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Einrichtung zur hydroponischen Pflanzenzüchtung
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Bahn bewegt.
Bei den bisher bekannten Verfahren zur hydroponischen Pflanzenzüchtung wachsen die Pflanzen entweder aus einem wässerigen Medium oder einer inerten, mineralen oder andern mit hydroponischen Nährlösungen getränkten Unterlage. Diese Nährböden weisen die Form von Anzuchtkästen oder Beeten auf, d. h. sie sind räumlich stabil und gegenüber ihrer Umgebung unbeweglich. Die hydroponische Lö- sung wird ihnen durch eine Rohrleitung oder durch Zerstäubung zugeführt. Die Beleuchtungsquellen sind entweder natürlich oder künstlich.
Künstliche Beleuchtungsquellen sind entweder feststehend angeordnet oder bewegen sich über der hydroponischen Kultur, was einen Vorteil darstellt, da der Verbrauch an Lichtenergie pro 1 m der Anzuchtfläche dann auf 30 bis 30% gegenüber der Beleuchtung mit unbeweglichen Quellen herabsinkt. Beim Zerstäuben oder Benetzen mit der hydroponischen Lösung wird ein rascheres Wachstum bei einer niedrigeren Konzentration der Nährstoffe in der Lösung erzielt. Es hat sich ferner gezeigt, dass die Wachstumgeschwindigkeit von hydroponisch gezüchtete Pflanzen nach einer bestimmten Zeitspanne ihren Höchstwert erreicht und später wieder sinkt, so dass es zweckmässig ist, insbesondere beim Anbau von Grünfutter, dieses in der optimalen Zeitspanne zu ernten.
Weiters wurde festgestellt, dass die Bereicherung der Atmosphäre mit Kohlendioxyd die Produktivität solcher Einrichtungen erhöht. Die hydroponische Pflanzenzüchtung in der Winterzeit in Gebieten mit niedrigen Aussentemperaturen und wenig Sonnenlicht erfordert den Bau solcher hydroponischer Einrichtungen, deren Innenraum die grösstmögliche Anzuchtfläche enthält und deren Aussenfläche, aus welcher Wärme entweichen kann, möglichst klein ist, so dass selbst unter derart ungünstigen Bedingungen ein relativ optimales Züchtungsklima wirtschaftlich aufrecht erhalten werden kann. Bei grösseren Einheiten wurde bisher die Pflege, Benetzung und Ankeimung meistens von der eigentlichen Zucht getrennt vorgenommen, d. h. die Zufuhr der hydroponischen Lösung und Beleuchtung der Saat erfolgte in einem klimatisierten Raum, z.
B. in einem Glashaus.
Es sind Einrichtungen zur hydroponischen Pflanzenzüchtung bekannt, bei welchen sich die Unterlagen, auf denen die Pflanzen gezüchtet werden, auf einer vertikalen, horizontalen oder schrägen Bahn bewegen. Diese Einrichtungen haben aber eine kleine Raum- und Lichtausnutzung. Die Manipulationsbahn bei diesen Einrichtungen, d. h. der Saat- und Ernteraum, befindet sich in demselben Raum wie die Keim- und Gewächsbahn, so dass es notwendig ist, in der ganzen Einrichtung Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen für die Pflanzen zu erhalten. Deshalb ist das Bedienungspersonal einer unerwünschen Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt.
Es ist auch eine Einrichtung zur hydroponischen Pflanzenzüchtung bekannt, die zum Zweck der besseren Lichtausnutzung so angeordnet ist, dass das Umlaufsband mit Zuchtunterlagen um eine lotrechte Achse drehbar angeordnet ist. Diese Einrichtung weist aber alle andern angeführten Nachteile auf.
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Es ist auch eine Einrichtung mit einer schräg geführten Bahn der Zuchtunterlagen bekannt. Die Züchtungsunterlagen sind auf der Bahn gelenkig aufgehängt, so dass ihre Oberfläche stets horizontal ist und bloss bei der einen Neigung von den Lichtstrahlen getroffen wird, während in der entgegengesetzten
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung zur hydroponischen Pflanzenzucht, die ei- nen hochst wirtschafilichen Pflanzenbau, insbesondere von Grünfutter, sogar unter ungünstigen äusseren
Bedingungen auf einen sehr kleinen Raum mit geringem Kostenaufwand ermöglichen. Mit der erfindung9- gemässen Einrichtung wird ein um mehr als 90% grössere Licht- und Raumausnutzung gegenüber den be- kannten Einrichtungen erzielt. Das aus den Horden geformte Band stellt eine praktisch kontinuierliche
Bahn dar. Die Manipulationsbahn, d. h. der Saat- und Ernteraum, ist auBerhalbderKeim-undGewâchs- bahn, wobei diese ununterbrochen und unbeschränkt ist.
