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Kalman Lantai, Götgatan 4, 752 22 Uppsala / Schweden
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und Raya Miller, Götgatan 4, 752 22 Uppsala / Schweden Verfahren und
Vorrichtung zur Erhöhung der Ausbeute beim Züchten von Knollen erzeugenden Pflanzen
Die Erfindung betrifft eine neue technische Züchtungsmethode zum Züchten von Knollen
erzeugenden Pflanzen, z.B. von Kartoffeln (Solanum tuberosum L.), Erdartischocken
(Helianthus tuberosus L.) und dergl., welche in den (Blatt)Achseln ruhende (embryonale)
Knospen bzw. Keime haben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, das es ermöglicht, die Erzeugung von
Knollen pro Flächeneinheit zu vervielfachen, kann in der Landwirtschaft in Form
von Feldzüchtungen, bei Gewächshauszüchtungen etc. angewendet werden. Die Erfindung
betrifft auch eine neue Vorrichtung zur Verwendung bei diesem Verfahren.
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Knollen erzeugende Pflanzen, insbesondere Kartoffeln, werden bekanntlich
seit langem im wesentlichen in der gleichen Weise erzeugt (vergl. z.B. Nordisk Familjebok
(1915), Band 22, Spalten 57 und 58, und B. Svensson "Potatis", 1961, SPOR, Seiten
37 bis 47). Bei dieser bekannten Züchtungsmethode werden Samenknollen in einem Feld
in Reihen ausgesetzt und
sodann mit Erde bedeckt. Wenn die Pflanzen
einen bestimmten Abstand oberhalb der Erdoberfläche herausgekommen sind, dann werden
die Kartoffeln gewöhnlich aufgeformt, d.h. ein Teil der Erde zwischen den Kartoffelreihen
wird gegen die Stengel der Pflanzen gebracht, um eine Erdschicht zu bilden, die
sich von den Stengeln herunter schräg erstreckt. Das Aufformen bzw. Aufhäufeln wird
während der Entwicklung der Kartoffeln ein bis drei Mal durchgeführt. Der Hauptzweck
dieser Maßnahme ist es, die Kartoffelknollen vor Licht zu schützen und auf diese
Weise ihre Grünfärbung zu verhindern. Bekanntlich erfordert jedoch diese Züchtungsmethode
einen bestimmten Minimalabstand zwischen den Reihen der Pflanzen und auch zwischen
den einzelnen Pflanzen in jeder Reihe, so daß diese Methode ziemlich flächenaufwendig
ist. Nach Informationen, die derzeit vom Statistischen Zentralbüro verfügbar sind,
beträgt die durchschnittliche Anzahl der Kartoffelpflanzen in Schweden etwa 4,3
Pflanzen/m2, wobei die Anzahl der Stengel etwa 20/m2 beträgt. Die Anzahl von Knollen
mit einem Durchmesser von mindestens 1 cm macht etwa 60/m2 aus [vergl. auch G. Rösöi
(1975), "Development and structure of spring-sowed crops"]. Es ist zwar möglich
gewesen, die Ausbeute pro Flächeneinheit bei dieser Züchtungsmethode durch verbesserte
Düngemethoden und die Entwicklung von neuen Pflanzensorten zu verbessern, doch ist
die hierdurch erzielbare Ausbeuteerhöhung nur relativ begrenzt.
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Die Erfindung betrifft nun ein vollständig neues Verfahren zur Züchtung
von Knollen erzeugenden Pflanzen, die in den Achseln ruhende (embryonale) Knospen
bzw. Keime haben.
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Das erfindungsgemäße neue Züchtungsverfahren ermöglicht es, die Erzeugung
pro Flächeneinheit zu vervielfachen, z.B. zu verneunfachen, und somit etwa 90% der
Fläche, die derzeit zum Anbau von Kartoffeln und ähnlichen Nutzpflanzen verwendet
wird, zum Züchten von anderen Nutzpflanzen und/oder für eine erhöhte Züchtung der
Nutzpflanzen freizusetzen. Aufgrund der höheren Ausbeute pro Flächeneinheit ist
das erfindungsgemäße
Verfahren besonders gut für die gewerbliche
Produktion in Gewächshäusern geeignet, in welchem Falle die Gesamtausbeute noch
weiter erhöht werden kann, indem man das ganze Jahr lang züchtet, wodurch mindestens
zwei Ernten pro Jahr erhalten werden können. Da die neue Züchtungstechnik keine
großen Züchtungsflächen erfordert, können technische Züchtungsanlagen in der Nähe
der großen Städte - wo der Bedarf am größten ist - oder an Stellen angeordnet werden,
wo geeignete Energiequellen verfügbar sind, z.B. wo Abfallwärme, z.B.
