DE820901C - Aufzucht von Kulturpflanzen ohne Boden und Anordnung zu ihrer Ausuebung - Google Patents

Description

Es ist bereits eine Reihe von Verfahren bekanntgeworden, die sich mit der Aufzucht von Pflanzen durch Darbietung einer Nährlösung befassen. Die Zusammensetzung der Nährlösungen ist Gegenstand S eingehender Forschungsarbeiten gewesen, bei denen man festgestellt hat, daß außer einer gewissen Anzahl ' von Grundstoffen, wie Kalium, Stickstoff, Calcium, Schwefel, Magnesium, Phosphor, in Form wasserlöslicher Verbindungen auch noch weitere Stoffe nötig ίο sind, um den Pflanzen eine ausreichende Ernährung zu sichern. Das Studium dieser sogenannten Spurenelemente ist verhältnismäßig verwickelt und nicht immer ganz klar, und es ist eine Anzahl von Vorschlägen gemacht worden, gemäß denen für eine erhebliche Anzahl von Pflanzen jeweils eine andere Zusammensetzung der für die Nährlösung zusammengestellten Chemikalien erforderlich ist. Aber auch in den Fällen, wo man geglaubt hat, mit den angegebenen "Grundstoffen und nur wenigen für alle Fälle zutreffenden * Spurenelement en auszukommen, sind das ao Auffinden der richtigen Relation der einzelnen Stoffverbindungen, das Ionenverhältnis und die Einstellung der Lösung, insbesondere aber ihre ständige Überwachung nicht einfach und können nur von geübter Hand unter Zuhilfenahme chemischer Prüfungs- as verfahren und bei ziemlich weitgehender Kenntnis der inneren Zusammenhänge vorgenommen werden. Aus diesem Grunde haben sich die Wasserkultur zur

Aufzucht von Pflanzen, die ihr verwandte Kies- und Sandkultur und die Mooskultur in der Praxis bisher nicht durchsetzen können.

Der vorliegenden Erfindung hegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung möglichst wenig kostspieliger und in der Natur vorkommender Stoffe, die also einen besonderen Gewinnungsprozeß nicht bedingen und ohne chemische Überwachung verwendet werden können, neue Nährlösungen anzuwenden sowie

ίο neue Anlagen herzustellen.

Man hat nun die Abwässer aus menschlichen Siedlungen in einem besonders kurzen Gärungsprozeß umgearbeitet und in eine fast geruchlose Nährlösung übergeführt, die ohne die geringsten Bedenken und ohne Belästigung der Umgebung auch im Freiland benutzt werden kann. Dieses als Kölner Verfahren bezeichnete Aufbereitungsverfahren sieht eine erste Behandlung der Abwässer unter Luftabschluß vor. In dieser Verfahrensstufe treten anaerobe Bakterien in Tatigke.it,

ao scheiden Schwefelwasserstoff, Methangas usw. aus, die aufgefangen und unschädlich gemacht werden können, ohne zur Belästigung zu führen und zersetzen die vorhandenen organischen Stoffe. Im zweiten Verfahrensschritt wird das so vorbereitete Abwasser einem Luftstrom möglichst stark ausgesetzt, so daß in diesem Teil aerobe Bakterien zur Wirkung kommen können und einen Oxydationsprozeß einleiten. Am Ende dieser zweiten Stufe liegt an Stelle der für die Pflanzenaufzucht unbrauchbaren Abwässer ein ver gorenes und verrottetes Dungwasser vor, das mit nur geringem Geruch behaftet und frei von jeglichen Feststoffen ist, die sich zum größten Teil schon in der ersten Kammer absetzen, soweit sie nicht chemischbiologisch umgesetzt wurden. Der gesamte Her- Stellungsprozeß geht innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne von etwa vier bis sieben Tagen vor sich, so daß die Anlagen zur Herstellung des Dungwassers nur wenig Raum beanspruchen.

