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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Pflanzenwachstumseinheiten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
typisches hydroponisches Pflanzenwachstumssystem umfasst einen Nährboden
und zirkuliert eine Nährlösung durch
einen Kultivierungsabschnitt, in dem Pflanzensamen oder junge Pflanzen verankert
sind. Beispielsweise offenbart das Patent
US 5,502,923 ein hydroponisches Pflanzenwachstumssystem,
welches aus einer Nährstoffversorgungs-Modulbasis besteht,
welche Nährlösung an eine
Reihe vertikal gestapelter Stützmodule
liefert, wobei jedes Stützmodul
eine Anzahl an Pflanzenwachstumsbereichen enthält. Mit dem Pumpen von Nährlösung in
jedes Stützmodul
wird Wasser an die dort angebauten Pflanzen verteilt.
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Das
Patent
US 4,986,027 offenbart
eine Pflanzenwachstumsvorrichtung mit einem flexiblen Röhrenelement,
in dem Schlitze für
das Wachstum von Pflanzen vorgesehen sind. Das für Wurzeln durchdringbare Material
wird über
ein Pumpsystem mit einer Nährlösung versorgt,
wobei dadurch die Pflanzen mit Nährlösung versorgt
werden.
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In
gleicher Weise offenbaren die Patente 5,440,836, 5,555,676, 5,918,416
und 4,033,072 jeweils vertikale Wachstumssäulen für das Wachstum einer Anzahl
von Pflanzen, die durch die Verwendung von Nährlösungspumpen in dem Boden jeweiliger Vorrichtungen
mit Wasser und Nährstoffen
versorgt werden, welche die Vorrichtungen von oben mit Nährlösung versorgen.
Die Pflanzen werden mit Nährlösung versorgt,
indem die Flüssigkeit
von dem oberen Bereich der Vorrichtungen zu den Böden läuft.
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Ferner
offenbart der Stand der Technik, dass zahlreiche vertikale Pflanzenwachstumssäulen einen einzigen
Nährboden
verwenden. Beispielsweise offenbart das Patent
US 5,363,594 eine Struktur für eine vertikal
orientierte Pflanzenwachstumseinheit einer Vielzahl vertikaler Säulen, die
angeordnet sind, um horizontale Bodenfläche einzusparen und einen gemeinsamen
Boden für
die Versorgung von Nährlösung zu
verwenden.
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Eine
der potentiellen Beschränkungen
der oben beschriebenen Wachstumseinheiten liegt darin, dass die
zahlreichen Pflanzen der Wachstumseinheiten verschiedene Arten und
Mengen an Licht von der verwendeten beliebigen Lichtquelle empfangen.
Unterschiede hinsichtlich der Lichtqualität und -quantität können zu
einer Streuung des Wachstums und der Qualität unter den Pflanzen führen, die
in verschiedenen Ebenen und auf verschiedenen Seiten der vertikalen
Säulen
wachsen.
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Das
Patent
US 6,178,692 offenbart
ein Beleuchtungssystem zur Verwendung mit einer oder mehreren vertikalen
Wachstumssäulen.
Das Beleuchtungssystem ist mobil und kann offensichtlich geneigt
werden, um eine äquidistante
Beleuchtung für
Pflanzen sowohl am oberen Ende als auch am unteren Ende der vertikalen
Wachstumssäule
vorzusehen. Jedoch erscheint es, dass die von der Beleuchtungsvorrichtung
vorzusehende äquidistante
Beleuchtung auf einer einzelnen Seite jeder Wachstumssäule vorgesehen
wird. Jede vertikale Säule
hat erkennbar Pflanzen auf allen Seiten der vertikalen Einheit,
und daher erscheint es, dass eine einzelne Beleuchtungseinheit eine äquidistante
Beleuchtung nur für
diejenigen Pflanzen vorsehen würde,
die der Beleuchtungseinheit in gewissem Maße zugewandt sind. Um eine äquidistante
Beleuchtung für
alle Pflanzen auf den Wachstumssäulen
vorzusehen, scheint es notwendig, zwei Beleuchtungseinheiten auf
beiden Seiten einer oder mehrerer Wachstumssäulen anzuordnen, die geneigt
sind, um auf jeder Seite der vertikalen Wachstumssäulen von
oben bis unten eine äquidistante
Beleuchtung vorzusehen, wodurch eine äquidistante Beleuchtung für alle Pflanzen
vorgesehen wird. In zumindest einigen Ausführungen erscheint dieses System
daher durch das Erfordernis einer Vielzahl von Beleuchtungseinheiten beschränkt zu sein,
um eine äquidistante
Beleuchtung für
alle Pflanzen zu erzeugen.
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In
den weiteren Patenten EP-A-0533939 und
US 6,477,805 wurden repräsentative
Pflanzenwachstumseinheiten vorgeschlagen.
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Die
Druckschrift
DE 37
29 218 A1 offenbart einen Container für Pflanzen und Pilze, der eine
Anzahl an Schalen umfasst, die übereinander
angeordnet und wärmeisoliert
sind, wobei dieser Container dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht.
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Die
Druckschrift US 2002/0040548 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Pflanzenkultivierung
mit einem Nährstoffversorgungsmodul
und einer Anzahl an Säulen,
die sich von diesem vertikal erstrecken.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung sieht eine Pflanzenwachstumseinheit gemäß Anspruch
1 vor.
