WO2007053862A1 - Bewässerungssystem - Google Patents

Bewässerungssystem Download PDF

Info

Publication number
WO2007053862A1
WO2007053862A1 PCT/AT2006/000432 AT2006000432W WO2007053862A1 WO 2007053862 A1 WO2007053862 A1 WO 2007053862A1 AT 2006000432 W AT2006000432 W AT 2006000432W WO 2007053862 A1 WO2007053862 A1 WO 2007053862A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
hydrogel
irrigation system
soil
irrigation
Prior art date
Application number
PCT/AT2006/000432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Staudinger
Original Assignee
Bios4-Systemic Sustainability Solutions, Rammel Und Partner Oeg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bios4-Systemic Sustainability Solutions, Rammel Und Partner Oeg filed Critical Bios4-Systemic Sustainability Solutions, Rammel Und Partner Oeg
Publication of WO2007053862A1 publication Critical patent/WO2007053862A1/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/06—Watering arrangements making use of perforated pipe-lines located in the soil
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/30—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds
    • A01G24/35—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds containing water-absorbing polymers

Definitions

  • the invention relates to an irrigation system for plants with an irrigation system, which is supplied by a pumping system with water, wherein at least a part of the soil located in the root area of the plants comprises at least one hydrogel, and the at least one hydrogel as storage means for the over the irrigation system feedable Water serves.
  • DE 3328 098 A1 discloses means for improving the water retention capacity of soils of a soil mass with a particulate polyelectrolyte serving as a water retention agent.
  • SU 1 787164 A3 relates to a method of improving sandy soils and sandy loam soils by adding lime powder and a polymeric hydrogel into vertical slots of defined depth.
  • WO 91/13541 describes a storage device for liquids, in particular water, wherein a carrier material is mixed with a moisture absorber.
  • Every irrigation system in arid and semi-arid areas faces the problem of soil salinization, especially at the edge of irrigated areas. Due to the lack of leaching of the irrigation water salts accumulating on the soil surface due to capillary rise, the tendency to soil salinization in subterranean irrigation systems is often greater than soil salinization in surface irrigation. A significant yield reduction is the result. Often, after a short time, the salts have accumulated to a toxic for crops concentration. Recultivation of salinated land is costly and involves soil replacement, application of large quantities of gypsum or flushing of salts by large amounts of water coupled with an effective drainage system. Even underfloor droplet irrigation systems can only reduce salt accumulation for a shorter time.
  • hydrogel is selected from the group of clay minerals.
  • Hydrogels are water-storing, water-insoluble, organic or inorganic polymers whose molecules are chemically or physically linked to a three-dimensional network.
  • hydrogels are substances that can absorb water up to 400 times their weight. Hydrogels are used inter alia for hygienic purposes, for example in diapers.
  • the advantages of using hydrogels in combination with a water-saving irrigation system are the formation of a soil moisture reservoir with high water holding capacity in the root area of the plants.
  • the hydrogel also has the ability of salt fixation and minimizes the capillary rise of the water, which significantly reduces near-surface soil salinity.
  • Hydrogels of clay minerals with the main constituent silicon oxide have proven to be particularly suitable. These hydrogels have a high salt fixing ability. By combining the hydrogel with an underfloor drip irrigation system, this irrigation system is particularly suitable for arid and semi-arid areas due to its ability to fix salt and its increased water savings. Furthermore, these clay minerals are composed of inorganic compounds, so that they do not pose a burden on the soil once they have lost their water-retaining effect. In contrast, hydrogels based on polyacrylates, for example, must be disposed of carefully because they are not biodegradable and can not be integrated into the soil either.
