론적으로 도관 시스템의 낮은 압력에 의해 판(1)으로부터의 물은 제1 도관(4)으로 드로잉되고 측면 도관(5)의 최상부에서 측면 도관(5)으로 적하된다. 도 2는 기실을 나타내는 측면 도관(5)의 단면도이고 물은 도관의 저부를 따라 흐른다. 그러므로, 각 판으로부터 제거된 물은 모든 다른 판에서 분리된다. 물은 측면 도관(5)의 저부를 따라 중심 도관(6)으로 흐른다. 물은 사이펀(8)에 의해 시스템으로부터 제거되고, 사이펀은 물이 기압에 관계없이 그리고 기압에 영향을 미치지 않고 방출되도록 한다.

나타낸 시스템에서, 제1 도관(4)이 측면 도관(5)으로 방출되는 지점은 연결지점(3)보다 더 높다. 그러므로, 제1 도관(4)을 통해 물을 드로잉하기 위해, 기압은 요구되는 높이를 통해 물을 상승시키기에 충분한 정도로 대기압 이하인 것이 요구된다. 상대적 높이는 모든 제1 도관의 경우에 동일하다. 그러므로, 도관 시스템의 압력은 대기압일 수 있고, 물에 대한 전체적인 힘은 물을 생장 기질로부터 측면 도관(5)으로 드로잉하는 경향을 갖는다.

사이펀된 물은 보통 살균되고 재순환된다.

Claims (24)

1. 생장기질에 물을, 한 말단에서 생장 기질에 직접 연결된 제1 도관으로 및 제1 도관을 통해 제1 도관의 다른 말단에 연결된 제2 도관으로 공급하는 것을 포함하는 생장 기질에서의 식물을 생장시키는 방법으로, 상기 제2 도관은 적어도 부분적으로 공기로 채워지고, 물은 제1 도관으로부터 제2 도관의 기실로 방출되고 생장 기질은 유기 중합 발포체로 제조된 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 도관 내의 압력이 공기 펌프에 의해 조절되는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 중합 발포체는 페놀 우레아 포름알데히드 발포체, 우레아 포름알데히드 발포체, 폴리우레탄 발포체, 푸란 발포체 및 푸르푸릴 알콜 발포체 중에서 선택되고, 바람직하기는 페놀 우레아 포름알데히드 발포체인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도관의 내부 직경이 제2 도관의 내부 직경의 6~50%, 바람직하기는 7~30%인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 도관들이 사이징되고 물의 유속은, 물이 도관 시스템의 내부 부피의 20% 이하, 바람직하기는 10% 이하로 채워지도록 조절되는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 생장 기질은 하나 이상의 판으로 형성되고 각 판은 제1 도관과 직접 연결되고 그것에 의해 2개 이상의 제1 도관이 단일의 제2 도관과 연결되는 방법.
7. 제2항에 있어서, 2개 이상의 제2 도관이 제공되고 이들은 공기 펌프에 연결된 단일의 제3 도관에까지 이르는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 물이 사이펀에 의해 도관으로부터 제거되는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관 시스템의 기압은 대기압보다 낮고, 바람직하기는 대기압보다 0~20000Pa 낮은 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 도관은 실질적으로 직선이고 수평과 0~45°의 각으로 위치되고 흡입 장비의 높이 보다 높은 모든 지점의 높이를 갖는 방법.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 도관은 실질적으로 직선이고 수평과 0~45°의 각으로 위치되고 흡입 장비의 높이 보다 낮은 모든 지점의 높이를 갖는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 생장 기질이 5cm 이상의 물기둥, 바람직하기는 10cm 이상의 물기둥, 더욱 바람직하기는 20cm 이상의 물기둥의 힘에 대해 물을 수용하는 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 생장 기질이 5~35 kg/m³의 밀도를 갖는 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 생장 기질이 중합체 스트랜드의 메쉬 형태인 방법.
15. 제14항에 있어서, 메쉬의 교차점들이 20~100 마이크로미터 떨어져 있는 방법.
16. 제15항에 있어서, 메쉬의 스트랜드가 메쉬의 교차점 사이의 거리의 1/10 ~1/5, 바람직하기는 1/8~1/5의 두께를 갖는 방법.
17. 식물을 생장시킬 수 있는 장치로, 식물을 함유하기 위해 변형된 유기 중합 발포체 생장기질을 포함하고, 상기 생장 기질은 생장기질로부터 물을 드로잉하기 위해 배열된 제1 도관과 직접 연결되고, 제2 도관은 생장기질 및 제2 도관으로부터 물을 드로잉하기 위한 수단과 연결되지 않은 제1 도관의 말단과 연결되고, 상기 장비는 제2 도관이 사용시 적어도 부분적으로 공기로 채워지도록 사이징되는 장치.
18. 제 17항에 있어서, 제1 및 제2 도관 내의 기압을 조절하기 위해 배열된 공기 펌프를 추가로 포함하는 장치.
19. 제 17항 또는 제18항에 있어서, 생장 기질에 물을 공급하기 위한 수단, 바람직하기는 적하 시스템을 추가로 포함하는 장치.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 도관의 내부직경이 제2 도관의 직경의 6~50%, 바람직하기는 7~30%인 장치.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 도관에 연결된 제3 도관을 추가로 포함하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 제2 도관으로부터 물을 배수하기 위한 수단이 제3 도관의 최저점에 제공된 사이펀을 포함하는 장치.
23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 생장 기질이 페놀 우레아 포름알데히드 발포체, 폴리우레탄 발포체, 또는 푸르푸릴 알콜 발포체, 바람직하기는 페놀 우레아 포름알데히드 발포체로 형성되는 장치.
24. 식물을 함유하고, 액체 드로잉과 공기 차단 장비이고, 부분적으로 액체로 채워지고 부분적으로 공기로 채워진 도관 시스템에 직접 연결되고, 상기 도관 시스템은 생장 기질로부터 액체의 조절된 방출을 유도하도록 변형된 생장 기질.