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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einbringen
von Substanzen, insbesondere wasserspeichernden Substanzen in den und/oder
nahe dem Wurzelbereich einer Pflanze, wobei durch die Substanzen
das Pflanzenwachstum und der Erhalt von Pflanzen positiv beeinflusst
werden soll. Insbesondere handelt es sich bei den Substanzen um
wasserspeicherndes Granulat, welches in den Wurzelbereich der Pflanze
gelangen soll.
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Aus
DE 201 03 339 U1 ist
ein Pflanz- und/oder Bodensubstrat aus einem Wasserbinder in Form
von Polyacrylat und/oder wasserspeicherndem Silikat bekannt.
EP 0 861 568 B1 beschreibt
ein Pflanzenunterstützendes Polymer, das fähig
ist ein Hydrogel zu bilden. Verfahrensgemäß wird
dabei zuerst eine Stützvorrichtung um mindestens eine Pflanze
angeordnet, die hydrogelbildendes Polymer aufweist oder enthält,
Das hydrogelbildende Polymer kann im Trockenzustand in Form von
Pulver oder Teilchen vorliegen. Diese Lösung ist sehr aufwendig, Bereits
gesetzte Pflanzen können nur mit großem Aufwand
entsprechend behandelt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein einfaches, praktikables und kostengünstiges
Verfahren und eine entsprechende Einrichtung zum Einbringen von
Substanzen insbesondere wasserspeichernden Substanzen, in den und/oder
nahe dem Wurzelbereich einer Pflanze zu entwickeln.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des ersten und – Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einbringen
wenigstens einer ersten Substanz in den und/oder nahe dem Wurzelbereich
einer Pflanze, wird mindestens eine erste Substanz und Flüssigkeit in
den und/oder nahe dem Wurzelbereich einer Pflanze eingebracht. Es
ist dabei möglich, die sich in einem separaten Behältnis
befindliche erste Substanz einem Flüssigkeitsstrom zuzuführen
oder eine Mischung aus der ersten Substanz und Flüssigkeit
in den und/oder nahe dem Wurzelbereich einer Pflanze einzubringen.
Bevorzugt erfolgt das Einbringen unter Druck.
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Dazu
wird vorzugsweise der Flüssigkeitsstrom, in dem sich die
erste Substanz befindet, über eine Leitung bzw. ein Leitungssystem
in den und/oder nahe dem Wurzelbereich eingebracht.
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In
einer ersten Variante wird einem unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrom
die erste Substanz zugeführt und dann diese Mischung unter Druck
in den Wurzelbereich eingebracht.
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In
einer zweiten Variante wird zuerst eine Mischung aus erster Substanz
und Flüssigkeit hergestellt und diese dann unter Druck
in den Wurzelbereich eingebracht.
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Dazu
kann die fertige Mischung aus einem Behälter, der nicht
unter Druck steht mittels einer Pumpe über eine entsprechende
Leitung in den gewünschten Bereich eingebracht werden.
Alternativ kann die Mischung in einem Druckbehälter mit
Druck beaufschlagt werden und dann aus diesem das Impfen des gewünschten
Wurzelbereiches bzw. Pflanzbereiches mit der unter Druck stehenden
Mischung erfolgen. Der Druck im Druckbehälter liegt insbesondere
zwischen 0,5 bis 10 bar.
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Es
werden unabhängig vom Verfahren vorzugsweise einem Liter
Wasser ein Gramm bis zehn Gramm der zuerst granulatartigen wasserspeichernde
Substanz zudosiert. Es bildet sich nun durch starkes Aufquellen
der wasserspeichernden ersten Substanz ein gelartiges, bzw. dickflüssiges
Gemisch aus, welches in den Wurzelbereich der Pflanze eingebracht
wird.
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Die
Leitung kann in Form eines Schlauches, eines Rohres oder einer Lanze
ausgebildet sein oder eine Kombination der vorgenannten Leitungsarten enthalten.
