CH710413A2 - Verfahren und Gerät zur verbesserten sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen mit Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem Wasser, hergestellt mittels Bor-dotierter Diamant-Elektroden-Elektrolyse. - Google Patents

Abstract

Verfahren und Gerät zur verbesserten sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen mit Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem Wasser, hergestellt mittels Bor-dotierter Diamant-Elektroden-Elektrolyse. Dank der Spray-Brumisation mit neutralem, mit gelösten Pflanzen-Nährstoffen versetztem, mikroclusterisiertem sterilisierenden Elektrolyse-Wasser, produziert mit Bor-dotierten Voll-Diamant-Elektroden oder anderen beständigen Elektroden mit einem elektrischen Überpotential von 3 bis 4 Volt, ist es möglich, die Resorption der Nährstoffe in die Blätter um das 3- bis 4-Fache zu verbessern. In Kombination von neutralem, mikroclusterisiertem Elektrolyse-Wasser, mit Pflanzen-Nährstoffen, die durch die Elektrolyse oxidiert werden, ist es möglich, dass Mikrotröpfchen, mittels der Brumisations-Technologie, pflanzenphysiologisch direkt von Blättern aufgenommen werden können. Zudem werden gleichzeitig, dank dem Elektrolyse-Wasser und den oxidativen Radikalen, Pflanzen-Blätter sterilisiert, was die Bildung von pathogenen Keimen verhindert oder eliminiert und zusätzlich durch Elektrostimulation des Elektrolysewassers eine Wachstumsstimulation in den Pflanzen erfolgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur verbesserten Blatt-Düngung mit mineralischen Nährstoffen von Pflanzen mit elektrolysiertem, mikroclusterisiertem Wasser, das mit Bor-dotierten Voll-Diamant-Elektroden in einer Elektrolysezelle hergestellt, und anschliessen mittels einer Pflanzenspritze mit vorzugsweise 50 Nanometer Tröpfchengrösse auf die Blätter flächendeckend aufgesprüht wird. Mit diesem Verfahren können Pflanzen-Nährstoffe über die Blätter dank der Mikroclusterisation des Wassers und den Nährstoffen in oxidierter Form viel schneller und besser aufgenommen werden. Dadurch können Einsparungen von Düngergaben bis zu 50% erreicht werden und die Kulturböden werden nicht übermässig durch Überdüngung geschädigt. Durch die Vermeidung der Versickerung des Düngers in den Boden, in Gewässer und sogar in das Grundwasser wird zudem die Umwelt stark geschohnt.

[0002] Zudem wirkt das mit Diamant-Elektroden hergestellte Elektrolysewasser zur Blattdüngung auch als Fugizid.

STAND DER TECHNIK

[0003] Blattdüngungen im Pflanzenbau wurden im Pflanzenbau bis heute selten angewendet, da die Aufnahme der Nährstoffe und Spurenelemente nicht genügend rasch und effizient erfolgte. Vielfach wurden unter den gegebenen Umständen die aufgesprühten Düngerlösungen durch Tau und Regen abgespühlt, bevor diese von den Pflanzen aufgenommen werden konnten. Deshalb wird die Bodendüngung noch heute vorwiegend angewendet, wobei das Problem der Dosierung nicht optimal gelöst werden kann.

[0004] Deshalb werden Böden heute noch vielfach überdüngt, was sowohl für die Pflanzen wie auch für die Umwelt äussert schädlich ist.

[0005] Mit der neuen Technologie der Blattdüngung mittels mit Nährstoffen versehenem mikroclusterisiertem Wasser ist es möglich, eine Pflanze optimal und effizient zu ernähren, da die Resorption der Nährstoffe und Spurenelemnte viel besser und schneller erfolgt.

[0006] Bei der elektrolytischen Mikroclusterisation werden die Wassermolekül-Cluster, aus denen Wasser besteht, von 14 bis 18 in gewissen Fällen bis 60 Molekülen per Cluster auf 3 Moleküle elektrochemisch aufgespalten, was zu einer 3- bis 4-fach verbesserten Zellmembran-Resorption im Blatt führt. Eigene Versuche haben gezeigt, dass die Reorption der Nährstoffe ins Blatt in nur 6 bis 9 Minuten erfolgt. Zudem ergibt sich bei einer so durchgeführten Blatt-Düngung auch ein fungizider Zusatzeffekt, der sich durch die mittels der im Elektrolysewasser hergestellten Oxidativen Radikale wie H2O2und Ozon (O3) einstellt und manifestiert.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

EINFÜHRUNG

[0007] Aufgabe der Erfindung ist die Beschreibung eines neuen, innovativen, kostengünstigen, effizienten, Umwelt freundlichen, biologischen und toxisch Rückstand freien Verfahrens, zur effizienten Blattdüngung in der Pflanzenproduktion. Grundlage der Erfindung ist die kombinierte Verwendung von mit Diamant-Elektroden erzeugtem, mikroclusterisiertem elektrolysiertem Wasser als Lösungsmittel- und Trägerstoff von Pflanzen-Düngerstoffen und Spurelementen und das zugleich mineralische organische Nährstoffe enthält, die pflanzenphysiologisch so oxidiert werden, dass sie von Pflanzen durch die Blätter sofort und effizient absorbiert werden können und somit das anwachsende Pflanzengut in Kombination mit der Sprühtechnik mit elektrolysiertem, mikroclusterisiertem, Wasser zur Kontakttransmission auf Blätter mittels Mikro-Wassertröpfchen von < 50 nm gleichzeitig sterilisiert und ernährt wird.

