EP0238493A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbau eines elektrischen gleichfeldes im erdboden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbau eines elektrischen gleichfeldes im erdboden

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Publication number
EP0238493A1
EP0238493A1 EP19850906025 EP85906025A EP0238493A1 EP 0238493 A1 EP0238493 A1 EP 0238493A1 EP 19850906025 EP19850906025 EP 19850906025 EP 85906025 A EP85906025 A EP 85906025A EP 0238493 A1 EP0238493 A1 EP 0238493A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
area
negative potential
electrodes
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19850906025
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Oppitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eltac Nogler und Daum KG
Original Assignee
Eltac Nogler und Daum KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eltac Nogler und Daum KG filed Critical Eltac Nogler und Daum KG
Publication of EP0238493A1 publication Critical patent/EP0238493A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth

Definitions

  • the invention relates to a method and a device as described in more detail in the preamble of patent claims 1 and 18.
  • a method and a system for establishing a constant electric field in the ground are already known - in accordance with EP-A 87 663 - in which two electrodes which are spaced apart from one another below the surface of the earth are connected to one another via a line system.
  • An electrode, in particular the cathode is arranged in a floor area of the floor adjacent to the floor surface and the further electrode, in particular the anode, is arranged in a floor area located at a greater distance from the floor surface.
  • Electrodes made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is filled with conductive, corrosion-resistant and electrolytically resistant materials. These materials can be replaced by carbon, e.g. Charcoal, graphite or soot can be filled.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Electrodes of this previously known system are formed by metal wires or by a network of metal wires and accordingly do not have adequate mechanical and chemical resistance.
  • the invention has for its object to provide a system for establishing an electric field, with which the establishment of a large-area homogeneous electric field is possible, which can be used in both active and passive operation and the sufficient flux over a long period - Transport of liquids and ions in the ground and / or in plants is made possible.
  • a further embodiment of the invention is particularly advantageous.
  • the applied electrical Energy taking into account the potential energy of the transported nutrient or the liquid as well as taking into account the resistance between the two areas of the field and the field distribution becomes a basic requirement for a continuous, constant transport of nutrients or liquids and ions in the Area with negative potential of the field, ie when using electrodes, in the area of the cathode.
  • the electric field strength can be adapted to the amount of liquid or nutrients or ions in the region with a negative potential, for example by reducing the current and / or the voltage in the electric field, the subsequent transport of liquids, nutrients ions or ions from deeper soil areas or in the juice flow to existing areas are reduced and this formation of jams can be avoided.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is described in claim 3.
  • the establishment of a setpoint and a dependent regulation or control of the field strength with regard to a reduction and increase that is dependent on this prevents the formation of a jam or a breakdown of the electro-osmotic transport system.
  • the voltage is not increased above a maximum of 30 volts with a reduced current consumption, the occurrence of a hysteresis effect, in particular in the region of low-salt soil layer and the collapse of the electric field can be counteracted.
  • An embodiment according to claim 5 is also advantageous, since the field strength and above all the voltage in the field is reduced when the salt content in the liquid is higher, since the voltage drop in other soil layers which are not as saline is increased due to the corresponding increase in the conductance value , is increased due to the lower voltage drop in the salt-rich liquid, which can otherwise cause damage. Moreover, the increase in tension in saline liquids also increases the water transport to an undesirable extent if the tension is not reduced.
  • the transport conditions for the nutrients or liquids or ions can be adapted to different resistance and field course criteria within the overall osmotic system, so that the permissible voltages are not exceeded and without Damage caused by excessive current strengths in individual areas enables a continuous transport of nutrients, liquids or ions.
  • the magnesium deficiency in some types of soil has already in earlier times repeatedly caused the plants to die, for example the needles of conifers or the leaves, in particular in the case of fruit trees, to become yellow, and more recently as a result of the environmental influences or the Immission increased by acid rain is reduced by the invention.
  • the basic magnesium which is dissolved by the so-called “acid rain” and the acidic solutions formed thereby is replaced by the magnesium which is released when the electrodes are dissolved.
  • a sufficient amount of magnesium is again present in the soil, and the known environmental damage, such as, for example, tree crown death, in particular in coniferous forests and in fruit trees, is reduced or prevented at all.