Bevorzugt wird ein starres Leitungselement (z. B. ein Rohr oder
eine Lanze), welches sich an einen Schlauch anschließt,
am Ende des Leitungssystems zum Einbringen in den Boden verwendet.
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Die
Lanze oder das Rohr weist wenigstens einen Durchströmkanal
auf und mit dem Durchströmkanal in Verbindung stehende
Austrittsöffnungen für den Flüssigkeitsstrom,
in dem sich die erste Substanz befindet oder das Gemisch auf.
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Weiterhin
besitzt die Lanze zur Durchführung der ersten Verfahrensvariante
einen Anschluss für den Flüssigkeitsstrom und
einen Anschluss für die erste Substanz. Über eine
Mischeinrichtung bzw. ein Ventil ist dann die erste Substanz dem
Flüssigkeitsstrom bevorzugt dosierbar innerhalb der Lanze
zuführbar. Die erste Substanz ist dazu in einem Behälter
angeordnet und zwischen Behälter und Lanze ist ein Dosierventil
bzw. eine Dosiereinrichtung für die dosierbare Zuführung
der ersten Substanz zum Flüssigkeitsstrom angeordnet.
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Vorteilhafter
Weise sollte der Flüssigkeitsstrom mittels eines Betätigungselementes
unterbrechbar sein, wobei bei Unterbrechen des Flüssigkeitsstroms
auch die Zuführung der ersten Substanz gestoppt wird.
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Zur
Durchführung des zweiten Verfahrens befindet sich z. B.
eine fertige Mischung aus Wasser und erster Substanz in einem Behälter,
an den eine Leitung angeschlossen ist und wird mittels einer Pumpe
aus dem Behälter über die Leitung an die gewünschten
Positionen gefördert.
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Alternativ
besteht die Einrichtung aus einem Druckbehälter, in dem
sich ein Gemisch aus einer wasserspeichernden ersten Substanz und
Flüssigkeit befindet und der mit Druck beaufschlagt ist.
Dabei steht mit dem Druckbehälter ein bei Betätigung das
Ausströmen des Gemisches gewährleistendes Ventil
in Wirkverbindung. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Druckbehälter
eine separate Absperreinrichtung aufweist. An den Druckbehälter
schließt sich ebenfalls eine Leitung an, die in Form einer
Lanze, eines Rohres oder eines Schlauches oder deren Kombinationen
ausgebildet ist. Es ist z. B. bevorzugt möglich an den
Druckbehälter einen Schlauch anzuschließen (z.
B. mittels Bajonettverschluss), an den wiederum die Lanze angekoppelt
wird.
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Dabei
kann das Ventil zwischen Behälter und Leitung, in der Leitung
oder an dem dem Behälter abgewandten Ende der Leitung angeordnet
sein. Bevorzugt ist das Ventil mittels eines Betätigungselementes
von Hand betätigbar. Der Druck im Druckbehälter
liegt insbesondere zwischen 0,5 bis 10 bar. Als Flüssigkeit
wird vorzugsweise Wasser eingesetzt.
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Die
erste Substanz weist insbesondere wasserspeichernde Eigenschaften
auf, wodurch die Pflanze auch über einen längeren
Zeitraum mit Flüssigkeit versorgt wird. Es wird somit ein
Langzeitwasserspeicher geschaffen, der auf einfache und kostengünstige
Weise in den Wurzelbereich einer Pflanze bringbar ist.
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Bevorzugt
werden hydrogelbildende wasserspeichernde erste Substanzen verwendet,
die vor dem Zuführen in die Flüssigkeit in Form
von Granulat, Teilchen oder Pulver oder in flüssiger Form
vorliegen.
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Wird
die wasserspeichernde erste Substanz mit Wasser gemischt, bildet
sich durch starkes Aufquellen der wasserspeichernden Substanz ein
gelartiges, bzw. dickflüssiges Gemisch aus, welches z.
B. bei Verwendung eines Druckbehälters immer bei Betätigung
des Ventils aus dem Druckbehälter über die Leitung
an den Wurzelbereich der Pflanze strömt.