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von Kernkraftwerken, Geysiren und dergl., verfügbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit Vorteil zur Entwicklung
von verbesserten Sorten von beispielsweise Kartoffeln verwendet werden, da die Vervielfachung
jeder ausgewählten Sorte beschleunigt werden kann. Der Wert der oben angegebenen
Vorteile des neuen erfindungsgemäßen Züchtungsverfahrens ist daher offensichtlich.
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Das neue erfindungsgemäße Züchtungsverfahren baut sich auf der Entdeckung
auf, daß ruhende (embyonale) Knospen bzw. Keime in den Achseln der aufgetauchten
Stengel von Knollen erzeugenden Kulturpflanzen dazu gebracht werden können, Ausläufer
und Knollen zu bilden, wenn sie bei ihrer Bildung mit im wesentlichen horizontalen
neuen Erdschichten bedeckt werden. Diese Eigenschaft wird gemäß der Erfindung in
solcher Weise verwertet, daß man die Züchtung bzw. den Anbau in Kasten- oder Rahmeneinheiten
durchführt, welche wiederholt mit neuen Erdschichten unter Bildung eines fortschreitend
höheren Stapels gefüllt werden. In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, daß
der Ausdruck "Rshmen" einen Kasten bezeichnen soll, der keinen Boden, sondern nur
Seitenwände hat.
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Es wird bevorzugt, Kasten- oder Rahmeneinheiten zu verwenden, die
bei der Aufbringung von neuen Erdschichten aufeinandergestapelt werden können. In
diesem Falle ist es offensichtlich, daß nur die untere Stapeleinheit ein echter
Kasten
sein darf, d.h. einen Boden haben darf. Andererseits ist es nicht erforderlich,
daß die untere Stapeleinheit einen Boden hat, vielmehr kann eine untere Rahmeneinheit
direkt auf die Erde (oder in diese hinein) gebracht werden, und zwar insbesondere
beim Feldanbau. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher
folglich ein Erdstapel gebildet, der höher und höher wächst, je mehr Erdschichten
zugegeben werden, wobei die Querschnittsform des Erdstapels der Form der umgebenden
Kasten/Rahmen-Einheiten entspricht.
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Die ruhenden Achselknospen, die mit Erde bedeckt sind, ergeben Ausläufer
und Knollen.
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Die Züchtung bzw. der Anbau wird in üblicher Weise begonnen, indem
man eine Samenknolle, die vorzugsweise vorgezüchtet worden ist, einen Stengel oder
einen Samen in die Erde einer ersten Kasten- oder Rahmeneinheit einpflanzt. Bei
Verwendung eines Kastens als erste (untere) Züchtungseinheit wird auf den Boden
des Kastens eine Anfangserdschicht mit geeeigneter Tiefe, z.B. von 5 bis 8 cm, aufgebracht.
Die erste Kasten- oder Rahmeneinheit wird auf einem freien Land, in einem Heißbett,
in einem Gewächshaus oder dergl. angeordnet.
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Für das anfängliche Einpflanzen, sowie für das nachfolgende Bedecken
mit Erde wird vorzugsweise sandige Erde verwendete Während der gesamten Züchtungsperiode
werden geeignete Mengen von Wasser und Düngemitteln zugesetzt. Die wachsenden Stengel
entwickeln laufend neue Blätter und Achselknospen, die,ohne abgeschnitten zu werden,
periodisch mit neuen Erdschichten bedeckt werden. Beim Anbau von Kartoffeln wird
es bevorzugt, eine neue Erdschicht aufzubringen, wenn die Stengel eine Höhe von
5 bis 8 cm über die Erdoberfläche erreicht haben, während beim Anbau von Artischocken
ein größerer Abstand, z.B. bis zu etwa 18 cm oberhalb der Erde, bevorzugt wird.