  • the hydrogel is admixed in powder form to the soil. Due to the intensive mixing of potting soil and hydrogel, a particularly efficient storage of the water in the soil is ensured and the plant has sufficient moisture for a longer period of time.
  • water-permeable receiving means for receiving the hydrogel or a hydrogel / plant soil mixture are provided in the root area of the plant. Since the water absorption capacity of the hydrogel decreases over time due to the ability of the salt fixation, the hydrogel must be replaced after a few years. In the case of perennial plants this means a costly excavation of the upper soil layer in the area of the plant. However, if the hydrogel is stored in suitable receiving means of, for example, jute or other water-permeable materials and sunk these receiving means in the ground, it can be easily replaced the hydrogel. It is particularly advantageous if the underfloor droplet irrigation system is formed from a multiplicity of hoses made of elastic material, the hoses having crescent-shaped water outlet points.
  • This form of irrigation system is particularly flexible and can be easily adapted to the needs of the plantings. Due to the crescent-shaped cuts of the water outlet points, these only open when water is pumped into the hoses. Thus, water can only reach the ground when the water pressure inside the hoses reaches about 0.5 bar; At this pressure, the elastic material of the irrigation hoses give way and the water outlet points open similar pores. In this way, the penetration of soil or plant roots, a common problem in underground irrigation systems, is prevented.
  • the irrigation system of the invention is used in the planting of semi-arid and arid areas with annuals such as tomatoes, beans and the like.
  • an irrigation system is laid in the ground.
  • Particularly suitable is an underfloor droplet irrigation system 1 has been found.
  • the underfloor droplet irrigation system 1 consists of a plurality of interconnected hoses 2.
  • the hoses are introduced at a depth of approximately 40 cm into the ground and supplied via one or more pumps with water.
  • the feeding of water into the hose system can take place, for example, via a central pipe from which the hoses lead away in parallel alignment with one another in a plane to the ground surface (not shown).
  • the tubes 2 made of elastic material have notches, which function as water outlet holes 5.
  • the water outlet holes 5 are shaped sickle-shaped; this embodiment of the water outlet holes 5 has the advantage that the incisions only open from a prevailing in the hoses 2 water pressure of 0.5 bar; at pressure values below 0.5 bar, the water outlet openings 5 remain closed due to the elastic material of the tubes 2. In this way, the penetration of soil or the ingrowth of plant roots is prevented in the irrigation hoses 2 in the unpressurized state, thus avoiding clogging of the water outlet holes 5. Due to the variable cross section of the openings as a function of the water pressure, the water outlet rate of 120 ml / h to 2500 ml / h can be varied.
  • the installation depth of the hoses 2 is ideally chosen such that the distance to the root area 3 of the plant 4 to be planted is about 5 to 10 cm, in order to avoid excessive seepage of the water. Furthermore, it is particularly advantageous if the distance of the water outlet holes 5 corresponds to the distance of the planting holes, whereby a loss of water by seepage is further reduced.
  • the planting hole is lined with a water-permeable fabric 6 such as jute.
  • the planting hole is filled up with substrate 7, with conventional plant soil, for example, being admixed with a hydrogel, preferably in powder form, ie in dry, fine-grained form. Typical quantities are 1 - 2 kg hydrogel / m 3 plant substrate.
  • the soil surface in the area of the plant 4 is covered with coarse-grained material 8, for example coarse sand, a layer of pebbles or the like. This cover prevents the evaporation of water on the soil surface by interrupting the Kapillarstroms.
