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DE2709793A1 - Verfahren und vorrichtung zur vollautomatischen bewaesserung und/oder duengung gaertnerischer kulturen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur vollautomatischen bewaesserung und/oder duengung gaertnerischer kulturen

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Publication number
DE2709793A1
DE2709793A1 DE19772709793 DE2709793A DE2709793A1 DE 2709793 A1 DE2709793 A1 DE 2709793A1 DE 19772709793 DE19772709793 DE 19772709793 DE 2709793 A DE2709793 A DE 2709793A DE 2709793 A1 DE2709793 A1 DE 2709793A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
cultures
substrate
switch
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19772709793
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Haase
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE2709793A1 publication Critical patent/DE2709793A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
    • A01G27/003Control of self-acting watering devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur vollautomatischen Bewässerung
  • und/oder Düngung gärtnerischer Kulturen Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine VorrichtuagemäS Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Die gartenbauübliche Bewässerung und Düngung von Gewächshauskulturen erfolgt entweder von Hand oder mit Hilfe von automatischen Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung des Bewäsoerungs- bzw. Düngungszeitpunktes und der Bewässerungs- bzw. DUngungsdauer. Zur Steuerung der Bewässerung und Düngung sind beispielsweise verschiedene Arten der Zeitsteuerung unterzrwendung von Zeitschaltuhren oder Zeitgliedern bekannt, die durch Schaltimpulse und Kondensatoren gesteuert sind. Bekannt ist es ferner, den Feuchtigkeitsgrad des Pflanzensubstrats zwischen annehmbaren Minimal-und Maximalwerten zu halten, indem die elektrische Leitfähigkeit des Pflanzensubstrats, die ein Maß für den Wassergehalt des Pflanzensubstrats ist, als Meßgröße verwendet wird.
  • Während die von Hand erfolgende Bewässerung und Düngung mUhsei und zeitraubend ist und nur nach Augenmaß vorgenommen werden kann, haftet der Zeitsteuerung insbesondere der Nachteil an, daß die Bewässerung unabhängig vom tatsächlichen Bedarf durchgeführt wird. Dieser Nachteil kann auch durch die Steuerung mit der elektrischen Leitfähigkeit als Meßgröße nicht restlos beseitigt werden, weil die elektrische Leitfähigkeit des Pflanzensubstrats beispielsweise vom Salzgehalt als Störgröße abhängt und daher 3e nach Salzanreicherung ebenfalls zu einer vom tatsächlichen Bedarf abweichenden Be-Bewässerung bzw. Düngung führt. Die Folgen sind Veränderungen im Wurzelhorizont, Erkrankungen im Wurzelbereich, Welken und damit in Jedem Fall Wachstuesstörungen.
  • Die genannten Nachteile machen sich besonders bei der automatischen Anzucht der Folgekulturen von in-vitro-Kulturen, z.B. Orchideenaussaaten und Meristemkulturen, z.B. Lilien-und Nelkenmeristemen,verhängnisvoll bemerkbar.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen eine dem tatsäddlichen Bedarf entsprechende Bewässerung und Düngung vorgenommen werden können und die sich insbesondere zur automatischen Anzucht von in-vitro-Kulturen eignen.
  • Ein weitere Problem bei der automatischen Anzucht der Folgekulturen von in-vitro-Kulturen besteht darin, daß hohe Prozentsätze der asymbiotisch bzw. aseptisch herangezogenen Jungpflanzen während der kritischen Phase des uebergangs von der Flasche in herkömmliches, gartenbauübliches Kultursubstrat aufgrund Pilzinfektion, Klimaschock und Störungen der Bewurzelung verderben, so daß eine automatische, dem Bedarf entsprechende Bewässerung und Düngung der Folgekulturen allein nicht ausreichen wUrden. Die Erfindung bezweckt daher auch, ein Verfahren vorzuschlagen, durch das Verluste während der genannten kritischen Phase weitgehend vermieden werden können und daher die Aufzucht von in-vitro-Kulturen optimal gestaltet werden kann.
  • Die Erfindung ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gekennzeichnet.
  • Die Erfindung bringt mehrere wesentliche Vorteile mit sich.
  • Der Hauptvorteil besteht darin, daß aufgrund der Verwendung des Gewichtes eines Vergleichsubstrats als Meßgröße und aufgrund der Vorgabe eines Sollwertes (Maximalwertes) und eines Mindestgehaltes (Minimalwertes) an Wasser in einem unter gleichen Bedingungen wie die eigentlichen Kulturtöpfe aufbewahrten Kontrolltopfes erstmals der tatsächliche Feuchtigkeitsgehalt im Kultursubstrat mit der erwünschten und erforderlichen Genauigkeit ermittelt werden und infolgedessen die Zugabe an Wasser und/oder Düngelösung in Mengen erfolgen kann, die dem im Einzelfall gegebenen tatsächlichen Wasserbedarf entsprechen.
