DE69714601T2

DE69714601T2 - Hydroponisches kulturverfahren und vorrichtung für seine durchführung

Info

Publication number: DE69714601T2
Application number: DE69714601T
Authority: DE
Inventors: Gerardo Peregrin Gonzalez
Original assignee: Instain SA
Current assignee: Instain SA
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2017-01-25
Also published as: CN1169423C; BR9710553A; SA97180356B1; ES2125803B1; AU2873197A; TNSN97016A1; OA10966A; IL120050A0; IL120050A; DZ2176A1; JO1982B1; CA2261622A1; CA2261622C; RU2184444C2; CN1226131A; AU712219B2; EP0937386B1; CO4790126A1; US6216390B1; JP2000515021A

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Anwendungsbereich der hydroponischen Kultur, insbesondere der Kultur ohne Erde, wobei der Zweck darin liegt, eine beträchtliche Vereinfachung der Gegebenheiten und einen entsprechend beträchtlichen Anstieg des Ertrages zu erreichen.
Die Erfindung befasst sich des Weiteren mit der Vorrichtung für die Umsetzung des besagten Verfahrens.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, dass hydroponische Kultivierung, ein künstliches Kulturverfahren ist, das üblicherweise in flachen Töpfen durchgeführt wird, denen eine Nährlösung mit einer Zusammensetzung, welche dem Nährstoffbedarf einer spezifischen Pflanzensorte, die gezogen werden soll, entspricht, zugesetzt wird, so dass bei entsprechender Beleuchtung, die ebenfalls künstlich sein kann, und entsprechenden Konzentrationen und Eigenschaften der, in Wasser gelösten, Nährstoffe, die Wachstumsbedingungen für die Pflanze optimal sind, wodurch ein Anbauertrag erzielt wird, der weitaus größer ist, als bei traditionellen Verfahren.
Es werden noch eine Reihe weiterer Vorteile erzielt, wie etwa eine größere Pflanzungsdichte, überall eine perfekte Bewurzelung und Schutz vor pathogenen Stoffen, etc.
Jedoch ergibt sich bei hydroponischen Kulturen ein lebenswichtiges Problem in Bezug darauf, wie die Pflanze physiologisch gestützt wird. Die Wurzel einer Pflanze spielt eine doppelte Rolle, nämlich die, Nährstoffe zu adsorbieren, welche von der Pflanze benötigt werden, und die, eine physikalische Stütze für die Pflanze darzustellen, indem die Wurzel sich in den Boden senkt.
Hydroponische Kulturen benötigen keine Erde, und deswegen fällt die traditionelle, physikalische Hilfe beim Stützen der Pflanze fort, weswegen es nötig ist, diese traditionelle Stütze durch eine andere Hilfe zu ersetzten, die in keinem der oben genannten Punkte eine nachteilige Wirkung auf den Anbauertrag hat. In Hinsicht darauf, wird inertes Material, wie etwa grobkörniger Sand, als Mittel für die physikalische Stütze der Wurzeln verwendet, obwohl dieser Sand gelegentlich schwer erhältlich ist, ziemlich teuer ist und auf Grund seiner Eigenschaften und seines Gewicht verschiedene Beschränkungen seiner Einsatzmöglichkeiten beim Pflanzenanbau aufweist.
Obwohl Sand tatsächlich ein inertes Material ist, kann er des Weiteren schädliche Keime an die Pflanze herantragen, wodurch als aller Erstes ein gründlicher Waschschritt unbedingt notwendig ist, was wiederum einen negativen wirtschaftlichen Effekt darstellt.
US-A-3 823 508 offenbart ein Verfahren, das mit der Einleitung zu Anspruch 1 übereinstimmt. Aus EP-A-406 458 ist eine Vorrichtung, wie sie in der Einleitung von Anspruch 2 beansprucht wird, bekannt.