  • liquids or ions and / or nutrient salts are supplied between the electrodes assigned to the soil regions with positive and negative potential, since this increases the fluid absorption or nutrient absorption, in particular of plants, independently of Limit values of an electro-osmotic liquid and nutrient transport can be compensated for and, in the case of extremely permeable soils, the liquid or nutrients supplied in this way can be kept in the planting area using the electric field, regardless of whether these liquids, nutrients or the like ionic electric field, another electric field for transporting liquids, nutrients and ions from deeper areas is superordinate.
  • a further, in particular independent, advantageous method is described in claim 17. This ensures that the resulting nutrient or liquid movement remains directed towards the surface of the earth or the nutrient transport of the plant even in the case of superimposed electrical fields.
  • the invention also includes a device, in particular for carrying out the method as described in the preamble of patent claim 18.
  • This device is characterized by the features in the characterizing part of claim 18.
  • a further embodiment of the device is characterized in claim 20. This makes it possible to keep the moisture in the vegetation area as the area of the roots of the plants.
  • a further embodiment of the apparatus describes the patent claim 21.
  • An advantageous further embodiment of the device according to the invention is contained in claim 23.
  • the arrangement of the drainage pipe and the supply of liquids and / or nutrients or or ions through the drainage pipe can stabilize the liquid requirement of the plants independently of the amount of liquid transported in the electrical field.
  • An embodiment according to claim 24 brings further advantages. This advantageously enables fully automatic control of the electric field on the basis of the characteristic values determined in each case.
  • An embodiment variant according to patent claim 26 is also advantageous. By regulating the rate of degradation using the diaphragm, the build-up of the electric field between the anode and the cathode can be regulated accordingly.
  • a device according to claim 28 is also advantageous.
  • This solution can surprisingly promote the nutrient transport of a plant in very specific areas, for example in the transition area between soil and root or in the direction of individual branches of the tree, and thus influence plant growth to the desired extent .
  • a further development according to claim 31 is also advantageous.
  • the supply of acidic liquids such as those caused by environmental influences and the so-called “acid rain”
  • these acidic solutions are neutralized by the bases released during the dissolution of the electrode and cannot disadvantageously change the pH in the soil.
  • a device according to claim 32 is also advantageous, since it enables the palatinate, that is to say the parts of the plant of the grafted plant applied to the parent plant, to be strengthened in their growth by accelerating the supply of nutrients and to accelerate their development.
  • FIG. 1 shows the application of the method according to the invention and the design of the device according to the invention on a plant formed by a tree on the basis of a cut through the soil receiving the roots of the plant;
  • FIG. 2 shows an embodiment variant of the method according to the invention or of the device according to the invention for supplying small plants with moisture from deeper soil layers;
  • FIG. 3 shows the method and the arrangement of the device according to the invention for building up an electric field superimposed on the natural nutrient transport through ion migration;
  • Fig. 4 contains a magnesium and with different
  • FIG. 6 shows a diagram of the voltage profile and the current consumption of the superimposed electrical fields according to the arrangement of the anodes and cathodes in FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a detail of part of a soil in a diagrammatic representation with a supply line for nutrients and / or liquids arranged in the electric field for holding the liquids and nutrients or ions in the root area of the plants;
  • FIG. 8 shows the arrangement of a rod-shaped, one-piece, combined cathode and anode for preferred use in tree renovation for establishing an electric field in the root area thereof;
  • 10 shows a diagrammatic representation of a network-shaped electrode constructed according to the invention
  • 11 shows a section through a conductor of the reticulated electrode according to lines XI-XI in FIG. 10.
  • Fig. is shown from the plant 1 a tree, a tree trunk 2 and branches 3 and the roots 5 extending in the ground 4.
  • the soil 4 consists of different layers running parallel to the earth's surface 6, for example a layer 7 consisting of humus, a water-permeable sand-permeable layer 8, and a water-impermeable clay layer 9.
  • the groundwater 10 is located in the lower region of the layer 8 impregnated with sand , which, due to the underlying layer of clay layer 9, cannot sink further.
  • a groundwater table 11 is located at a considerable distance from the root 5 of the plant 1 closest to the groundwater table 11.