  • Zur Vermeidung von Verlusten beim Übergang von der Flasche in herkömmliches Kultursubstrat ist das Verfahren nach Anspruch 1 bei der Anwendung auf die Anzucht der Folgekulturen von in-vitro-Kulturen erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 weitergebildet.
  • Hierdurch ergibt sich zunächst der Vorteil einer wesentlich größeren, im Vergleich zu entsprechenden Agar-Medien etwa verdoppelten Wachstumsgeschwindigkeit in der in-vitro-Phase, was dadurch bedingt ist, daß eine verbesserte Sauerstoffversorgung des Wurzelbereichs der Sämlinge erfolgt, die mit einer besseren Nährstoffaufnahme verbunden ist, und daß die flüssige Nährstofflösung gegenüber Agar-stabilisierten Lösungen einen besseren NährstofffluB gewährleistet, weil dem Medium, z.B. für Phalaenopsis-Sämlingskulturen, Aktivkohle zur Phendbindung beigegeben werden kann. Vorteilhaft ist ferner, daß der Übergang von der Flasche in die Pikierkiste nahezu verlustfrei vor sich geht, weil die Sämlinge gewissermaßen mit Wurzelballen versetzt werden und die anschließend eingesetzte Bewässerungs- und DUngeautomatik ein Vernässen verhindert.
  • Schließlich ergibt sich im Vergleich zu einem ähnlichen bekannten Verfahren, bei dem Borosilikatgiaswolle verwendet wird, der wesentliche Vorteil, daß das bei Verwendung von Borosilikatglaswolle bestehende Lungenkrebsrisiko entfällt, weil die erfindungsgemäß vorgesehenen Fasern und Schäume auch beim Einatmen völlig gefahrlos sind.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an AusiUhrungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 und 4 schematisch zwei erfindungsgeiäße Vorrichtungen 'zue Steuern der Bewässerung und/oder Düngung; und Fig. 2 und 3 schematisch zwei Ausführungabeispiele für in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendbare Schalter.
  • Gemäß ig. 1 ist eine Waage nach Art einer Briefwaage mit einem Chassis 1, einer Parallelführung 2, einem Gewichtsanzeiger 3, einem Gewicht 4 und einer Skala 5 vorgesehen.
  • Am unteren Ende des mittleren Stabs 6 der Parallelführung 2 ist ein Kontrolltopf 7 befestigt, der mit Kultursubstrat gefüllt, unter denselben Bedingungen wie die Töpfe der zu bewässernden bzw. zu dringenden Kulturen gehalten ist und zweckmäßig dieselbe Form und Größe wie die übrigen Töpfe besitzt.
  • An der Skala 5 sind im erwünschten Abstand zwei Schalter 8 und e befestigt, wobei der Schalter 8 ein Maximumschalter und der Schalter 9 ein Minimumschalter ist. Die beiden Schaltor 8 und 9 sind mit einer nicht dargestellten Steuerschaltung verbunden, die auf Magnetventile oder dergleichen ein wirkt, welche auf bekannte Weise den Zulauf des Wassers und der DUngelösung zu den Kulturtöpfen und zum Kontrolltopf steuern.
  • Für die Schalter 8 und 9 eignen sich insbesondere die in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellten Schaltertypon. Der Schalter 10 nach Fig. 2 besteht aus einem BUgel 11 aus eine elektrisch nicht leitenden Kunststoff, der mittels einer Klemmschraube auf dem elektriscbeitenden Waagenchassis 1 bzw, der ebenfalls leitenden Skala 5 so befestigt wird, daß ein aufgeklebtes Kupferblech 12 im Bereich des elektrisch ebenfalls leitenden Gewichtsanzeigers 3 liegt, so daß ein Schaltkreis geschlossen wird, sobald der beispielsweise geerdet oder den einen Pol der Steuerschaltung bildende Gewichtsanzeiger 3 das mit der Steuerschaltung verbundene Kupferblech 12 berUhrt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht der Schalter 14 dagegen aus einem BUgel 15, in den ein mit der Steuerschaltung verbundener Roedkontakt 16 eingesetzt ist, dessen Kontaktzungen durch einen ei Gewichtssnleiter 3 befestigten Schaltmagneten geschlossen werden können.
