DE2521979C2 - Verfahren und Apparat zum Aussortieren von Samen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aussortieren einer großen Menge von Samen, die unter zum Ankeimen geeigneten Bedingungen in einer Flüssigkeit gehalten werden bzw. in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Behälter angeordnet sind.

Trockene Samen, d. h. Samen, die einen relativ geringen Feuchtigkeitsgehalt besitzen, werden gewöhnlich zum Säen verwendet Dies bedeutet, daß vom Säen bis zu dem Zeitpunkt eine relativ lange Zeit verstrichen ist, an dem der Samen genügend Feuchtigkeit aufgenommen hat um Keime austreiben zu können. Es wurde schon erkannt, daß diese Zeit dadurch beträchtlich reduziert werden kann, daß die Samen vor dem Säen Feuchtigkeit aufnehmen und den Keimungsprozeß beginnen können.

Bei einem derartigen aus der DE-PS 5 27 055 bekannten Verfahren zum Aussortieren einer großen Menge von Samen wird als Sortiermerkmal einzig und allein das Aufquellen der Samen verwendet. Das Aufquellen ist zwar der Beginn des Keimungsprozesses, bedeutet jedoch für den Fortgang der eigentlichen Keimung, also der Bildung eines Sprosses bzw. von Wurzeln noch nichts. Das bekannte Verfahren geht davon aus, die eigentliche Keimbildung beim Samen nach der Aussaat aufgrund des Vorquellens beschleunigen und vereinheitlichen zu können. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dies zwar ein Ansatzpunkt ist, jedoch noch keine optimale Voraussetzung für eine einheitliche Keimbildung ist. Die Aufnahme von Feuchtigkeit bzw. die Vorbereitung der Samen, daß sie Feuchtigkeit aufnehmen können, wie dies beim bekannten Verfahren der Fall ist, sagt nur wenig darüber aus, wie es mit den den Samen innewohnenden Eigenschaften zur eigentlichen Keimbildung steht. Obwohl also alle Samen in gleicher Weise künstlich zur Wasseraufnahme vorbereitet werden, ist ein voller Erfolg dahingehend, daß auch aus allen derart aufgequollenen Samen gleichzeitig bzw. überhaupt Pflanzen werden, nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aussortieren einer großen Menge von Samen der genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. der das (künstliche) Ankeimen der Samen über das Aufquellen hinaus erfolgt und das Aussortieren in einem Stadium vorgenommen wird, in welchem eine sichere Aussage darüber gemacht werden kann, welche der Samen zu einer Pflanze werden und welche nicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Aussortieren einer großen Menge von Samen der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung erfolgt das Aussortieren in einem gegenüber dem bekannten Verfahren anderen Keimungsstadium. Das erfindungsgemäße Sortiermerkmal ist nicht der aufgequollene oder nichtaufgequollene Samen, sondern derjenige, der bereits mit einem vom Samen vorstehenden Keimungsteil versehen ist. Somit ist eine so gut wie sichere Gewähr dafür gegeben, daß alle aussortierten keimenden Samen zu einer Pflanze werden, was einen effektiven Pflanzenanbau ermöglicht.

Das Anordnen der Samen auf einer Flüssigkeitsoberfläche ergibt u. a., daß die Samen auf der Flüssigkeit transportabel sind, beispielsweise mittels Strömen von Luft oder einer Flüssigkeit. Die Samen können zu einem geeigneten Detektor und/oder einen Sortiermittel geführt werden, der bzw. das in der Flüssigkeit angeordnet werden kann, was für das frühe Aussortieren wesentlich ist, da die ersten äußeren Veränderungen in einem keimenden Samen im allgemeinen zuerst von

der Unterseite der Samen her feststellbar bzw. abtastbar sind. Die Flüssigkeit ermöglicht auch, daß das Abta&t- und/oder Sortiermittel in der Flüssigkeit zu verschiedenen Samen-Stellungen bewegt wsrden kann.