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Wird
eine Mischung aus Wasser und wasserspeichernden ersten Substanzen
verwendet, liegt der Vorteil darin, dass mit dem Einbringen in den Wurzelbereich
der Pflanze sofort ein Wasserspeicher zur Verfügunggestellt
wird.
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Der
Druck des Flüssigkeitsstroms bzw. des Gemisches der z.
B. mit einer Pumpe erzeugt wird sollte einstellbar sein und kann
z. B. zwischen 1 bis 150 bar liegen. Die Durchflussmenge liegt bevorzugt zwischen
50 und 500 L/min.
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Mit
der Lanze sind ein Griffelement und/oder das Betätigungselement
gekoppelt. Weiterhin ist die Lanze in den Pflanzbereich der in Boden
oder Pflanzgranulat gepflanzten Pflanze einstechbar gestaltet. Dazu
weist die Lanze ein Trittelement auf. Es ist möglich, dem
Flüssigkeitsstrom neben der ersten Substanz weitere Substanzen
z. B: in Form von Dünger und/oder Schädlingsbekämpfungsmittel
zuzuführen. Diese weiteren Substanzen können auch
der ersten Substanz beigemengt sein und/oder sich in einem zweiten
Behälter befinden und aus diesem über eine Leitung
dem Flüssigkeitsstrom bzw. dem Gemisch zugeführt
werden.
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Durch
das wasserspeichernde Granulat kann die Pflanze über einen
längeren Zeitraum mit Flüssigkeit versorgt werden.
Es wird somit ein Langzeitwasserspeicher geschaffen, der auf einfache
und kostengünstige Weise in den Wurzelbereich einer Pflanze
bringbar ist.
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Bevorzugt
werden hydrogelbildende wasserspeichernde Substanzen verwendet,
die vor dem Mischen mit der Flüssigkeit in Form von Granulat,
Teilchen oder Pulver oder in flüssiger Form vorliegen.
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Für
z. B. gewerbliche Anwendungen kann das Gehäuse eines Feuerlöschers
als Druckbehälter verwendet werden. Dieser ist bevorzugt
wiederbefüllbar.
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Für
den Haushaltbereich kann ein Druckbehälter (Wegwerfbehälter)
in der Art einer Dose (z. B. Spraydose) eingesetzt werden.
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Z.
B. auf Balkon oder Terrasse können die Pflanzen nun einfach
durch Betätigung des Ventils der Spraydose mit dem Gemisch
aus wasserspeichernder Substanz Wasser versorgt werden.
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Eine
weiterhin mögliche Variante besteht darin, die erste Substanz
und die Flüssigkeit separat (bevorzugt zeitgleich) über
entsprechende Zuführeinrichtungen in den Wurzelbereich
einer Pflanze einzubringen. Dann quillt die wasserspeichernde erste Substanz
erst bei dem Kontakt mit der Flüssigkeit im Wurzelbereich
auf. Es kann dazu z. B. eine „Doppellanze" verwendet werden,
die die separate Zuführung von wasserspeicherndem Granulat
(erste Substanz) und Flüssigkeit/Wasser gewährleistet.
Der Flüssigkeitsstrom kann aus einem Leitungsnetz oder einem
mit Flüssigkeit gefüllten Tank bezogen werden,
wobei weitere Substanzen auch der Flüssigkeit beigemengt
sein können.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen und zugehörigen
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
unter Verwendung eines Wassertanks,
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1a:
vergrößerte Darstellung A der Spitze der Lanze
gem. 1 im Längsschnitt,
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2:
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
unter Verwendung eines Druckbehälters in der Art eines
Feuerlöschers,
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2a:
vergrößerte Darstellung B der Spitze der Lanze
gem. 2 im Längsschnitt,
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3:
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
unter Verwendung einer Spraydose als Druckbehälter, 4:
Prinzipdarstellung des Einbringens des Flüssigkeitsstroms
und des ersten Substrats in den Wurzelbereich einer Pflanze bei
einer Neueinpflanzung,
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5:
Prinzipdarstellung des Einbringens des Flüssigkeitsstroms
und des ersten Substrats in den Wurzelbereich einer bereits eingepflanzten Pflanze.