  • the layer 8 interspersed with sand lying above the groundwater table 11 is very dry, since the moisture penetrating from the earth's surface 6 afterwards Leakage of the humus layer 7 in the subsequent layer 8 cannot be kept, but immediately seeps into the area of the groundwater 10. If the water supply or moisture supply from the earth's surface 6 is now insufficient, the plant 1 cannot develop to an extent corresponding to normal growth.
  • a device 12 for establishing an electrical constant field 14 indicated by field lines 13.
  • the device 12 comprises a
  • the output 16 present at the positive potential is connected to an electrode 17 arranged in the area of the groundwater 10.
  • An output 18 present at the negative potential of the DC voltage source 15 is via a Line 19 is connected to an electrode 20 arranged in the layer 7, for example in the humus layer or in the vegetation area, which can be formed by a conductive network.
  • the electrode 20 thus forms the cathode while the electrode 17 forms the anode and therefore the DC electrical field 14 builds up between these two.
  • the effect of the DC electric field 14 becomes weaker or stronger, ie more or less moisture is conveyed from the groundwater 10 into the area of the layer 7, as is indicated schematically by arrows 21.
  • the field strength of the field may not be sufficient to bring a sufficient amount of moisture into the root area of the plant 1. Therefore, in order to accelerate the moisture transport in the immediate root area of the plants, it is possible to arrange a further electrode 22 acting as an anode between the electrode 20 and the electrode 17 present at the positive potential, so that an electrode 22 and the electrode 20 are arranged between this electrical direct field 23 superimposed on the electrical direct field 14 is established, which is indicated schematically by field lines 24.
  • This cascade-shaped arrangement of the constant fields 14 and 23 leads to the increased water transport indicated by stronger arrows 25 in the direction of the roots 5 of the plant 1.
  • the electrode 22 acting as an additional anode consists of a metal which has a negative potential in the electrochemical voltage series of the metals.
  • a metal is, for example, magnesium, but aluminum or zinc could optionally also be used. It is only important in this case that the electrode 22 with its end region facing the electrode 20 by a distance X is arranged below the electrode 20 so that an electric field 23 can build up between the electrodes 22 and 20.
  • the advantage of the cascaded electrical fields is, among other things, that lower voltages can be used in each individual field and the voltage related to the surface is the limit value at which electrolysis of moisture or water can occur, is not exceeded. This avoids the formation of aggressive substances that attack the electrodes and could damage the roots 5 of the plant 1.
  • Electrodes 26 for example, in the layer 7 containing humus, which is connected to the tree trunk 2 of FIG.
  • Plant 1 connected electrode 27 is interconnected via a connecting line 28. If a metal is used as the material for the electrode 26, which is more negative in the electrochemical voltage series of the metals than the metal of the electrode 27 or the connecting line 28, an electrical direct field 29 is created, which is symbolized by the field lines 30 is indicated.
  • an electrode 31 forming an anode can be inserted into the tree trunk 2 of the plant 1, for example using conductive varnish or conductive substances in the tree trunk.
  • This electrode can be connected via connecting lines 32 to electrodes 33, 34, which are arranged at a distance from the electrode 31 in the direction of nutrient transport - arrow 35.
  • the electrodes 33 can be made through cuts made in the branches or the tree trunk, into which metal parts are introduced into the tree trunk 2 via conductive adhesives or connecting means or via cuts made on the branches 3 cuffed electrodes 34 may be connected to the negative potential.
  • the electrical field between the electrodes 31 or 33 and 34 can be built up by means of galvanic elements or by means of DC voltage sources arranged independently thereof. If a galvanic element is provided, then a metal is to be used for the material of the connecting lines 32 or the electrodes 33 and 34, which has a low negative potential in the electrochemical voltage series compared to a normal hydrogen electrode than the metal of the one serving as anode 31 Electrode. Magnesium or a magnesium compound is preferably used for the electrode 31, while copper or carbon fiber conductors can be used for the connecting line and carbon fibers, iron or the like can be used for the electrodes 33 and 34.
  • FIG. 1 further shows that it is also possible within the tree trunk 2 or the plant 1, by means of the electrical constant fields 29 or 36 between the electrodes 31 and 33 or 34, an electrical field superimposed on the cell system of the plant 1 to be carried out with which the plants are transported independently of the oxidation and reduction mechanisms and the transport of nutrients caused by the migration of ions, so that the individual cells receive more metals or salts and nutrients for processing in the oxidation and reduction processes is fed.