  • Die Gewichtsdifferenz zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert kann mit derartigen Schaltern auf weniger als ein Gramm eingestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Bewässerungs-und/oder Düngungssteuerung umfaßt die folgenden Verfahrensschritte: Nach der Aussaat von z.B. Orchideen- oder Meristemkulturen, z.B. Lilien- oder Nelkenmeristemen, auf Agar-stabilisierten Nährböden werden die Protocorme in Flaschen mit flüssigen Nährmedien und verrottungsfesten, autoklavierbaren, nicht hydrolysierbaren und in üblichen in-vitro-Medien chemisch inaktiven Fasern oder Schäumen, vorzugsweise Polyäthylenterephthalat-Fasern, als Ersatz für den Agar-Agar und seine gelierenden Ersatzstoffe übertragen. Wenn die Sämlinge hinreichend groß und bewurzelt sind, werden sie den Kulturgefäßen mitsamt den Fasern oder Schäumen entnommen, wobei Flaschen mit zu enger Halaweite mit dem Hammer zerschlagen werden. Danach werden die Pflanzen mitSamt den Fasern oder Schäumen in laufwarmem Wasser gespült, um sie von löslichen anorganischen und organischen Substanzen zu befreien, damit Mikroorganismen keinen Nährboden finden und bei der Weiterkultur des Pflanzenm:rials Infektionen verhindert werden.
  • Anschließend werden/Pflanzen dann mitsamt den Fasern bzw.
  • Schäumen in Pikierkisten auf groben Polystyrolilocken (Körnung etwa 5 bis 10 mm) ausgelegt und mittels einer Sprühanlage automatisch beregnet und/oder gedüngt.
  • Hierzu werden die beiden Schalter 8 und 9 der beschriebenen Vorrichtung an den3enigen Stellen der Skala 5 angeordnet, die der Gewichtsanzeiger 3 einnimmt, wenn der Kontrolltopf 7 bzw.
  • das in diese beiindliche Vergleichssubstrat den maximal zulässigen bzw. den minimal erforderlichen Wassergehalt hat.
  • Erreicht der Kontrolltopf aufgrund der Verdunstung des Wassers bzw. der Flüssigkeit der Dungelösung das durch den Schalter 9 ie8tgelegte'Mindestgewicht, wird der Schalter 9 vom Gewichtsanzeiger 3 betätigt und tiber die Steuersohaltung der Zulauf von Wasser und/oder Düngelösung freigegeben. Erreicht der Kontrolltopf 7 daraufhin aufgrund der Zugabe an Wasser und/oder Düngelösung sein durch den Schalter 8 festgelegtes Maximalgewicht, wird der Schalter vom Gewichtsanzeiger 3 betätigt und der Zulauf des Wassers und/oder der Düngelösung über die Steuerschaltung wieder unterbrochen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht ersichtlich darin, daß der tatsächliche Wassergehalt stets zwischen den beiden durch die Schalter 8 und 9 vorgegebenen Werten bleibt und von äußeren Störeinflüssen völlig frei ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen AusfUhrungsbeispiele beschränkt. Als Waagen eignen sich außer Neigungswaagen auch alle anderen Waagentypen, während anstelle der beschriebenen Schalter alle Elemente verwendet werden können, mit denen beim Erreichen eines Minimal- oder Maximalgewichtes des Kontrolltopf es 7 ein Steuerimpuls an die zweckmäßig aus integrierten Schaltkreisen bestehende Steuerschaltung abgegeben werden kann. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Art der Steuerung beschränkt, weil diese Steuerung bei Annäherung der Minimal- und Maximalwerte immer mehr in eine Regelung bzw. eine regelähnliche Steuerung übergeht.
  • Der Kontrolltopf besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffgefäß. Als Kontrollsubstrat eignen sich vorzugsweise feste Kunstfasern, Bialoston, Bims, Vermiculite, Perlite, Leca, Torf, Torfmischsubetrate, Polystyrolflocken, Orchideen-Komposte wie z. B. Rinden, Baumfarne, Sphagnummaterialien, Farnwurzeln oder Kokosfasern, ferner herkömmliche gärtnerische Erden und Mischungen der genannten Materialien untereinander.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich außerdem nicht nur für die Anzucht der Folgekulturen von in-vitro-Kulturen, sondern auch bei der Topf- und Containerkultur und beim Auspflanzen in Beeten am Grund oder auf Tischen mit Erfolg anwenden. Kultiviert werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Jungpflanzen als auch Ertragskulturen von Gemüse, Zierpflanzen, Schnittblumen, Orchideen, Stauden und Gehölzen.
  • Eine einfache Vorrichtung zur Bewässerung und/oder Düngung von Fensterbankkulturen, geschlossenen Blumenfenstern oder Vitrinen ist in Fig. 4 dargestellt. Sie enthält eine vorzugsweise stromleitende Feder 17, deren oberes Ende an einem Schaltkasten 18 befestigt ist und die in einer am Schaltkasten 18 gehalterten Füürungshülse 19 gleitet. Am unteren Ende der Feder 17 sind ein Kontrolltopf 20 und ein vorzugsweise ebenfalls leitender, durch einen Längsschlitz der Führungshülse 19 ragender Gewichtsanzeiger 21 befestigt, dem eine vorzugsweise elektrisch nicht leitende Skala 22 zugeordnet ist. Die Skala 22 ist mit Bohrungen zur Aufnahme von Schaltern 23 und 24 versehen, die entsprechend den Schaltern 10 und 14 nach Fig. 2 und 3 ausgebildet sein können und beim Erreichen eines maximalen bzw. minimalen Gewichtes des Kontrolltopf es 20 vom Cewishtsanzeiger 21 geschaltet werden.