Es ist nicht notwendig, in dem Saat-und Ernte- raum die für das Wachstum notwendigen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen zu erhalten. im Ge- genteil ist es möglich, dort die vorteilhaften Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal zu schaf- fen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Neigung der schrägen Bahn weniger als 200 beträgt und die Unterlage aus selbständigen fahrbaren miteinander nicht verbundenen Anzuchtkasten be- steht. Vorteilhafterweise sind die Manipulationszweige der Bahn für die Anzuchtkästen oder Anzucht- horden in einen räumlich getrennten Teil hinausgeführt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass dieselbe aus einem schräg oder schraubenförmig ge- führten Förderer mit einem vertikalen Rückkehrzweig besteht, der das Austrittsende des schrägen oder schraubenförmigen Arbeitszweiges der Einrichtung mit seinem Eintrittsende verbindet.
Das Gehäuse der
Einrichtung besteht aus zwei zweckmässig verschieden grossen Abteilen, von denen das eine Abteil einen
Hebeförderer enthält, der an seinen beiden Enden mit dem andern Abteil des Gehäuses verbunden ist, in welchem der aus schrägen oder schraubenförmigen Bahnen und Überführungsorganen bestehende Arbeitzweig der Bahn angeordnet ist. Die Einrichtung ist mit Anzuchtkästen versehen, die in einer geschlossenen Bahn umlaufen und mit gewellten Einlagen versehen sind, wobei die Wellen quer zur Förderrichtung der Anzuchtkästen entlang der Beleuchtungsbahn verlaufen.
Die einzelnen Operationen, wie das Benetzen, Bespülen, Bespritzen mit fungiziden oder andern Aufbereitungslösungen, die eigentliche Ankeimung und die damit verbundene Befeuchtung, Zufuhr und Berieselung mit der hydroponischen Lösung, Beleuchtung und schliesslich Entnahme der gezüchtete Kultur erfolgen daher an verschiedenen voneinander getrennten Stellen der hydroponischen Einrichtung, so dass Trocken- und Nassverfahren voneinander getrennt werden können, wobei das Trockenverfahren, insbesondere die eigentliche Beleuchtung der Pflanzen bezeichnet wird. Infolgedessen ist die elektrische Installation keiner unmittelbaren Berührung mit der spritzenden oder herabtropfenden Flüssigkeit ausgesetzt.
Nähr- und andere Lösungen können in beliebiger Art und Weise zugeführt und zerstäubt werden, vorzugsweise jedoch mit Hilfe von Druckgas aus einem Montejus-Behälter, insbesondere CO2, entweder durch unmittelbaren Überdruck im Behälter oder auch durch Zufuhr von C02 zur Zerstäubungsdüse.
Der Anzuchtboden kann entweder in der Gestalt eines endlosen Bandes ausgeführt sein, das entweder schräg verläuft oder aus einzelnen Feldern derart zusammengesetzt ist, dass es in Schraubenform im eigentlichen Klimatisierraum, wo es ein- und austritt, aufgewickelt werden kann. Ferner kann eine solche Anzuchtfläche die Gestalt von Anzuchtkästen aufweisen, die durch ihr Eigengewicht durch den klimatisierten Raum hindurchtreten oder mittels Ketten oder andern Fördermitteln schräg in einer oder mehreren Reihen durch den klimatisierten Raum getragen werden. Die Berieselungsvorrichtung kann von der Beleuchtungsvorrichtung räumlich getrennt werden und die ganze Einrichtung ermöglicht die Schaffung von Zonen mit verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsregimen in dem klimatisierten Raum.
Als Werkstoff für die Bänder, Anzuchtkästen u. dgl. kommt vorzugsweise entweder ein Kunststoff mit entsprechenden Eigenschaften oder ein Überzug aus solchem Kunststoff (Polyester, Polyvinyl u. dgl.) in Betracht. Mit der beschriebenen Anordnung erzielt man eine vollkommen neue Wirkung, d. h. es wird eine vollkommene Mechanisierung, bzw. Automatisierung der Pflanzenproduktion ermöglicht. Die Einrichtung eignet sich auch für die Züchtung von Setzlingen, falls man beim Aufladen auf den Anfangsteil des Produktionsbandes ein geeignetes System, wiez. B."JiffyPots", Topfballen usw. verwendet, wobei unter Verwendung von bekannten Dosiervorrichtungen der Nährlösungsspiegel in den Anzuchtkästen bzw. in den "Jiffy Pots" auf konstanter Höhe gehalten wird.