Wenn das Erdniveau an den oberen Rand der oberen Rahmeneinheit herankommt, dann
wird auf die Oberseite der Rahmeneinheit eine weitere Rahmeneinheit aufgeschichtet.
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Bei der Aufbringung von neuen Erdschichten sollte die gesamte Pflanze
vorzugsweise nicht bedeckt sein, da dies den Assimilierungsprozeß, der die Knollenerzeugung
unterhält, stören könnte. Somit befindet sich das Apical-Teilungsgewebe vorzugsweise
an der Oberfläche der Erde oder es ist mit einer Erdschicht von etwa 1 cm bedeckt.
Das Züchten wird weitergeführt, bis die Pflanze die gewünschte Entwicklungsstufe
erreicht hat, was - im Falle von Kartoffeln -eine Stapelhöhe von z.B. 75 bis 100
cm bedeuten kann, worauf dann die-erzeugten Knollen geerntet werden. (Naturgemäß
variiert die Entwicklungsgeschwindigkeit der jeweiligen Pflanzenart von solchen
Faktoren wie der Temperatur, den Belichtungsbedingungen etc.) Die Erntezeit bestimmt
sich auch durch die gewünschte Qualität der Knollen. Somit werden die Knollen geerntet,
wenn sie klein bis mittelgroß sind, wenn z.B. proteinreiche Kartoffeln gewxnscht
werden. Dagegen werden größere, stärkereiche Kartoffeln in einem späteren Stadium
geerntet. Die Geschmacksqualität kann auch dadurch verbessert werden, daß am Ende
der Züchtungsperiode der Zutritt von Wasser beschränkt wird, wodurch die Erde trockener
wird. Es ist auch nicht notwendig, den gesamten Stapel zur gleichen Zeit abzuernten,
vielmehr können gewünschtenfalls die Knollen der unteren Kasten/flahmen-Einheiten
zuerst (im Falle von Kartoffeln beispielsweise nach etwa 3 1/2 bis 4 Monaten) geerntet
werden und die Züchtung der oberen Einheiten wird wie zuvor weitergeführt. Auf diese
Weise ist es möglich, aus ein und der gleichen Samenknolle (oder Stengel oder Samen)
mehrere Ernten zu erhalten.
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Obgleich es möglich ist, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gute
Ergebnisse zu erhalten, wenn man in jede Stapeleinheit zwei oder mehr Samenknollen
(Stengel oder Samen) einpflanzt, wird es doch bevorzugt , nur eine Samenknolle (Stengel
oder Samen) in jede Einheit einzupflanzen.
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So kann als Beispiel erwähnt werden, daß es die Verwendung von quadratischen
Rahmeneinheiten mit einer Größe.von etwa
1/3 m x 1/3 m (z.B. 30
bis 40 cm x 30 bis 40 cm), was eine geeignete Größe für die Züchtung einer Samenkartoffel
(Stengel oder Samen) ist, ermöglicht, neun Samenkartoffeln/m2 zu züchten, d.h. daß
es möglich ist, die Knollendichte im Vergleich zu der derzeitigen Anbautechnik mehr
als zu verdoppeln. Ein weiterer Vorteil des Einpflanzens von einer oder von nur
wenigen Samenknollen in jede Rahmeneinheit besteht darin, daß die Züchtungsschäden
auf ein Minimum vermindert werden können, da die Pflanzen in jedem Stapel der Rahmeneinheiten
wirksam kontrolliert werden können und da Pflanzen, die mit Pilzen oder Viren infiziert
sind, während der Züchtungsperiode ausselektiert werden können (wobei der infizierte
Stapel weggenommen wird). Auf diese Weise wird ein Fortschreiten des Angriffs verhindert.
Die Erde des infizierten Stapels kann sodann (z. B. durch Wårmebehandlung) desinfiziert
und wiederverwendet werden.