Es wurde als besonders vorteilhaf: empfunden, die Samen-Flüssigkeit-Kombination derart zu wählen, daß die Samen durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit getragen werden. Unter dieser Bedingung können zum Aussortieren der keimenden von den nichtkeimenden Samen -iiejenigen Teile leicht für Sortierzwecke verwendet werden, die von den keimenden Samen nach unten in die Flüssigkeit vorragen. Im Falle von Samen, die eine höhere Dichte als die Flüssigkeit besitzen, können diese Teile dazu verwendet werden, die keimenden Samen unterhalb der Oberfläche der '⁵ Flüssigkeit nach unten zu ziehen, worauf sie frei auf den Grund des Flüssigkeitsbehälters sinken können, wo sie in geeigneter Weise gesammelt werden können. Diese Art des Aussortieren kann in einem sehr frühen Stadium des Keimungsprozesses durchgeführt werden, d. h. sobald die Spitze eines kleinen Keimes oder dergl. nach unten in die Flüssigkeit vorsteht. Es wurde ferner herausgefunden, daß noch bevor die Spitze eines Sprosses die Samenhülle durchdringt, einige Samen das Wasser binden, um ein Gel an der Hülle zu bilden, welches als Aussortier-Faktor verwendet werden kann. Solche Gele werden in der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen als äquivalent zum und als durch den Ausdruck »Teile, die von den Samen in die Flüssigkeit nach unten vorstehen« gedeckt betrachtet. Da keimen- ³ⁿ de Samen in einem sehr frühen Stadium aussortiert werden können, können sie folglich im wesentlichen in derselben Weise wie nichtkeimende Samen gehandhabt werden, was u. a. das Säen sehr wesentlich vereinfacht. Auch wenn die Samen durch die Flüssigkeit als Folge ^ der Dichte-Unterschiede getragen werden, ist eine Vielzahl von Sortier-Prinzipien auf der Basis von Teilen durchführbar, die von den keimenden Samen nach unten abstehen.

Das beschriebene Verfahren der Keimung und des Aussortierens kann nicht nur für Samen sondern auch für andere Teile von Pflanzen verwendet werden, die ein Wurzelsystem entwickeln und zu Pflanzen wachsen können, beispielsweise Ableger bzw. Stecklinge, Wurzelstücke, Knollen und dergl. Der Begriff »Samen«, wie ⁴> er in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet ist, soll deshalb als ein umfassender Begriff betrachtet werden, der alle Pflanzenteile deckt, die zu einer Pflanze wachsen bzw. sich entwickeln können. Wenn gewisse Samen oder andere Pflanzenteile auf >" einer Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind, kann es für die Flüssigkeit und/oder den Samen vorteilhaft sein, wenn sie mit einem Hilfsmittel behandelt wird, um die Oberflächenspannung zu verändern. In ähnlicher Weise kann die Dichte der Flüssigkeit notfalls durch geeignete ⁵' Zusätze geändert werden. Solche Hilfsmittel und Zusätze sind dem Fachmann bekannt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel eines Apparates gemäß vorliegender Erfindung zum Keimen bzw. Auskeimen von Samen und zum Aussortieren von keimenden und nicht-keimenden Samen dargestellt ist.