  • the trunk structure or the plant development or the development of the individual fruits and their ripening process can be controlled as desired.
  • a preferred application of the method and the device is to support the development of palaces applied to a plant during a finishing process.
  • FIG. 2 shows the arrangement of cascade-shaped DC fields 37, 38 between an electrode 17 located in the groundwater 10 and an electrode 40 located in the vegetation area of plants 39, which is adjacent to the negative potential of a DC voltage source 15.
  • the electrodes 41 additionally arranged to build up the electric fields 38 between the electrodes 17 and 40 in the illustrated embodiment consist of so-called sacrificial anodes 42, i.e. from metals which, compared to the electrode 40 in the electrochemical voltage series, have a negative potential compared to a normal hydrogen electrode.
  • This electrode 41 is additionally doped with nutrient salts 43 or insecticides 44 or the like, which, as indicated with schematic arrows, by the electrochemical process between the anode and the cathode due to the galvanic element. free degradation of the sacrificial anode and move towards the roots 45 of the plants. This means that these insecticides and nutrient salts are supplied to the individual cells of the plants with the moisture transport and the other minerals.
  • FIG. 3 the sequence of the ion migration between the individual cells and the nutrient transport superimposed on them through the electric field are illustrated in a greatly simplified and schematic manner using an example. These relationships essentially correspond to those in FIG. 2 between the sacrificial anode 42 and the
  • Electrode 40 or the process 45 is shown in FIG. 3 with the aid of an electric field which is located between the roots 45 of a plant 39 and a sacrificial anode 42 arranged in its area or one on the plant 39 in the area above Earth surface 6 located electrode 46 extends with negative potential.
  • the sacrificial anode 42 is formed by magnesium, pure magnesium being advantageously used. Above all, the magnesium should be aluminum-free to avoid damage to the roots or plants.
  • the further advantage that occurs with a sacrificial anode 42 made of magnesium is that the electrochemical degradation of the sacrificial anode 42, due to the electrochemical element 48 building up between it and a cathode 47 located in the plant 39, for example, leads to the magnesium ions 48 Apply roots 45 of the plant 39 or an accumulation of such magnesium ions 48 occurs in the root area.
  • precipitation such as rain 49 - which is indicated schematically by dashed lines - is caused by the connection of the rain or
  • Snow with the sulfur present in the air is a sulfurous acid which penetrates into a humus layer 50.
  • the reaction of the sulphurous acid with the magnesium present in the soil creates magnesium hydroxide Mg (0H) 2 .
  • the effect of acid rain in the soil and the resulting change in pH are avoided.
  • magnesium ions 5 leads to hydrogen or foreign ions 51, such as negatively charged salt residues and hydroxide ions, such as C1 ⁇ , NO., -, P0 4 3-, S0 4 2, HC0 3 -, COO " , OH " and CH 3 -, on the other hand, are repelled by the positive anions or rubbed off by the roots 45, as is shown schematically by small arrows in the area of one of the
  • An electrode 52 is shown in FIG. 4 that in addition to magnesium 53 - if possible in the form of pure magnesium - it can also contain other mineral nutrients. These mineral nutrients, which are distributed through the juice flow within the plant,
  • main elements are divided into main elements (macro elements) and trace elements (micro elements).
  • the main elements are absorbed in larger quantities and used to build up the living substance.
  • the trace elements present in very small quantities are required in order to function properly and effectively
  • the indispensable cations are K + , Ca, Mg, Fe and
  • the indispensable anions are H 2 P0 4 - and SQ 4 2-.
  • the nitrogen is taken up either as the anion NO, - or as the cation NH 4 +. At higher pH values, the nitrogen can also be used as
  • a complete nutrient solution should contain all those cations and anions that the plant needs in a suitable mixture. These include e.g.
  • the electrode 52 is adjacent to the environmental conditions in the area of the plant
  • Plant deposits also doped with, for example, magnesium sulfate 54 - MgS0 4 -, boric acid 55 - H 3 B0 3 - and potassium chloride 56 - KC1.
  • magnesium sulfate 54 - MgS0 4 - boric acid 55 - H 3 B0 3 -
  • potassium chloride 56 - KC1 potassium chloride 56 - KC1.
