DE1240327B

DE1240327B - Use of organic polymers as a growing medium for growing plants in experimental vegetation pots or small plots

Info

Publication number: DE1240327B
Application number: DEB63453A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Landw Dr Johann Jung; Dr Rolf Fricker
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1961-07-29
Filing date: 1961-07-29
Publication date: 1967-05-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

AOlnAOln

DeutscheKl.: 451-7/00 German class: 451-7 / 00

Nummer: 1240327Number: 1240327

Aktenzeichen: B 63453IV a/451File number: B 63453IV a / 451

Anmeldetag: 29. Juli 1961 Filing date: July 29, 1961

Auslegetag: 11. Mai 1967Open date: May 11, 1967

Im landwirtschaftlichen Versuchs- und Untersuchungswesen wird für zahlreiche Zwecke bereits seit langer Zeit nährstoffarmes Ausgangsmaterial für die Anzucht von Pflanzen verwendet. Dies gilt insbesondere für die häufig durchzuführenden Gefäßversuche, für Kleinparzellenversuche, für Wasserkulturversuche und für die Methode zur Ermittlung des Nährstoffversorgungsgrades von Böden nach Neubauer. Bei den erwähnten Versuchen ist ein mineralstoffarmes Bodenmaterial einerseits für das Zustandekommen von beabsichtigten Nährstoffmangelerscheinungen, wie auch für die Erfassung der Wirkung gesteigerter Nährstoffgaben auf das Pflanzenwachstum erforderlich. Andererseits ist, insbesondere bei sehr schweren Böden, eine Verdünnung mit einem indifferenten Material, das seinerseits keine Nährstoffe in das Pflanzensubstrat einbringt, aus methodischen: Gründen häufig notwendig.In the agricultural testing and investigation system is already used for numerous purposes For a long time nutrient-poor starting material has been used for the cultivation of plants. This is especially true for the container tests that have to be carried out frequently, for small plot tests, for water culture tests and for the method for determining the nutrient supply of soils according to Neubauer. In the experiments mentioned, a soil material poor in minerals is on the one hand for the Occurrence of intended nutritional deficiencies, as well as for the recording of the Effect of increased nutrient supply on plant growth required. On the other hand is, in particular in very heavy soils, a dilution with an indifferent material, which in turn does not introduce any nutrients into the plant substrate, for methodical reasons: often necessary.

Es ist bekannt, als nährstoffarmes Pflanzensubstrat Quarzsand bestimmter Herkunft (z. B. Hohenbocka, Hirschau) zu verwenden. Obwohl dieser Quarzsand meist sehr nährstoffarm ist, ergeben sich, insbesondere bei Mangelversuchen mit den sogenannten Mikronährstoffen, Schwierigkeiten, da die im Sand enthaltenen Mengen verschiedener Elemente, z. B. Eisen, Bor, Mangan, Kupfer, Molybdän, aber auch Calcium, Kalium und Magnesium, häufig für eine Versorgung der Pflanzen ausreichen. In der einschlägigen Fachliteratur werden daher zahlreiche Reinigungsverfahren für Quarzsand angegeben, die in einer sehr umständlichen und aufwendigen Behandlung mit Chemikalien bestehen.It is known that quartz sand of certain origin (e.g. Hohenbocka, Hirschau). Although this quartz sand is usually very poor in nutrients, there are, in particular in the case of deficiency attempts with the so-called micronutrients, difficulties because those in the sand contained amounts of various elements, e.g. B. iron, boron, manganese, copper, molybdenum, but also Calcium, potassium and magnesium, often sufficient to supply the plants. In the relevant Technical literature is therefore given numerous cleaning methods for quartz sand, the consist in a very cumbersome and expensive treatment with chemicals.

Es ist außerdem bekannt, Kunststoffschaum in feinteiliger Form zusammen mit grobstückigem Kunststoffschaum als nährstofffreies Substrat zur Aufzucht von Pflanzen zu verwenden. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß zwei verschiedene Größen von Kunststoffschaumteilchen verwendet werden. Wird dagegen ein einheitliches Substrat verwendet, dann lassen sich die Füllung der Versuchsgefäße, die Lagerhaltung des Substrats und die eventuelle Wiederverwendung bereits einmal gebrauchter Substrate wesentlich vereinfachen.It is also known to use plastic foam in finely divided form together with coarse Use plastic foam as a nutrient-free substrate for growing plants. This way of working has the disadvantage of using two different sizes of plastic foam particles will. If, on the other hand, a uniform substrate is used, the filling of the test vessels, the storage of the substrate and the eventual Significantly simplify the reuse of substrates that have already been used.