Die Bezugsziffer 1 bezeichnet einen Behälter, der eine wäßrige Flüssigkeit 2 enthält. Die Flüssigkeit 2 trägt eine Vielzahl von Samen 3, um eine Keimung zu erreichen. Die Samen 3 sind teilweise mit der Flüssigkeit 2 und teilweise mit der Umgebungsluft in Berührung, was sicherstellt, daß sie genügend Feuchtigkeit schnell absorbieren können, während sie eine gute Sauerstoffzufuhr erhalten. Die Feuchtigkeits- Absorption ist also verbessert, weil die den Samen umgebende Luft eine sehr hohe Feuchtigkeit besitzt. Bei den auf einer Flüssigkeitsoberfläche, wie in der Zeichnung dargestellt, angeordneten Samen besitzen alle Samen genau dieselben äußeren Bedingungen zur Keimung, was bedeutet, daß diejenigen Samen, die die Fähigkeit besitzen zu keimen, sich zum im wesentlichen selben Zeitpunkt entwickeln. Dies ist sehr wichtig -weil sich aus diesen Samen nach dem Säen Pflanzen von im wesentlichen derselben Größe entwickeln werden, was das Risiko maximal vermindert, daß einige spätentwikkelte Pflanzen von Pflanzen unterdrückt werden, die sich in einem früheren Stadium entwickelt haben.

Um den Feuchtigkeitsgehalt um den Samen 3 zusätzlich zu vergrößern, kann der Behälter 1 mit Hilfe eines nicht dargestellten Deckels geschlossen werden. Die Sauerstoff-Bedingungen für den Samen sind dann durch die Luft zwischen der Oberfläche der Flüssigkeit und dem Deckel erfüllt. Es besteht deshalb keine Gefahr, daß die Entwicklung der Samen aus Mangel an Sauerstoff bei diesem Verfahren zum Keimen bzw. Auskeimen von Samen aufhört

Um den keimenden Samen vom nicht-keimenden Samen aussortieren zu können, ist es lediglich notwendig, den Keimungsprozeß solange fortzusetzen, bis eine fühlbare bzw. feststellbare Veränderung eintritt, die für das Keimen der speziellen Samenart charakteristisch ist. Die Figur zeigt eine Einrichtung, die es ermöglicht, daß der keimende Samen in einem sehr frühen Stadium aussortiert werden kann. Die Einrichtung enthält eine Membranpumpe 4, die von einer Exzentervorrichtung 5 angetrieben ist. Die Pumpenkammer ist über Steuerventile 6 und 7 mit einer Eingangsrohrleitung 8 bzw. einer Ausgangsrohrleitung 9 verbunden, welche beiden Rohrleitungen 8, 9 zu einer rohrförmigen Kammer 10 führen. Die Kammer 10 ist längs ihrer Unterseite mit einer Anzahl von Kanülen 11 versehen, die nach unten in die Flüssigkeit ragen, so daß ihre Mündungen unmittelbar unter dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 angeordnet sind.

Das Pumpensystem, das die Kanülen 11, die Kammer 10, die Eingangsrohrleitung 8, die Kammer der Pumpe 4 und die Ausgangsrohrleitung 9 enthält, ist mit Flüssigkeit gefüllt. Demgemäß bewirkt der Antrieb, der durch die Exzentervorrichtung 5 eines nicht dargestellten Motors gebildet ist, daß ein abwechselnder und im wesentlichen vertikaler Flüssigkeitsstrom die öffnungen der Kanülen 11 durchströmt. Dementsprechend werden die Samen 3, wenn irgendeiner der durch die Oberflächenspannung nahe der Kanülen 11 getragenen Samen 3 irgendeinen nach unten in die Flüssigkeit hinein vorstehenden Teil, beispielsweise eine Gelbildung, einen Keim oder dergl. besitzt, beim Pumpen-Ansaughub nach unten zu den Öffnungen der Kanülen 11 gesaugt und beim nächsten Arbeitshub der Pumpe werden die Samen von diesen Öffnungen weggedrückt, und die Samen 3 sinken, wenn sie eine höhere Dichte als die Flüssigkeit besitzen, auf den Boden des Behälters 1. Ein Sammeltank 12, der vorteilhaft mit geneigten Bodenflächen versehen ist, kann am Grund des Behälters 1 vorgesehen sein, um den auf diese Weise abgesonderten bzw. ausgeschiedenen keimenden Samen zu sammeln. Eine Rohrleitung 13 führt von einer Seite des Behälters 12 weg, und es fließt nach dem Syphon-Prinzip Flüssigkeit durch ihn aus. Eine Speise-