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In
einigen Ausführungen
sind zwei oder mehr Wachstumszonen näherungsweise äquidistant
zu der Längsachse
angeordnet. In weiteren Ausführungen
können
mindestens zwei Wachstumszonen von jedem Träger getragen werden, und jede
Wachstumszone im Allgemeinen in der gleichen vertikalen Ebene ist
näherungsweise äquidistant
zu der Längsachse
angeordnet. Eine Pflanzenwachstumseinheit kann zwei oder mehr Träger umfassen,
die mindestens zwei Wachstumszonen tragen, wobei jede Wachstumszone
im Allgemeinen auf der gleichen Ebene näherungsweise äquidistant
zu der Längsachse
ist.
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In
einigen Ausführungen
umfassen die Träger
eine erste Hälfte
oder eine zweite Hälfte,
die zusammen einen kreisförmigen
Umfang um den Innenraum bilden.
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Die
erste Hälfte
und die zweite Hälfte
kann jeweils eine Vielzahl an Wachstumszonen tragen, wobei mindestens
einige der Wachstumszonen sowohl der ersten als auch der zweiten
Hälfte
horizontal voneinander beabstandet sind, wobei mindestens einige
der Wachstumszonen in der ersten und in der zweiten Hälfte vertikal
voneinander beabstandet sind. Alle Wachstumszonen, die sich im Wesentlichen
in der gleichen vertikalen Ebene befinden, können näherungsweise äquidistant
zu der Längsachse sein.
Die Vielzahl an Wachstumszonen in jeder der ersten und zweiten Hälfte kann
eine Vielzahl im Allgemeinen horizontaler Zeilen ausbilden, wobei
jede horizontale Zeile eine Vielzahl an Wachstumszonen aufweist.
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Jeder
der ein oder mehreren Träger
kann eine Hohlwand umfassen, die eine innere Seite aufweist, welche
dem Innenraum zugewandt ist, sowie eine äußere Seite, die von dem Innenraum
weg gewandt ist. Die inneren und äußeren Seiten können zwischen
sich einen ein Hohlraum begrenzen, durch den die Nährlösung laufen
kann. Die Wachstumszonen können
von der inneren Oberfläche
gehalten werden, so dass Wurzeln einer Pflanze, die in einer der
Wachstumszonen angeordnet ist, in den Hohlraum hinein hervorstehen.
Jede der Hohlwände
kann einen Boden auf dem unteren Abschnitt aufweisen, so dass die
Hohlwand in der Lage ist, Nährlösung zu enthalten,
aus der die Nährlösungsströmung aufgebaut
wird. In einer solchen Ausführung
können
die Nährstoffströmung erzeugenden
Mittel eine oder mehrere Fluidverbindungen aufweisen, durch die
die Nährlösung laufen
kann, wodurch der untere Abschnitt jeder Hohlwand mit dem jeweiligen
oberen Abschnitt jeder Hohlwand verbunden wird, um die Nährlösungsströmung zu
erzeugen. Eine solche Ausführung
kann ferner eine Röhre
umfassen, die sich entlang der horizontalen Länge des oberen Abschnitts in
dem Hohlraum jeder Hohlwand erstreckt, wobei jede Röhre mit
jeder der jeweiligen einen oder mehreren Fluidverbindungen verbunden
ist, und ein oder mehrere Sprüher
mit jeder Röhre
verbunden sind, um Wurzeln zu befeuchten, die sich in den Hohlraum
jeder Hohlwand hinein erstrecken.
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In
weiteren Ausführungen
kann jede der ein oder mehreren Träger ein Wand umfassen, durch
die hindurch die Wachstumszonen getragen werden, so dass Wurzeln
einer Pflanze, die in einer der Wachstumszonen angeordnet ist, sich
von der Wand weg in den Innenraum erstreckt. In einer solchen Ausführung kann
die Pflanzenwachstumseinheit ferner ein Nährstoffversorgungsmodul umfassen.
Die die Nährlösungsströmung erzeugenden
Mittel können
ein oder mehrere Sprüher
in Fluidkommunikation mit dem Nährstoffversorgungsmodul
umfassen, wobei der bzw. die ein oder mehrere Sprüher Wurzeln
befeuchten, welche aus der Wand hervorstehen, sowie eine oder mehrere
Sammeleinrichtungen, die benachbart zu dem unteren Abschnitt des
bzw. der ein oder mehreren Träger
benachbart vorgesehen sind.
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Die
Sammeleinrichtung kann eingerichtet sein, die Nährlösung auf ihrem Weg zum unteren
Abschnitt des einen oder der mehreren Träger zu sammeln. Die Sammeleinrichtung
kann ferner in Fluidkommunikation mit dem Nährstoffversorgungsmodul sein,
um die Rückführung der
Nährlösungsströmung zu
ermöglichen.
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In
weiteren Ausführungen
kann bzw. können ein
oder mehrere Träger
eingerichtet sein, es zu ermöglichen,
dass ein oder mehrere Träger
von einer weiteren, gleichen Pflanzenwachstumseinheit auf die Pflanzenwachstumseinheit
gestapelt wird bzw. werden. Zwei oder mehr gleiche Pflanzenwachstumseinheiten
können übereinander
gestapelt werden.
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In
einigen Ausführungen
mit zwei oder mehr Trägern
sind die Träger
freistehend und zu einer geschlossenen Position hin und von dieser
weg beweglich, wobei die Träger
einen im Allgemeinen geschlossenen Umfang um den Innenraum bilden. Wenn
mehr als ein Träger
vorgesehen ist, können zwei
oder mehr Träger
miteinander gelenkig verbunden werden, um die Bewegung zu der geschlossenen
Position hin und von dieser weg zu ermöglichen.
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Die
Pflanzenwachstumseinheit kann ferner ein oder mehrere Nährstoffversorgungsmodule
in Fluidkommunikation mit jeweiligen einen oder mehreren Trägern umfassen.
