194679. lajstromszámú szabadalom • Eljárás növények lég- és vízkultúrában történő termesztésére és berendezés az eljárás foganatosítására
1 194 679 2 A találmány tárgya eljárás növények lég- és vízkultúrában történő termesztésére és berendezés az eljárás foganatosítására. A találmány a mezőgazdaságban alkalmazható, különösen a növénytermesztési technológiában, melegágyi virágkultúráknál. Jelenleg a világon erősen elterjedt különböző növények föld felhasználása nélküli termesztése. A melegágyi növénytermesztés egyik legreményteljesebb irányzata a hidroponia. A föld nélküli növénytermesztés a kémia, biológia és elektronika területén elért eredmények figyelembevételével törénik. Ilyen jellegű termesztés nagy terméshozamnövekedést és minőségjavulást tesz lehetővé összehasonlíthatatlanul jobb munkakörülmények mellett. A hidrokultúrás növénytermesztéshez különböző eljárások ismertek, amelyeket általában a felhasznált szubsztrátum jellege és a tápoldat hozzávezetési módja szerint osztályozzák. A föld nélküli növénytermesztés valamennyi ismert eljárását a tápoldat hozzávezetési módjától függően két csoportra osztják, éspedig üveg alatti hídroponiára - amikor a tápoldatot folyamatosan cirkuláltatják a gyökérrendszerhez - és a szabadban végzett hídroponiára, amikor a tápoldatot a növények szükségleteinek és a klímaviszonyoknak megfelelően periodikusan vezetik a növényekhez. Az utóbbi években igen nagy jelentőséget nyert a Brit Állami Kertészeti Kutatóintézet által kifejlesztett növénytermesztési eljárás, ahol ugyanabban a műanyag csőben áramlik a tápoldat, ahol a növények helyezkednek el. Ennek az eljárásnak az a lényege, hogy a gyökérrendszerhez körbeáramló filmszerű tápoldatot vezetnek, ezáltal biztosítják a szükséges mennyiségű vizet, levegőt és a tápanyagokat. Gyakorlatilag polietilén fóliából ferdén elrendezett vályút készítenek és nagyon vékony (kb. 1 cm) sugárban a vályú és a tápoldat tartálya között tápoldatot cirkuláltatnak. A tápoldat kis feltöltési szintje miatt a növények bőségesen fel tudják venni a levegő oxgénjét, így felesleges oxigén-ellátást biztosító berendezést alkalmazni. Ezáltal a berendezésre fordított költségek jelentősen csökkenthetők és a szerelés egyszerűvé válik. A kompakt és könnyen kivitelezhető vályúk lehetőséget nyújtanak arra, hogy többszintű forgóállványon helyeznek el növénytermesztési rendszert. Ezen eljárás alkalmazása során mégis egy sor nehézség merül fel. Az áramló tápoldat kis térfogata miatt jellemzői gyorsan változnak. Más tápoldatoknál is szükséges, hogy szigorúan ellenőrizzék annak koncentrációját és pH-értékét. A polietilén fóliával kialakított vályúkban a víz hőmérséklet-ingadozása igen nagy, ami a tápoldat felmelegítésénél és lehűtésénél nagy energiafelhasználáshoz vezet. A vályúnak a földbe való beépítése nehéz a megfelelő lejtés biztosítása miatt, ez pedig a tápoldat egyenetlen áramlását, ennek következtében álló tápoldat kialakulását, algák kifejlődését, a művelendő növények egyenetlen növekedését okozhatja. A tápoldat teljes felületén nem hozható érintkezésbe a levegő oxigénjével. Ismertek továbbá olyan föld nélküli melegágyi növénytermesztési eljárások, amelyeknek az a lényege, hogy a növényeket edényben helyezik el és a tápoldatot ide vezetik be (lásd például a 147862 számú, A01 G31/02 osztályú, 1962-ben nyilvánosságra hozott SU szerzői tanúsítványokat). A növények mesterséges médium hordozóállványon fejlődnek, amelyet