  • these nutrients or the positive ions, namely the cations migrate in the direction of the electrode adjacent to the negative pole, which is arranged above the roots or in a position distant from the electrode 52 in the direction of the juice flow from this position .
  • the nutrient cations and nutrient anions are thereby, owing to the precisely predefined electrical constant field, independent of the ion exchange or the anion respiration is brought into the area of the sap flow or the supply of these nutrient ions can be made possible in plant areas further away from the roots. This means that the nutrient supply caused by the plant structure and plant physiology is reinforced by the nutrient supply by means of the superimposed DC electrical field.
  • the electrode 52 it is also possible to dope the electrode 52 with any other nutrient salt or with micro- or macro-elements in order to take advantage of the nutrient transport superimposed on the normal processes in plant growth.
  • the advantage of the method according to the invention and when using the device according to the invention is also that the arrangement of the electrodes can influence the intensity of the juice flow or the supply of nutrient salt within the plant, so that the plants grow in certain directions. for example, to enable uniform branch growth in trees.
  • FIG. 5 shows a better understanding of the method according to the invention or to explain a device according to the invention.
  • device 56 shows a block cut out of a ground 4.
  • This soil 4 consists of several layers running parallel to the earth surface 6, the uppermost layer 7 closest to the earth surface 6 being formed, for example, by a vegetation layer such as humus or the like.
  • Further layers 57 and 58 can then be provided in the direction of the schematically indicated groundwater 10, the layer 57 being more permeable to water than the layer 7 due to its structure, but still having a higher water retention capacity than, for example, a layer 58, which is formed by sand or volcanic rock or the like and has almost no water retention.
  • a liquid assigned to the vegetation area sinks relatively quickly into the area of the layer 58 and from there directly into the area of the groundwater 10. This effect is further enhanced if a layer 57 between the
  • Layer 7 and layer 58 are missing at all, as is the case, for example, in volcanic areas or in arid areas.
  • groundwater 10 from the deep soil areas is often to be pumped up from a depth of 20 to 70 meters into the area of roots 5.
  • Electrical fields 59, 60 and 61 serve this purpose, of which only a few of the field lines 62, 63 and 64 of the respective fields are shown for better understanding and clarity of the drawing. As can be seen, these fields overlap in a cascade fashion, so that the groundwater 10 is conveyed in several steps in an approximately stair-like manner into the region of the roots 5 of the plants 1.
  • the field lines 62 and 64 extend in the effective range of the electrical field 60, that is to say the "passive system", into the area of the anode 66, that is, the electrode which is in that area of the electrical field 60 which has a positive potential.
  • This anode 66 consists, for example, of magnesium or a metal doped with magnesium.
  • This is assigned as an electrode 67, which acts as a cathode, for example a network consisting of a more noble metal than the anode 66.
  • the electric field 60 builds up between the anode 66 and the electrode 67 due to the voltage difference between the two forming the anode 66 and the electrode 67 Materials on.
  • a higher or lower current flow is built up in the electric field 60.
  • this connecting line 68 acts as a short-circuit line between the electrode 67 and the anode 66 for the electrical fields 59 and 61, ie in the region of the electrical field 60 the electrical fields 59 and 61 between the anode 66 and these fields in each case expand assigned electrodes 69, 70 acting as anodes.
  • the field lines 62 and 64 of the electric fields 59, 61 also extend into the area of the electrode 67, which is connected to an output 71 of the energy source 65 which is connected to the negative potential, while the Anodes 69 and 70 are present at an output 72 of the energy source 65, which is at the positive potential.
  • a further anode 73 can be arranged between the anodes 69 and 70 in order to build up an additional electric field 74.
  • the large-area electrodes 67 which can be formed by network-shaped conductors or networks, are usually in the form of a web either directly abutting one another or, as shown schematically in the drawing, at appropriate intervals from one another over the soil surface to be irrigated, below the surface of the earth as far as possible in the area of Root 5 of the plants 1 to be watered.
  • circuit components required to implement the method and the device according to the invention are known from the prior art, and both analog and digital control elements and a wide variety of control systems known from the prior art can be used for implementation become.
  • the current consumption in the area of the outputs 71 and 72 is applied as a control variable via a line 76 to report the control device 75.