ELEKTROLYSE VON WASSER

[0008] Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Kochsalz und oder pflanzenphyiologischen, mineralischen Nährstoffen besser leitend gemacht wird, wobei dann anstatt Sauerstoff Chlor gewonnen wird.

[0009] Positiv geladene Hydronium-Ionen (H3O+) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoff-Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wasser-Moleküle. 2H3O+ + 2e– → H2+ 2H2O Der abgeschiedene, gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf.

[0010] Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negativ geladenen Hydroxid-Ionen.

[0011] Jedes Hydroxid-Ion gibt ein Elektron an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen resp. bei NaCl-Zugabe zu Chlor-Molekülen.

[0012] Die übrig bleibenden H+-Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert. 4OH– → O2+ 2H2O + 4e–

[0013] Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf. Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet: 4H3O+ + 4OH– → 2H2+ O2+ 6H2O

[0014] Die auf der linken Seite stehenden Hydronium- und Hydroxid-Ionen entstammen der Autoprotolyse des Wassers: 8H2O → 4H3O+ + 4OH–

[0015] Man kann die Elektrolyse-Gleichung daher auch folgendermassen schreiben: 8H2O → 2H2+ O2+ 6H2O bzw. nach Kürzen des Wassers: 2H2O → 2H2+ O2

[0016] Hydroxid Ion Das Hydroxid Ion ist ein negativ geladenes Ion, das entsteht, wenn Basen mit Wasser reagieren. Seine chemische Formel lautet OH–.

[0017] Eine allgemeine Base B reagiert nach folgendem Schema mit Wasser: Anhand der Konzentration der Hydroxid-Ionen kann man den pH-Wert der entstandenen Lösung ermitteln. Dazu berechnet man erst den so genannten p-OH-Wert. Und daraus den pH-Wert: pH = k – p-OH Zu jeder Temperatur gibt es jeweils ein k. Unter Norm-Bedingungen ist k = –14. Hydroxid-Ionen sind auch in reinem Wasser bei 20 °C in einer Konzentration von 10<–7>mol · 1 – 1 enthalten.

MIKROCLUSTERISATION

[0018] Zudem werden bei der Elektrolyse mit Diamant-Elektroden die Wassercluster von ca. 18 Wasser-Molekülen in einer Kette auf ca. 3 Moleküle elektrochemisch durch Energiezufuhr zerschnitten. Diese Tatsache führt zu einer 3- bis 4-fach gesteigerten Resorption des Wassers inklusive Nährstoffen durch semipermeable Blatt-Zellmembranen.

[0019] Als Nebeneffekt zur verbesserten Resorption in der Blattdüngung für Pflanzen wird auch eine pestizide Wirkung gegen Pilze, Bakterien, Viren und Hefen erzielt.

ELEKTROLYTISCH HERGESTELLTES MIKROCLUSTERISIERTE QXYDATIVES WASSER EOW

[0020] Elektrolytisch mikroclusterisiertes, oxidatives Wasser (EOW) oder chemisch aktives Wasser zerstört auch Mikroorganismen, wie Viren, Bakterien, Pilze, Hefen und Einzeller durch oxidative Radikale nicht nur chemisch, sondern vor allem physikalisch. Wegen seines hohen oxidativen Reduktionspotenzials (ORP) beschädigt «Aktives Wasser» die Zellwand-Membranen von Pathogenen.

[0021] Der Krankheitserreger ist kompromittiert, was zu einer osmotischen oder hydrogenen Überlastung im Zellinneren führt.

[0022] Die beschädigten Zellmembranen erlauben einen erhöhten Wassertransfer zwischen den Zellmembranen, was zu einer hydrogenen Überflutung der Zellen führt, und diese schneller gefüllt werden, als die Zellen sich des Wassers entledigen können.

[0023] Diese Tatsache führt zu einem Zerplatzen der Zellen, respektive zum Zelltod durch Druckexplosion in wenigen Sekunden.

[0024] Da es sich um ein physikalisches Zerstörungsprinzip handelt, ergeben sich nachweislich keine Resistenzen bei Pathogenen.