  • the soil in region 3 of the plant roots has superabsorbent hydrogels.
  • Superabsorbent hydrogels are those hydrogels whose water content in the hydrated phase is more than 20%, based on the weight of the hydrogel used.
  • the hydrogel has a high water absorption capacity, wherein the water emerging from the irrigation hoses 2 is bound in the substrate 7 and is available to the plant roots when needed. Furthermore, the capillary water increase to the soil surface and thus the evaporation is reduced.
  • an underfloor droplet irrigation system 1 By combining an underfloor droplet irrigation system 1 with the use of hydrogels as a water storage medium in the ground, the water loss of the irrigation system is significantly reduced, and the plant roots is available for a longer period water. It is of particular advantage here that the irrigation of the hydrogel-enriched soil can take place at night, when the evaporation rates are particularly low. During the high-tide hours of the day, the plant 4 covers its moisture requirement from the substrate 7. Thus, the irrigation amounts used are reduced to a minimum.
  • water with a high salt content can also be used, in particular for one-year plantations, because the substrate 7 has a certain desalting effect due to the hydrogel.
  • the soil / hydrogel mixture together with the dead / harvested plant 4 can be easily removed and replaced by unconsumed substrate at the end of the vegetation period of the annual plant 4.
  • the hydrogel is not mixed directly with the plant soil; instead, the hydrogel or a hydrogel / potting soil mixture is filled into, for example, bag or tubular containment means of water-permeable material such as jute and buried in the soil in the immediate vicinity of the plant. If the hydrogel is used up and has only a small water absorption capacity, the receiving medium can be easily removed again and the spent hydrogel can be replaced by unconsumed hydrogel.
  • This variant of the invention is particularly advantageous for perennial plantations of citrus fruits, for example, because it is not necessary to replace the entire soil in the area of the plant roots.
  • polyacrylate-based polymer hydrogels have a very high water holding capacity, but in turn have a higher concentration of potassium (e.g., Stockosorb® from STOCKHAUSEN / DEGUSSA) or sodium ions (e.g., BASF's Hydrosorb®).
  • potassium e.g., Stockosorb® from STOCKHAUSEN / DEGUSSA
  • sodium ions e.g., BASF's Hydrosorb®
  • irrigation management of polyacrylate hydrogels is generally more difficult to control because of high water retention capacity the polyacrylate hydrogels the plant can extract the available water only a small part of the hydrogel.
  • hydrogels are therefore used which are based on clay minerals and have silicon oxide as the main constituent.
  • a typical composition of such a hydrogel, for example Betasoil TM, can be found in the following table:
  • clay mineral based hydrogels are their increased ability to fix salt and minimize the capillary rise of irrigation water. This can significantly reduce near-surface soil salinity, a major irrigation problem in arid and semi-arid areas.
  • the above-mentioned embodiment is to be seen in a non-limiting manner.
  • the type of irrigation can be done above or below ground in any manner known in the art.
  • the use of hydrogel is not limited to single plants; also the application is tested on lawns. In this case, about 50 g of hydrogel / m 2 of lawn are distributed 5-10 cm below the surface.
  • This type of irrigation is particularly suitable for high-quality lawns such as golf turf. Studies have also shown that the germination capacity of seeds is increased by 25% when, for example, fine-grained hydrogel is mixed with the seed and this mixture is sown.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Bewässerungssystem für Pflanzen (4) mit einer Bewässerungsanlage (1), das über ein Pumpsystem mit Wasser versorgt wird, wobei zumindest ein Teil des in dem Wurzelbereich (3) der Pflanzen (4) befindlichen Erdreiches (7) zumindest ein Hydrogel aufweist, wobei das zumindest eine Hydrogel als Speichermittel für das über die Bewässerungsanlage zuführbare Wasser dient.

