DE2852286A1 - Substratplatten fuer pflanzenkulturen mit verbesserter wurzelbildung - Google Patents

Description

DYNMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT 2852286 Troisdorf, Bez. Köln

Substratplatten für Pflanzenkulturen mit verbesserter

Wurzelbildung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Substratplatten für erdelose Pflanzenkulturen, die eine verbesserte Wurzelbildung gewährleisten.

Es ist bekannt, Pflanzen, losgelöst vom gewachsenen Boden, auf zum Teil - oder vollständig - künstlichen, teilweise chemisch neutralen, Substraten mit relativ kleinem Wurzelraum zu kultivieren. Diese Aufzuchtweise wird als erdelose Pflanzenkultur bezeichnet. Außer Substraten, die organische natürliche Substanzen, wie Torf oder Stroh enthalten, können auch synthetische Substrate wie z.B. aus Gesteinsfasern bzw. aus Schaumstoffen auf Basis von Polyurethanen und Phenol-Formaldehydharzen eingesetzt werden.

Diese bekannten Substratmaterialien erfüllen zwar wesentliche Voraussetzungen, die an eine erdelose Kultur gestellt werden, wie z.B. Abwesenheit von Krankheitskeimen und für das Pflanzenwachstum schädigenden Stoffen sowie schnelle und hohe Wasseraufnahmefähigkeit. Bei allen bekannten Substratmaterialien ist die Wurzelbildung innerhalb der Platten jedoch nicht optimal; die meisten Wurzeln dringen vertikal durch die Substrate und entwickeln sich an der Unterseite der Platten die meistens auf einem wasserundurchlässigen Material aufliegen. Im Material selbst entwickeln sich wie eigentlich angestrebt nur wenig Wurzeln, da hier die Wachstumsbedingungen durch den zu geringen Gasaustausch nicht optimal sind. Bei vollsynthetischen Schaumstoffplatten kann dieser Nachteil zwar bedingt dadurch vermieden werden, daß man die Zellendurchmesser der Poren vergrößert. Dies läßt sich aber nurim beschränkten Maße durchführen, weil sonst andere für die Verwendung als Substratmaterial relevanten

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- 3 Eigenschaften negativ beeinflußt werden.

Es bestand deshalb die Aufgabe, im Substrat die Wurzelbildung von Pflanzen bei deren erdeloser Kultivierung zu fördern.

In Erfüllung dieser Aufgabe wurden nun Substratplatten für die erdelose Kultivierung von Pflanzen gefunden, die gekennzeichnet

2 sind durch Luftkanäle mit Querschnitten zwischen 0,07 und 3,2 cm, die in einer solchen Menge in den Platten vorhanden sind, daß ihr Volumen zwischen 5 und 40 % des Volumens der Substratplatten ausmacht. !

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Bevorzugt beträgt das Volumen der Luftkanäle zwischen 10 und 20 % des Plattenvolumens und die Luftkanäle sind von oben nach unten durchgehend angeordnet. Der Querschnitt der Luftkanäle liegt

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vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,2 cm , wobei die Form des ■ Querschnitts beliebig sein kann, wie z.B. rund, quadratisch, ;

i elipsoid oder auch unregelmäßig geformt. !

Bei der Kultivierung von Pflanzen auf dermaßen perforierten ' Substratplatten wurde nun gefunden, daß die Wurzelbildung zwischen Substratplatte und Unterlage sehr viel stärker ist als bei einer nicht perforierten Platte« Weiterhin dringen Wurzeln von unten verstärkt wiederum in das Substratmaterial hinein. Die Gesamtwurzelmasse der Pflanzen ist gegenüber der Wurzelmasse bei nicht perforierten Substratplatten erheblich vergrößert... . . ;

Dieses Ergebnis ergibt sich im wesentlichen unabhängig von dem ! Wasserretentionsverhalten der Platten. Selbst Platten mit einer nur geringen negativen Wasserretention ergeben eine verbesserte Wurzelbildung, wenn sie erfindungsgemäß perforiert sind. Wichtig ist dabei jedoch der Querschnitt der Luftkanäle, der je nach I gewähltem Substrat entsprechend optimal abgestimmt werden muß. i-

Unter der negativen, Wasserretention wird diejenige Wassermenge verstanden, die aus einem mit Wasser vollgesogenen Prüfkörper j (Länge 220 bis 230 mm, Breite 107 bis 110 mm, Höhe 70 bis 80 mm) · innerhalb 30 Minuten austritt, wenn der Prüfkörper frei so j gelagert wird, daß seine Längsachse zur Waagerechten einen Winkel

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von 60 ° bildet. 2852286 j

Auch die Dichte und die Wasseraufnahmegeschwindigkeit der Substratplatten spielen nur eine untergeordnete Rolle für die ' Verbesserung der Wurzelbildung. Bei Substratplatten soll nach Möglichkeit die Viasseraufnahmegeschwindigkeit jedoch größer als ■ 75 Vol.-% bei einer Wasseraufnahmegeschwindigkeit von weniger als 10 Minuten sein. Dabei werden diese Eigenschaften folgendermaßen bestimmt: Ein Prüfkörper aus Substratmaterial (Länge 220 bis ; 230 mm, Breite 107 bis 110 mm, Höhe 70 bis 80 mm) wird auf eine Wasseroberfläche von destilliertem Wasser (t = 20 ⁰C) aufgelegt und die Zeit gemessen, in der sich der Prüfkörper mit Wasser vollsaugt, so daß er total benetzt erscheint. Anschließend wird . die aufgenommene Wassermenge durch Differenzwägung bestimmt. :