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Durch die Erfindung wird auch ein Rahmensystem zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Züchtungsverfahrens zur Verfügung gestellt. Dieses Rahmensystem
enthält eine Anzahl von Rahmeneinheiten, die so ausgebildet sind, daß sie unter
Bildung eines kastenartigen Stapels aufeinandergeschichtet werden können. Jede Rahmeneinheit
besteht aus mindestens zwei rechteckigen, quadratischen oder zylindrischen Wandelementen,
die miteinander verbunden sind und die vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial,
z. B. Polytetrafluoräthylen, hergestellt sind. Mindestens ein Wandelemente in jeder
Einheit besitzt mindestens ein nach Ernten vorspringendes Beinteil und mindestens
eine entsprechende Aussparung, die sich nach unten von dem oberen Rand des Wandelements
erstreckt und die so ausgebildet ist, daß sie ein Beinteil von der angrenzenden
Rahmeneinheit aufnimmt. Die Länge der Beinteile ist größer als die Tiefe der Aussparungen,
so daß ein Luftspalt zwischen angrenzenden Rahmeneinheiten, die aufeinandergestapelt
sind, gebildet wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert;
es zeigen: Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten von zwei unterschiedlichen Bauarten
einer Kasteneinheit und einer entsprechenden Rahmeneinheit mit quadratischer Querschnittsform;
Fig. 3, 4 und 5 scharnierartige Verbindungen zwischen angrenzenden Wandelementen
in der gleichen Rahmeneinheit; Fig. 6, 7 und 8 perspektivische Ansichten, die Kasten-
und Rahmeneinheiten mit unterschliedlicher Querschnittsform zeigen, und Fig. 9 und
10 schematische Querschnittsansichten eines Züchtungsstapels während verschiedener
Stufen der Züchtungsperiode.
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Fig. 1 zeigt eine Kasteneinheit 1, die als Bodeneinheit eines erfindungsgemäßen
Züchtungsstapels vorgesehen ist, sowie eine Rahmeneinheit 2, die so ausgebildet
ist, daß sie auf die Oberseite der Kasteneinheit 1 oder auf die Oberseite einer
anderen Rahmeneinheit 2 aufgesetzt wird. Die Kasteneinheit 1 hat eine im wesentlichen
quadratische Bodenplatte 3, die vorzugsweise perforiert ist, wie durch das Bezugszeichen
4 gezeigt wird. Vier rechteckige Seitenwände 5 sind gest an der Bodenplatte 3 und
an den angrenzenden Seitenwänden 5 befestigt. In jeder Ecke der Kasteneinheit 1
ist ein dreieckiges Bein 10 vorgesehen, das an den angrenzenden Seitenwänden 5 und
an der Bodenplatte 3 befestigt ist, Jedes Bein 10 hat eine obere Auflageroberfläche
11. Die Rahmeneinheit 2 ist mit den Ausnahmen mit der Kasteneinheit 1 identisch,
daß sie keine Bodenplatte 3 besitzt und daß die Eckbeine 10' sich unterhalb der
Bodenränder der Seitenwände 5a erstrecken. In weder Kasten- und Rahmeneinheit beträgt
der Abstand von den oberen Rändern der Seitenwände 5 zu der Auflageroberfläche 11
des Beins 10 oder 10' etwa 2 bis 5 mm weniger als die Länge des vorspringenden Teils
des Rahmensbeins 10'. Auf diese Weise wird ein Luftspalt mit etwa 2 bis 5 mm
zwischen
den oberen bzw. unteren Rändern der angrenzenden Seitenwände 5 in einem Stapel gebildet,
der durch eine Kasteneinheit 1 undZoder Rahmeneinheiten 2 gebildet wird. Diese Ränder
sind vorzugsweise eben und im wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen der
Seitenwände 5, so daß ein Luftspalt gebildet wird, der nur eine geringe Verdampfung
des in der Erde enthaltenen Wassers bewirkt und zur gleichen Zeit aber eine genügende
Luftzufuhr für die Erde gewahrleistet.