Beschreibung der Erfindung

Das Verfahren, das in der Erfindung vorgeschlagen wird, löst die oben genannten Probleme auf eine völlig zufriedenstellende Art und Weise, indem sie den traditionellen Bedarf der Pflanzen an einem Substrat für die Durchwurzelung, das auf grobem Sand oder einem ähnlichen, inerten Material basiert, abschafft.
Zu diesem Zweck, besteht das besagte Verfahren, wie im zweiten Teil von Anspruch 1 dargelegt ist, aus einer Stütze, die auf mehreren übereinanderliegenden Lamellen basiert, die zusätzlich dazu, dass sie Kanal-Einheiten für die Nährlösung darstellen, eine Hilfe für das Festhalten der pflanzlichen Wurzeln bilden, da versetzt liegende Öffnungen in sie eingelassen sind, durch welche labyrinthartige Gänge für die Wurzeln gehen, und darum die Wurzeln, in dem Maße, in dem die Pflanze wächst und folglicher Weise eine größere Stabilisierung benötigt, bei der Weiterentwicklung in den Löchern der verschiedenen Lagen untergebracht werden, wodurch ein optimales mechanisches Festgehalten werden erreicht wird.
Die Umsetzung dieses Verfahren schließt die Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Anspruch 2 beansprucht wird, mit ein.
Ausführlicher bedeutet das, dass die verschiedenen Lamellen V-förmige Flächen mit unterschiedlichen Winkeln bilden, welche übereinanderliegende Kanäle erzeugen, wobei die unterste Lamelle völlig geschlossen ist, während die übrigen Lamellen mit Öffnungen versehen sind, welche in der obersten Lamelle Abstände zueinander aufweisen, die dem Raum entsprechen, der für die Pflanzen vorgesehen ist, während die Öffnungen in den unteren Lamellen versetzt liegen, uni so einen "Kaskaden"-Effekt zu erzeugen, der auf einer leichten Neigung der gesamten Einheit aus den vielen Kanälen beruht.
Die oberste Lamelle dient ausschließlich als physikalische Stütze für das Festhalten der Pflanzen, während die Zwischenlamellen, zusätzlich zu ihrem Mitwirken beim weiter oben genannten Durchwurzelungs-Effekt, auch noch Kaskadenkanäle für die Nährlösung bilden, welche durch einen Schlauch mit vielen Abläufen, die sich innerhalb des Hohlraums jeder Kanaleinheit befinden, eingespeist wird, und welche kaskadenartig von einer in die nächste und somit in alle Kanaleinheiten fließt, wodurch eine Schädigung und Oxigenierung der Wurzeln der Pflanzen verhindert wird.
Die unterste Lamelle oder Kanaleinheit wirkt als Abfluss für die überschüssige Nährlösung, die recycelt wird, und deswegen vollständig aufgebraucht wird.

Beschreibung der Zeichnungen

Zur Vervollständigung dieser Beschreibung und als Hilfe für ein besseres Verständnis der Eigenschaften der Erfindung, ist dieser Patentbeschreibung eine Reihe von Zeichnungen beigefügt, die einen integralen Bestandteil von dieser bildet, während das Folgende zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung gezeigt wird:
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines schematischen Querschnitts durch eine Vorrichtung für die hydroponische Kultur, die entsprechen dem Zweck der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer schematischen Vorderansicht eines Längsschnitts der Vorrichtung, die in der vorausgegangenen Figur gezeigt worden ist, entsprechend der Schnittlinie A-B in der besagten Figur.
Schließlich zeigt Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht der in Frage kommenden Vorrichtung.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