Eignet sich dieses Verfahren schon dazu, um Ab-

wasser in der herkömmlichen Weise unschädlich zu machen und um es im "Rieselfelderverfahren als verbessertes Dungwasser zu benutzen, so besteht die vorliegende Erfindung in der Erkenntnis, daß dieses Dungwasser als Nährlösung verwendet und der Pflanze ohne weitere Verdünnungen bzw. Konzentration mit oder ohne fremde Zusätze dargereicht werden soll. Es läßt sich also im Rahmen der bekannten unter dem Begriff Hydroponik zusammengefaßten Pflanzenkulturverfahren, d. h. der Wasser- kultur, der Kies-, Sandkultur, der Mooskultur, des Umwälzberieselungsverfahrens und ähnlichen benutzen. Die' Zusammensetzung und Konzentration des Dungwassers ist nämlich so geartet, daß die Vorteile dieser bekannten und ausnahmslos mit künst- liehen Nährlösungen arbeitenden Verfahren in vollem Umfange gewahrt bleiben und die Erträge bei Verwendung des Dungwassers nicht geschmälert werden. Im übrigen werden aber die genannten Verfahren durch die Verwendung des Dungwassers gemäß der Erfindung wesentlich vereinfacht, da keinerlei chemische Überwachung der Nährlösung mehr nötig ist. Es ist lediglich festzustellen, wie oft die Nährlösung umgewälzt werden kann, ehe sie in ihrem Nährgehalt so weit geschwächt ist, daß sie zu einer Förderung des Pflanzenwachstums nicht mehr herangezogen werden kann. Diese Feststellung ergibt sich aber durch ein malige Erfahrung und wird dann beim Bau einer erfindungsgemäßen Anlage berücksichtigt, ohne in irgendeiner Form der weiteren Überwachung oder Einstellung zu bedürfen. Im allgemeinen ist aber, falls eine solche Anlage überhaupt hergestellt wird, d. h. also, falls, wie dies unbedingt erforderlich ist, die Anlage sich in der Nähe einer menschlichen Sied lung befindet, der Anfall von Dungwasser so hoch, daß in den meisten Fällen von einer Umwälzung des Dungwassers und einer Wiederverwendung der gesamten Menge bzw. eines Teilstromes abgesehen werden kann, vielmehr kann das überschüssige Dungwasser der Bodenkultur als zusätzliche Düngung und Wasserzufuhr dargereicht werden.

Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß der Bau einer Anlage keineswegs nur von der Nähe einer mensch lichen Siedlung abhängt, daß aber praktisch eine solche stets vorhanden sein wird. Der Gegenstand der Erfindung läßt sich nicht nur unter Verwendung auf- bereiteter Abwasser ausschließlich aus menschlichen Siedlungen durchführen, vielmehr können Abwässer aus tierischen Siedlungen, wie Stallanlagen usw. ohne weiteres mit verwendet oder allein verarbeitet werden, und es lassen sich sogar unter gewissen Bedingungen Abwässer industrieller Art beimischen bzw. für sich verwerten, jedoch hängt dies von der Zusammen setzung dieser Abwässer ab, die im jeweiligen Fall zu berücksichtigen ist.

Ist durch die Verwendung des Dungwassers zu den bekannten Wasserkultur- usw. Verfahren schon ein bedeutender Schritt zur wirtschaftlichen Gestaltung dieser bisher unwirtschaftlichen Verfahren getan, so beschränkt sich indessen die Erfindung keineswegs auf diese Verbesserung. Ein weiterer Grund, aus dem heraus die bisherigen Verfahren unwirtschaftlich waren und sich nicht einführen konnten, ist nämlich darin zu erblicken, daß, abgesehen von der Her- und Einstellung der Überwachung der Nährlösung sowie von der Anlage der dazu nötigen Überwachungsvor- richtungen und des hierzu erforderlichen geschulten Personals, auch die Anlage der Beete selbst verhältnismäßig kostspielig war. Man hat diese Beete, soweit es sich um die Wasserkultur handelt, zum Teil in Holzbecken gefaßt. Diese hatten nur eine kurze n₀ Lebensdauer. Man hat weiterhin Becken aus Kunst stein verwendet, die naturgemäß hohe Anlagekosten erforderten. Man hat schließlich vorgeschlagen, ein Durchsickern kostbarer Nährflüssigkeit in den Boden durch Zwischenlegen von Kunststoffolien zu verhindern. Auch derartige Folien sind, wenn sie in großen Bahnen angewandt werden, kostspielig und zudem gegen mechanische Beanspruchung sehr empfindlich. Oft wird diese Empfindlichkeit als neben- * sächlich betrachtet, weil die genannten Kulturen die Anwendung von Hacken, Spaten usw. überflüssig machen. Bei der Aufarbeitung der Füllschichten ist indessen eine mechanische Beanspruchung nicht zu vermeiden, so daß die Verletzung des Kunststoffes, die dann nur schwer zu beheben ist, leicht zu Unzu- 125, träglichkeiten und Verlusten an Nährlösung führen

wird, die vor allem dann untragbar sind, wenn man künstliche Zusammensetzungen verwendet.