Das eine oder die mehreren Nährstoffversorgungsmodule
können
eine Basis darstellen, in welcher die jeweiligen Träger angeordnet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen, welche die Ausführungen
der Erfindung darstellen, ist:
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die 1 eine
isometrische Ansicht einer Pflanzenwachstumseinheit gemäß einer
Ausführung der
Erfindung,
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die 2 eine
isometrische Ansicht einer Pflanzenwachstumseinheit von 1 mit
getrennten ersten und zweiten Hälften,
und
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die 3 eine
Längsschnittansicht
einer Hälfte
der Pflanzenwachstumseinheit von 1.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend
auf die 1, 2 und 3 als
Ganzes ist eine Pflanzenwachstumseinheit gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Pflanzenwachstumseinheit
umfasst zwei Träger 90 und 92,
eine Vielzahl von Wachstumszonen 100, die von den Trägern 90 und 92 getragen werden,
sowie Mittel zum Aufbau einer Nährlösungsströmung 110.
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Die
in dem Beispiel dargestellten Träger
umfassen eine erste halbkreisförmige
Hälfte 90 und
eine zweite halbkreisförmige
Hälfte 92.
Wenn diese, wie in 1 dargestellt ist, zusammen
angeordnet werden, sind die ersten und zweiten Hälften 90 und 92 radial um
eine zentrale Längsachse 120 angeordnet,
wodurch zwischen diesen ein Innenraum 122 definiert wird.
Während
des Betriebs der Pflanzenwachstumseinheit bilden die erste Hälfte 90 und
die zweite Hälfte 92 einen
geschlossenen kreisförmigen
Umfang um den Innenraum 122.
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In
der dargestellten Ausführung
bilden die ersten und zweiten Hälften 90 und 92 eine
kreisförmige
Einheit. Die Träger
müssen
nicht aus zwei halbkreisförmigen
Hälften
hergestellt sein. In einigen Ausführungen kann ein einzelner
Träger
vorgesehen sein, der einen im Allgemeinen geschlossenen Umfang um
den Innenraum 122 ausbildet, oder es können mehr als zwei Träger vorgesehen
sein. Die Träger
müssen
nicht gebogen sein, um einen im Allgemeinen kreisförmigen Umfang
auszubilden, jedoch können
diese im Allgemeinen planar oder auf beliebige Weise gebogen sein,
so dass der im Allgemeine geschlossene Umfang, der von den Trägern ausgebildet
wird, eine beliebige Anzahl an Formen annehmen kann, die radial
um die Längsachse 120 angeordnet
werden können.
Beispielsweise kann eine beliebige Anzahl an flachen Trägern einen
polygonalen Umfang um den Innenraum 122 ausbilden.
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Die
Krümmung
der halbkreisförmigen
Hälften
in der dargestellten Ausführung
sieht für
alle Wachstumseinheiten 100 vor, dass diese äquidistant zu
der Längsachse 120 sind,
wodurch eine im Allgemeinen äquidistante
Beleuchtung für
alle in einer solchen Einheit wachsenden Pflanzen ermöglicht wird. Die
Träger
müssen
nicht wie in der dargestellten Ausführung gekrümmt sein, sondern können eine
Form annehmen, die die Bildung eines im Allgemeinen geschlossenen
Umfangs um den Innenraum 122 ermöglicht, während ermöglicht wird, dass die Pflanzenwachstumszonen 100 im
Allgemeinen dem Innenraum 122 zugewandt sein können. In
einigen Ausführungen
können
die Träger
ausgeformt sein, um es zu ermöglichen,
dass die Wachstumszonen 100 äquidistant zu der Längsachse 120 sind.
Es ist nicht erforderlich, dass alle Wachstumszonen 100 äquidistant
zu der Längsachse 120 beabstandet sind.
In einigen Ausführungen
sind die Wachstumszonen 100, die sich auf der gleichen
vertikalen Ebene befinden, äquidistant
zu der Längsachse 120.
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Die
ersten und zweiten Hälften 90 und 92 der dargestellten
Ausführung
sind im Allgemeinen vertikal orientiert und im Allgemeinen in vertikaler
Richtung geradlinig ausgebildet. In alternativen Ausführungen
müssen
die Träger
nicht im Allgemeinen vertikal orientiert und/oder in vertikaler
Richtung geradlinig ausgebildet sein. Die Träger können in jede Richtung und mit
jedem Winkel geneigt sein. Beispielsweise können die Träger zu der Längsachse 120 hin oder
von dieser weg geneigt sein. Die Träger können ferner verschiedene geeignete
Krümmungen
oder Formen aufweisen. Es können
geeignete Krümmungen
oder Formen der Träger
ausgewählt
werden, um die weiteren funktionalen Ziele der verschiedenen Ausführungen
der Erfindung beizubehalten.
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Der
Innenraum 122 in der in 1 bis 3 dargestellten
Ausführung
ist eingerichtet, verschiedene Typen an Lichtquellen aufzunehmen.
Die Lichtquelle kann beispielsweise eine röhrenförmige Lichtquelle sein, die
beispielsweise durch Hängen
zwischen den ersten und zweiten Hälften 90 und 92 in dem
Innenraum 122 gehalten werden kann. In einigen Ausführungen
kann die röhrenförmige Lichtquelle
näherungsweise
entlang der Längsachse
gehalten werden, um eine im Allgemeinen äquidistante Beleuchtung und
vorteilhafte Bedingungen für
alle Pflanzen vorzusehen, die in der Wachstumseinheit wachsen. Alternativ
kann die Lichtquelle eine Reihe Glühbirnen sein, die vertikal
zwischen den Trägern
in dem Innenraum 122 gehalten werden, wobei in einigen
Ausführungen
die Glühbirnen-Reihe
im Wesentlichen entlang der Längsachse
ausgerichtet ist, um eine im Allgemeinen äquidistante Beleuchtung vorzusehen.