  • the voltage is then regulated as a function of the current consumption in such a way that a current setpoint can be preset using an adjusting device 77 and can be compared in a comparator 78 with measured values supplied by a current measuring device 79 via line 76.
  • the difference value determined in this way is then used to control a voltage regulating device 80, with which the voltage is changed to such an extent that the actual current value determined with the current measuring device 79 is preset in the respective electrical field 59 or 61 or 74 with the setting device 77 - corresponds to the current setpoint.
  • bores 81 can be used in bores 81 for the anodes 69, 70, 73 and possibly also 66 measuring devices 82 at different distances or depths below the surface 6 of the earth.
  • These measuring devices 82 can be connected to the control device 75 via a line 83, optionally also each of the measuring elements via a separate line. These measuring devices 82 are preferably used to determine the resistances between the individual layers of the ground or the areas with positive or negative potential or the electrodes associated with them, such as anodes or cathodes.
  • the conductance it is possible to set the necessary voltage for a defined current consumption of the electrical field, so that the voltage regulating device 80 can be used to trical field can be supplied with the appropriate energy to ensure sufficient transport of nutrients, liquids and / or ions.
  • these measuring devices 82 can also be used to determine the current consumption and / or the voltages and / or other characteristic values of the electric field 59 or 61 or 74 or 60.
  • moisture measuring devices 84 are arranged in the area of the roots 5 of the plants 1, that is to say in the vegetation area. These moisture-measuring devices can also be connected to the control device 75, for example the comparator 78 or the voltage control device 80. Depending on the supply of nutrients or liquids or ions, the current consumption and / or the voltage in the electrical field and / or the field strength can then be changed accordingly to prevent the layer 7 from being overfilled with moisture, Nutrients or ions and thus a backlog that leads to a breakdown of the osmotic water transport between the areas with positive potential and the areas with negative potential of the electric fields.
  • the electrical field 60 is also possible to operate the electrical field 60 as an "active system" in which the anode 66 and the electrode 67 are connected to an energy source 65 using a control device 75 or without it.
  • the current consumption or the voltage profile in the individual electrical fields is shown schematically in FIG.
  • the distances at which the electrodes acting as anodes are arranged below the earth's surface 6 are plotted on the vertical axis.
  • the voltage values and the current values are plotted on the horizontal axis.
  • the electric field 59 now extends in those areas in which it is not disturbed by the electric field 60, from the groundwater 10 via the bottom layer 58, the bottom layer 57 and the bottom layer 7 - the boundaries of which are indicated by irregular lines - to the area of the electrode 67 acting as a cathode.
  • the negatively charged salt residues namely the anions and the hydroxide ions, such as C1 “ , N0 3 “ , B0 4 3 “ , S0 4 2” , HC0 3 “ , C00 “ , 0H “ as well as CH 3 "
  • the negatively charged salt residues namely the anions and the hydroxide ions, such as C1 “ , N0 3 “ , B0 4 3 “ , S0 4 2" , HC0 3 “ , C00 “ , 0H “ as well as CH 3 "
  • salts are fed to the groundwater 10 in the area of the anode even during operation, so that there is usually an increase in the conductance in these soil layers receiving the groundwater 10 and usually also a pH of 3-4 during operation.
  • the advantage that results from this is, on the other hand, that salinization of the vegetation area of the soil caused by strongly saline irrigation water can be reduced.
  • the high resistance of the mostly dry, well water-conducting sediment layers, in particular layer 58 causes a correspondingly high voltage drop, whereas in the more humid and better conductive layers 57 and 7 the voltage drop becomes smaller.
  • the voltage of 12 volts in the present exemplary embodiment is now selected in order to ensure a current consumption in the electric field 59 of 2 amperes in accordance with a characteristic curve 86 in accordance with the determined resistances or conductance values.
  • the resulting energy or field strength in the electrical field 59 is then sufficient to cover the potential energy of the transported nutrient or the liquid - that is to say that amount of energy which is used to "lift” the liquids from deeper layers against gravity and to Pushing up the liquid in the area of the roots 5 of the plants 1 is required - ensure.
  • nutrients or liquids or ions flow into the areas between the individual electrodes 67 or are already drawn off from deep-rooted plants. It is therefore necessary to transport a higher quantity of nutrients or liquids from the area of the groundwater 10 than is required in the area of the roots 5 of the plants 1 in order to ensure an adequate supply of the plants 1.