Description

BEWÄSSERUNGSSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Bewässerungssystem für Pflanzen mit einer Bewässerungsanlage, das über ein Pumpsystem mit Wasser versorgt wird, wobei zumindest ein Teil des in dem Wurzelbereich der Pflanzen befindlichen Erdreiches zumindest ein Hydrogel aufweist, und das zumindest eine Hydrogel als Speichermittel für das über die Bewässerungsanlage zuführbare Wasser dient.
Die DE 3328 098 Al offenbart Mittel zur Verbesserung der Wasserhaltefähigkeit von Böden aus einer Bodenmasse mit einem als Wasserrückhaltemittel dienenden teilchenförmigen Polyelektrolyten.
Die SU 1 787164 A3 betrifft ein Verfahren zur Verbesserung von Sandböden und sandigen Lehmböden durch Zugabe von Kalkpulver und einem polymeren Hydrogel in vertikale Schlitze mit definierter Tiefe.
Die WO 91/13541 beschreibt eine Speichervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, wobei ein Trägermaterial mit einem Feuchtigkeitsabsorber vermischt wird.
Jedes Bewässerungssystem in ariden und semiariden Gebieten sieht sich dem Problem der Bodenversalzung gegenüber, vor allem im Randbereich bewässerter Bereiche. Infolge fehlender Auswaschung der an der Bodenoberfläche durch kapillaren Aufstieg akkumulierenden Salze des Bewässerungswassers ist die Tendenz zur Bodenversalzung bei unterirdisch verlegten Bewässerungssystemen häufig größer als die Bodenversalzung bei Oberflächenbewässerung. Eine deutliche Ertragsverringerung ist die Folge. Oftmals haben sich schon nach kurzer Zeit die Salze zu einer für Nutzpflanzen toxischen Konzentration angereichert. Rekultivierungen versalzter Nutzflächen sind kostenintensiv und beinhalten Bodenaustausch, Ausbringen großer Mengen von Gips oder Ausschwemmen von Salzen durch große Wassermengen gepaart mit einem effektiven Drainagesystem. Auch Unterflur-Tröpfchen- Bewässerungssysteme können die Salzakkumulation nur für kürzere Zeit verringern.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bewässerungssystem zu liefern, wobei der Effekt der Bodenversalzung im Vergleich zu herkömmlichen Bewässerungssystemen signifikant verringert wird und gleichzeitig die eingesetzten Wassermengen ebenfalls reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Bewässerungssystem der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das Hydrogel aus der Gruppe der Tonmineralien ausgewählt ist. Als Hydrogele werden wasserspeichernde, wasserunlösliche, organische oder anorganische Polymere bezeichnet, deren Moleküle chemisch oder physikalisch zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. Somit sind Hydrogele Substanzen, die Wasser bis zur 400- fachen Menge ihres Gewichts aufnehmen können. Hydrogele werden unter anderem für hygienische Zwecke, beispielsweise in Windeln eingesetzt. Die Vorteile des Einsatzes von Hydrogelen in Kombination mit einem wassersparenden Bewässerungssystem liegen in der Bildung eines Bodenfeuchte-Reservoirs mit hoher Wasserhaltekapazität im Wurzelbereich der Pflanzen. Das Hydrogel besitzt zudem die Fähigkeit der Salzfixierung und minimiert den kapillaren Aufstieg des Wassers, wodurch die oberflächennahe Bodenversalzung entscheidend reduziert wird.
Als besonders geeignet haben sich Hydrogele aus Tonmineralien mit dem Hauptbestandteil Siliziumoxid erwiesen. Diese Hydrogele weisen ein hohes Salzfixierungsvermögen auf. In Kombination des Hydrogels mit einer Unterflur-Tröpfchen-Bewässerungsanlage ist dieses Bewässerungssystem aufgrund seiner Fähigkeit der Salzfixierung und seiner erhöhten Wassereinsparung besonders für aride und semiaride Gebiete geeignet. Des Weiteren bestehen diese Tonmineralien aus anorganischen Verbindungen, sodass diese keine Belastung für den Boden darstellen, sobald sie ihre wasserspeichernde Wirkung eingebüßt haben. Im Gegensatz hierzu müssen Hydrogele, die beispielsweise auf Polyacrylaten basieren, sorgfältig entsorgt werden, weil sie nicht biologisch abbaubar sind und auch nicht in den Boden integrierbar sind.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird das Hydrogel in Pulverform dem Erdreich zugemischt. Aufgrund der intensiven Vermischung von Pflanzerde und Hydrogel ist eine besonders effiziente Speicherung des Wassers im Erdreich gewährleistet und der Pflanze steht über einen längeren Zeitraum ausreichend Feuchtigkeit zur Verfügung.