[0025] Beispiel einer Elektrolyse mit einer Zinkiodid-Lösung (Elektroden-Material beliebig). Verbindet man zwei Metallplättchen (Elektroden) mit jeweils einem Kabel und einer Vorrichtung die Gleichstrom erzeugt z.B. einer Batterie oder einem Gleichrichter und überführt diese Plättchen in ein Becherglas mit wässriger Lösung (Beliebige Ionen) und legt nun eine Spannung an, so bildet sich an beiden Metallplättchen ein Stoff, dessen Ionen in der Lösung vorhanden sind.

[0026] Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektronenmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, mit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die wässrige Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält Elektrolyte, das sind positiv oder negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kationen in einer Elektrolysezelle wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode (Anziehung entgegen gesetzter Ladungen). An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert.

[0027] An der Anode läuft der entgegengesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, das heisst sie werden oxidiert. Die Zahl der durch die Reduktion an der Kathode verbrauchten Elektronen entspricht den von der Anode aufgenommenen Elektronen. Bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung entsteht die gleiche Volumenmenge Wasserstoffgas wie Chlorgas. Bei der Elektrolyse von Wasser entsteht doppelt so viel Wasserstoffgas wie Sauerstoffgas, da die zwei positiv geladenen Protonen eines Wassermoleküls zur Kathode wandern und dort jeweils ein Elektron aufnehmen müssen damit sich Wasserstoff bildet, während das doppelt negativ geladene Sauerstoffanion an der Anode gleich zwei Elektronen abgeben muss, um sich zum Sauerstoffmolekül zu verbinden.

[0028] Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, bezeichnet man als Abscheidungspotential, bei der Elektrolyse von Wasser oder bei wässrigen Salzlösungen spricht man auch von der Zersetzungsspannung. Diese Spannung (oder eine höhere Spannung) muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen kann die Zersetzungsspannung, das Abscheidepotential anhand des Redoxpotentials ermittelt werden. Aus dem Redoxpotential erhält man noch viele andere wichtige Hinweise für die Elektrolyse, beispielsweise zur elektrolytischen Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung von pH-Werten.

[0029] Beispielsweise lässt sich durch das Redoxpotential berechnen, dass die Bildung von Sauerstoff an der Anode bei der Elektrolyse von Wasser in basischer Lösung (Zersetzungsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in saurer (Zersetzungsspannung: 1,23 V) oder neutraler (Zersetzungsspannung: 0,815 V) Lösung, an der Kathode hingegen bildet sich leichter Wasserstoff unter sauren Bedingungen, als unter neutralen oder basischen Bedingungen).

[0030] Sind in einer Elektrolyt-Lösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden nach der Redoxreihe zunächst die Kationen an der Kathode reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives) Potential haben, die also dem 0 Potential der Proton-Wasserstoff Elektroden-Spannung möglichst nahe kommen. Bei der Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Anionen-Arten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Zuge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsnullpunkt, also ein schwächeres positives Redoxpotential besitzen. Normalerweise entsteht bei der Elektrolyse von wässriger NaCl an der Anode also Sauerstoff und nicht Chlor. Nach Überschreiten der Zersetzungsspannung wächst mit Spannungszunahme proportional auch die Stromstärke. Nach Faraday ist die Gewichtsmenge eines elektrolytisch gebildeten Stoffs proportional zu der geflossenen Strommenge (Stromstärke multipliziert mit der Zeit). Für die Bildung von 1 g Wasserstoff (ca. 11,2 Liter, bei der Bildung eines Wasserstoffmoleküls werden zwei Elektronen benötigt) aus wässriger Lösung wird eine Strommenge von 96485 C (As) = 1 Faraday benötigt. Bei einer Stromstärke von 1 A zwischen den Elektroden dauert die Bildung von 11,2 Litern Wasserstoff also 26 Stunden und 48 Minuten.

[0031] Neben dem Redoxpotential ist noch die Überspannung (das Überpotential) von Bedeutung. Auf Grund von kinetischen Hemmungen an Elektroden benötigt man häufig eine deutlich höhere Spannung als sich dies aus der Berechnung der Redoxpotentiale errechnet. Die Überspannungseffekte können je nach Materialbeschaffenheit der Elektroden auch die Redoxreihe ändern, so dass andere Ionen oxidiert oder reduziert werden als dies nach dem Redoxpotential zu erwarten gewesen wäre. Kurz nach Abschaltung einer Elektrolyse kann man mit einem Ampere-Meter einen Stromausschlag in die andere Richtung feststellen. In dieser kurzen Phase setzt der umgekehrte Prozess der Elektrolyse, die Bildung einer galvanischen Zelle ein. Hierbei wird nicht Strom für die Umsetzung verbraucht, sondern es wird kurzzeitig Strom erzeugt; dieses Prinzip wird bei Brennstoffzellen genutzt.

[0032] Wenn man durch eine Elektrolyse eine Trennung einzelner Moleküle oder Bindungen erzwingt, wirkt gleichzeitig ein galvanisches Element, dessen Spannung der Elektrolyse entgegenwirkt. Diese Spannung wird auch als Polarisationsspannung bezeichnet.