Die vorliegende Erfindung sucht hier nun dadurch Abhilfe zu schaffen, daß die isolierende Trennschicht zwischen dem eigentlichen Beet und dem Untergrund, z. B. natürlichem Boden, aus Ton, Lehm oder derartigen natürlich vorkommenden Stoffen, gebildet wird. Bisher wurde die Anwendung dieses Mittels für durchaus ungenügend und gefährlich erachtet. Erst die vorliegende Erfindung gab Veranlassung zu ernsthaften Versuchen mit der erfindungsgemäßen Trennschicht, weil nämlich Verluste von Dungwasser, z. B. durch geringes Versickern, bei dem hohen Anfall desselben kaum wesentlich sind und den wirtschaftlichen Erfolg der Anlage in keiner Weise gefährden. Nun hat sich aber bei der Benutzung und der praktischen Einführung der erfindungsgemäßen Beete mit natürlicher Trennschicht herausgestellt, daß die Dichtigkeit derselben und ihre praktische Brauchbarkeit in so hohem Maße befriedigend sind, daß auch bei Verarbeiten von künstlichen Nährlösungen keine Bedenken gegen die Anwendung der erfindungsgemäßen Beete bestehen. Es ist also ein derartiges Beet sehr wohl auch mit den bisher bekannten künstlichen ^a5 Nährlösungen an den Stellen zu beschicken, wo die Erzeugung von Dungwasser nicht möglich oder erwünscht ist.

Der Bau der Beete ist nunmehr denkbar einfach: Man hebt aus dem Boden, vorzugsweise mit dem nötigen Gefälle, eine Mulde aus und stampft die gesamte Fläche einschließlich der Ränder mit einer wasserundurchlässigen Naturerde, Ton, Lehm oder ähnlichen Stoffen bzw. auch entsprechenden Verbindungen dieser aus. Sodann bringt man eine an sich bekannte Füllung ein. Diese kann entweder bei reiner Wasserkultur aus einem Drahtgeflecht mit aufgelegter Trägerschicht aus Torf-Sand-Gemisch oder ähnlichem bestehen. Vorzugsweise soll jedoch zur Ausfüllung der Mulde im Rahmen der Möglichkeiten billiges und örtlich vorhandenes Füllmaterial gewählt werden, z. B. Sand, Krotzen, Ziegelschrott, Bimskies mit einer dünnen Auflage von Torf, Sägespänen o. dgl. In der Nähe zerstörter Städte eignen sich auch die aus der Trümmeraufbereitung gewonnenen, gegebenenfalls hinsichtlich der Körnung aufbereiteten Trümmerabfälle. Das so hergerichtete Beet wird nun mittels Dungwasser, gegebenenfalls mit oder ohne Zusatz von weiteren Nährsalzen befeuchtet, und zwar entweder im Wege der Berieselung, der Beregnung oder durch "50 unmittelbare Zuleitung.

Durch eine derartige Ausbildung der Beete ist es nun erstmalig möglich, die Pflanzenkulturverfahren unter Zuhilfenahme von Nährlösungen und unter Verzicht auf Mutterboden auch auf große Felder auszudehnen. Diese Möglichkeit hat bei Anwendung der bisherigen Verfahren überhaupt nicht bestanden.

Im nachstehenden seien zwei Tabellen wiedergegeben, aus denen sich der Erfolg der Umwandlung von Abwässer zahlenmäßig ergibt. Tabelle 1 zeigt den Gehalt an verschiedenen Chemikalien je Liter Wasser in Gramm. Hierbei wurde ein Wasserverbrauch von 1 je Kopf der Bevölkerung und Tag zugrunde gelegt.