a tápoldat periodikusan felfűt. A tápoldatnak az állványból való lefolyásakor a szubsztrátum pórusain a tápanyaggal feltöltve magadnak, miközben a szubsztrátumot körülvevő tér részecskéi levegővel töltődnek fel. Ez a növénytermesztéshez a táplálék kedvező levegő- és vízháztartását biztosítja. Az említett eljárásnak a hátránya a kis hatékonyság, a tápoldat időbeni függőleges egyenetlen eloszlása miatt, ami a gyökérzet és a felső rész szubsztrátum részecskéinek nem kielégítő nedvesítését és az alsó rész gyenge szellőzését okozza. Ennek következtében nem bitzosított a növény táplálkozásának optimális levegő- és vízháztartása. A növények növekedése során előfordul, hogy z patogén mikroflórából való sólerakódások gyűlnek össze, a vizes oldat állandó hatása alatt vándorló szubsztrátum részecskék károsítják a növények gyökérzetét. Nehézségeket okoz a kultúra váltásakor a gyökérmaradványok eltávolítása és az elsatnyult növények regenerálása, a szubsztrátum pótlása és az algák elleni védekezés. Vízkultúrás növénytermesztéshez olyan berendezés ismert, amely tápvezetéken keresztül vízszintesen fekvő polimer csövekkel összeköttetésben álló, tápoldatot tartalmazó tartállyal van ellátva. A csövek felső részén nyílások és ezekkel egytengelyűén elhelyezett, a növények számára kiképzett hordozótestek vannak. A berendezés továbbá felvevő kamrát tartalmaz, amelyet visszafolyó vezeték köt össze a tápoldat tartályával szivattyún keresztül (lásd 1983-ban nyilvánosságra hozott, 988240 lajstrumszámú SU szabadalmi leírás [A01 G 31/00]). Ez a berendezés egymás fölött elhelyezkedő függőcsövekből álló rendszer, amely csövekbe a tápolc'atot bevezetik és mindegyik szinten automatikusan adott magasságon tartják. A csövek üregeiben a növények számára hálós szerkezettel ellátott távtartók vannak elhelyezve, ahol a hálósszerkezet kifeszítése a növények növekedését figyelembe véve függőlegesen állítható. Megjegyzendő, hogy ennek a berendezésnek a felépítése meglehetősen bonyolult, nehézkes és üzembiztonsága nem megfelelő. A berendezés felépítésénél fogva nem íeszi lehetővé, hogy növeljék a hozamot különböző kultúrák lég- és vízkultúrás termesztésénél. A találmánnyal megoldandó feladat abban van, hogy növények lég- és vízkultúrában történő, aerovízkultúrás, termesztésére olyan technológiát fejlesszünk ki, amelynek során nagyobb hozamok elérése céljából a növények gyökérzetéhez a tápoldatot szabályozottan hozzávezetjük. További feladat, hogy a technológia foganatosítására olyan berendezést hozzunk létre, amelynek felépítése egyszerű, üzembiztonsága megfelelő. A feladat megoldására olyan, növények lég- és vízkultúrában történő termesztésére szolgáló eljárást dolgoztunk ki, amelynek során a növényeket tenyészedénybe helyezzük és ott tartjuk, és a tenyészedénybe tápoldatot vezetünk és a találmány szerint tenyészedényként vízszintesen elhelyezett csöveket alkalmazunk, amelyeknek falában kiképzett nyílásokba helyezzük a növényeket, a tápoldatot periodikusan, t, =4—5 perc időtartam alatt bevezetjük, majd tj időtartam alatt lefolyatjuk és a növényeket t3 időtartam alatt tápoldat nélkül tartjuk, ahol tx : t2 :t3 egyenlő 1:1,0-1,5:5,0—8,75, majd azután a nevezett ciklust ismételjük. Az, eljárás alkalmazásával optimálisan egyesíthetjük a vízellátást, a levegőcserét és a tápanyag alkotórészeinek asszimilációját a növekedő növények gyökérzetén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