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1 zeigt
die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter Verwendung eines Wassertanks. Der Wassertank 1 ist über
eine Leitung L1 und eine Pumpe P mit der Lanze 2 verbunden.
Die Lanze 2 weist ein Griffelement 3 sowie ein
Betätigungselement 4 in Form eines Ein-/Ausschalters
auf, welcher mit einem nicht dargestellten Ventil gekoppelt ist.
Mit der Lanze 2 ist ein Behälter 5 verbunden, welcher
mit der ersten Substanz S1 gefüllt ist. Die Befüllung
des Behälters 5 erfolgt über eine Füllöffnung 5.1.
Der Behälter 5 weist eine Auslassöffnung 5.2 auf,
die über eine Leitung L2 mit der Durchströmöffnung 2.1 (s. 1a)
der Lanze 2 in Verbindung steht. In der Leitung L2 ist
ein Dosierventil 6 angeordnet z. B. ein Kugelhahn, mit
welchem die Dosierung der zweiten Substanz einstellbar ist. Zur
Druckerhöhung ist in die Lanze 2 eine Düse 7 integriert.
Diese ist in Strömungsrichtung vor der Einbindung der Leitung
L2 in der Lanze L1 angeordnet. Die Lanze 2 weist Ausströmöffnungen 2.2 an
ihrer Spitze 2.3 auf (s. 1a). Weiterhin
ist an der Spitze 2.3. der Lanze 2 ein Trittelement 2.4 vorgesehen.
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An
die Pumpe P ist (optional) ein Behältnis 1.2 angeschlossen,
in welchem sich eine zweite Substanz S2 in Form von flüssigem
Dünger befindet, die über die Pumpe P ansaugbar
ist. Bei Einschalten des Betätigungselementes 2 fließt
der unter Druck stehende Flüssigkeitsstrom aus Wasser und
Substanz S2 durch die Durchströmöffnung 2.1 der
Lanze 2. Ist das Dosierventil 6 geöffnet,
wird erste Substanz S1 aus dem Behälter 5 über
die Leitung L1 dem Flüssigkeitsstrom F zugeführt.
Die Mischung aus erster Substanz S1 und Flüssigkeitsstrom
F strömt nun aus den Ausströmöffnungen 2.2 der
Spitze 2.3 der Lanze 1.
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1a zeigt
die Spitze 2.3 der Lanze 2 im Längsschnitt.
Es ist erkennbar, dass in die Durchströmöffnung 2.1 die
Leitung L2 mündet. Die Lanze 2 ist an ihrem austrittseitigen
Ende geschlossen um das Eindringen von Erde beim Einbringen in das
Erdreich zu verhindern.
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2 zeigt
die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter Verwendung eines Druckbehälters 10 in
der Art eines Feuerlöschers. Der Druckbehälter 10 ist über
eine Leitung L10 in Form eines Schlauches mit der Lanze 2 verbunden und
weist ein Betätigungselement 40 in Form der Art eines
Ein-/Ausschalters auf. Die Lanze 2 weist ein Griffelement 3 auf.
In dem Druckbehälter 1 befindet sich unter Druck
ein Gemisch aus wasserspeicherndem ersten Substrat und Wasser. Die
Befüllung des Druckbehälters 1 erfolgt über
eine Füllöffnung 10.1. Dazu werden Wasser
und wasserspeicherndes Granulat in dem erforderlichen Mischungsverhältnis
gemischt, wobei das Granulat sofort das Wasser aufnimmt, und diese
Mischung in den Druckbehälter gefüllt. Alternativ
kann die Mischung auch im Druckbehälter erfolgen. Nun wird
der Druckbehälter 10 geschlossen und über
einen Druckmittelanschluss 10.2 unter Druck gesetzt, bis
der erforderliche Behälterinnendruck erzielt ist. Zur Überprüfung
des Behälterdruckes kann ein Manometer vorgesehen sein.