In dem Beispiel einer praktikablen Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, wird eine Vorrichtung für die hydroponische Kultur gezeigt, die Folgendes umfasst: eine obere Lamelle (1), die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, in Form eines langen Bandes von unbestimmter Länge, welches zusammen mit der Unterstützung durch ein Paar seitlicher Träger (2), die aus Seilen oder Stangen bestehen, einen stumpfen V-förmigen Winkel bildet, eine zweite Lamelle (3), die etwas breiter als die vorherige Lamelle ist und auch aus Kunststoff besteht, welcher vorzugsweise opak ist, und dann wiederum einen spitzen, V-förmigen Winkel bildet, und von den selben Seilen oder Stangen (2) gehalten wird, und zwischen diesen beiden Endlamellen (1) und (2) liegen eine Reihe von Zwischenlamellen (4), die ebenfalls eine V-förmig gewinkelte Form haben und von den selben, am Rand liegenden, fadenförmigen Elementen (2) gehalten werden. Die Anzahl der Zwischenlamellen (4) kann entsprechend den spezifischen Anforderungen eines jeden einzelnen Falls, für die jeweilige, zu kultivierende Pflanzensorte, abgeändert werden.
Eine Abdeckung (5) gewährleistet einen anfänglichen Schutz für die kleinen Pflanzen oder Sämlinge zu Beginn des Kultivierungsprozesses und schützt die ersten Wurzeln vor Licht.
Die obere Lamelle (1) verfügt - entlang ihrer mittleren Linie, d. h. der V-förmig gewinkelten Kante, die durch besagte Linie gebildet wird - über eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Öffnungen, welche dem Raum für die Pflanzen, die gezogen werden sollen, entsprechen, und jede der Zwischenlamellen (4) verfügt dann wiederum über eine Anzahl von Öffnungen (7), die identisch mit denjenigen der oberen Lamelle (1) sind, sich allerdings in Längsrichtung abgestuft, versetzt zu ihnen befinden, wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich wird. Die letzte Lamelle (3) verfügt über keine Öffnungen.
In den Kanaleinheiten, die von den Zwischenlamellen (4) gebildet werden, sind Schläuche (8 - 8') für die Einspeisung der Nährlösung, die gleichzeitig auch als wärmeübertragende Flüssigkeit für eine adäquate Steuerung der Temperatur in der Kultivierungseinrichtung fungiert, angebracht.
Entsprechen dieser Konstruktion, bei welcher die obere Lamelle (1) ausschließlich als physikalische Stütze, sowohl für die nackte Wurzel der Pflanze, als auch für ihre Wurzeln und das Substrat dient, wird die Wurzel dadurch, dass sie in den Öffnungen (6) untergebracht ist, an der Lamelle festgehalten, werden die ersten Wurzeln vor Licht geschützt, und wirken die Zwischenlamellen (4) ebenfalls bei der besagten physikalischen Abstützfunktion mit, insofern, als dass mit dem Wachsen der Pflanze, die Wurzel jeder Pflanze zuerst Loch (7) erreicht, dann Loch-(7') und so weiter, in dem Maß, wie eine größere Anzahl von Zwischenlamellen (4) zur Verfügung steht, wobei die Durchwurzelung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit stattfindet, und das mechanische Festhalten der Pflanze in dem Maße steigt, wie ihre Größe zunimmt, wobei sie die ganze Zeit stabil bleibt.
Das Montagesystem aus Kanälen wird durch den Schlauch (8) für Wasser/Nährstoffe und Temperatursteuerung unterstützt. Von diesem Schlauch geht zu dem oberen Bereich, der über der oberen Lamelle liegt, ein Mikro-Schlauch oder eine ähnliche Vorrichtung ab, um jede Bewässerungseinheit individuelle zu versorgen, so dass die Wurzeln der Pflanzen in den besagten Zwischenkanaleinheiten vollständig untergetaucht sind, und die Nährlösung, die durch den Vorteil der in Längsrichtung versetzten Öffnungen (7) und (7'), in einer Kaskade zur untersten Kanaleinheit (3), die als Ablauf für die überschüssige Nährlösung dient, wie vorher bereits festgestellt worden ist, nach unten gelangt.
Die in Längsrichtung ausgerichtete, versetzte Anordnung der Öffnungen (6), (7) und (7') ist in der selben Richtung orientiert wie die Neigung der gesamten Einheit aus den vielen Kanälen, so dass das untere Ende (9) der besagten Einheit aus den Kanälen, d. h. sein Ausgang, einen allgemeinen Ablauf bildet, nicht gezeigt, in dem die Nährlösung für ihr vollständige Wiederverwendung, zum Ausgangspunkt (10) der Einheit aus den vielen Kanälen zurückgeleitet wird.
Die Wurzeln folgen dem Weg der Nährlösung, die Verwurzelung erfolgt entsprechend den gestrichelten Linien (11) in Fig. 2.
Für einen Experten auf diesem Fachgebiet muss die Erklärung nicht ausführlicher sein, um den Umfang der Erfindung, so wie sie beansprucht wird, und die Vorteile, die aus ihr gezogen werden können, verständlich zu machen.

Claims

1. Verfahren für den hydroponischen Anbau, das den Gebrauch einer Vorrichtung beinhaltet, die aus einer Einheit besteht, welche mehrere Kanäle aus 55 übereinanderliegenden, perforierten Lamellen bildet, und die ermöglicht, verschiedene Wege in Kaskade für die Nährlösung zu beschreiben, sowie auch einen abgestuften Weg für die Pflanzenwurzeln durch die verschiedenen Lamellen, die den Pflanzen eine feste Unterlage bieten dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung gebraucht wird in der eine Einheit von mehreren Kanälen die aus einer Reihe übereinanderliegender perforierter Lamellen zusammengesetzt ist, an einem Paar fadenförmiger, parallel geneigter Träger (2) hängt:

das besagte Lamellenpaar setzt sich aus mehreren Lamellen zusammen, die eine erste Lamelle (1), eine zweite Lamelle (3) und eine oder mehrere Zwischenlamellen (4) inmitten der ersten (1) und zweiten Lamelle (3) beinhalten; wobei die besagten Lamellen übereinander mit senkrechten Zwischenräumen angeordnet sind, bei denen besagte erste Lamelle (1) die obere und besagte zweite Lamelle (3) die untere ist;