In einer alternativen Variante der Erfindung sind im Wurzelbereich der Pflanze wasserdurchlässige Aufnahmemittel für Aufnahme des Hydrogels oder eines Hydrogel/ Pflanzerde-Gemisches vorgesehen. Da die Wasseraufnahmekapazität des Hydrogels sich aufgrund des Salzfixierungsvermögens mit der Zeit verringert, muss das Hydrogel nach einigen Jahren ausgetauscht werden. Bei mehrjährigen Pflanzen bedeutet dies ein aufwendiges Abgraben der oberen Erdschicht im Bereich der Pflanze. Ist jedoch das Hydrogel in geeigneten Aufnahmemitteln aus beispielsweise Jute oder anderen wasserdurchlässigen Materialien verwahrt und diese Aufnahmemittel im Erdreich versenkt, so kann auf einfachem Weg das Hydrogel ausgewechselt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Unterflur- Tröpfchen-Bewässerungsanlage aus einer Vielzahl von Schläuchen aus elastischem Material gebildet ist, wobei die Schläuche sichelförmige Wasseraustrittsstellen aufweisen. Diese Form der Bewässerungsanlage ist besonders flexibel und kann leicht an die Bedürfnisse der Pflanzungen angepasst werden. Aufgrund der sichelförmigen Einschnitte der Wasseraustrittstellen öffnen sich diese erst, wenn Wasser in die Schläuche gepumpt wird. So kann Wasser erst in das Erdreich gelangen, wenn der Wasserdruck innerhalb der Schläuche etwa 0,5 bar erreicht; bei diesem Druck gibt das elastische Material der Bewässerungsschläuche nach und die Wasseraustrittstellen öffnen sich ähnlich Poren. Auf diese Weise wird das Eindringen von Erdreich bzw. Pflanzenwurzeln, - ein häufiges Problem bei unterirdischen Bewässerungssystemen -, verhindert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger Figur näher erläutert:
In einer bevorzugten Ausführung wird das erfindungsgemäße Bewässerungssystem bei der Bepflanzung von semiariden und ariden Gebieten mit einjährigen Pflanzen wie beispielsweise Tomaten, Bohnen und dergleichen eingesetzt. Hierzu wird zunächst in das Erdreich eine Bewässerungsanlage verlegt. Als besonders geeignet hat sich dabei eine Unterflur- Tröpfchen-Bewässerungsanlage 1 erwiesen.
Die Unterflur-Tröpfchen-Bewässerungsanlage 1 besteht aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Schläuchen 2. Vorzugsweise werden die Schläuche in rund 40 cm Tiefe in den Boden eingebracht und über eine oder mehrere Pumpen mit Wasser versorgt. Die Wassereinspeisung in das Schlauchsystem kann beispielsweise über ein zentrales Rohr erfolgen, von welchem die Schläuche in paralleler Ausrichtung zueinander in einer Ebene zur Bodenoberfläche wegführen (nicht gezeigt).
Die aus elastischem Material gefertigten Schläuche 2 weisen Einschnitte auf, die als Wasseraustrittslöcher 5 fungieren. Die Wasseraustrittslöcher 5 sind sichelförmig geformt; diese Ausgestaltung der Wasseraustrittslöcher 5 hat den Vorteil, dass die Einschnitte sich erst ab einem in den Schläuchen 2 herrschenden Wasserdruck von 0,5 bar öffnen; bei Druckwerten unter 0,5 bar bleiben die Wasseraustrittsöffnungen 5 aufgrund des elastischen Materials der Schläuche 2 verschlossen. Auf diese Weise wird das Eindringen von Erde oder das Einwachsen von Pflanzenwurzeln in die Bewässerungsschläuche 2 im drucklosen Zustand verhindert und damit ein Verstopfen der Wasseraustrittslöcher 5 vermieden. Aufgrund des veränderlichen Querschnitts der Öffnungen in Abhängigkeit von dem Wasserdruck ist die Wasseraustrittsrate von 120 ml/h bis 2500 ml/h variierbar. Somit wird über die Wasseraustrittslöcher 5 dosiert Wasser an den Boden im Bereich 3 der Pflanzenwurzeln abgegeben. Die Verlegtiefe der Schläuche 2 ist idealerweise derart gewählt, dass der Abstand zu dem Wurzelbereich 3 der einzupflanzenden Pflanzen 4 etwa 5 bis 10 cm beträgt, um ein übermäßiges Versickern des Wassers zu vermeiden. Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand der Wasseraustrittslöcher 5 dem Abstand der Pflanzlöcher entspricht, wodurch ein Wasserverlust durch Versickern weiter verringert wird.