Es ist ferner bekannt, Kunstharzschaumstoffe als Trägerschicht für den Pflanzenbau mit Pflanzennährsalzlösungen zu verwenden. Schaumstoffe lassen sich nur schwer von Verunreinigungen (z. B. Spurenelementen), die sich in den Poren befinden, befreien. Außerdem sind sie nicht genügend stabil, d. h. ihr Volumen verkleinert sich im Laufe des für die Durchführung pflanzenphysiologischer Versuche notwendigen Zeitraums.It is also known to use synthetic resin foams as a carrier layer for plant cultivation with plant nutrient salt solutions to use. Foams are difficult to remove from impurities (e.g. trace elements), that are located in the pores. In addition, they are not sufficiently stable; H. your Volume is reduced in the course of the necessary for carrying out plant physiological experiments Period.

Verwendung von organischen Polymeren als
Kultursubstrat zur Aufzucht von Pflanzen in
Vegetationsversuchsgefäßen oder KleinparzellenUse of organic polymers as
Growing medium for growing plants in
Vegetation test pots or small plots

Anmelder:Applicant:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/RheinAniline & Soda Factory in Baden
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen / Rhein

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Landw. Dr. Johann Jung,
Dr. Rolf Fricker, LimburgerhofNamed as inventor:
Dipl.-Agr. Dr. Johann Jung,
Dr. Rolf Fricker, Limburgerhof

Die Verwendung von Kunststoffen als Bodenverbesserungsmittel, d. h. als Zusatzstoffe zum Erdboden, ist ebenfalls bekannt. Diese Anwendung ist jedoch völlig verschieden von der Verwendung im erdelosen Pflanzenbau.The use of plastics as soil improvers, i. H. as additives to the soil, is also known. However, this application is completely different from its use in the soilless crop production.

Es wurde nun gefunden, daß sich Polyamide, Polystyrol, Polyolefine, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, Polyvinylchlorid ohne Weichmacherzusatz oder ähnliche organische Polymere in feinverteilter pulvriger Form als alleiniges, nährstofffreies Substrat zur Aufzucht von Pflanzen in Vegetationsversuchsgefäßen oder Kleinparzellen eignen. Bei der Untersuchung von Polystyrol hat sich ergeben, daß sich diese hochpolymere Verbindung durch einen äußerst niedrigen, für das Pflanzenwachstum völlig unbedeutenden MineraIstoffgehaIt auszeichnet. Der Aschegehalt des Polystyrols liegt im allgemeinen unter 0,002%. Nach einer spektrographischen Analyse besteht die Hauptmenge der Asche aus Silicium und Calcium. Als hochpolymerer Stoff besitzt Polystyrol wahrscheinlich stark ausgeprägte nebenvalente Bindungskräfte, die es verhindern, daß die in der Asche nachgewiesenen Spuren dieser Elemente in Lösung gehen.It has now been found that polyamides, polystyrene, polyolefins, especially polyethylene or polypropylene, polyvinyl chloride without added plasticizers or similar organic polymers in finely divided powdery form as the sole, nutrient-free substrate for growing plants in vegetation test vessels or small parcels are suitable. The investigation of polystyrene has shown that that this high polymer compound is extremely low for plant growth completely insignificant mineral content. The ash content of the polystyrene is generally below 0.002%. According to a spectrographic analysis, the bulk of the ash consists of silicon and calcium. As a high-polymer material, polystyrene probably has very pronounced secondary valencies Binding forces that prevent the traces of these elements found in the ashes go into solution.

Die organischen Polymeren werden erfindungsgemäß in Form eines feinkörnigen Pulvers verwendet. Es hat sich gezeigt, daß Pulver, die Körnchen zwischen 5 und 1000 μ (d. h. zwischen 0,005 und 1 mm) enthalten, für die erfindungsgemäße Verwendung besonders gut geeignet sind, obwohl je nach den örtlichen Bedingungen auch andere Korngrößen verwendet werden können.According to the invention, the organic polymers are used in the form of a fine-grain powder. It has been shown that powders containing granules between 5 and 1000 μ (i.e. between 0.005 and 1 mm) contain, are particularly well suited for the use according to the invention, although depending on the local Conditions also other grain sizes can be used.