Eine Glühbirnen-Reihe
kann beispielsweise vertikal durch eine Kette oder einen anderen
Träger beispielsweise
einem von Trägerbalken
herab gehalten werden. Die Lichtquelle könnte ferner beispielsweise
eine Glühbirne
sein, die in dem Innenraum hängt,
oder die in dem Innenraum von der Basis entlang der Längsachse
getragen wird. Geeignete Glühbirnen
zur Verwendung als Lichtquellen umfassen Metall-Haloid mit 400 Watt,
Natrium-Hochdruck mit 400 Watt, Metall-Haloid mit 250 Watt, Natrium-Hochdruck
mit 250 Watt und „Son
Agro"-Lampen mit
430 Watt. Größere Glühbirnen,
beispielsweise Natrium-Hochdruck mit 600 Watt, Natrium-Hochdruck
mit 1000 Watt oder Metall-Haloid mit 1000 Watt können ebenfalls verwendet werden;
wenn jedoch größere Glühbirnen
wie diese als Lichtquelle für
die Pflanzenwachstumseinheit verwendet werden, müssen diese entlang der Längsachse
kontinuierlich herauf und herab bewegt werden, wenn diese eingeschaltet sind.
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Jeder
Träger 90 und 92 weist
einen oberen Abschnitt 94 und einen unteren Abschnitt 96 auf.
Die Träger 90 und 92 können aus
Kunststoff oder jedem anderen geeigneten Material sein, beispielsweise aus
Ton, Metall oder Holz. Die Träger 90 und 92 können beispielsweise
mittels bekannter Spritzgusstechniken oder Kunststoff-Extrudertechniken
hergestellt werden. Die Träger 90 und 92 können alternativ
aus Holz geschnitzt sein oder aus einem anderen schnitzbaren Material,
oder können
ausgebildet sein, indem Holzbretter zusammengeklebt oder genagelt
werden, um quadratische Säulen
auszubilden. Ferner kann ein Träger
aus Ton ausgebildet sein, indem Tonstücke geformt werden und dann
die Tonstücke
in einen Träger
montiert werden.
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Da
die Träger 90 und 92 einen
im Allgemeinen geschlossenen Umfang ausbilden, kann eine maximale
Anzahl an Wachstumszonen 100 unterstützt werden, während eine äquidistante
Beleuchtung beibehalten wird. Ferner verhindert ein im Wesentlichen geschlossoner
Umfang, dass von den bzw. der Lichtquelle(n) in dem Innenraum stammendes
Licht austritt, und sieht ferner eine thermische Isolierung für die Pflanzen
während
deren Wachstum in den Wachstumszonen 100 vor.
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In
der in den 1-3 dargestellten
Ausführung
bilden die Pflanzenwachstumseinheiten 100 fünf horizontale
Reihen, wobei jede horizontale Reihe eine Vielzahl von Wachstumszonen 100 aufweist. Wie
dargestellt ist, sind die Pflanzenwachstumszonen 100 im
Wesentlichen äquidistant
zu der Längsachse 120 angeordnet
und im Allgemeinen dem Innenraum 122 zugewandt. Dadurch
wird im Allgemeinen eine äquidistante
Beleuchtung für
alle Pflanzen in der Pflanzenwachstumseinheit vorgesehen, wenn eine
röhrenförmige Lichtquelle
vertikal entlang der Längsachse 120 gehalten
wird.
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Jeder
Träger
bzw. Halter kann eine beliebige Anzahl an Pflanzenwachstumszonen 100 aufweisen. Wenn
jeder Träger
mehr als eine Wachstumszone 100 aufweist, können die
Wachstumszonen 100 vertikal und/oder horizontal voneinander
beabstandet sein. Die Wachstumszonen 100 sind nicht notwendigerweise
in horizontalen Reihen angeordnet, wie es in der dargestellten Ausführung gezeigt
ist, sondern können
eine beliebige Anzahl an Anordnungen aufweisen. Dort, wo die Wachstumszonen 100 in
horizontalen Reihen auf den Trägern
angeordnet sind, können
diese eine beliebige Anzahl horizontaler Reihen ausbilden, wobei
jede Reihe eine beliebige Anzahl an Wachstumszonen 100 aufweisen
kann.
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Die
Wachstumszonen 100 können
zum Zwecke der äquidistanten
Beleuchtung äquidistant
zu der Längsachse 120 angeordnet
sein, auch wenn die Träger
selbst nicht äquidistant
zu der Längsachse 120 sind.
Jedoch wird in einigen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung eine Wachstumseinheit betrachtet, in
der die Wachstumszonen 100 nicht äquidistant zu der Längsachse 120 sind.
Beispielsweise kann es notwendig sein, dass Pflanzen, die sich in verschiedenen
Entwicklungsstufen befinden, näher oder
weiter entfernt von der Lichtquelle sind.
