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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydroponischen, horizontalen Kultivation von Pflanzen in profilierten Wurzelräumen.
Um Pflanzen vom Aussenklima unabhängig zu kultivieren, wurden seit langem die verschiedensten
Glashaussysteme eingesetzt. In erster Linie sollen die Kulturen vor Kälte und Wassermangel geschützt werden. In letzterer Zeit entwickelten sich diese Glashauskulturen zur Grossindustrie. Fast ausschliesslich wird mit Erdsubstrat gearbeitet. In letzter Zeit wird auch eine künstliche Nährstoffversorgung und
Beleuchtung, Kohlensäure-Begasung, sowie verschiedene arbeitserleichternde Einrichtungen eingesetzt.
Die Erdkulturen erbringen insbesondere in ariden, warmen Gebieten grosse Schwierigkeiten. Durch die Düngung entstehen Salzbildungen, welche plattenförmige Verfestigungen bilden, die jährlich in dicken, schweren Platten von der Erdoberfläche entfernt werden müssen. Oft muss eine biologische Reaktivierung der Erdsubstrate durch kostspieliges Dämpfen, d. h. Behandlung mit heissem Dampf, durchgeführt werden.
Der Einsatz von Hydrokulturen bzw. hydroponischen Kulturverfahren wurde oftmals aufgenommen, jedoch infolge der umständlichen und teuren Arbeitsmethoden immer wieder aufgegeben. Obwohl der
Ertrag durch Hydrokulturen höher war, erfordert die Arbeitstechnik einen weitaus höheren Kostenaufwand als die Ertragssteigerung erbrachte.
Es fehlte nicht an Versuchen, kombinierte Verfahren mit verschiedenen Substraten, z. B. Sand,
Kunststoffen, Ziegelsplit und komplizierten Rohrsystemen durchzuführen, es ergab sich jedoch immer der Mangel, dass die erforderlichen Umweltfaktoren den Einsatz der Nährlösung, welche für einen optimalen
Pflanzenwachstum erforderlich sind, nicht in kontrollierter, gesteuerter Form bereitgestellt werden konnte.
So wurde eine hydroponische Pflanzenkultur vorgeschlagen, bei welcher Pflanzen in mit Substrat gefüllten geschlitzten Strangprofilen oder Schläuchen gezüchtet werden, welche ortsfest am Erdboden verlegt werden. Bei diesen Kulturen wird die Nährlösung durch die Profile oder Schläuche gepumpt.
Obwohl durch Steuerung der Fördereinrichtung eine gewisse Kontrolle über die Menge der Zufuhr der Nährlösung erzielt werden konnte, war eine wirksame Überwachung der Versorgung der Pflanzen, je weiter sie von der Eingangsstelle der Nährlösung in das Strangprofil oder in den Schlauch entfernt waren, umso schwieriger.
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung zur hydroponischen Kultur von Pflanzen vorgeschlagen, welche die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt und die Möglichkeit bietet, dass die Pflanzenkultivation in einem kontrollierten Nährlösungskreis erfolgt, wobei die regenerierte Nährlösung entweder den Wurzelraum ständig durchfliesst oder stabil verweilt oder nach einer bestimmten Zeit restlos bzw. teilweise abgesaugt werden kann.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass einzeln oder gruppenweise kippbare, vorzugsweise horizontal verlaufende Profile vorgesehen sind, in welchen Pflanzen reihenweise kultiviert werden, wobei die Profile an einen Nährlösungskreislauf angeschlossen sind.
Durch diese Nährstoffkreisführung ist es möglich, deren Gasgehalt an C02'02 sowie die Temperatur, der PH. Pflanzenausscheidungen und analytische Zusammensetzung zu kontrollieren.
Die Wurzelraumprofile können in Batterien zusammengeschaltet und in jedes beliebige Glashaus auch nachträglich eingebaut werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage in schaubildlicher Darstellung, Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung mit genaueren Einzelheiten derselben, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anlage zur Aufbereitung und Förderung der Nährlösung und Fig. 4 einen Querschnitt eines Profils, in welchem die Pflanzen gezüchtet werden.
Die Vorrichtung der erfindungsgemässen Bauart besteht, wie Fig. 1 zeigt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Reihen parallelen zueinander verlaufenden Profilen, die reihenweise an ein gemeinsames Zulaufrohr --2-- und an ein gemeinsames Ablaufrohr --3-- für eine Nährlösungsflüssigkeit angeschlossen sind.