ELEKTRODEN

[0033] Es gibt nur wenige Anoden-Elektroden, die während der Elektrolyse innert bleiben – also überhaupt nicht in Lösung gehen. Kohle resp. Mit Bor-dotierter Diamant sind Materialien, die sich während einer Elektrolyse überhaupt nicht auflösen. Es gibt auch Metalle, die sich trotz stark negativem Redoxpotentials nicht auflösen. Dies wird als «Passivität» bezeichnet. Eine Eisenanode, die mit konzentrierter Salpetersäure behandelt wurde, löst sich nicht auf und es gehen keine Eisen (II) oder (III)-Kationen in Lösung; sie hat «Passivität».

[0034] Hemmungserscheinungen an der Anode, die bei der Sauerstoffbildung zu einer Überspannung führen, beobachtet man bei BDD-Diamant-Elektroden (Überspannung: 3 bis 4 V). Bei diesen entsteht bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung Chlor statt Sauerstoff. Dank dieser grossen elektrischen Überspannung von 3-4 Volt ist es deshalb möglich, mit Diamantelektroden ca. 15 verschiedene oxidative Radikale zu erzeugen wie zum Beispiel Hypochlorid CIO- und Hypochlorid-Säure HCIO aber auch H2O2, Ozon O3und andere mineralische Peroxide, die ausgezeichnete Oxidantien darstellen und eine ausgezeichnete biozide Wirkung haben. Wenn alle Radikale in einer Oxidation (Sterilisation) aufgebraucht sind, re-konstituiert sich die Wasserlösung wieder in Wasser, Mineralstoffe und Resten von Salz NaCl.

SPRAYTECHNOLOGIE AEROSPRAY

[0035] Die Aerospray ist eine Technik, die einen feinen Nebel aus Millionen von Mikrotröpfchen von 10 bis 40 nm Durchmesser erzeugt. Diese winzigen Tröpfchen aus mikroclusterisiertem Wasser mit Nährstoffen und Spurenelementen werden mit Hilfe einer speziellen Druckdüse als Sprüht-Kanone auf die Blätter von Kulturpflanzen verbreitet, um das ganze Pflanzenmaterial zu befeuchten und mit Nähstoffen zu versorgen.

[0036] Zur Erzeugung solch kleiner Mikrotröpfchen sind Drücke von 60 atm und mehr nötig und spezielle Luft assistierte Düsen, die für die Vernebelung des mit elektrolysiertem mikroclusterisiertem Wasser dienen.

[0037] Die Aerospray-Technologie ist für die Behandlung und Benetzung der Pflanzen-Blätter mit der Düngerlösung sehr geeignet und die geeigneten Sprühdüsen wurden vom Erfinder dafür speziell entwickelt.

PHYSIOLOGISCHE NÄHRLÖSUNG

[0038] Die physiologische Nährlösung wird vorgängig der Wasser-Elektrolyse dem Brumisations-Wasser zugegeben.

[0039] Die Nährlösung besteht aus Nährstoffbestandteilen, die in einer Konzentration von vorzugsweise 602.1245 mg resp. 602.1245 ppm pro Liter dem Brumisations-Wasser zugegeben werden.

[0040] Es müssen alle essentiellen Elemente in der Nährlösung angeboten werden. Es müssen deshalb optimale Bedingungen geschaffen werden, dass alle essentiellen Pflanzen-Nährstoffe in ausreichendem Masse N (Stickstoff), P (Phosphor), K (Kalium), Mg (Magnesium), Ca (Kalzium), S (Schwefel), Fe (Eisen), Mn (Mangan), Zn (Zink), B (Bor), Cu (Kupfer) und Mo (Molybdän) in der Nährstofflösung vorhanden sind. Überdies führt der Erfinder einige Bestandteile ein, die in der gängigen Blattdüngung bislang unzureichend auf ihren Wert geschätzt wurden wie zum Beispiel Selen, Kobalt etc., die schlichtweg als zu teuer abgelehnt wurden.

[0041] Rezeptur und selektive Ionen-Aufnahme: Das Wichtigste dabei ist der spezifische Bedarf der jeweiligen Pflanzenart; jede Varietät zeigt nämlich in jeder Lebensphase einen unterschiedlichen Bedarf in Bezug auf den Gehalt N, P, K, Mg usw. Die unterschiedlichen Entwicklungsstufen einer Pflanze erfordern also eine noch spezifischere Rezeptur, als die Qualitätsunterschiede des angelieferten Leitungswassers.