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Substratplatten unterseitig mit Profilkanälen zu versehen, die die von oben nach unten durchgehenden Luftkanäle verbinden. Unter der Unterseite bzw. mit unten, ist dabei die Seite der Platte zu verstehen, bei der sie bei Anwendung aufliegt. Die unterseitigen Profilkanäle befinden sich dann entweder direkt über der Auflagefläche oder etwa parallel zu dieser im Abstand von bis zu etwa einem Zentimeter von der Auflagefläche entfernt.

Weiterhin sollen diese, parallel zur Auflagefläche befindlichen, Profilkanäle etwa 10 bis 45 % der von oben nach unten durch- ' gehenden Perforierungskänäle miteinander verbinden und einen Querschnitt besitzen, der 50 bis 100 % der Querschnittsfläche der| senkrecht verlaufenden Kanäle entspricht.

Die Herstellung der Kanäle oder Perforierungen sowie der gegebe-

nenfalls angebrachten zusätzlichen unterseitigen Profilierung j erfolgt je nach Substratmaterial durch Stanzen, Fräsen, Bohren, } Stecken oder Schneiden auf an sich bekannte Weise.

Als Substratmaterialien eignen sich alle an sich bekannten Substrate für erdelose Kulturen, wie z.B. Steinwolle- oder Gesteinsfaserplatten, Torfplatten und vollsynthetische Schaumstoffe.

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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Für dieses und alle folgenden Beispiele wurden Melonen-Jungpflanzen verwendet; diese Pflanzen wurden in Pflanztöpfen aus Polyäthylen, die am".Boden durchlöchert waren, in Eiriheitserde P herangezogen. Die Pflanztöpfe hatten einen Durchmesser von etwa 10 cm. Nachdem die vorgezogenen Pflanzen etwa 20 cm hoch waren und ihre Wurzeln aus den Pflanztöpfen herauswuchsen (d.h. nach Ablauf von etwa vier Wochen) wurden die Pflanztöpfe auf Phenolharzschaumstoff-Substratplatten aufgestellt, die sich auf einer wasserundurchlässigen Folie befanden«

Die Platten wurden an eine Tropfbewässerung mit zwei Tropfstellen je Pflanze angeschlossen. Die Versorgung der Pflanzen mit Nährlösung über die Topfbewasserung erfolgte drei Mal täglich für jeweils 5 bis 10 Minuten, was einer Nährlösungsmenge von 1,5 bis 2,5 1 pro Pflanze und Tag entsprach. Die Wurzeln der Pflanzen dringen in das Substrat ein und das Höhenwächstum der Pflanzen wurde durch Anbindung an Schnüre gelenkt. In einem Meter Höhe wurden die Pflanzen gestutzt. Das Stutzen der Seitentriebe erfolgte nach Ausbildung des 1. oder 2. Blattes an dem Trieb. Nach Ablauf von etwa 2,5 Monaten wurden pro Pflanze 1 oder 2 Melonen mit einem Gewicht von je T>2- 1,5 kg geerntet. Nach der Ernte erfolgte die Beurteilung der Wurzelbildung in den j verschiedenen Substratplatten.

Für das vorliegende Vergleichsbeispiel wurde eine Substratplatte aus Phenolharzschaum verwendet, der eine Dichte von 19,5 kg/cm hatte. Seine WasseraufnalrMegeschwindigkeit lag bei 5 Minuten, 20 Sekunden und die negative Wasserretention betrug 31 cm^. Die Platte war nicht perforiert.

Die wenigen Wurzeln der Pflanze wuchsen durch die Platte hindurch. Auf der Plattenunterseite war nur eine mäßig starke Wurzelbildung zu erkennen; diese Wurzeln drangen nicht oder nur ganz vereinzelt wieder in das Substratmaterial ein. Die Pflanztöpfe waren leicht von der Platte zu lösen bzw. fielen davon ab.

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Beispiel 2

Es wurde eine Phenolharzschaumplatte aus einem Schaum mit den gleichen physikalischen Eigenschaften wie in Beispiel 1 eingesetzt. Die Platte war jedoch von oben nach unten mit Löchern von 8 mm Durchmesser perforiert. Der Abstand der Löcher voneinander betrug etwa 20 mm.

Bei dieser Platte durchliefen die Wurzeln diese senkrecht in den Perforierungskanälen. Auf der Plattenunterseite war eine starke Wurzelbildung erkennbar, wobei die Wurzeln von der Unterseite her wieder in die Perforierungskanäle hineinwuchsen. In 60 bis 70 % aller Perforierungskanäle war eine relativ starke Wurzelbildung sichtbar. Der Pflanzentopf löste sich nicht von der Substrat- : fläche ohne Anwendung von Gewalt.