  • the anode 69 of the electric field 61 is arranged in the end region 57 facing the layer 58 and the loss of highly transported nutrients or liquids in the region of the layer 58 is very low, so that the current consumption, as a characteristic curve 87 shows in the electric field 61 is not insignificantly lower than in the area of the electric field 59, namely 1.5 amperes, for example.
  • Layer 57 and, to an increased extent, layer 7, can absorb a great deal of liquid and can be drawn off into the area between the electrodes 67 by the capillary action or the liquid and nutrient salts and ions can already be removed from this area by deep roots the current consumption of the electrical field 60 built up between the anode 66 and the electrode 67 is only a substantially smaller proportion, in the present exemplary embodiment according to characteristic curve 89 approximately 0.6 amperes, in order to prevent the nutrient from collapsing. or liquid transport comes in this area and, on the other hand, to ensure that sufficient amounts are brought into the area of the roots 5 of the plants 1.
  • FIG. 7 shows a further, particularly advantageous embodiment, which can also be used separately from the other features of the method and the device according to the invention.
  • An electrical field 92 is produced between an electrode acting as an anode 93 and an electrode 94 acting as a cathode.
  • the electric field is built up by supplying energy from an energy source 65.
  • the moisture is transported by the action of the electric field 92 into the area of the electrode 94 or at least in the area between the anode 93 and that as the cathode acting electrode 94 held.
  • the liquid 96 which is provided via an inflow line 95 formed, for example, by drainage pipes or any other at least partially porous inflow line or an inflow line in the porous sections, for example as can be mixed with ions and nutrient salts, optionally fed under pressure by means of a pump 97. Due to the quantities of liquid and nutrient salts escaping through openings 98 in the porous sections of the inflow line 95 - indicated schematically by arrows 99 - the soil area, which receives the roots 5 of the plant 1, for example a layer 7, is moistened. In order now the vertical water seepage under the influence of
  • Counteracting gravity in non-water-containing soil layers - which is usually defined as a hydraulic filter speed - is an at least equally large but usually a higher electroosmotic filter speed with reference to the water movement in soils as a result of hydraulic pressure differences to keep the moisture in this area.
  • This is now done by the electroosmotic water movement due to the electric field 92.
  • the liquid emerging through the openings 98 is thus kept in the electric field. Since there is a positive ion layer in the water particles and an excess of anions on the bottom grain surface, the positive charge carriers of the water move along the field lines in the electric field and migrate to the electrode 94 forming the cathode the water molecules can move freely in relation to the soil particles held on them.
  • the inflow line 95 can be provided with a conductive coating 131, e.g. be made of a conductive plastic so that the inflow line itself forms the electrode acting as a cathode.
  • the vegetation area or the layer 7 with soil layers, liquid or nutrients also from deeper groundwater.
  • both the electrode arranged in the region with positive potential and the electrode in the region with negative potential of the electrical field are formed by conductors laid out in a network over a large area or networks extending over large areas.
  • Such an arrangement is particularly recommended for water retention in the vegetation area, especially, for example,% in glass house systems, where the aim is only to ensure that the irrigation water cannot sink into the underlying soil layers, but rather can be used as much as possible to supply the plants . It is then irrelevant whether additional supply lines for liquids, nutrients and / or ions are arranged between these two network-like electrodes or not.
  • FIG. 8 shows a further embodiment variant of a method according to the invention or a device for building up an electric field 100 - indicated schematically by field lines 101 -.
  • the electric field is defined by an area
  • the electrode formed from a rod 104 consists of a metal with a high negative voltage in the electrochemical voltage series of the metals, for example magnesium, which at its end region facing the earth surface 6, that is to say the region with a positive one Potential, with a nobler or higher quality metal, e.g. a carbon-doped plastic coating 105 is provided. Because of the voltage difference in the electrochemical voltage series of the metals, there is between the area
  • the surface of the rod 104 can be covered to a smaller or greater extent with a shrink film 107. This not only prevents an increased removal of the rod material immediately after the plastic coating 105, but also the size of the current flow in the electrical field 100 can be regulated.