Das Profil-l-als solches kann aus beliebigem Material hergestellt werden, vorzugsweise verzinktem Stahlblech oder aus Kunststoff mit korrosionsbeständigem Überzug versehenem Stahl- oder Metallprofil. Das Profil kann wie Fig. 4 zeigt, vorzugsweise einen flaschenförmigen Querschnitt besitzen, wobei der
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obere Teil des Profils zur Halterung der Pflanze (im Wurzelhals), während der untere Teil als Wurzelraum zur Aufnahme der Nährlösung und Substrate dient.
In das Profil --1-- ist eine Folie --4-- aus beliebig verformbarem Material z. B. Kunststoff, die geschlossen oder gelocht ist, eingesetzt. Die Auflagefläche des Profils ist im Wurzelteil z. B. wellig geformt, so dass vorerst eine statische Stabilisierung des Profils erfolgt, ausserdem im Falle der
Verwendung von perforierten Folien die Nährlösung in den entstandenen Rillen abfliessen kann.
Es ist auch möglich den so entstandenen Wurzelraumkanal zusätzlich mit beliebigem Substrat z. B.
Blähbeton, Vermiculite, Berlit, Polyurethanschaum, usw. zu versehen.
Zur besseren Durchlüftung der Nährlösung bzw. der Bodensubstrate kann in den Wurzelraum ein perforiertes Rohr --5-- eingebracht werden, welches mit eventuell gewärmter oder gekühlter Luft durchblasen wird.
Vorzugsweise ist das Belüftungsrohr --5-- zwischen Folie --4-- und unterem Boden des Profils-l- eingeschoben, so dass die Belüftung durch die Folie in den eigentlichen Wurzelraum erfolgt. Die Folie kann geschlossen, perforiert, durchlöchert, oder mit Filtereigenschaften versehen sein. Weiters können feste oder gelatinöse Substrate eingeführt werden. Eine solche Folie --4-- ermöglicht ein Herausziehen bzw.
Herausheben der Wurzel samt der Pflanze, so dass die Pflanzen samt der Wurzel bequem einer anschliessen- den Verarbeitung bzw. Verpackung zugeführt werden können. Beim Einsatz einer grossflächigen Folie, welche in mehreren aneinandergereihten Kulturrohre eingeführt werden, kann nach seitlichem Ausein- anderziehen bzw. flächenweisem Spannen gleichzeitig aus den Wurzelräumen herausgehoben werden.
Die Folien --4-- können entweder lose in die Formrohre --1-- eingelegt oder in seitlichen Randrillen mittels Dichtungen bestehend aus Draht, Kunststoff oder Metall, festgeklemmt werden.
Die Rohre-l-sind einzeln oder gemeinsam an ihrem dem Zulaufrohr --2-- zugewendeten Ende in einer Halterung --6-- um eine parallel zum Zulaufrohr --2-- gelegenen Achse schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkbewegung von einer Kulisse --7-- durchführbar ist, die von einer Betätigungswelle --8-- gedreht werden kann und eine Abstützung für das Rohr-l-bildet, so dass dieses je nach Einstellung der Kulisse --7-- horizontal liegt, oder entsprechend der Verschwenkung der Kulisse um die Halterung - schräg nach unten abkippen kann. Die Steuerung kann so geführt sein, dass die Rohre--1- einzeln oder gruppenweise schwenkbar sind.
Da die Nährlösungsbeistellung bei hydroponischen Kulturen eine wesentliche Rolle spielt, arbeitet das erfindungsgemässe System mit einer kreisförmigen Nährlösungsführung, wobei ein längeres Verweilen der Nährlösung in dem Kulturraum oder ein rasches Durchfliessen bzw. ein vollständiges Entleeren des Wurzelraumes ermöglicht wird.
Zu diesem Zwecke sind die Zulaufrohre --3-- an eine in Fig. 3 dargestellte Nährlösungsstation angeschlossen. Diese besitzt einen Auffangbehälter --9-- für den aus dem Ablaufrohr kommenden Nährlösungsrücklauf. Aus diesem Behälter --9-- führt eine Leitung --10-- über ein Magnetventil --11--, eine Pumpe --12-- und ein Filter --13-- in einen Reaktor --14--, in welchen aus den Behältern --15-- frische Nährlösung zugeführt wird. Ausserdem mündet in den Reaktor --14-- auch eine Frischwasserquelle - ein. Ein Rührwerk --17-- sorgt für die innige Durchmischung der im Reaktor --14-- befindlichen Komponenten.