Der Druckbehälter 10 weist weiterhin eine Absperrung 10.3 auf
die sichert, dass, wenn der Schlauch L10 oder die Lanze 2 nicht
angeschlossen ist, kein Mediengemisch bei unbeabsichtigter Betätigung
des Betätigungselementes 40 aus dem Druckbehälter 10 austreten
kann. Die Lanze 2 ist an der Spitze geschlossen und weist
ebenfalls eine zentrische Durchströmöffnung 2.1 und
eine oder mehrere radiale Ausströmöffnungen 2.2 an
ihrer Spitze 2.3 auf (s. 3). Wie
in 1 ist auch an der Spitze 2.3. der Lanze 2 ein
Trittelement 2.4 vorgesehen. 2a zeigt
die Spitze 2.3 der Lanze 2 gem. 2 im
Längsschnitt.
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Ist
die Lanze 2 an den Druckbehälter 10 mittels
eines Schlauches (Leitung L10) angeschlossen und die Absperrung 10.2 geöffnet,
strömt bei Betätigung des Betätigungselementes 10.1,
welches mit einem nicht dargestellten Ventil gekoppelt ist, das Gemisch
bzw. der Medienstrom aus aufgequollener wasserspeichernder erster
Substanz und Flüssigkeit aus der Füllöffnung 10.1 über
die Leitung L10 durch die Durchströmöffnung 2.1 der
Lanze 2 und tritt aus den Ausströmöffnungen 2.2 der
Spitze 2.3 der Lanze 2 aus. Handelt es sich bei
der Substanz um ein flüssigkeitsspeicherndes Granulat,
welches durch Aufnahme von Flüssigkeit aufquillt und gelartig
bzw. hydrogelartig wird, ist dieses mit dem unter Druck stehenden
Medienstrom äußerst einfach und gezielt in den
Wurzelbereich einer Pflanze einbringbar, denn das Granulat quillt
beim Vermischen mit dem Wasser sofort auf und bildet bereits bei
Einbringen einen Wasserspeicher für die Pflanze.
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Gem. 3 ist
der Druckbehälter 10 in der Art einer Sprayflasche
mit einem mit dem Ventil verbundenen Betätigungselement 10.1 ausgebildet.
Es ist an die Austrittsöffnung der Sprayflasche 10 ein Rohr 11 angeschlossen,
durch welches das unter Druck stehende Gemisch aus Wasser und wasserspeicherndem
aufgequollenem Substrat strömt. Dadurch können
die Wurzelbereiche von Topfpflanzen, Balkonkästen, Kübelpflanzen
usw. einfach mit wasserspeicherndem Substrat geimpft werden.
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Die
Druckbeaufschlagung kann durch Luft, Stickstoff oder andere Medien
erfolgen.
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Es
ist gem. 4 auch möglich, eine
bereits eingesetzte Pflanze an ihrem Wurzelbereich W mit wasserspeicherndem
Granulat in Form der ersten Substanz S1 zu versehen. Dazu wird die
Spitze 2.3 der Lanze 2 unter Zuhilfenahme des
Trittelementes 2.4 im Wurzelbereich W oder nahe dem Wurzelbereich
W in den Boden eingetreten. Nun wird über das Betätigungselement 4 der
Flüssigkeitsstrom F und die erste Substanz S1 (wasserspeicherndes
Granulat) unter Druck in das Erdreich eingepresst. Auch in diesem
Fall quillt die erste Substanz durch das Wasser sofort auf und bildet
einen Wasserspeicher für die Pflanze B.
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Gem. 5 kann
auch eine bereits eingesetzte Pflanze B an ihrem Wurzelbereich W
mit wasserspeicherndem Granulat versehen werden. Dazu wird die Spitze 2.3 der
Lanze 2 unter Zuhilfenahme des Trittelementes 2.4 im
Wurzelbereich W oder nahe dem Wurzelbereich W der Pflanze in den
Boden eingetreten. Nun wird z. B. über das über
das Betätigungselement 10.2 des Druckbehälters 10 das Gemisch
aus Flüssigkeit und wasserspeicherndem Granulat unter Druck
in das Erdreich eingepresst. Auch in diesem Fall wird sofort ein
Wasserspeicher für die Pflanze B zur Verfügung
gestellt.