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Wenn
die Wachstumszonen 100 auf den Trägern vertikal zueinander beabstandet
sind, können diejenigen
Wachstumszonen, die im Allgemeinen auf der gleichen vertikalen Ebene
sind, äquidistant
zu der Längsachse
vorgesehen sein, um eine vorteilhafte Beleuchtung für alle Pflanzen
vorzusehen, wobei beispielsweise eine einzelne Glühbirne,
die auf der Längsachse
angeordnet ist, als Lichtquelle verwendet wird. In einer solchen Wachstumseinheit
können diejenigen
Wachstumseinheiten, welche von der Glühbirne weiter entfernt sind,
näher zu
der Längsachse
angeordnet sein, als die Wachstumszonen, die vertikal näher zu der
Glühbirne
angeordnet sind, so dass alle Pflanzen eine äquidistante Beleuchtung für vorteilhafte
Bedingungen erhalten. Die auf der gleichen vertikalen Ebene vorgesehenen
Wachstumszonen können
daher äquidistant
zu der Längsachse
angeordnet sein, auch wenn nicht alle Wachstumszonen in der Wachstumseinheit äquidistant
zu der Längsachse
angeordnet sind. Eine Änderung
der Entfernung zwischen den Wachstumszonen und der Längsachse
kann vorgesehen werden, indem die Träger geneigt werden, oder indem
die Träger
ausgestaltet werden, hinsichtlich der Entfernung zu der Längsachse
zu variieren. Alternativ können
die Wachstumszonen von den Trägern
mit verschiedenen Längen
hervorstehen, wodurch die Entfernung der Wachstumszonen in verschiedenen
vertikalen Ebenen zu der Längsachse
variiert wird.
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Da
die Träger 90 und 92 einen
im Allgemeinen geschlossenen Umfang bilden, ermöglicht dies, dass eine maximale
Anzahl an Wachstumszonen 100 getragen werden kann, während eine äquidistante
Beleuchtung beibehalten wird. Ferner verhindert ein im Allgemeinen
geschlossener Umfang, dass von der bzw. den Lichtquelle(n) innerhalb
des Innenraums Licht entweicht, und sieht eine thermische Isolierung
gegenüber
den Pflanzen während
deren Wachstum in den Wachstumszonen 100 vor.
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Die
erste und zweite Hälfte 90 und 92 sind
in der dargestellten Ausführung
Hohlwände
mit einer äußeren Seite 98 und
einer inneren Seite 99, zwischen denen ein Hohlraum 97 definiert
wird, wie in 3 dargestellt ist. Der Hohlraum 97 ist
dafür eingerichtet,
dass die Nährlösung 112 durch
diesen hindurch laufen kann. In der dargestellten Ausführung ist der
Hohlraum 97 tatsächlich
ein Hohlraum. Jedoch kann der Hohlraum 97 ein geeignetes
permeables Material enthalten, durch das die Nährlösung 112 hindurch
laufen kann. Geeignete Pflanzenmedien umfassen Hydroton® oder
andere kleine runde ofengebrannte Tonarten), Sunshine Mix® (oder
andere Torf-Perlit-Erdmischungen), Perlit, Vermiculit, Steinwolle,
gereinigte Steine, Sand, Schaum oder Tier-Beiprodukte, sind jedoch
darauf nicht beschränkt.
Das permeable Material ist ferner nicht auf ein Pflanzenmedium beschränkt. Ein
weiter Bereich an Materialien ist zur Verwendung geeignet, wobei derartige
Materialien das Durchlaufen der Nährlösungsströmung 110 durch den
Hohlraum 97 gewährleisten,
während
gleichzeitig ermöglicht
wird, dass die Wachstumseinheit weitere funktionale Ziele der zahlreichen
Ausführungen
erfüllt.
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In
der dargestellten Ausführung
weisen die Hohlwände
der ersten und zweiten Hälften 90 und 92 Böden 95 auf
dem unterem Abschnitt 96 auf, wodurch die Hohlwände die
Nährlösung 112 enthalten können, aus
der die Nährlösungsströmung 110 aufgebaut
wird. Daher arbeiten in der dargestellten Ausführung die erste und zweite
Hälfte 90 und 92 selbst als
Nährstoffversorgungsreservoir.
Wie in der 3 dargestellt ist, sorgt die
Pumpe 114 für
die Zirkulation der Nährlösung 112 ausgehend
von dem unteren Abschnitt 96 der jeweils ersten und zweiten
Hälfte 90 und 92,
durch eine Röhre 116 hindurch,
durch eine halbkreisförmige
Röhre 117 hindurch,
die sich entlang des oberen Abschnitts 94 in den Hohlraum 97 hinein
erstreckt, und aus der Vielzahl an Sprayeinrichtungen 118 heraus.
Daraufhin läuft
die Nährlösung 112,
in einigen Ausführungen
durch den Schwerkraftsog, durch den Hohlraum 97, entlang
der Wurzeln der Pflanzen, die in den Pflanzenwachstumszonen 100 angeordnet
sind, und daraufhin zurück
zu dem unteren Abschnitt 96 der jeweiligen Hälfte. In
einigen Ausführungen
sind die Wachstumszonen 100 vertikal ausgerichtet, so dass
die Nährlösung durch die
Wurzeln der jeweiligen ausgerichteten Wachstumszone in die darunter
liegende Wachstumszone tropft. In alternativen Ausführungen
kann eine Vielzahl an Pumpen, die Nährlösungsströmung 112 unterstützen. Anstatt
einer halbkreisförmigen
Röhre 117 kann
eine Vielzahl an Röhren 116 vorgesehen werden,
welche die Pflanzenwachstumszonen 100 mit Nährlösung 112 versorgen.
In einigen Ausführungen
kann in jedem Träger
eine einzelne Sprayeinrichtung 118 vorgesehen sein, oder
alternativ kann jede Wachstumszone 100 mit einem Sprayer 118 zum
Befeuchten der Pflanzenwurzeln ausgestattet sein.