[0042] Vorzugsweise enthält das elektrolysierte, mikroclusterisierte Sprüh-Wasser für eine optimale Blattdüngung die folgenden gelösten Bestandteile in einem Liter Wasser. <tb>Nitratsticktoff NaNO3<SEP>80 mg<SEP>80 ppm <tb>Ammoniumstickstoff NH4NO3<SEP>70 mg<SEP>70 ppm <tb>Phosphat P2O5<SEP>150 mg<SEP>150 ppm <tb>Kaliumoxid K2O<SEP>200 mg<SEP>200 ppm <tb>Magnesiumsulfat MgSO4<SEP>50 mg<SEP>50 ppm <tb>Calciumsuperphosphat Ca(H2PO4)2<SEP>50 mg<SEP>50 ppm <tb>Bor B<SEP>0.375 mg<SEP>0.375 ppm <tb>Kupfer Cu<SEP>0.200 mg<SEP>0.200 ppm <tb>Eisen Fe<SEP>0.875 mg<SEP>0.875 ppm <tb>Mangan Mn<SEP>0.500 mg<SEP>0.500 ppm <tb>Molyptän Mo<SEP>0.0425 mg<SEP>0.0425 ppm <tb>Zink Zn<SEP>0.075 mg<SEP>0.0750 ppm <tb>Selen Se<SEP>0.052 mg<SEP>0.0520 ppm <tb>Cobalt Co<SEP>0.005 mg<SEP>0.005 ppm <tb>Total Nährstoffe<SEP>602.1245 mg<SEP>602.1245 ppm

Elektrolyte und Oxidative Radikale

[0043] <tb>Natriumchlorid NaCl<SEP>83.000 mg<SEP>83.000 ppm <tb>Hypochloridsäure HCIO + Hypochlorid ClO–<SEP>5.000 mg<SEP>5.000 ppm <tb>Ozon O3<SEP>0.0250 mg<SEP>0.0250 ppm <tb>Wasserstoffperoxid H2O2<SEP>0.0100 mg<SEP>0.0100 ppm <tb>Totale Elektrolyte und Oxidative Radikale<SEP>88.035 mg<SEP>88.035 ppm <tb>Total gelöste Stoffe in ionischer Form<SEP>690.9745 mg<SEP>690.9745 ppm

DIE LÖSUNG DER AUFGABE

[0044] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patent-Ansprüche definiert.

[0045] Gemäss der Erfindung zeigt das Verfahren zur verbesserten, biologischen Blatt-Düngung von Pflanzen mit mikroclusterisiertem Wasser zur pflanzlichen Ernährung und Desinfektion des Pflanzgutes während des Kulturprozesses mittels Fein -Brumisation von mit Bor-dotierten Diamantelektroden elektrolysiertem, pH neutralem, mikroclusterisiertem Wasser mit Nährstoffzugaben, und im Luft assisitiertem Mikrosprayverfahren appliziert, die Art und Weise der Vernebelung, der sterilisierenden natürlichen Biozide und verbesserten und schnelleren Resorption der Dünge-Nähstoffe, auf.

[0046] Gemäss der Erfindung zeigt das neue Blatt-Dünge-Verfahren die technische Ausführung und Anwendung auf, bezüglich der Kombination von neuer Vernebelungstechnologie mit speziellen Düsen und elektrolytisch aus Wasser hergestelltem, mikroclusterisiertem Wasser mit oxidativen, sterilisierenden Radikalen mittels eines Elektrolyse-Generators mit vorzugsweise Bor-dotierten Voll-Diamant-Elektroden auf. Dabei spielen das mittels Diamant-Elektrolyse mikroclusterisierte Wasser in Kombination von speziellen Nährstofflösungen zur optimalen Zellmembran -Absorption in Pflanzen Blättern die Hauptrollen für das innovative Verfahren.

[0047] Die Erfindung bildet ein integriertes System, in welchem die technischen Komponenten zur Herstellung des mikroclusterisierten Wassers und, der Oxidativen Radikale zur verbesserten und schnelleren Resorption und Desinfektion (fungizide, bakteriziede, viruzide Wirkung) in der Kombination mit der neuartigen Brumisations-Technologie (Luft assisierten Sprays-Technologie) zur verbesserten und schnelleren Blatt-Düngung mit spezieller Nährstoff-Rezeptur (organisch oder auch anorganisch) von Pflanzen-Kulturen, integriert sind.

[0048] Dabei liegt der Schwerpunkt der Innovation nicht nur in der technischen Kombination der neuartigen Brumisationstechnologie mit der resorbierenden und sterilisierenden Wirkung von mit Bor-dotierten Diamant-Elektroden hergestelltem Elektrolyse-Wasser, sondern auch in der Kombination der elektrolysierten und oxidierten Nährstoff Komponenten, die durch die Elektrolyse physiologisch elektrochemisch so aufgeschlossen werden, dass sie von Pflanzen-Blättern ohne enzymatischen Umbau sofort absorbiert werden können. Zudem führt das neue VerfahrenDank der elektrischen Mikrostimulation mittels der im Elektrolyse-Wasser vorhandenen Elektronen, zu einem 50% schnelleren Wachstum von Kulturpflanzen.