Nach Verlegung des Bewässerungssystems im Erdreich erfolgt das Ausheben von Pflanzlöchern, deren Größe von der Art der Pflanzung abhängig ist. In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird das Pflanzloch mit einem wasserdurchlässigen Gewebe 6 wie beispielsweise Jute ausgekleidet. Nach Einsetzen der Pflanze 4 wird das Pflanzloch mit Substrat 7 aufgefüllt, wobei beispielsweise herkömmlicher Pflanzerde ein Hydrogel bevorzugt in Pulverform, d.h. in trockener, feinkörniger Form beigemengt wurde. Typische Einsatzmengen sind hierbei 1 - 2 kg Hydrogel / m3 Pflanzsubstrat.
Abschließend wird die Bodenoberfläche im Bereich der Pflanze 4 mit grobkörnigem Material 8, beispielsweise grobem Sand, einer Kieselschicht oder ähnlichem bedeckt. Diese Abdeckung verhindert durch Unterbrechung des Kapillarstroms die Verdunstung von Wasser an der Bodenoberfläche.
Erfindungsgemäß weist der Boden im Bereich 3 der Pflanzenwurzeln superabsorbierende Hydrogele auf. Als superabsorbierende Hydrogele werden jene Hydrogele bezeichnet, deren Wassergehalt in der hydratisierten Phase bei über 20% bezogen auf die eingesetzte Masse des Hydrogels liegt. Das Hydrogel weist eine hohe Wasseraufnahmekapazität auf, wobei das aus den Bewässerungsschläuchen 2 austretende Wasser in dem Substrat 7 gebunden wird und den Pflanzenwurzeln bei Bedarf zur Verfügung steht. Des Weiteren wird der kapillare Wasseranstieg an die Bodenoberfläche und damit die Verdunstung reduziert.
Durch die Kombination einer Unterflur-Tröpfchen-Bewässerungsanlage 1 mit der Verwendung von Hydrogelen als Wasserspeichermedium im Erdreich, wird der Wasserverlust der Bewässerungsanlage signifikant verringert, und den Pflanzenwurzeln steht über einen längeren Zeitraum Wasser zur Verfügung. Insbesondere von Vorteil ist hier, dass die Bewässerung des mit Hydrogel angereicherten Bodens in den Nachtstunden erfolgen kann, wenn die Evaporationsraten besonders niedrig sind. Während der evaporationsreichen Tagesstunden deckt die Pflanze 4 ihren Feuchtigkeitsbedarf aus dem Substrat 7. Somit werden die eingesetzten Bewässerungsmengen auf ein Minimum reduziert.
Jedes Bewässerungssystem, insbesondere in ariden und semiariden Gebieten, sieht sich mit dem Problem der Bodenversalzung konfrontiert. Aufgrund der Evaporation akkumulieren die im Bewässerangswasser enthaltenen Salze an der Bodenoberfläche; dieser Effekt tritt bei wassersparenden Systemen einschließlich der Unterflur-Tröpfchen-Bewässerungs-anlage 1 noch verstärkt auf, weil die Salze während der Bewässerung nicht ausgewaschen werden.
Im Gegensatz hierzu kann - insbesondere bei einjährigen Pflanzungen - auch Wasser mit hohem Salzgehalt verwendet werden, weil das Substrat 7 aufgrund des Hydrogels einen gewissen Entsalzungseffekt aufweist. Durch die Verwendung von beispielsweise Jutegewebe 6 als Auskleidung des Pflanzloches kann nach Ablauf der Vegetationsperiode der einjährigen Pflanze 4 das Erdreich/Hydrogel-Gemisch gemeinsam, mit der abgestorbenen/abgeernteten Pflanze 4 einfach entnommen und durch unverbrauchtes Substrat ersetzt werden.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Hydrogel nicht direkt mit der Pflanzerde vermengt; stattdessen wird das Hydrogel oder eine Hydrogel/ Pflanzenerde-Mischung in beispielsweise beutel- oder röhrenförmige Aufnahmemittel aus wasserdurchlässigen Material wie z.B.: Jute gefüllt und diese in das Erdreich in unmittelbarer Umgebung der Pflanze versenkt. Ist das Hydrogel verbraucht und weist nur noch eine geringe Wasseraufnahmekapazität auf, so kann das Aufnahmemittel auf einfache Weise wieder entnommen und das verbrauchte Hydrogel durch unverbrauchtes Hydrogel ersetzt werden. Diese Variante der Erfindung ist insbesondere für mehrjährige Pflanzungen von beispielsweise Zitrusfrüchten von Vorteil, weil dabei nicht das komplette Erdreich im Bereich der Pflanzenwurzeln ausgetauscht werden muss.