Art des Abwassers	Ammoniak- stickstoff	Kali	Gesamt phosphor säure
Rohabwasser Umgewandeltes Ab wasser (vergorenes und verrottetes Dungwasser) ....	0,026 0,043	0,024 0,029	0,012 0,013

Tabelle 2 zeigt demgegenüber wesentlich günstigere Werte, die sich daraus ergeben, daß der Wasseranfall lediglich 60 1 je Kopf der Bevölkerung und Tag ergibt.

Art des Abwassers	Ammoniak stickstoff	Kali	Gesamt phosphor säure
Rohabwasser Umgewandeltes Ab wasser (vergorenes und verrottetes Dungwasser) ....	0,042 0,107	0,043 0,082	0,026 0,043

Die mit diesem umgewandelten Abwasser gemäß der Erfindung gezüchteten Pflanzen ergeben in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführte Ertragswerte.

	Durch schnitts-	Ertrag	Vielfache	Vielfache
	ertrag je qm	gem. Erfindung	n. Becker- Dillingen	z. Null versuch
	kg Köpfe	kg Köpfe
Rotkraut	5	27,5	5,5	22,00
Weißkraut	7	19.25	2,75	11,00
Wirsing	3,5	16,5		18,84
Kohlrabi	2	12,5	6,25	25,00
Tomaten	4	22,5	5.62	22,48
Porree	3	4,2	1.4	5.6
Bohnen	o,8	10 O)*	3	12
Sellerie I	2	8	4.0	l6,0
Sellerie II	2	!2,5	6,25	25,00

Die in Spalte 3 aufgeführten Werte geben dabei das Vielfache des Ertrages gemäß der Erfindung gegenüber den Normalertragswerten nach Becker-Dillingen wieder, während die letzte Spalte das Vielfache gegenüber dem Nullversuch angibt, bei dem auf der erfindungsgemäßen Anlage, die also keinerlei Humus enthält, lediglich mit klarem Wasser berieselt wird.

Wie aus diesem Nullversuch hervorgeht, werden auch bei Anwendung der Erfindung ohne weiteres die Werte erreicht, die mit den bereits bekannten, aber tao äußerst kostspielig arbeitenden Anlagen erzielt werden, nämlich das 25fache des Nullwertes.

In der Zeichnung ist eine Anlage gemäß der Erfindung im Ausführungsbeispiel wiedergegeben.

An einem leicht abfallenden Gelände 1 ist eine Planung in der Weise vorgenommen, daß der gewachsene

Boden 2 mit Gefälle versehen und gegenüber dem Ausgangspunkt 3 vertieft ist. Am unteren Ende des Feldes 4 ist eine Rille 5 ausgearbeitet. Das gesamte Feld ist dann mit einer Lehmschicht 6 von etwa 5 cm Stärke ausgestampft und danach mit einer Füllschicht 7 von Trümmerschutt feiner Körnung angefüllt. Am oberen Rande des Feldes ist eine weitere Rille 8 vorgesehen, die ebenfalls mit Lehm ausgestampft ist und durch die das Dungwasser zugegeben wird. Die Oberkante 9 der Scheidewand 10 zwischen der Rille 8 und dem eigentlichen Feld kann dabei in kurzen Abständen mit Einkerbungen versehen sein, durch die das Dungwasser in das Beet übertritt. An der unteren Rille 5 des Feldes zieht das Dungwasser ab und kann gegebenenfalls in ein weiter darunter befindliches Feld gegeben werden, evtl. unter Zwischenschalten eines Zwischenbehälters und unter Zugabe frischen Dungwassers bzw. zusätzlicher Nährlösungen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von anaerob und aerob vergorenen und verrotteten Nährlösungen, die durch Umwandlung von Haus- und städtischen Abwässern nach mehrtägigem Durchfließen von Gär- und Belüftungskammern (Kölner Verfahren) gewonnen worden sind, zur Aufzucht von Kulturpflanzen ohne Boden, insbesondere zur Durchführung von Wasserkultur-, Kies-, Sandkultur, Mooskultur- und ähnlichen Kulturverfahren.

2. Isolierschicht zur Durchführung der Verwendung von Nährlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Erde, Ton, Lehm oder anderen wasserundurchlässigen Naturstoffen oder Verbindungen derselben geformt, in den Boden eingelassen und gegebenenfalls mit Gefälle versehen sowie an eine Sammelrinne oder -grube angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 2169 11. Sl