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Die
Pumpen 114 können
beispielsweise eine Schmutzwasserpumpe Little Giant® mit
1200 gph (4543 l/h) sein, oder andere ähnliche Pumpen, die von Magdrive® und
Rio® hergestellt
werden. Die Röhren 116 und 117 können beispielsweise
ein kommerziell erhältlicher ½-Zoll-Gartenschlauch,
ein ½-Zoll-Gummigartenschlauch,
ein ½-Zoll-ABS-Schlauch oder Schläuche des
gleichen Typs mit anderen Größen sein.
Das System, welches die Schläuche 116 und 117 mit
den Trägern 90 und 92 sowie
die Pumpe(n) 114 verbindet, kann ABS-Rohrbogen, ABS-Endstecker,
Schlauchklemmen, Gummidichtungen, ½-Zoll-T-Stücke
aus ABS, ½-Zoll-Absperrhähne sowie
männliche
oder weibliche Schlauchadapter sein, die angeordnet sind, die Nährlösungsströmung 110 zu
ermöglichen.
Für die Erfindung
kommen andere Typen von Flüssigkeitsverbindern
in Betracht.
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Ferner
kommen alternative Mittel zum Erstellen der Nährlösungsströmung 110 in Betracht.
Beispielsweise kann eine Pumpe nahe des oberen Abschnitts 94 der
Träger 90 und 92 sein,
um die Nährlösung 112 aus
dem unteren Abschnitt 96 zu ziehen. Die Röhren 114 und 116 müssen nicht
innerhalb der Träger 90 und 92 sein,
können
jedoch den unteren Abschnitt 96 mit dem oberen Abschnitt 94 jedes
Trägers 90 und 92 auf
der Außenseite
der Träger 90 und 92 verbinden.
Die vorliegende Erfindung umfasst derartige Mittel zum Aufbau der
Nährlösungsströmung.
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Die
Nährlösung 112 muss
nicht innerhalb der Hohlwand enthalten sein. In einigen Ausführungen können eine
oder mehrere Nährstoffversorgungsmodule
vorgesehen sein, die in Fluidkommunikation mit einer oder mehreren
Hohlwänden
sind. Das Nährstoffversorgungsmodul
ist ausgestaltet, um die Nährlösung 112 zu
enthalten. Das Nährstoffversorgungsmodul
kann als eine Basis für
die Pflanzenwachstumseinheit dienen, wodurch die darin enthaltenen Hohlwände stabilisiert
werden, und kann geeignet ausgeformt sein, um das Gleichgewicht
und das Tragen der Pflanzenwachstumseinheit vorzusehen. In einigen
Ausführungen
hat jede Hohlwand ihr eigenes Nährstoffversorgungsmodul,
welches als Basis für jede
jeweilige Hohlwand dienen kann. In einigen Ausführungen, in denen das Nährstoffversorgungsmodul als
eine Basis dient, kann die Hohlwand ein Loch in dem unteren Abschnitt
aufweisen, so dass die Nährstofflösungsströmung aus
dem unteren Abschnitt in das Nährstoffversorgungsmodul
laufen kann. In alternativen Ausführungen ist es möglich, dass
die Hohlwände
keinen Boden aufweisen, und die Hohlwand kann über dem Boden des Nährstoffversorgungsmoduls
gehalten werden, so dass die Nährlösung aus der
Hohlwand läuft.
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Falls
vorliegend, kann das Nährstoffversorgungsmodul
zahlreiche Formen annehmen, die eingerichtet sind, diesem zu ermöglichen,
als ein Nährstoffversorgungsmodul
in Fluidkommunikation mit den Trägern 90 und 92 zu
dienen. Wenn das Nährstoffversorgungsmodul
als eine Basis für
die Wachstumseinheit dienen soll, kann es ausgestaltet sein, das
Gleichgewicht und das Tragen für
die Wachstumseinheit vorzusehen, wenn es auf seiner vorgesehenen
Oberfläche
angeordnet ist.
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Wenn
das Nährstoffversorgungsmodul
als eine Basis dient, kann das Nährstoffversorgungsmodul
ein Loch in dem oberen Abschnitt des Nährstoffversorgungsmoduls aufweisen,
das im wesentlichen an der Längsachse 120 ausgebildet
ist, wobei ein derartiges Loch ausgestaltet ist, einen Netzkorb
zur Sammlung des Mediums und des später zu verwerfenden abgestorbenen
Blattwerks zu sammeln, und zu ermöglichen, dass überschüssige Nährlösung 112 in
das Nährstoffversorgungsmodul
laufen kann. Es ist nicht notwendig, dass das Nährstoffversorgungsmodul ein
solches Loch aufweist. Der äußere Abschnitt der
oberen Oberfläche
des Nährstoffversorgungsmoduls
kann ferner nach unten in Richtung zu der Längsachse 120 geneigt
sein, wodurch überschüssige Nährlösung 112,
die von den Trägern 90 und 92 tropft,
zu der Längsachse 120 und
dem Loch ablaufen kann, das in dem Nährstoffversorgungsmodul vorgesehen
ist. Die obere Oberfläche
des Nährstoffversorgungsmoduls
kann ferner waagerecht oder in andere Richtungen geneigt sein.
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Das
Nährstoffversorgungsmodul
kann aus Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise für Nahrungsmittel
vorgesehenes Polyethylen oder für
Nahrungsmittel vorgesehenes Polycarbonat. Das Nährstoffversorgungsmodul kann
beispielsweise hergestellt werden, indem für Nahrungsmittel vorgesehenes
Polyethylenpulver in eine Aluminiumform platziert wird, die daraufhin
erhitzt wird und um zwei verschiedenen Achsen rotiert wird. Das
für Nahrungsmittel
vorgesehene Polyethylen in der Form schmilzt bei der Erhitzung der
Form und die Zentripedalkraft der Rotation drängt den geschmolzenen Kunststoff zu
den Wänden
der Aluminiumform, wenn diese bei der Entfernung der Form aus der
Wärme abkühlt. Das
Nährstoffversorgungsmodul
wird daraufhin aus der Form entnommen. In alternativen Ausführungen kann
das Nährstoffversorgungsmodul
aus einer Vielzahl anderer Materialien hergestellt sein, welche
geeignet sind, Nährlösung 112 zu
enthalten, und die eine Fluidkommunikation mit den Trägern 90 und 92 ermöglichen.