leitung 14 führt in die gegenüberliegende Seilenwand des Behälters und es fließt durch sie von einem Sammelbecken 15 Flüssigkeit, die mittels einer Flüssigkeitspumpe 16 in den Behälter 12 gepumpt w^;rd. Die durch die Rohrleitung 13 ausströmende Flüssigkeit wird im Becken 15 gesammelt, so daß der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Der Flüssigkeitsstrom durch die Rohrleitung 13, die die im Tank 12 gesammelten Samen fördert bzw. transportiert, wird vorteilhaft auf einem Förderband 17 entleert, das über dem Becken 15 angeordnet ist und als Filter wirkt. Eine Reihe von Samen, die alle im wesentlichen im selben Keimungsstadium sind, werden auf diese Weise auf dem Förderband 17 getrennt. Das Entwicklungsstadium der ausgeschiedenen bzw. abgetrennten Samen kann ausgewählt werden, beispielsweise durch Verändern der Tiefe der Öffnungen der Kanülen 11. Da das Aussortieren in einem sehr frühen Stadium bewirkt werden kann, können die ausgewählten Samen im wesentlichen wie normale, trockene Samen behandelt werden, sie besitzen jedoch eine beträchtlich verbesserte Keimfähigkeit, die bei gewissen Arten im wesentlichen etwa 100% erreichen kann.

Um die Wirksamkeit des Absonderns bzw. Ausscheidens zu erhöhen, können die Samen hinter die Kanülen 11 durch Luft- oder Flüssigkeitsströme geführt bzw. gelenkt werden oder es können die Kanülen so angeordnet werden, daß sie zwischen den bzw. inmitten der Samen bewegbar sind. Die Kanülen können auch durch andere Mittel ersetzt werden, die beispielsweise jo in der Flüssigkeit angeordnet sind und Öffnungen besitzen, die unmittelbar unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ausleeren, und zum Beispiel zum Saugen geeignet sind. Das Trennen keimender Samen, wie oben beschrieben, kann in einfacher Weise auch dadurch erreicht werden, daß die Flüssigkeitsströme durch die Kanülen oder ein ähnliches Entleeren unterhalb der Oberfläche erzwungen wird, wobei die keimenden Samen durch die sich daraus ergebenden vertikalen Strömungen in der Flüssigkeit bewegt werden. Eine entsprechende Wirkung kann auch mittels Flüssigkeitsströmungen erreicht werden, die nur gerade in die Öffnungen eindringen, die unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind, weiche Ströme in kurzen Intervallen unterbrochen werden, um die gegen die Öffnungen gehaltenen Samen zu lockern.

Der o. g. Apparat kann auch für solche Samen verwendet werden, die eine geringere Dichte als die Flüssigkeit besitzen, in welchem Falle die Kanülen 11 schräg nach unten gerichtet werden können, so daß die Samen, die gegen die Öffnungen der Kanülen gesaugt und dann weggedrängt bzw. weggespült werden, zur Oberfläche in einem gegebenen Abstand von den Kanülen fließen werden, wobei zwischen den Kanülen und diesem Ort ein geeignetes Abschirmmittel angeordnet ist.

Der oben beschriebene Sortier-Apparat ist lediglich als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu betrachten. Verschiedene Arten von Sortier-Vorrichtungen können verwendet werden, deren gemeinsames Merkmal darin besteht, daß sie den großen Vorteil der vorliegenden Erfindung ausnutzen, d. h. daß die Samen unmittelbar durch die Oberfläche einer Flüssigkeit während des Sortiervorganges getragen werden. Selbstverständlich muß diese Flüssigkeit nicht dieselbe sein, wie die Flüssigkeit, die die Samen in Verbindung mit dem Keimen bzw. der Keimung trägt, sondern sie kann, wenn erforderlich, u. a. aus den mit der Dichte-Bedingungen zusammenhängenden Gründen, der gewünschten Oberflächenspannung oder dergl., eine andere Flüssigkeit sein. Des weiteren können die Samen auch an einem anderen Ort zum Keimen gebracht werden und auf der Flüssigkeitsoberfläche in Verbindung mit dem Aussortiervorgang zum erstenmal angeordnet werden.