Beispiel 3

Die eingesetzte Schaumstoffplatte hatte die gleichen phyaikalischen Eigenschaften wie die Platte des Beispiels 2. Sie war ebenfalls perforiert. Die Herstellung wurde jedoch so geleitet, daß das Eluat dieser Platte einen pH-Wert von 6,4 hatte. Bei allen übrigen Beispielen lag der pH-Wert des Eluats bei 5,3 bis 5,4.

Der pH-Wert des Eluats wurde folgendermaßen bestimmt: Ein 250 cm^ Becherglas wurde mit 140 cm^ destilliertem Wasser gefüllt und ein zylindrischer Schaumstoffprüfkörper von 65 mm Länge und eine.m durchmesser von 50 mm mit einer der flachen Seiten auf die Wasseroberfläche aufgelegt. Nachdem sich der Prüferkörper mit Wasser vollgesogen hat, wird er noch 30 Minuten in dem Becherglas; belassen. Danach wird er ausgequetscht und der pH-Wert des ausgetretenen Wassers auf an sich bekannte Weise (z.B. mit Indikator- '· papier oder einem Ph-Meter) bestimmt.

Bei dieser nahezu neutralen Platte war die Wurzelbildung gleich gut wie im Beispiel 2. Sie war in 70 bis 80 % aller Perforierungs kanäle relativ stark.

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Beispiel 4 (Yergleichsbeispiel) 2852286

Es kam eine nicht perforierte Phenolharzschaumstoffplatte mit einer Dichte von 21 kg/nr zur Anwendung, die eine sehr hohe Wasseraufnahmegeschwindigkeit (1 Min« 5 see) und eine sehr große negative Wasserretention ({510 cm^) und damit auch eine schnelle Wasserabgabe aufwies. \

In dieser Platte war die Wurzelbildung analog Beispiel 1 schlecht; es waren nur wenige Wurzeln in die Platte eingedrungen und an der Plattenunterseite war nur eine schwache Wurzelbildung erkennbar. Die Pflanzentöpfe fielen vom Substrat ab bzw. ließen sich

leicht davon lösen. I

Beispiel 5

Phenolharzschaumstoffplatten mit den physikalischen Daten ent- ; sprechend dem Beispiel 4 wurden mit Löchern mit einem Durch- \ messer von 3 mm von oben nach unten perforiert. Die Perforationen!

befanden sich etwa im Abstand von 20 mm voneinander. j

Nach der Kultivierung der Melonenpflanzen auf diesen Platten \ konnte man erkennen, daß die Platten senkrecht überwiegend in den Perforierungskanälen durchwurzelt waren. In den Kanälen ; erfolgte leichte Querwurzelbildung. Die Hauptmasse der Wurzeln war an der Plattenunterseite. Die Pflanztöpfe waren durch die ; senkrechten Wurzeln relativ fest mit der Substratplatte verbunden.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

Es kam eine Phenolharzschaumplatte mit einer sehr geringen Dichte (d = 16,1 kg/m^) zur Anwendung. Die Wasseraufnahmegeschwindigkeit lag bei2 Minuten, 30 Sekunden und die negative Wasserretention betrug 90 cm^. Die Platten waren nicht perforiert.!

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[fach der Kultivierung mit den Melonenpflanzen zeigte sich, daß die Platten senkrecht durchwurzelt waren und auch an der Unterseite der Platten eine relativ starke Wurzelausbreitung auftrat, pie Pflanztöpfe waren durch die Wurzeln fest mit der Substratplatte verbunden.

Beispiel 7

Das Beispiel 6 v/urde wiederholt mit dem Unterschied, daß die phenolharzechaumplatten mit Kanälen von 3 mm Durchmesser im Abstand von etwa 20 mm perforiert waren. Die Wurzelbildung war gleich gut wie im Beispiel 6. Zusätzlich xvar jedoch noch eine Wurzelbildung von unten her in die Perforierungskanäle zu ernennen .

Die Beispiele zeigen, daß Substratplatten mit Luftkanälen die Wurzelbildung und das Wurzelwachstum mehr begünstigen als eine herabsetzung der Dichte und/oder eine Veränderung dec negativen Wasserretention.

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Claims (3)

Troisdorf, den 6. Nov. 1973 02:78090 (2913) Dr.Sk/Scii entansprüche

1. Substratplatten für erdelose Pflanzenkultüren, g e k e η η zeichnet durch Luftkanäle mit Querschnitten zwischen 0,07 und 3,2 cm² in einer solchen Menge, daß das Gesamtvolumen der Luftkanäle zwischen 5 und 40 % des Volumens der Substratplatten ausmacht.

2. Substratplatten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle von oben nach unten durchgehend angeordnet sind,

3. Substratplatten gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der bei der Anwendung unten befindlichen Seite der Platten 10 bis 45 % der von oben nach unten durchgehenden Kanäle durch Verbindungskanäle verbunden sind, deren Querschnittsfläche 50 bis 100 % der Querschnittsfläche der senkrechten Kanäle beträgt.

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