Vorteilhafterweise wird zur Arbeit nach dem beschriebenen Verfahren eine Einrichtung verwendet, bestehend aus einer geschlossenen Förderbahn, einem Förderband od. dgl. mit einem zickzack-oder
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schraubenförmig geführten Arbeitszweig und einem Rückholzweig, der das Austrittsende des Arbeits- zweiges mit seinem Eintrittsende verbindet.
Beim Anbau von Pflanzen, bei welchem es nicht hinderlich ist, wenn der hydroponische Bestand ein zusammenhängendes Band mit miteinander verflochtenen Wurzeln bildet, wie dies z. B. bei Grünfutter der Fall ist, wird gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung eine gewellte Kunststoffolie verwendet, wobei die Wellengrösse derart gewählt wird, dass die Getreidekörner oder andere Samen nach dem Ausbreiten auf so einer Folie von selbst Reihen bilden. Die Rillen, in welche die Samen teilweise einsinken, dienen gleichzeitig auch zur Stauung der Flüssigkeit, was insbesondere während der Keimung vorteilhaft ist, wenn die Getreidekörner zum Luftsauerstoff Zutritt haben und mit ihrem Unterteil mit dem Wasser in Berührung stehen sollen.
Ein weiterer Vorteil der Rillen in der Wellenfolie beruht darin, dass das Saatgut gegen Verschiebung und Anhäufung in der Bewegungsrichtung des Anzuchtkastens bei seiner schrittweisen Bewegung geschützt ist, da die Samen teilweise in die quer zur Bewegungsrichtung der Kästen verlaufenden Rillen einfallen. Die Wellenfolie wird auf den Boden des Anzuchtkastens gelegt und samt der gezüchtete Kultur herausgenommen, was die Manipulation mit der Ernte erleichtert.
Ein Beispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist in Gestalt einer hydroponischen Produktionsstrasse in den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 die erfindungsgemässe Einrichtung im Aufriss, Fig. 2 im entsprechenden Grundriss, Fig. 3 stellt den Querschnitt eines Anzuchtkastens mit Einlage dar und Fig. 4 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel mit einer schraubenförmigen Bahn der Anzuchtkästen.
Die dargestellte Einrichtung enthält einen Kasten --20--, bestehend aus zwei Abteilen, u. zw. einem rechten, mit einem Hebeförderer ausgestatteten Abteil --21-- und einem zweckmässig grösseren, linken Abteil --22-, in dessen Seitenteilen vertikale Senkförderer--3 und 4--angeordnet sind, zwischen denen eine Reihe von übereinander angeordneten Bahnen --11-- vorgesehen ist. Das rechte Ende des grösseren Kastenabteiles --22-- ist in seiner obersten Etage durch eine Bahn --23-- mit der obersten Etage des Hebeförderers --2-- und in seiner untersten Etage mit einer Schiebebühne verbunden, deren Zweck im weiteren eingehend erläutert wird und die die unterste Bahn des linken Kastenabteiles --22-- mit dem untersten Stockwerk des Hebeförderers --2-- verbindet.
Die einzelnen Vertikalförderer --2, 3, 4-- sind mit Antrieben --5, 6, 7-- versehen und dienen gemeinsam mit den schrägen Bahnen zur Beförderung der Anzuchtkasten die entlang der schrägen Bahnen --11--, z. B. auf Rädern, mit denen sie versehen sind, fahren.
Die oberste Etage des Hebeförderers --3-- ist mit einem nicht dargestellten Gleitschlitten versehen, mit welchem der vom Hebeförderer --3-- in die oberste Lage beförderte Anzuchtkasten --1-auf die schräge Bahn --23-- verschoben wird, wobei er alle Anzuchtkästen, die vorher bereits auf die oberste, in der Verlängerung der Bahn --23-- liegende schräge Bahn --11-- verschoben wurden um die Länge eines Anzuchtkastens nach links verdängt.
Die Anzuchtkästen werden auf diese Weise in-
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Die vertikalen Senkförderer --3 und 4-- sind in aufeinander abgestimmten Etagen mit nicht ge- zeichneten Gleitschlitten versehen, mit denen die Anzuchtkästen --1-- jeweils nach Senkung um eine Etage auf die tiefer liegende Bahn --11-- vorgeschoben werden, so dass sich die Kästen durch das linke Abteil des Gehäuses --20-- auf einer Zickzackbahn bis zur untersten Etage des Gehäuses --20-- herabbewegen.