die obengenannte erste Lamelle (1) bildet einen ausgeprägt stumpfen, aus zwei sich schneidenden Ebenen gebildeten Winkel und ist mit dem besagten Paar fadenförmiger, geneigter Träger (2) an den Längsenden verbunden, und verfügt längs dem Winkelrand über mehrere gleichmäßig verteilte Öffnungen (6), die mit dem für den Pflanzenwachstum vorgesehenen Raum übereinstimmen;

jede Zwischenlamelle (4) hängt an diesem Paar fadenförmiger, parallel geneigter Träger (2) und verfügt über eine Anzahl von Öffnungen (7, 7'), die mit denen der ersten Lamelle (1) identisch, aber längsseits abgestuft versetzt sind; und

die besagte zweite Lamelle (3) hängt an einem Paar fadenförmiger, parallel geneigter Träger (2), aber verfügt nicht über Öffnungen.

2. Vorrichtung zur praktischen Umsetzung des Verfahrens für den hydroponischen Anbaus nach Anspruch 1, das aus einer ersten Lamelle (1) unbestimmter Länge besteht und einen ausgeprägt stumpfen, aus zwei sich schneidenden Ebenen gebildeten Winkel aufweist und mit einem Paar fadenförmiger, parallel geneigter Träger (2) an seinen Längsenden verbunden ist, und gleichmäßig verteilte Öffnungen (6) an den Enden hat, um die Pflanzen aufzunehmen, sowie einer zweiten Lamelle (3), ohne Öffnungen, die an diesen fadenförmigen Trägem hängt (2), und einen ausgeprägt stumpfen aus zwei sich schneidenden Ebenen gebildeten Winkel zu dem genannten Paar fadenförmiger, paralleler Träger (2) an ihren Längsenden bildet: wobei diese Lamellen übereinander mit senkrechten Zwischenräumen angeordnet sind und deren erste Lamelle (1) die obere und die genannte zweite Lamelle (3) die untere ist; und diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die besagte erste Lamelle (1) mit einem Paar fadenförmigen parallel geneigten Trägern (2) an seinen Längsenden verbunden ist, und die längsseits des stumpfen Winkelrands, mehrere gleichmäßig verteilte Öffnungen (6) aufweist, die dem für die Pflanzen vorgesehen Raum entsprechen; und zwischen der besagten ersten Lamelle (1) und der besagten zweiten Lamelle (3), eine oder mehrere Zwischenlamellen (4) angebracht ist bzw. sind und jede Zwischenlamelle (4) an den genannten fadenförmigen Trägern (2) hängt, wobei ein Hohlraum und eine Einheit aus Zwischenkanälen mit Öffnungen (7, 7') gebildet wird, die in ihrer Anzahl mit denen der ersten Lamelle (1) übereinstimmen, aber deren Öffnungen (7, 7') gegenüber den Öffnungen (6) der ersten Lamelle (1) längsseits abgestuft versetzt sind.

3. Vorrichtung für den hydroponischen Anbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum der Zwischenlamellen (4) Schläuche (8, 8') angebracht sind, die gleichzeitig zur Nährlösungsausbringung und zur Wärmeregelung der Kultur durch die Temperatur der Nährlösung selbst dienen, die aus den Schläuchen (8, 8') nach oben über die erste Lamelle (1) herausfließt, eine Vorrichtung um jede Kanaleinheit individuell durch Öffnungen (6) in der ersten Lamelle (1) zu versorgen, und zwar dergestalt, dass die erwähnten Schläuche (8, 8') alle Öffnungen (6) der ersten Lamelle (1) mit Nährlösung versorgen, wobei die Nährlösung in Kaskaden von einer Zwischenlamelle (4) zur anderen, falls vorhanden, bis zur zweiten Lamelle (3) fällt, die als Ablauf dient.

4. Vorrichtung zum hydroponischen Anbau nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch kennzeichnet, dass an dem unteren Ende (9) der Einheit aus mehreren Kanälen ein Ablauf angeordnet ist, von dem aus die überschüssige Nährlösung zum oberen Ende (10) zu ihrer kompletten Wiederverwendung umgeleitet wird.

5. Vorrichtung zum hydroponischen Anbau nach einem der Ansprüche 2 bis 4, die sich dadurch kennzeichnet, dass zu einem der fadenförmigen Träger (2) ein Deckel anfügt wird, um die Wurzeln vor Licht zu schützen.