SE419689B - Sett vid jordfri vextodling - Google Patents

Description

-QGQGZS2-2 10 15 20 25 30 35 40 joner NH: medför en sänkning av näringslösningens pH-värde på grund av att rötterna därvid avger vätejoner H+. Bakterier i näringslösningen (nitrifikationsbakterier) reducerar även ammoniumet till nitrat under förbrukning av syre enligt följan- de: NH3 -a Nuå -a NO; 1 2 1. NH: + 3/2 oz -+ no; + H20 + zu* 2. N05 + 1/2 02 -+ No; 1 och 2 ger tillsamman NH: + 2 oz -+ no; + H20 + zu* De beskrivna fysiologiska mekanismerna medför, att od- lingen kommer in i en ond cirkel, där det syre, som genom nä- ringslösningen tillföres växternas rotsystem, förbrukas på an- nat sätt än som är till nytta för växternas näringsupptagning.

Vid jordfri växtodling har man för syresättning av nä- ringslösningen tidigare blåst in luft i denna genom en perfo- rerad rör- eller slangledning i en förrådstank för näringslös- ningen med användning av kompressor. Dettaär beskrivet i exem- pelvis svenska utläggningsskriften 7510385-3. Den syresättning av näringslösningen som åstadkommas på detta sätt är dock inte tillfyllest för tillförsel av det syre, som erfordras.

Med insikt om de ovan relaterade förhållandena avses att genom uppfinningen skapa optimala betingelser för växterna vid jordfri växtodling under tillförsel av näringslösning med av- seende på rotandning och näringsupptagning hos växterna och att därmed öka växternas produktion.

Enligt uppfinningen föreslås i detta syfte det sätt som framgår av patentkravet 1, och till förtydligande av uppfin- ningen skall ett utförande därav beskrivas närmare i det föl- jande med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka FIG 1 är en schematisk bild av en anläggning för jordfri växtodling, anordnad för tillämpning av sättet enligt uppfinningen, FIG 2 är ett diagram, som visar halten av löst syre i näringslösningen, och FIG 3 är ett diagram, som visar lösligheten av luftens 10 15 20 25 30 35 40 8000232-2 syrgas resp ren syrgas i vatten.

I FIG 1 visas en odlingsbädd 10, som innefattar en ränna 11, i vilken växter är "planterade". varvid växterna hâlles i läge av en rotklump av stenull eller liknande inaktivt sub- strat och deras rotsystem är täckta med ett lock, en opak plastfilm eller liknande, som utestänger ljuset från rotsyste- men. Rännan 11 tillföres näringslösning vid 12, och denna nä- ringslösning rinner genom rännan, i vilken växternas rotsystem utbreder sig, för att bortledas från rännan vid 13, där närings- lösningen kan gå till ett avlopp eller kan på nytt tillföras rännan vid 12 genom att den får cirkulera i slutet system.

I föreliggande fall antages ett sådant slutet system vara anordnat, och den från rännan 11 avgående näringslösningen till- föres en förrådstank 14 för näringslösning. Från denna suges näringslösning medelst en pump 15 för att via ett sandfilter 16 tillföras en syresättare 17, som här innefattar ett kärl 18 med inlopp 19 för näringslösningen upptill. Detta inlopp ansluter sig till en inloppskammare 20 i kärlet, vilken är skild från kärlets inre i övrigt medelst en perforerad tvärvägg 21 med ett stort antal hål med en diameter av 4 mm. Nedanför tvärväggen eller gallret 21 är anordnad en injektionsöppning 22 för till- försel av syre från en syrgastub 23, och längst ned i kärlet är anordnat ett från bottnen utgående utlopp 24. I syresättaren 1 införes gasformigt huvudsakligen rent syre i näringslösningen och löses i denna. Från utloppet ledes den i syresättaren med syre berikade näringslösningen till en ventil 25 för att i för- utbestämd mängd tillföras odlingsbädden 10 och i övrigt återgå till tanken 14.

Det beskrivna slutna cirkulationssystemet för näringslös- ningen innefattar givetvis även ventiler samt olika shunt- och förgreningsledningar på konventionellt sätt, men dessa detaljer är inte inritade här. Näringslösningens sammansättning och sur- hetsgrad kan regleras enligt det sätt vid jordfri växtodling, som är beskrivet i svenska utläggningsskriften 7510385-3.

I FIG 2 markerar horisontalaxeln temperaturen på närings- lösningen i °C och vertikalaxeln mängden löst syre i närings- lösningen 1 ppm. En horisontell linje A markerar den kritiska gränsen för syrehalten 1 näringslösningen, som man enligt upp- finningen har funnit ligga vid cirka 4,5 ppm löst syre. Under detta värde blir rotandningen otillräcklig. Kurvorna B och C 83-60232-2 10 15 20 25 30 35 40 markerar nedre resp övre gränsen för praktiskt uppmätta vär- den på syrehalten vid konventionell jordfri växtodling, där den enda syresättningen sker genom inblåsning av luft i tanken, på det sätt som nämndes ovan. Kurvan D markerar det högsta möj- liga värdet på syrehalten, mättnadsvärdet, vid inblâsning av luft.

Såsom framgår av FIG 2, står näringslösningens förmåga att hålla syre löst i omvänd proportion till näringslösningens temperatur. Under varma sommardagar kan den cirkulerande nä- ringslösningen snabbt komma upp i temperaturer på 26 â 28°C, och det framgår av FIG 2, att näringslösningen vid denna tem- peraturnivå kan hålla högst cirka 5,5 ppm löst syre.