Gröberes Material ist zwar für den besonderen Zweck der Verdünnung von bindigem Bodenmaterial brauchbar, nicht aber als ausschließliches Substrat, da seine Wasserkapazität zu gering ist und daher dieCoarser material is for the special purpose of diluting cohesive soil material usable, but not as an exclusive substrate, since its water capacity is too low and therefore the

709 579/418709 579/418

ausreichende Versorgung der Pflanzen mit Wasser zu schwierig ist. Das feinkörnige Pulver der organischen Polymeren nach der Erfindung hat eine maximale Wasserkapazität von etwa 30 bis 50%. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß ein Polystyrolpulver, das zu 75% aus Körnchen zwischen 15 und 30 μ und zu 25% aus Körnchen zwischen 30 und 1000 μ besteht, sehr gut für die Anzucht von Pflanzen verwendet werden kann. Das feinkörnige Pulver läßt sich außer im landwirtschaftlichen Versuchswesen auch zur Demonstration der Wirkung verschiedener Nährstoffe auf das Pflanzenwachstum (z. B. im Unterricht an Fachschulen) sehr gut verwenden. Durch Zufuhr entsprechender sogenannter Mangellösungen können die beabsichtigten Nährstoffmangelerscheinungen binnen kurzer Zeit hervorgerufen und nachher durch Zufuhr des fehlenden Nährstoffes ebenso schnell wieder beseitigt werden.Adequate supply of the plants with water is too difficult. The fine-grained powder of the organic Polymer according to the invention has a maximum water capacity of about 30 to 50%. For example, it has been shown that a polystyrene powder made up of 75% of granules between 15 and 30 μ and 25% consists of granules between 30 and 1000 μ, very good for growing plants can be used. The fine-grained powder can be used except in agricultural experiments also to demonstrate the effect of various nutrients on plant growth (e.g. in class at technical schools) very well. By supplying so-called deficiency solutions the intended nutrient deficiency symptoms can be caused within a short time and afterwards can be eliminated just as quickly by supplying the missing nutrients.

Ein weiterer Vorteil besteht auch in der Verwendung der feinkörnigen Polymeren in solchen Fällen, in denen auf ein keimfreies Medium Wert gelegt wird. Es vereinfacht sich dadurch das oft erforderliche Sterilisieren von natürlichem Bodenmaterial durch Dämpfen bzw. durch chemische Desinfektionsmittel.Another advantage is the use of fine-grained polymers in such cases in which emphasis is placed on a sterile medium. This simplifies what is often required Sterilizing natural soil material by steaming or chemical disinfectants.

example

In Mitscherlichgefäßen, die zum Schutz gegen Verunreinigungen aus der Gefäßwand zusätzlich einen Polyäthylenbeutel enthalten, wird ein Vergleichsversuch zwischen feinkörnigem Polystyrol (Korngröße unter 1,0 mm) und Quarzsand gleicher Korngröße durchgeführt. Entsprechend nachfolgender Übersicht werden verschiedene Ansätze vorgenommen, in denen einmal alle Nährstoffe zugeführt werden, während in den folgenden Ansätzen jeweils ein Nährstoff weggelassen wird.In Mitscherlich vessels, which are also used to protect against contamination from the vessel wall Contain polyethylene bags, a comparison test between fine-grain polystyrene (grain size under 1.0 mm) and quartz sand of the same grain size. According to the following overview different approaches are made in which all nutrients are supplied once while in One nutrient is omitted from each of the following approaches.

Es wird eine kleinsamige Pflanze, z. B. Raps, in die Gefäße eingesät. Die empfehlenswerte Wassermenge je Gefäß (im Ionenaustauschverfahren doppelt entsalztes Wasser) wird auf etwa 1000 cm³ eingestellt und durch laufende Gewichtskontrolle auf ihrem ao Wert gehalten. 2 bis 3 Wochen nach dem Aufgehen werden die Pflanzen im Hinblick auf ihre Nährstoffmangelsymptome beurteilt.It becomes a small-seeded plant, e.g. B. rape, sown in the vessels. The recommended amount of water per vessel (water that has been desalinated twice in the ion exchange process) is set to about 1000 cm ³ and kept at its ao value by constant weight control. 2 to 3 weeks after emergence, the plants are assessed for their symptoms of nutrient deficiency.