Aus dem Reaktor --14-- führt eine Leitung --18-- über ein Magnetventil --19--, eine Pumpe --20--, und ein Filter --21-- in einen Versorgungsbehälter --24--, in welchem die aufbereitete Nährlösung durch eine Heizquelle --33-- erwärmt und über eine Pumpe --22-- sowie ein vorgeschaltetes Filter --23-mit Frischluft versorgt werden kann. Aus dem Versorgungsbehälter --24-- gelangt die regenerierte Nährlösung über ein Ventil --25-- in das Zulaufrohr --2--.
Die beschriebene Station befindet sich vorzugsweise in einer Grube --26--. Der Vollständigkeit halber kann eine Dichtschlammpumpe --27-- im Behälter --9-- sowie eine Schalttafel --30-- zur Steuerung der Anlage erwähnt werden.
An dem der Halterung --6-- abgekehrten Ende des Profils bzw. Rohres-l-ist ein das Profil-l- mit dem Ablaufrohr --3-- verbindenden ÜBerlaufrohr --28-- vorgeschen, welches bis zu einer gewünschten Höhe der Nährlösung im Rohr reicht. In das Überlaufrohr --28-- mündet ein Heberohr
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nahe an den Boden des Profils-l-reicht.
Befindet sich das Profil-l-in horizontaler Stellung, so kann durch Absperrung des Zuflusses die Nährlösung beliebig im Wurzelraum verweilen. Beim Öffnen des Nährlösungs-Zulaufventils --25-- wird die
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Nährlösung bis zum Überlaufrohr-28-- ansteigen und von dort stetig abfliessen. Soll jedoch die gesamte
Nährlösung aus dem Wurzelraum entfernt werden, erfolgt durch Betätigung der Kulisse --7-- ein
Abkippen der Rohre-l-derart, dass das Nährstoffniveau über den höchsten Punkt des Heberohres - steigt, wobei es zum vollständigen Abfliessen der Nährlösung kommt.
Das Heberohr --29-- ist im vorliegenden Fall zentral in das Überlaufrohr --28-- eingesetzt. Sowohl das Heberohr --29-- als auch das Überlaufrohr --28-- sind gegen Durchbiegung auf Stahlprofil- oder
Rohrkonstruktionen gelagert. Sie können gleichzeitig auch für Kühl- und Heizrohrsysteme Verwendung finden. Ausserdem sind die Profile-l-mittels Hebevorrichtungen einzeln oder gruppenweise aus den
Kulturflächen heraushebbar.
Weiters ist es möglich, die Profilrohre --1-- über der Glashaussohle --31-- so hoch zu lagern, dass die Wärmebildung am Boden durch das einstrahlende Licht am Gewächshausboden vermindert wird, sie kann entweder durch Reflexion oder durch Kühlungssysteme reduziert werden. Hiebei kann die Nährlösung auch als Kühlmittel genutzt werden. Der Bodenabstand kann beispielsweise 50 bis 60 cm gewählt werden.
Der Pflanzenabstand kann durch Längsverschieben der Pflanzen im Profilrohr --1-- oder durch seitliches Verschieben der Profilrohre-l-erfolgen. Die Profile-l-können parallel, quer, schräg oder kreisförmig im Glashaus --32-- angeordnet sein, wobei diese in Gruppen gegliedert oder in grossen Feldern angeordnet werden.
Zur Beschickung mit/und bzw. zur Aberntung der Pflanze können die Kulturprofile so angeordnet werden, dass begehbare Zwischenräume entstehen. Mittels Hebevorrichtungen und Laufkatzen können Profile einzeln oder gruppenweise aus den Kultursystemen herausgenommen werden.
Die Nährlösung als solche wird über die in Fig. 3 dargestellte Nährstoffstation im Kreis geführt, wobei sie die Profile parallel oder in Serie geschaltet durchfliessen kann. die Nährlösungsstation arbeitet als automatisch geregelte Regenerationsanlage.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur hydroponischen, horizontalen Kultivation von Pflanzen in profilierten Wurzelräumen, dadurch gekennzeichnet, dass einzeln oder gruppenweise kippbare, vorzugsweise horizontal verlaufende Profile (1) vorgesehen sind, in welchen Pflanzen reihenweise kultiviert werden, wobei die Profile an einen Nährlösungskreislauf angeschlossen sind.