[0049] In intensiven Versuchen wurden der Grad der Mikroclusterisation (3 Moleküle pro Cluster), die optimalen Konzentrationen von oxidativen sterilisierenden Radikalen im Wasser und die Konzentrationen der mineralischen (oder mineral-organischen) Nährstoffe, wie auch die Resorptions-Effizienz und Resorptions-Geschwindigkeit der Nährstoffe in die Pflanzenblätter eruiert und die spezifischen Parameter für die Spray-Brumisation wie Wassermenge, Druck und Wärme des Elektrolyse-Wassers und Düsenquerschnitte, zur optimalen erfolgreichen Blatt-Düngung bestimmt, bestimmt.

[0050] Nach Kenntnisstand des Erfinders ist die hier beschriebene Kulturtechnik zur rückstandsfreien, sauberen, effizienten, kostengünstigen und keimfreien und Wachstum stimulierenden Blatt-Düngung von Pflanzen, mit den angewendeten kombinierten Technologien und Applikationen nicht bekannt und wird in dieser Form weltweit noch nicht angewendet, was die Patentwürdigkeit und Innovative Erfindung glaubhaft belegt.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0051] Die Erfindung soll am Beispiel einer Blattspritzung mit dem beschriebenen Verfahren und den angewandten Applikations-Technologien erörtert werden. Die Spraytechnik für die Blatt-Düngung in Pflanzen Kulturen unterscheidet sich nicht wesentlich von der beschrieben Technik im zu patentierenden Verfahren.

[0052] Zur Durchführung des Verfahrens sind folgende Gerätschaften notwendig: <tb>1.<SEP>Beispielsweise Brumisationsgerät 20 Liter mit Druckerzeugungs-Pumpe ca. 2 Liter Minutenleistung mit vorzugsweise 60 atm und Luftkompressor vorzugsweise 1 bis 30 m<3>oder mehr Luftvolumen-Stundenleistung; alle Teile korrosionsfrei, mit elektrischem Antrieb 220 V/50/60 Hz, mit speziellen Vernebelungsdüsen oder Sprühlanze mit oder ohne elektrostatischer Luft assistierten Sprüh-Düse/n. <tb>2.<SEP>Elektrolyse Generator mit vorzugsweise einer oder mehreren einkammrigen Elektrolyse-Zellen, parallel geschaltet, mit vorzugsweise Bor gedopten Diamant-Elektroden mit einer elektrischen Überspannung von 3-4 Volt, Pumpe aus korrosionsfreiem Material mit einer Schöpfleistung von vorzugsweise 1 bis 5 Litern pro Stunde und 4 bar Druck, Filter mit 50 mesh, Flussmeter bis 5 Liter pro Stunde, Druckregulierung mit vorzugsweise 2 Hähnen und 2 Manometern, elektrischer Wasser-Flusssensor, Elektronische Steuereinheit mit Zeit gesteuerter automatischer Elektroden-Umkehrpolarisation, Redox-Meter, mSiemens/cm Konduktivitäts-Meter und Wasser- und Umluft-Thermometer-Sensor. <tb>3.<SEP>Container mit Nährstofflösung von vorzugsweise 10 bis 20 Litern Inhalt mit Deckel und Absaugschlauch, Entleerungs -Ventil mit Eintritts- und

[0053] Austrittshahn, Wasser-Leitungen, Einweg-Rücklauf-Ventil. Elektronische programmierbare Steuereinheit mit Schalter, elektronische Nährstoff-Wasser-Pegel-Kontrolle mit elektronischem Abfluss-Ventil, Ein- und Ausschaltknopf. Zeitmess- und Schalt-Uhr, Wasser Zu- und Ableitungs-Zähler, freies Chlor-Messgerät bis 20 ppm. Injektionspumpe bis 5% der Durchflussmenge/h und Eingangs- und Ausgangsleitungen mit Hahn und Verbindungsschlauch zu Brumisationsgerät oder Sprühlanze oder Sprüh-Düse/n.

[0054] Als erster Arbeitsschritt wird das Wasser-Elektrolyse-Gerät an das Stromnetz angeschlossen 110/230 V.

[0055] Das Elektrolyse-Gerät wird alsdann eingeschaltet.

[0056] Der Nährstoff -Kanister mit 10 bis 20 Liter Inhalt wird mit normalem härtearmem Wasser gefüllt und je nach Bedarf mit vorzugsweise 690.9745 mg Mineralsalzen pro Liter versehen. Diese Nährstoff-Mineralien können in Form einer konfektionierten Brausetablette für 10 oder 20 Liter dem Wasser zugegeben werden. Die vorprogrammierte Elektrolyse-Einheit wird jetzt eingeschaltet. Die Korrosion beständige Pumpe 150 Liter)/h) pumpt nun das mittels einer Injektionseinrichtung mit mineralischen Nährstoffen versehene Wasser durch die Elektrolysen -Zelle/n. Dort wird das Wasser über die Bor-dotierten Voll-Diamant-Elektroden (Anode/Kathode) elektrolysiert sowie mikroclusterisiert und es entstehen Oxidative Radikale und oxidierte Nährsalze, die auf Blatt-Oberflächen eine ultra-schnelle Superoxidation bewirken, die zu einer vollständigen Desinfektion und Abtötung von Mikroorganismen führt und vom Pflanzen-Blattwerk sofort aufgenommen werden kann.