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In
den in den in 1 bis 3 dargestellten Ausführungen
sind die Träger
Hohlwände.
Jedoch müssen
die Träger
nicht notwendigerweise Hohlwände
sein. In alternativen Ausführungen
sind die Träger relativ
dünne Wände, durch
die die Pflanzenwachstumszonen 100 versorgt werden. Die
Wurzeln der Pflanzen, die in einen solchen Träger eingepflanzt sind, würden sich
ausgehend von der Wand auf der äußeren Seite
der Wand von dem Innenraum weg erstrecken, der zu der umgebenden
Umgebung offen ist, anstatt in einem Hohlraum innerhalb der Wand enthalten
zu sein. In einer solchen Ausführung
muss die Nährstofflösungsströmung 110 hergestellt
werden, indem in der Wachstumseinheit ein getrenntes Nährstoffversorgungsmodul
vorgesehen wird, welches in Fluidkommunkation mit einer oder mehreren Sprüh-Einheiten
vorgesehen ist. Die Nährlösung kann
aus den Sprühern
gepumpt werden, um die Wurzeln der Pflanzenwurzeln zu befeuchten,
die von der Außenseite
des Trägers
hervorstehen. In einigen Ausführungen
würde die
Pflanzenwachstumseinheit ferner eine oder mehrere Sammeleinrichtungen
umfassen, die benachbart zu dem unteren Abschnitt des einen oder
der mehreren Träger
angeordnet sind, um die Nährlösung zu
sammeln, während
die Schwerkraft diese nach unten an den Pflanzenwurzeln vorbei zieht.
Eine solche Sammelvorrichtung kann in Fluidkommunikation mit dem
Nährstoffversorgungsmodul
sein, um eine Rückführung der
Nährlösung zu erlauben.
In anderen Ausführungen
kann das Nährstoffversorgungsmodul
als eine Basis dienen, wie oben beschrieben ist, welche die Nährlösung sammelt,
während
diese zu dem unteren Abschnitt jedes Trägers läuft.
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In
der Ausführung,
wie sie in den 1 bis 3 dargestellt
ist, stehen die Wachstumszonen 100 von den Trägern 90 und 92 nach
oben hervor, um das Verankern der Pflanzen in den Wachstumszonen 100 zu
unterstützen.
In den Ausführungen
ist dargestellt, dass die Wachstumszonen 100 nach oben
mit einem Winkel von ungefähr
45° ausgerichtet
stehen. Die Wachstumszonen 100 können von den Trägern 90 und 92 in
alternativen Winkeln hervorstehen, jedoch ist der Winkel vorzugsweise
so gewählt,
dass er zum Erhalten von Pflanzen in den Wachstumszonen geeignet
ist. Die folgende Erfindung umfasst ferner eine Wachstumseinheit,
in der die Wachstumszonen 100 nicht von den Trägern 90 und 92 hervorstehen.
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In
dem dargestellten Beispiel bilden die Wachstumszonen 100 einen
einheitlichen Abschnitt der inneren Seite 99 der Hohlwände der
ersten und zweiten Hälften 90 und 92.
Die Erfindung umfasst ferner eine Wachstumseinheit, in der die Wachstumszonen 100 nicht
als Teil der Träger 90 und 92 ausgebildet
sind, wobei stattdessen diese später
auf der Wachstumseinheit als getrennte Komponenten befestigt sind.
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In
den Darstellungen sind die Wachstumszonen 100 mit kreisförmigen Öffnungen
dargestellt, in die die Pflanzen verankert bzw. eingesetzt werden und
dort wachsen können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Wachstumszonen beschränkt, die
kreisförmige Öffnungen
haben, um die Pflanzen aufzunehmen. Die Wachstumszonen können verschiedene
Formen annehmen, die es erlauben, dass dort eine Pflanze wächst. Beispielsweise
können
als Wachstumszonen verschiedene Formen und Größen an Pflanzentöpfen verwendet
werden, wie sie üblicherweise
auf dem Gebiet des Gärtnerns
zu finden sind, wobei die Größe selbstverständlich durch
die Größe der Wachstumseinheit
begrenzt ist. Dementsprechend umfasst diese Erfindung einen breiten
Bereich an Typen von Wachstumszonen, die in den Wachstumseinheiten
verwendet werden können.
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In
den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungen
umfasst die Wachstumseinheit Körbe, welche
in die kreisförmigen Öffnungen
der Wachstumszonen 100 passen. Die Körbe 102 können ausgestaltet
sein, Pflanzen zu halten. Die Körbe 102 können aus
Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein.
In der dargestellten Ausführung
sind die Körbe 102 offene
Flechtkörbe.
Die Pflanzen sitzen in den Körben 102 und
die Pflanzenwurzeln erstrecken sich durch den Boden der Körbe hindurch
und von diesen hervor. Die vorliegende Erfindung umfasst ferner
weitere Mittel zum Halten der Pflanzen in den Wachstumszonen. Beispielsweise kann
der Hohlraum 97, der Träger 90 und 92 ein Pflanzenmedium
enthalten, in dem die Pflanzen verankert sein können und wachsen können.