Det är därför ett väsentligt särdrag vid sättet enligt uppfinningen, att mängden löst syre i näringslösningen skall hindras från att underskrida den nämnda kritiska gränsen, och i detta syfte är anläggningen försedd med medel för avkänning av halten löst syre i den näringslösning, som tillföres rän- nan 11,-och för inreglering av syrehalten till ett för väx- terna lämpligt värde.

Dessa medel innefattar en mätcell 26 av känd typ i en shuntledning från utloppet 24 till tanken 14 för mätning av syrehalten i den näringslösning, som lämnar syresättaren17 för att tillföras odlingsbädden 10. Mätcellen 26 är ansluten till ett indikator- och styrdon 27, vilket indikerar den uppmätta syrehalten och är försett med organ för inställning av ett bör- värde på syrehalten. Indikator- och styrdonet 27 är kopplat till en solenoidventil 28 för reglering av tillförseln av syre från syrgastuben 23 till syresättaren 17, varvid denna ventil öppnas pulsvis i beroende av det förekommande ärvärdet på syre- halten i näringslösningen från syresättaren 17 för att hålla detta värde i överensstämmelse med det förinställda börvärdet; en avvikelse mellan ärvärde och börvärde medför ökad pulstäthet med avseende på öppningen av solenoidventilen 28. 2 Tack vare att tillförseln av syre till näringslösningen sker med användning av en syresättare 17, vilket innebär en ny- het inom den jordfria växtodlingen och är baserat på insikten om den fundamentala betydelse som tillförseln av syre till väx- ternas rotsystem har för växternas tillväxt och produktion, kan en stor, reglerad mängd syre - avsevärt större än som tidi- gare kommit i fråga - upptagas av den cirkulerande näringslös- 10 15 20 25 30 35 40 8000232-2 ningen som löst syre. Syrehalten i näringslösningen kommer självfallet att sjunka under näringslösningens passage genom rännan 11, men oberoende av om större eller mindre mängd av det lösta syret förbrukas under passagen genom rännan 11 el- ler om näringslösningen har högre eller lägre temperatur, med- ger det beskrivna syresättningssystemet, att halten löst syre i näringslösningen vid rotsystemen hålles på ett värde, vil- ket ligger tillräckligt mycket över det kritiska värdet på 4,5 ppm för uppnáende av den syrerika miljö för växternas röt- ter, som erfordras för att jonbyte och rotandning och därmed näringsupptagningen hos växterna skall bli den mest gynnsamma.

För att upprätthålla denna syrehalt krävs att den näringslös- ning, som tillföres rännan 11 har en avsevärt högre halt av löst syre än som kan tillföras enbart genom inblåsning av luft.

I detta sammanhang hänvisas till FIG 3, som visar syrgasens löslighet i vatten, varvid horisontalaxeln anger vattnets tem- peratur i OC och vertikalaxeln anger mängden löst syre i ppm.

Kurvan E avser lösligheten av luftens syrgas (20,9% 02) och kurvan F lösligheten av ren syrgas (100% 02).

Hur stor syrehalten skall vara i utloppet 24 från syre- sättaren 17 blir beroende av vilken syrehalt som föreligger vid 13, där syrehalten inte bör vara lägre än 4,5 ppm. Syrehalten vid 13 är beroende av många faktorer, exempelvis temperaturen på näringslösningen, växternas rotaktivitet, växtslag, odlings- bäddens 10 längd, näringslösningens halt av organiskt material samt mängden ammoniumkväve i näringslösningen. Den näringslös- ning, som lämnar syresättaren 17, kan vid exempelvis 20°C bi- bringas en halt av löst syre, vilken är så hög som ca 44 ppm. Även här varierar syrehalten naturligtvis omvänt proportionellt mot näringslösningens temperatur. Den onda cirkeln med fortskri- dande nedbrytning av växterna på grund av tilltagande brist på syre för växternas rotsystem kan härigenom brytas till båtnad för produktionen. - Sandfiltret 16 har till funktion att avskilja partiklar, som följer med den från bädden 10 avgående näringslösningen.

Förekommande organiska partiklar, som fastnar i filtret, bryts snabbare ned vid högre syrehalt i näringslösningen. I dessa or- ganiska partiklar bundna näringsämnen återföres därigenom till systemet.

Givetvis åstadkommas genom syresättningen även kompense-

Claims (4)

000ß232-2 10 15 20 25 30 ring för en redan från början ïåg syrehait i det råvatten, som ingår i näringsiösningen. Den beskrivna syresättaren har visat sig vara fördeiaktig för det angivna ändamålet, men det är också möjïigt att använda syresättare av annan typ. Det väsentiiga är, att syret tiiifö- res näringsiösningen under tryck och att syret ges tid att un- der intensiv ombiandning iösa sig i näringsiösningen. PATENTKRAV

1. Sätt vid jordfri växtodling, vid viiket en näringsiös- ning tiïïföres väkternas rotsystem, k ä n n e t e c k n a t av att näringsïösningen, innan den tiïïföres rotsystemen, pum- pas genom en syresättare (17) och däri finfördeias i en atmos- fär av huvusakligen rent syre för att sedan från syresättaren tiliföras rotsystemen med en halt av löst syre, viiken är. minst 4 ppm. _

2. Sätt enïigt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att haiten ïöst syre efter syresättaren (17) avkännes och tiiïför- sein av syre tiil syresättaren regïeras i beroende av den avf kända syrehaïten.

3. Sätt enïigt krav 1 eïler 2, k ä n n e t e c k n a t av att näringsiösningen cirkuieras i ett slutet system med en fürrådstank (14) för näringslösningen, varvid den från rotsys- temen avgående näringsïösningen tilïföres förrâdstanken och därifrån pumpas tiil syresättaren (17).

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t näringslösningen tiiïföres syresättaren (17) via ett mekaniskt fiïter (16). av att