Bei der Verwendung von ungeeigneten Hydrogelen kann die Bodenversalzung noch verstärkt werden. So besitzen beispielsweise auf Polyacrylat basierende Polymerhydrogele eine sehr hohe Wasserhaltekapazität, weisen aber im Gegenzug eine höhere Konzentration an Kalium- (z.B. Stockosorb® von STOCKHAUSEN/ DEGUSSA) oder Natrium-Ionen (z.B.: Hydro- sorb® von BASF) auf. Beim Einsatz derartiger Hydrogele insbesondere in sauren Böden (pH- Wert < 7) kommt es zum Austausch von Natriumkationen des Hydrogels gegen Wasserstoffkationen des Bodens. Dadurch wird die Versalzung des Bodens verstärkt. Als Folge der Versalzung sinkt der Ernteertrag deutlich, bis nach oft kurzer Zeit die Salzkonzentration im Boden einen für die Nutzpflanzen toxischen Bereich erreicht hat. Um versalzte Nutzflächen zu rekultivieren, sind kostenintensive Vorgangsweisen wie Bodenaustausch, Ausbringen großer Mengen von Gips oder Ausschwemmen von Salzen durch große Wassermengen in Verbindung mit einem, effektiven Drainagesystem notwendig.
Des Weiteren ist im Allgemeinen das Bewässerungsmanagement von Polyacrylat- Hydrogelen schwieriger zu steuern, weil aufgrund einer hohen Wasserrückhaltekapazität der Polyacrylat-Hydrogele die Pflanze das zur Verfügung stehende Wasser nur zu geringem Teil dem Hydrogel entziehen kann.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung kommen daher Hydrogele zum Einsatz, die auf Tonrnineralien basieren und als Hauptbestandteil Siliziumoxid aufweisen. Eine typische Zusammensetzung eines derartigen Hydrogels, beispielsweise Betasoil™ kann der nachstehenden Tabelle entnommen werden:
Tabelle 1:
SiO2 50,0 - 53,0%
Al2O3 14,7 - 18,5%
Fe2O3 3,0 - 6,5%
MgO 1,6 - 3,3%
CaO 1,4 - 3,4%
Na2O 0,5 - 0,8%
K2O 0,3 - 2,2%
CO3 3,00%
S (total) < 0,005%
Der Vorteil von auf Tonmineralien basierenden Hydrogelen liegt in ihrer erhöhten Fähigkeit der Salzfixierung und der Minimierung des kapillaren Aufstiegs von Bewässerungswasser. Dadurch kann die oberflächennahe Bodenversalzung, ein wesentliches Problem bei der Bewässerung in ariden und semiariden Gebieten, entscheidend verringert werden.
Das oben angeführte Ausführungsbeispiel ist in nicht einschränkende Weise zu sehen. Insbesondere kann die Art der Bewässerung auf jede dem Fachmann bekannte Art ober- oder unterirdisch erfolgen. Des Weiteren ist die Anwendung von Hydrogel nicht auf Einzelpflanzen beschränkt; ebenso ist die Anwendung bei Rasenflächen erprobt. Hierbei werden rund 50 g Hydrogel / m2 Rasenfläche 5-10 cm unterhalb der Oberfläche verteilt. Diese Art der Bewässerung ist vor allem für hochwertige Rasenflächen wie beispielsweise Golfrasen geeignet. Untersuchungen haben des Weiteren gezeigt, dass die Keimfähigkeit von Samen um 25% erhöht wird, wenn etwa feinkörniges Hydrogel mit dem Samen vermengt und dieses Gemisch eingesät wird.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Bewässerungssystem für Pflanzen (4) mit einer Bewässerungsanlage (1), das über ein Pumpsystem mit Wasser versorgt wird, wobei zumindest ein Teil des in dem Wurzelbereich (3) der Pflanzen (4) befindlichen Erdreiches (7) zumindest ein Hydrogel aufweist, und das zumindest eine Hydrogel als Speichermittel für das über die Bewässerungsanlage zuführbare Wasser dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel aus der Gruppe der Tonmineralien ausgewählt ist.
2. Bewässerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrogel in Pulverform dem Erdreich (7) zugemischt ist.
3. Bewässerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wurzelbereich (3) der Pflanze wasserdurchlässige Aufnahmemittel zur Aufnahme des Hydrogels oder eines Hydrogel/ Pflanzerde-Gernisch.es vorgesehen sind.
4. Bewässerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewässerungssystem eine Unterflur-Tröpfchen-Bewässerungsanlage (1) ist.
5. Bewässerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflur- Tröpfchen-Bewässerungsanlage (1) aus einer Vielzahl von Schläuchen (2) aus elastischem Material gebildet ist, wobei die Schläuche (2) sichelförmige Wasseraustrittsstellen (5) aufweisen.
6. Bewässerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasseraustrittsstellen (5) sich bei einem in den Schläuchen (2) herrschenden, vordefinierten Wasserdruck öffnen.
PCT/AT2006/000432 2005-11-08 2006-10-23 Bewässerungssystem WO2007053862A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1824/2005 2005-11-08
AT0182405A AT502035B1 (de) 2005-11-08 2005-11-08 Bewässerungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007053862A1 true WO2007053862A1 (de) 2007-05-18