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In Fig. 2 ist eine AlternativaussiEhrungsfors der in Fig. 1 dargestellten
Kasten- und Rahmeneinheiten gezeigt.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1
dadurch, daß die Seitenwände 5a jeder Rahmeneinheit 2 nicht starr aneinander befestigt
sind, sondern mittels Scharnierverbindungen miteinander verbunden sind. Ein weiterer
Unterschied gegenüber dem Gegenstand der Fig. 1 best darin, daß die Beine jeder
Rahmeneinheit eine unterschiedliche Gestalt haben. Somit hat Jede Seitenwand 5a
zwei 3eine 10a, die sich von dem Bodenrand erstrecken,und jede Seitenwand 5a bzw.
5 hat zwei entsprechende Aussparungen 12, die in dem oberen Rand vorgesehen sind.
Die Länge der Beine lOa ist etwa 2 bis 5 mm größer als die Tiefe der Aussparungen
12, wodurch ein entsprechender Luftspalt zwischen angrenzenden Kasten/ Rahmen-Einheiten
in dem Stapel gebildet wird.
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Die spezielle Bauart der Scharnierverbindungen und das Zusammenwirken
der Beine 1 Oa mit den Aussparungen 12 geht aus den Fig. 3, 4und 5 hervor, die Teile
einer Rahmeneinheit 2 in Lagerungsposition mit zwei angrenzenden Seitenwänden 5a
zeigen, welche in ein und derselben Ebene angeordnet sind. Der Luftspalt zwischen
den Seitenwänden von zwei angrenzenden Rahmeneinheiten ist durch 13 angegeben. Die
Scharnierverbindung zwischen den zwei Seitenwänden 5a ist so gebildet, daß der Seitenrand
einer Seitenwand 5a mit zwei vorspringenden Teilen 14 und dazwischenliegenden, ausgesparten
Teilen
15 versehen ist, während die andere Seitenwand 5a drei entsprechende, vorspringende
Teile 16 und dazwischenliegende, ausgesparte Teile 17 aufweist, wobei die Vorsprünge
und Aussparungen ineinander eingreifen und miteinander ausgerichtet sind. Eine Mittelbohrung
18 erstreckt sich durch alle Vorsprünge und Aussparungen und nimmt einen Stift 19
mit einem Kopf 20 auf, der größer ist als der Durchmesser der Bohrung 18. Eine Sperreinrichtung
in Form einer Schraube 21 verschließt den Stift 19 in der Bohrung 18. In jeder Rahmeneinheit
ist vorzugsweise mindestens eine Scharnierverbindung nicht permanent verschlossen
bzw. gesperrt. In diesem Fall ist die Sperreinrichtung 21 herausgelassen. Durch
Entfernung des Stiftes 19 können die Rahmeneinheiten leicht zu einer ebenen Einheit
aufgefaltet werden, die für die Lagerung geeignet ist.
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Einige Alternativausführungsformen der Kasten- und Rahmeneinheiten
gemäß der Erfindung sind in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. Diese Ausführungsformen
unterscheiden sich von den oben beschriebenen Ausführungsformen nur dadurch, daß
die Querschnittsform der Einheiten verschieden ist.
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Die Fig 9 und 10 veranschaulichen diagrammartig die Züchtung bzw.
den Anbau von Kartoffeln gemäß der Erfindung.
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Der Anbau ist in einer Kasteneinheit (Fig. 10a) bzw. einer bodenfreien
Rahmeneinheit (Fig.9) begonnen worden. Die Fig.
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10b bis e zeigen diagrammartig spätere EatficklungsstuSen mit 1, 2,
4 bzw. 6 Rahmeneinheiten, die auf die Oberseite der unteren Kasten/Rahmen-Einheit
aufgesetzt worden sind. In den Fig. 9 und 10 sind die ruhenden Achselknospen durch
das Bezugszeichen 6 bezeichnet. Die gebildeten Ausläufer/Knollen sind durch 7 angegeben,
und die verschiedenen periodisch zugegebenen Erdschichten sind mit 8 bezeichnet.
Das Bezugszeichen 9 zeigt den Luftspalt an, der zwischen angrenzenden
Kasten/Rahmen-Einheiten
gebildet wird. Dieser versieht die Erde innerhalb des Stapels mit einer genügenden
Luftmenge, ohne daß eine zu starke Verdanpfung von Wasser aus dem Erdstapel bewirkt
wird.