Im Gehäuse --20-- befinden sich oberhalb der einzelnen Bahnen --11-- Berieselungsrohre -- 8 -oder dieselben ersetzende Düsen, mit welchen die auf den Anzuchtkästen --1-- befindliche Saat mit der Nährlösung oder andern Flüssigkeiten, je nach Bedarf, benetzt wird. Ähnlich sind auch die zur Beleuchtung der Saat dienenden Lichtquellen --9-- angeordnet. Dabei sind die Berieselungsrohre -- 8 -und die Lichtquellen --9-- zweckmässig voneinander getrennt an andern Stellen des Gehäuses angebracht. Im unteren Teil des linken Abteiles --21-- des Gehäuses --20-- ist ein Heizkabel-10-oder eine andere Hilfsheizvorrichtung vorgesehen.
Zwischen dem rechten Ende der zu unterste liegenden schrägen Bahn und der untersten Etage des vertikalen Hebeförderers --2-- befindet sich die bereits erwähnte Schiebebühne--12--, mitwel- cher der zum rechten Ende der untersten Bahn --11 -- hinausgedrückte Anzuchtkasten --1-- aus dem Ge- häute an die Stelle --A-- hinausgeschoben wird, an welcher die gezüchtete Pflanzen abge- nommen, der Anzuchtkasten gereinigt und auf die benachbarte Stelle-B-verschoben wird, wo er mit neuer Saat versehen und in die unterste Etage des vertikalen Hebeförderers --2-- an die Stelle -- C -geschoben wird.
Von hier wird der Anzuchtkasten allmählich bis zur obersten Etage gehoben und dann in
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das linke Abteil --21-- des Gehäuses --20-- verschoben, wo er in einer Zickzackbahn über die Stel- len --D und E-- bis zur Schiebebühne --12- an die Stelle --F-- herabsinkt, wodurch der Arbeitszyklus des Anzuchtkastens --1-- beendet ist.
Die gesamte Einrichtung kann von einem zentralen Steuerstand programmgesteuert und automatisch betätigt werden.
Die einzelnen Anzuchtkästen --1-- sind mit Fangvorsprüngen versehen, die das Hineinziehenoder
Hinausdrücken der Kästen auf die Schiebebühne --12-- und auf die vertikalen Förderer--2, 3, 4--er- möglichen. Die Anzuchtkästen --1- laufen mittels Rollen oder Rädern entlang der Bahnen Die
Bahnen11-- können derart schräg angeordnet sein, dass sich die einzelnen Anzuchtkästen durch ihr Ei- gengewicht an ihnen herabbewegen. Die Neigung der übereinander liegenden Bahnen --11-- ist dann natürlich abwechselnd.
Fig. 3 veranschaulicht separat einen Anzuchtkasten-1-, der mit einer Einlage --25--ausgewell- ter Kunststoffolie versehen ist, deren Wellen quer zur Bewegungsrichtung des Kastens verlaufen. Die in den Kasten gestreuten Saatkörner werden in einzelne Wellen geteilt, die die Verschiebung und Ansamm- lung der Körner auf einer Seite des Kastens unter Einwirkung der Schwerkraft oder Trägheit verhindern.
Fig. 4 veranschaulicht ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung. Die Bahn weist in diesem Falle eine schraubenförmige Gestalt auf, wobei die einzelnen Teile der Enrichtung mit denselben Bezugszeichen wie in der Einrichtung gemäss Fig.1 bezeichnet sind, so dass diese Ausführungsart der Einrichtung auf Grund des bereits Gesagten klar verständlich ist.
Die dargestellte Einrichtung kann natürlich verschiedenartig geändert oder teilweise geändert werden. So ist es z. B. möglich, die Bahnen --11-- mit den vertikalen Senkförderern --3 und 4--durchein kontinuierliches Förderband übersetzen, welches im Zickzack oder in einer Schraubenlinie verläuft. Es ist ferner möglich, auch die einzeaen Bahnen-11-durch einzeine Forderbander oder Ketten zu ersetzen.
PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zur hydroponischen Pflanzenzüchtung, bei welcher sich die Unterlage, auf welcher die Pflanzen gezüchtet werden, fliessend oder intermittierend auf einer schrägen Bahn bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der schrägen Bahn weniger als 20 beträgt und die Unterlage aus selbständigen fahrbaren miteinander nicht verbundenen Anzuchtkästen (1) besteht.