Family

ID=37575321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2006/000432 WO2007053862A1 (de) 2005-11-08 2006-10-23 Bewässerungssystem

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT502035B1 (de)
WO (1) WO2007053862A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009015911A2 (de) * 2007-07-30 2009-02-05 Igg-Internationale Geotextil Gesellschaft Mbh Bewässerungsmatte zur grossflächigen verteilung von wasser
WO2010037631A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-08 Basf Se Verringerung der evapotranspiration von pflanzen unter wasserstress durch superabsorber
NL2022028B1 (en) * 2018-11-20 2020-06-03 Safeway Holland B V A plant assembly, a container, an area of ground, a breeding system, a rooted plant assembly, a substrate and methods

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112021022401B1 (pt) * 2019-05-15 2022-09-27 A.I. Innovations N.V Métodos para fornecimento de água a um sistema de raiz de uma cultura, e para irrigação de cultura

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2024190A (en) * 1978-06-29 1980-01-09 Hoelter H Moisture reservoir for fertile soils for plants
DE3328098A1 (de) 1983-08-04 1985-02-21 R.Hubeny GmbH, 4402 Greven Mittel zur verbesserung der wasserhaltefaehigkeit von boeden
WO1991013541A1 (de) 1990-03-09 1991-09-19 Hugo Hubacek Speichervorrichtung für flüssigkeiten, insbesondere für wasser
US5120344A (en) * 1988-02-05 1992-06-09 Altalanos Iparfejlesztesi Rt. Method for producing a barrier layer in soil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2024190A (en) * 1978-06-29 1980-01-09 Hoelter H Moisture reservoir for fertile soils for plants
DE3328098A1 (de) 1983-08-04 1985-02-21 R.Hubeny GmbH, 4402 Greven Mittel zur verbesserung der wasserhaltefaehigkeit von boeden
US5120344A (en) * 1988-02-05 1992-06-09 Altalanos Iparfejlesztesi Rt. Method for producing a barrier layer in soil
WO1991013541A1 (de) 1990-03-09 1991-09-19 Hugo Hubacek Speichervorrichtung für flüssigkeiten, insbesondere für wasser

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009015911A2 (de) * 2007-07-30 2009-02-05 Igg-Internationale Geotextil Gesellschaft Mbh Bewässerungsmatte zur grossflächigen verteilung von wasser
WO2009015911A3 (de) * 2007-07-30 2009-04-02 Igg Internationale Geotextil G Bewässerungsmatte zur grossflächigen verteilung von wasser
RU2465767C2 (ru) * 2007-07-30 2012-11-10 Игг-Интернационале Геотекстиль Гезелльшафт Мбх Оросительный мат для распределения воды на большой площади
US8770888B2 (en) 2007-07-30 2014-07-08 Igg-Internationale Geotextil Gesellschaft Mbh Watering mat for the large-area distribution of water
WO2010037631A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-08 Basf Se Verringerung der evapotranspiration von pflanzen unter wasserstress durch superabsorber
NL2022028B1 (en) * 2018-11-20 2020-06-03 Safeway Holland B V A plant assembly, a container, an area of ground, a breeding system, a rooted plant assembly, a substrate and methods

Also Published As

Publication number Publication date
AT502035B1 (de) 2007-01-15
AT502035A4 (de) 2007-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10383273B2 (en) Coastal severe saline-alkali soil improvement and vegetation construction system
Truong et al. Vetiver system for erosion and sediment control
RU2690656C1 (ru) Способ обогащения почвы водой с помощью суперабсорбента и использованием дренажных животноводческих стоков на дерново-подзолистых супесчаных почвах центрального нечерноземья
CN104798664B (zh) 一种高陡坡植被恢复水分调控系统
AU742679B2 (en) Agricultural water retention and flow enhancement mixture
Shooshtarian et al. Evaluation of Application of Superabsorbent Polymers in Green Space of Arid and Semi-Arid Regions with emphasis on Iran.
AT502035B1 (de) Bewässerungssystem
Minhas et al. Management of soil salinity and alkalinity problems in India
DE102005026644B4 (de) Verfahren zur Retention von Niederschlagswasser in einer Versickerungsfläche im Gebiet der Entstehung
Tayel et al. Evaluation of emitter clogging
DE60316928T2 (de) Ausgerüstete pflanzungen zu behandlung von organischen abwässern durch biologische sanierung
Tayel et al. Effect of drip irrigation method, nitrogin source, and flushing schedule on emitter clogging.
CN107509621A (zh) 一种新型果岭基质及应用其建植高尔夫果岭的方法
CN105993473A (zh) 一种采用功能性营养土种植绿地盐碱草的工艺
DE102021132815A1 (de) Wasserspeicher-, Bewässerungs- und/oder Befeuchtungssystem
Bilderback Environmentally compatible container plant production practices
Jangir et al. Management of saline irrigation water for enhancing crop productivity
Diaz Mendoza Alternatives for erosion control by using conventional coverage, non-conventional coverage and revegetation
DE202011004687U1 (de) Bewässerungsvorrichtung und Anordnung zum Bewässern von Böden
Sojka et al. Irrigation‐Induced Erosion
DE102020122858B4 (de) Vorrichtung zum Bewässern von Pflanzen
Elowson et al. Purification of groundwater using biological filters
Sharma et al. Management options and policy guidelines for use of poor quality groundwater in agriculture
Singh et al. Techniques of controlling salinity in irrigated agriculture for sustainability.
Sujatha et al. Chapter-2 Land Degradation and Restoration Techniques

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008050758

Country of ref document: EG

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06804360

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1