Schema der Nälii^toffzufuhr (analysenreine Salze)Scheme of fuel supply (analytically pure salts)

Nährstoffnutrient
menge/lot/
Gefäß SalzformVessel salt form VollFully
düngungfertilization OhneWithout
NN OhneWithout
PP. OhneWithout
KK OhneWithout
MgMg OhneWithout
CaApprox OhneWithout
SS. OhneWithout
FeFe OhneWithout
MnMn OhneWithout
CuCu OhneWithout
BB. OhneWithout
MoMon Unge-Uncomfortable
düngtfertilizes 0,5 g N
= Ca-Nitrat0.5 g N
= Ca nitrate ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,5 g P₂O₅
= sek.Na-Phosphat0.5 g P ₂ O ₅
= secondary Na-phosphate ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,75 g K₂O
= K-Chlorid0.75 g of K ₂ O
= K-chloride ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,25 g MgO
= Mg-Chlorid0.25 g of MgO
= Mg chloride ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,25 g CaO
= Ca-Chlorid0.25 g CaO
= Ca chloride ++ ++ ++ ++ ++ _0)_0) ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,25 g S
= Na-Sulfat0.25 g S
= Na sulfate ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 25 mg Fe
= FeEDTA*)25 mg Fe
= FeEDTA *) ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 5 mg Mn
= Mn-Chlorid5 mg Mn
= Mn chloride ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 2 mg Cu
= Cu-Chlorid2 mg Cu
= Cu chloride ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ Img B
= BorsäureImg B
= Boric acid ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 0,1 mg Mo
= Na-Molybdat0.1 mg Mo
= Na molybdate ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

*) Eisendmatriumsalz der Äthylendiamintetraessigsä + = Zugeführt.*) Final iron sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid + = Supplied.

— = Nicht zugeführt. ·) N als NH₄NO₃.- = Not supplied. ·) N as NH ₄ NO ₃ .

Die auf dem Polystyrolsubstrat gezogenen Pflanzen zeigen in den Gefäßen mit kompletter Nährlösung einwandfreies Wachstum. Deutliche Nährstoffmangelsymptome sind in folgenden Ansätzen zu beobachten: ohne Stickstoff, Phosphorsäure, Kalium, Magnesium, Schwefel, Eisen, Mangan, Bor. In den Ansätzen mit Quarzsand ist hingegen nur in den Reihen ohne Stickstoff und ohne Phosphorsäure ein deutliches Zuriickbleiben der Pflanzen zu erkennen. Nach 2 bis 3 Monaten treten auf dem Polystyrolsubstrat auch die für Kupfer und Molybdän charakteristischen Mangelerscheinungen auf, während auf Quarzsand dieseThe plants grown on the polystyrene substrate show in the vessels with complete nutrient solution impeccable growth. Clear symptoms of nutrient deficiency can be observed in the following approaches: without nitrogen, phosphoric acid, potassium, magnesium, sulfur, iron, manganese, boron. In the approaches with Quartz sand, on the other hand, is clearly lagging behind only in the rows without nitrogen and without phosphoric acid of the plants. After 2 to 3 months, the for Copper and molybdenum have characteristic deficiency symptoms, while those on quartz sand

Claims

Erscheinungen bei allen Ansätzen ohne Mikronährstoffe nicht zu beobachten sind.Phenomena with all approaches without micronutrients cannot be observed.

Patentanspruch:Claim:

Verwendung von Polyamiden, Polystyrol, Polyolefinen, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, Polyvinylchlorid ohne Weichmacherzusatz oder ähnlichen organischen Polymeren in feinverteilter, pulvriger Form als alleiniges, nährstofffreies Substrat zur Aufzucht von Pflanzen in Vegetationsversuchsgefäßen oder Kleinparzellen.Use of polyamides, polystyrene, polyolefins, in particular polyethylene or polypropylene, polyvinyl chloride without the addition of plasticizers or similar organic polymers in finely divided, powdery form as the sole, nutrient-free substrate for growing plants in Vegetation test pots or small plots.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1018 077, 920 487, 839944;Considered publications: German patent specifications No. 1018 077, 920 487, 839944;

»Gartenwelt«, 57,1957, S. 273,274; Giesecke, »Vegetations versuch« (Methodenbuch, Bd. K), 1954, S. 6."Gartenwelt", 57,1957, pp. 273,274; Giesecke, "Vegetationsversuch" (Book of Methods, Vol. K), 1954, p. 6.