[0057] Das vorproduzierte mikroclusterisierte Elektrolysewasser mit den oxidierten Nähstoffen wird anschliessend in die Brumisations-Spraymaschine einefüllt.

[0058] Durch einen Druck auf den Start Schalter kann jetzt Sprayvorgang ausgelöst werden und es werden Oxidative Mikrocluster-Wasser-Tröpfchen mit einer Grösse von vorzugsweise 10 bis 40 Mikron und falls elektrostatische Düsen verwendet werden mit einer Ladung von 600 bis 1200 Volt produziert, die von den zu düngenden Pflanzen-Teilen und Flächen elektrostatisch angezogen werden und die in der Folge durch die Oxidativen Radikale im elektrolyierten mikroclusterisierten Wasser-Nebel desinfiziert und mit Nähstoffen versorgt werden.

[0059] Dieser Brumisation-Spray kann auch ohne elektrostatische Spray-Technologie durchgeführt werden.

[0060] Das oxidative mikroclusterisierte Wasser hat eine verlängerte Wirkungszeit, was die Resorbtion der Nährstoffe und Desinfektions-Intensität begünstigt. Die Blatt-Resorption ist wegen der geringen Oberflächenspannung des mikroclusterisierten Wassers optimal und perfekt und es entstehen keine toxischen Rückstände. Dieses Blattdünge-Verfahren mittels mikroclusterisierter Elektrolyse-Wasser-Brumisation mit oder ohne elektrostatischer Spraytechnologie mit Oxidativen Radikalen ist billiger als jedes andere Düngeverfahren mit Chemie. Der Energieverbrauch beträgt lediglich 60 W/h für die Herstellung von 1 bis 5 Litern Brumisations-Flüssigkeit. 50% der Düngekosten können normalerweise eingespart werde.

[0061] Die LED und/oder Amalgam-Lichtschläuche brennen 24 Stunden und spenden den Kulturen die nötige Lichtenergie zur pflanzlichen Photosynthese.

[0062] Nach ca. 21 Tagen können die Salate geerntet werden, indem die Köpfe einfach aus der Trommel gezogen oder geschnitten werden. Zum Verzehr ist kein zusätzliches Waschen nötig, da der Salat steril und sauber ist.

Claims (7)

1. Verfahren und Gerät zur sterilen verbesserten Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mit mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisertem Wasser, hergestellt mittels Bor-dotierter Diamant-Elektroden-Elektrolyse.

2. Gerät zur verbesserten sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens über folgende Einzelkomponenten verfügt: – Elektrolyse Generator mit vorzugsweise einer oder mehreren ein-kammrigen Elektrolyse -Zellen, parallel geschaltet, mit vorzugsweise Bor gedopten Diamant-Elektroden mit einer elektrischen Überspannung von 3 bis 4 Volt, Pumpe aus korrosionsfreiem Material mit einer Schöpfleistung von vorzugsweise 150 Litern pro Stunde und 4 bar Druck, Filter mit 50 mesh, Flussmeter bis 150 Liter pro Stunde, Druckregulierung mit vorzugsweise 2 Hähnen und 2 Manometern, elektrischer Wasser-Flusssensor, Elektronische Steuereinheit mit Zeit gesteuerter automatischer Elektroden-Umkehrpolarisation, Redox-Meter, mSiemens/cm Konduktivitäts-Meter und Wasser- und Umluft-Thermometer-Sensor. – Brumisationsgerät mit Druckerzeugungs-Pumpe, vorzugsweise 60 atm und Luftkompressor, vorzugsweise 1 bis 3 m<3>Luftvolumen-Stundenleistung; alle Teile korrosionsfrei, mit elektrischem Antrieb 220 V/50/60 Hz, mit speziellen Vernebelungs-Düsen oder Sprühlanze, mit oder ohne elektrostatischer Luft assistierten Sprüh-Düse/n angebracht, seitlich auf die Zylinder-Trommeln gerichtet. – Container mit Nährstofflösung von vorzugsweise 10 bis 20 Litern Inhalt mit Deckel und Absaugschlauch, Entleerungs-Ventil mit Eintritts- und Austrittshahn, Wasser-Leitungen, Einweg-Rücklauf-Ventil. Elektronische programmierbare Steuereinheit mit Schalter, elektronische Nährstoff-Wasser-Pegel-Kontrolle mit elektronischem Abfluss-Ventil, Ein- und Ausschaltknopf. Zeitmess- und Schalt-Uhr, Wasser Zu- und Ableitungs-Zähler, freies Chlor-Messgerät bis 100 ppm. Injektionspumpe bis 5% der Durchflussmenge/h und Eingangs- und Ausgangsleitungen mit Hahnen und Verbindungsschlauch zu Brumisationsgerät oder Sprühlanze oder Sprüh-Düse/n.