Obwohl vertikale Flüssigkeitsströmungen beim vorgenannten Ausführungsbeispiel verwendet werden, können auch horizontale Strömungen unmittelbar unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zum Sortieren verwendet werden, um die keimenden Samen seitlich auf der Flüssigkeitsoberfläche transportieren zu können. Eine andere Möglichkeit des Sortierens besteht darin, die von den Samen vorstehenden Teilen, wie beispielsweise Keime, durch eine photoelektrische Zellen-Anordnung abzutasten. Es können auch mechanische Sortiermittel verwendet werden. Beispielsweise kann eine rotierende Bürste oder dergl. unmittelbar unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet werden, wobei die keimenden Samen auf den Bürstenborsten eingefangen und unter die Oberfläche gezogen werden. Die Samen können auch durch mechanische Mittel seitlich transportiert werden, die die Keime einfangen. Eine Vielzahl anderer Sortierprinzipien sind durchführbar, die wiederum auf dem Vorteil der einsatzbereiten Mobilität der Samen auf der Flüssigkeitsoberfläche basieren. Die Flüssigkeit gibt auch den Vorteil, daß alle Samen in einer genau definierten gemeinsamen Ebene vorliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aussortieren einer großen Menge von Samen, die unter zum Ankeimen geeigneten Bedingungen in einer Flüssigkeit gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Samen unmittelbar auf der Oberfläche der die Samen tragenden Flüssigkeit angeordnet werden, und daß diejenigen Samen, die den über die erste Quellung hinausgehenden Keimungsprozeß begonnen haben, in der Weise aussortiert werden, daß diejenigen Teile als Sortiermerkmal verwendet werden, die von den keimenden Samen nach unten in die Flüssigkeit abstehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Samen sowohl während des Keimungsprozesses als auch während des Aussortierens unmittelbar von der Oberfläche einer wäßrigen Flüssigkeit getragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keimenden Samen mittels Strömen in der Flüssigkeit, die auf die nach unten in die Flüssigkeit vorstehenden Teile wirken, aussortiert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Samen auf einer Flüssigkeit angeordnet werden, die eine geringere Dichte als die Samen besitzt und derart ist, daß die Samen durch die Oberflächenspannung getragen werden, und daß die keimenden Samen mittels im wesentlichen vertikaler auf die Teile wirkender Ströme unter der Oberfläche nach unten gezogen werden, worauf die Samen zum Grund hin frei sinken können und nacheinander eingesammelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keimenden Samen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche mittels Flüssigkeitsströme aus einer Anzahl unterhalb der Oberfläche angeordneter öffnungen nach unten gezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsströme in kurzen Zeitabständen umgekehrt werden.

7. Einrichtung zum Aussortieren einer großen Menge von Samen, die unter zum Ankeimen geeigneten Bedingungen in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Behälter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Samen (3) auf der Flüssigkeitsoberfläche im Behälter (1) schwimmend angeordnet sind, daß eine eine Strömung erzeugende Vorrichtung (10,11) vorgesehen ist, die mit einer Flüssigkeitspumpe (4) verbunden und mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist, die unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind und aus denen durch die Wirkung der Pumpe Flüssigkeitsströme austreten, durch die diejenigen Samen (3), die den über die erste Quellung hinausgehenden Keimungsprozeß begonnen haben, dadurch aussortierbar sind, daß sie auf die von den Samen (3) nach unten in die Flüssigkeit (2) abstehenden Teile wirken.

8. Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsströme durch diese öffnungen in kurzen Zeitabständen umkehrbar sind.