  • Im übrigen ist die Wirkungsweise dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, d.h. beim Erreichen des mit dem Schalter 24 eingestellten Minimalgewichts wird Uber eine mit der Feuer 17 und den Schaltern 23 und 24 verbundene Steuerschaltund ein Magnetventil 26 oder dergleichen geöffnet, das in eine zum Kontrolltopf 20 und den übrigen Kulturen führenden Wasser- und/oder DUngelösungsleitung 27 geschaltet ist und den Zulauf freigibt, bis es beim Erreichen des durch den Schalter 23 eingestellten Maximalgewichts wieder geschlossen wird und dadurch die Leitung 27 sperrt. Die Freigabe bzw. Sperrung des Zulaufs durch die Leitung 27 kann auch mit Hilfe einer für Aquarien geeigneten Kreiselpumpe oder dergleichen gesteuert werden. In Jedem Fall wird die Bewässerung und/oder Düngung in Abhängigkeit von der Verdunstungsrate der im Kontrolltopf vorhandenen Flüssigkeitsmenge und damit in Abhängigkeit vom tatsächlichen Bedarf an Wasser und/oder nungelösung gesteuert.
  • Die Kontrolltöpie und die zu bewässernden Pflanzengefäße weisen an ihrem Boden vorzugsweise eine Öffnung auf, die überschüssiges Wasser oder Düngemittel auslaufen läßt und gleichzeitig ein Auswaschen Uberschüssiger Salze ermöglicht.
  • Leerseite

Claims (9)

  1. PatentansrUche 1. Verfahren zur vollautomatischen Bewässerung und/oder nungung gärtnerischer Kulturen durch Steuerung der Zufuhr des Wassers und/oder einer Dungelösung, indem ein Bewässerungs- und/oder DUngevorgang immer dann eingeleitet bzw. beendet wird, wenn eine überwachte Meßgröße einen vorgewählten Minimal- oder Maximalwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgröße das Gewicht eines in einem Kontrolltopf befindlichen Vergleichssubstrats verwendet wird und die Zufuhr des Wassers und/oder der DUngelösung zu den Kulturen ein- bzw. ausgeschaltet wird, wenn das Gewicht des Vergleichssubstrats einen vorgewählten Minimal- bzw. Maximalwert erreicht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichssubstrat Steinwolle, Orchid Chips, verrottungsfeste Kunstfasern, Bialoston, Bims, Vermiculite, Perlite, Leca, Torf, Toddischaubstrat, Polystyrolflocken, Orchideen-Komposte, gärtnerische Erden oder Mischungen dieser Substrate verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kulturen die Folgekulturen von in-vitro-Kulturen verwendet werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgekulturen dadurch gewonnen werden, daß nach der Aussaat auf Agar-stabilisierten Nährböden die Protocorme auf Flaschen mit flüssigen Nährmedien und verrottungsfesten, autoklavierbaren, nicht hydrolysierbaren Fasern oder Schämen als Trägersubstrat Ubertragen werden, daß die Sämlinge, wenn sie hinreichend groß und bewurzelt sind, mitsamt dem Trägersubstrat den Kulturgefäden entnommen und gespült werden, und daß das Trägersubstrat mitsamt den Sämlingen danach auf groben Polystyrolflocken ausgelegt und automatisch bewässert und/oder gedringt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnt, daß als Trägersubstrat Polyäthylen Xrephthalatfasern verwendet werden.
  6. 6. Vorrichtung mit einer Steuerschaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit einem Vergleichssubstrat gefüllten Kontrolltopf (7), eine von diesem beaufschlagte Waage und zwei mAt der Steuerschaltung verbundene, durch den Gewichtsanzeiger (3) der Waage auslösbare Schalter (6,9).
    aufweist, die der Steuerschaltung beim Erreichen eines durch die Schalter (8,9) festgelegten Minimal- und Maximalgewichts des Kontrolltopfs einen Schaltimpuls zuleiten.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (10) aus Berunrungskontakten (12) bestehen, die durch Berührung eines mechanischen Gewichtsanzeigers auslösbar sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (14) aus Reedkontakten (16) bestehen, denen ein an einen mechanischen Gewichtsanzeiger befestigter Schaltmagnet zugeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gen kennzeichnet, daß die Waage aus einer Neigungswaage (Fig. 1) oder Federvaage (Fig. 4) besteht.
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