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Jede
Wachstumszone 100 kann in einer Position vorgesehen sein,
um in Kontakt mit der Nährlösungsströmung 110 zu
sein. Die Pflanzen können
in den Körben 102 angeordnet
sein, die in den Wachstumszonen 100 platziert sind, wobei
sich die Pflanzenwurzeln aus dem Boden der Körbe 102 hervor erstrecken.
Die Pflanzenwurzeln sind daher innerhalb des Hohlraum 97 der
Träger 90 und 92 angeordnet. Da
die Nährlösungsströmung 110 durch
den Hohlraum 97 hindurch vorgesehen ist, kommt die Nährlösungsströmung 110 in
Kontakt mit den Pflanzenwurzeln.
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Zum
Kontaktieren der Pflanzenwurzeln mit dem Nährlösungsfluss sind weitere Mittel
zum Positionieren der verschiedenartigen Wachstumszonen vorgesehen.
Wenn beispielsweise der Hohlraum 97 ein Pflanzenmedium
enthält,
in dem die Pflanzen an den Wachstumszonen 110 verankert
sind, kommen die Wurzeln der Pflanzen in Kontakt mit der Nährlösungsströmung, während diese
durch das Pflanzenmedium hindurch läuft.
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In
der in 1 bis 3 dargestellten Ausführung hat
die Hohlwand der ersten Hälfte 90 geschlossene
Enden 130 und 134, und die Hohlwand der zweiten
Hälfte 92 hat
geschlossene Enden 132 und 136. Die ersten und
zweiten Hälften 90 und 92 stehen
in der dargestellten Ausführung
frei. Während des
Betriebs sind die ersten Enden 130 und 132 zueinander
benachbart und die zweiten Enden 134 und 136 sind
zueinander benachbart, wie in der 1 dargestellt
ist, um einen geschlossenen Rand um einen geschlossenen Umfang um
den Innenraum zu bilden. Jedoch sind die ersten Enden 130 und 132 und
die zweiten Enden 134 und 136 in der Lage, zueinander
und voneinander weg bewegt zu werden, wie in 2 dargestellt
ist, um den Zugriff zu den Wachstumszonen 100 zu ermöglichen.
Die ersten und zweiten Hälften 90 und 92 können an
den ersten Enden 130 und 132 oder an den zweiten
Enden 134 und 136 gelenkig befestigt sein, um
es einer Person zu ermöglichen,
den Umfang um den Innenraum von einer Seite aus zu öffnen und
zu schließen.
Eine solche gelenkige Verbindung kann die Stabilität der Pflanzenwachstumseinheit
verbessern, insbesondere, wenn die Träger freistehend sind. Wenn
eine Vielzahl von Trägern
vorliegen, können
zwei oder mehr miteinander gelenkig verbunden sein. Die Träger können ferner
Vorrichtungen umfassen, um das Bewegen der Träger zu der geschlossenen Umfangsposition
hin oder von dieser weg zu vereinfachen. Beispielsweise kann der
Boden der Träger
Räder oder Schienen
aufweisen, die eine solche Bewegung ermöglichen.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Pflanzenwachstumseinheit
kann eingerichtet sein, gleiche Wachstumseinheiten übereinander
stapeln zu können.
Es kann eine beliebige Anzahl an Pflanzenwachstumseinheiten übereinander
gestapelt werden, um den vertikalen Raum zu benutzen, ohne zusätzlichen
horizontalen Raum in Anspruch zu nehmen. Die Pflanzenwachstumseinheit
kann Strukturmerkmale umfassen, die das stabile Stapeln gleicher Einheiten
ermöglicht
oder einen Verriegelungsmechanismus, um die Einheiten zusammenzuhalten. Beispielsweise
können
Noppen vorgesehen sein, die den oberen Abschnitt der unteren Einheit
zu dem unteren Abschnitt der oberen Einheit mittels Schraubverbindung
verbinden, um die Einheiten miteinander zu verriegeln. Ferner kann
eine H-förmige
Verriegelungsvorrichtung vorgesehen sein, die zwischen eine oberen
und untere Einheit passt, wobei der Verbindungssteg der H-förmigen Vorrichtung
zwischen den zwei Einheiten und den Armen der H-förmigen Vorrichtung
angeordnet ist, um eine seitliche Bewegung zwischen den Einheiten
zu verhindern.
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Es
können
zahlreiche Typen an Nährlösung 112 verwendet
werden. Die Nährlösung kann
Elemente enthalten, die essentiell zum Pflanzenwachstum benötigt werden,
beispielsweise Stickstoff, Phosphor, Calcium, Magnesium, Schwefel,
Eisen, Natrium, Bor, Mangan, Zink, Kupfer und Molybden. Beispielsweise
enthalten GGold Nutrient Line® oder General Hydroponics
Flora Line® diese
essentiellen Elemente, die zum Pflanzenwachstum erforderlich sind, und
die daher als Nährlösung verwendet
werden können.
Die Qualität,
Quantität
und Typ der verwendeten Nährlösung hängt von
zahlreichen Faktoren ab, beispielsweise von dem Typ und dem Alter
der wachsenden Pflanzen. Die Nährlösung sollte
im Hinblick auf das Vorsehen von vorteilhaften Wachstumsbedingungen
ausgewählt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Aufziehen
von Pflanzen, in der eine Pflanzenwachstumseinheit wie oben beschrieben vorgesehen
wird, Pflanzen in die Wachstumszonen eingepflanzt werden und eine
Nährlösungsströmung vorgesehen
ist.
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Während spezifische
Ausführungen
der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, sollen diese Ausführungen
lediglich die Erfindung darstellen und sollen die Erfindung nicht
beschränken,
wie sie durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.