3. Verfahren zur sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch die Elektrolyse in Mikrocluster von 3 Molekülen elektrochemisch aufgespalten wird, was zu einer 3- bis 4-fach besseren Resorption zusammen mit den Nährstoffen ins Pflanzenblatt führt.

4. Verfahren zur sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das sterilisierende Medium aus mineralischen Nährstoffe enthaltendem neutralem, mikroclusterisierten elektrolysiertem Wasser besteht, das mit Bor-dotierten Diamant-Elektroden hergestellt wird und in einer nicht Pflanzen-toxischen Konzentration eingesetzt wird.

5. Verfahren zur sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolyse-Wasser zusätzlich zu den sterilisierenden oxidativen Radikalen die folgenden Pflanzennährstoffe pro Liter enthält: Vorzugsweise enthält das elektrolysierte Brumisations-Wasser die folgenden gelösten Bestandteile in organischer oder anorgaischer Form in einem Liter Wasser. <tb>Nitratsticktoff NaNO3<SEP>80 mg<SEP>80 ppm <tb>Ammoniumstickstoff NH4NO3<SEP>70 mg<SEP>70 ppm <tb>Phosphat P2O5<SEP>150 mg<SEP>150 ppm <tb>Kaliumoxid K2O<SEP>200 mg<SEP>200 ppm <tb>Magnesiumsulfat MgSO4<SEP>50 mg<SEP>50 ppm <tb>Calciumsuperphosphat Ca(H2PO4)2<SEP>50 mg<SEP>50 ppm <tb>Bor B<SEP>0.375 mg<SEP>0.375 ppm <tb>Kupfer Cu<SEP>0.200 mg<SEP>0.200 ppm <tb>Eisen Fe<SEP>0.875 mg<SEP>0.875 ppm <tb>Mangan Mn<SEP>0.500 mg<SEP>0.500 ppm <tb>Molyptän Mo<SEP>0.0425 mg<SEP>0.0425 ppm <tb>Zink Zn<SEP>0.075 mg<SEP>0.0750 ppm <tb>Selen Se<SEP>0.052 mg<SEP>0.0520 ppm <tb>Cobalt Co<SEP>0.005 mg<SEP>0.005 ppm <tb>Total Nährstoffe<SEP>602.1245 mg<SEP>602.1245 ppm Elektrolyte und Oxidative Radikale <tb>Natriumchlorid NaCl<SEP>83.000 mg<SEP>83.000 ppm <tb>Hypochloridsäure HCIO + Hypochlorid ClO–<SEP>5.000 mg<SEP>5.000 ppm <tb>Ozon O3<SEP>0.0250 mg<SEP>0.0250 ppm <tb>Wasserstoffperoxid H2O2<SEP>0.0100 mg<SEP>0.0100 ppm <tb>Totale Elektrolyte und Oxidative Radikale<SEP>88.035 mg<SEP>88.035 ppm <tb>Total gelöste Stoffe in ionischer Form<SEP>690.9745 mg<SEP>690.9745 ppm

6. Verfahren zur sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen und Oligoelementen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzung des mikroclusterisierten Elektrolysewassers inklusive der Pflanzennährstoffe mittels Spray-Brumisation erfolgt, wobei der Brumisationsspraynebel mit speziellen Druck-Luft assistierten Düsen in einer ersten Version ohne elektrostatische Düsen-Vorrichtung und in einer zweiten Version mit elektrostatischen Düsen erfolgen kann.

7. Verfahren zur sterilen Blatt-Düngung von Pflanzen aller Art mittels mineralischen Nährstoffen enthaltendem, mikroclusterisiertem, elekrolyiertem Wasser, gemäss Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dank der Kombination von neutralem, mikroclusterisiertem Elektrolyse-Wasser hergestellt mit Voll-Diamant-Elektroden oder mit anderen Elektroden mit einem elektrischen Überpotential von 3 bis 4 Volt, die Pflanzen-Nährstoffe durch die Elektrolyse so oxidiert werden, dass diese dank der Brumisations-Technologie, mittels Mikrotröpfchen pflanzenphysiologisch besser und 3- bis 4-mal schneller von Blättern aufgenommen werden können. Zudem werden gleichzeitig dank dem Elektrolyse-Wasser und den oxidativen Radikalen die Blätter der Pflanzen sterilisiert, was zur Vernichtung oder Prävention von pathogenen Mikroorganismen führt und zusätzlich mittels der überschüssigen Elektronen eine Elektrostimulation mit einer Wachstums-Steigerung in Pflanzen erfolgt.