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Das
von der wasserspeichernden ersten Substanz aufgenommene Wasser wird
nun nach und nach an die Pflanze abgegeben, wodurch ein Langzeitspeichereffekt
erzielt wird. Die Häufigkeit der Gießvorgänge
kann damit wesentlich verringert und Wasser eingespart werden. Insbesondere
im Hinblick auf den bevorstehenden Klimawandel ergeben sich damit
erhebliche Vorteile.
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Ein
weiterer positiver Effekt besteht in der Lockerung des Bodens durch
das aufquellende Granulat.
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Neben
der vorgenannt beschriebenen Lösung ist es auch möglich,
Dünger und/oder Schädlingsbekämpfungsmittel
direkt dem im Tank oder Druckbehälter befindlichen Wasser
bzw. Gemisch oder dem Granulat beizumengen. Wird Wasser aus dem
Leitungsnetz bezogen, kann die Lanze direkt an eine Anschlussstelle
des Leitungsnetzes über einen Schlauch angeschossen werden.
Bei einem genügend großen Wasserdruck des Leitungsnetzes
und der Verwendung einer druckerhöhenden Düse
wird genügend Druck aufgebaut um das Granulat in den Boden
bzw. in den Wurzelbereich einer Pflanze einzubringen.
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Bei
einem zu geringen Wasserdruck muss ggf. zusätzlich eine
Pumpe vorgesehen werden, die zwischen Anschlussstelle am Leitungsnetz
und Lanze angeordnet ist.
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Weiterhin
kann alternativ zu der Befestigung des Behälters 5 gem. 1 dieser
auch separat eingesetzt werden (nicht dargestellt). Das Dosierventil 6 für
die erste Substanz befindet sich dann bevorzugt kurz vor oder am
Eingang zur Lanze 2. Die Verbindung zwischen der Auslassöffnung 5.2 des
Behälters 5 und der Durchströmöffnung 2.1 der
Lanze 2 erfolgt dabei z. B. über einen Schlauch
(Leitung L2). Der Behälter 5 sollte dabei über
der Einlassöffnung der ersten Substanz in die Lanze 2 angeordnet
werden, um ein sicheres Zuführen der ersten Substanz zu
gewährleisten.
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Gemäß einer
weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann auch
eine Mischung aus Flüssigkeit (vorzugsweise Wasser) und
wasserspeichernder erster Substanz (bedarfsweise versehen mit weiteren
Substanzen) vorgemischt werden, so dass diese Mischung noch pumpfähig
ist. Diese Mischung wird dann in den und/oder nahe dem Wurzelbereich einer
Pflanze eingebracht. Dabei ist es z. B. möglich die fertige
Mischung in einem Tank anzuliefern und dann an die Pflanzen zu verteilen.
Dies kann ggf. auch beim Anpflanzen durch ein Schlauch-Pumpensystem
realisiert werden, wobei dann das Einbringen der Flüssigkeits-Substratmischung
in das Pflanzloch nicht mit der Lanze, sondern einfach über
den Schlauch erfolgen kann.
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Handelt
es sich bei der ersten Substanz S1 um ein flüssigkeitsspeicherndes
Granulat, welches durch Aufnahme von Flüssigkeit aufquillt
und gelartig bzw. hydrogelartig wird, ist dieses in der gewünschten
Form in den Wurzelbereich einer Pflanze einbringbar, denn das Granulat
quillt beim Vermischen mit dem Wasser sofort auf und bildet nun
einen Wasserspeicher für die Pflanze.
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Bevorzugt
wird als wasserspeicherndes Granulat Polyacrylat oder hydrogene
Kunststoffe verwendet, welche im trockenen Zustand granulatartig sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20103339
U1 [0002]
- - EP 0861568 B1 [0002]