  • the rod 104 usually has a circular cross section. At its end opposite the plastic coating 105, the rod 104 can be provided with a tip in order to be able to strike directly into the ground with a setting rod. In order to be able to illustrate the mode of operation of the shrink film and the plastic coating more clearly, the rod 104 was shown in section in FIG. It should also be mentioned that at good conductive soil layers, particularly in the case of very humid humus layers in forests, the introduction of the combined electrode or the rod does not have to take place directly in the root region of a tree - as shown for example in FIG.
  • a plant culture with plants 110 is created between the palms 109, the provision of roots 111 of these plants 110 requires special precautions. If, for example, a single electrical field is built up, which extends from the groundwater 10 to the area of an electrode 112 forming the cathode, a large part of the rising water is caused by the deep roots and the strong electro-osmotic intrinsic effect of the palms 109 deducted. The remaining residual water flow is then usually not sufficient to provide the plants 110 with sufficient liquid. In this case, a further advantage of the so-called cascade arrangement of the electric field can be seen, for example when the electrodes serving as anodes 113 are connected to the electrodes 112 via an energy source 114.
  • an electrical field 115 between the electrodes 112 and an anode 116 located approximately in the root region of the palm 109 is built up.
  • a so-called “passive system” is preferably used, in which the anode 116 supplies the current required for the field structure through electrochemical degradation.
  • This electric field which is usually already in the water-bearing soil and therefore has good conductivity in the soil layers, now generates an additional suction effect which, with the appropriate design, is higher than the suction effect of the palm 109, so that at least that part which is not directly from the roots of the Palms 109 is picked up, can be reliably fed to the roots 111 of the plants 110.
  • a further advantage of this system lies above all in the fact that in such a so-called “passive system”, through the direct line connection between the electrode 112 and the anode 116, this acts as a short-circuit line for the lower-lying anode 113 and thus the area of the negative Potential of an electric field 117 in the area of influence of the electric field 115 is in the area of the anodes 116 and, by appropriate arrangement of the anodes 116 and the electrical see field 115 a forwarding of the nutrients or liquids or ions transported upward from the groundwater 10 in the direction of the roots 111 of the plants 110 is achieved.
  • FIG. 10 shows an electrode 118 forming a cathode, which consists of a network 119 which is connected to a line system 120, for example with the interposition of an energy source 121 and an electrode acting as an anode 122.
  • the anode 122 can be formed by a metal rod 123, which can optionally also be surrounded by an electrically conductive plastic 124.
  • the network 119 consists of individual conductors 125, 126, which are laid in the form of a network or are linked or interwoven to form a network and at the same time form the distribution lines.
  • These conductors 125, 126 can consist of a, in particular high-strength, conductive plastic. This can e.g. be formed in the manner of a thermoset with a macromolecular structure and e.g. consist of an acrylate with at least partially cross-linked polymers.
  • filament-shaped flexible carrier materials 127 made of carbon and / or metal, which are preferably provided with a silver coating 128, can be embedded in this plastic. To increase the conductance, these carrier materials can be embedded in at least some of the conductors 125, 126, which connects the network 119 to the line system 120.
  • the carrier materials 127 made of carbon or metal can be inserted into any plastic, for example polyamide, acrylic, polyester or the like, in order to form the conductors 125, 126 of the network 119 - be bedded.
  • the network can be embedded in a conductive plastic 129.
  • a conductor 125 is shown in FIG. 11, which is composed of a multiplicity of thread-shaped carrier materials 127 or individual strands. This conductor 125 is surrounded with a silver coating 128 and in a conductive plastic 129, e.g. in the manner of a duroplastic with a macromolecular structure, e.g. embedded in an acrylate with at least partially cross-linked polymers.
  • the advantage of the plastics 129 used according to the invention lies in the fact that these synthetic resin dispersions, synthetic resin solutions or synthetic resins contain metal or semi-metallic compounds or their solutions in an amount such that approximately one metal per synthetic resin molecule - or Haibmetallatom comes and which, after mixing and adding reducing agent in a slight excess or by known thermal decomposition contains metal or semimetal atoms and is washed out with the ions formed or still present and the dispersions, solutions or granules with Gra- phit or soot are processed further offset.
  • Such plastics are not only resistant to chemical and electrochemical influences, but also have a high level
  • plastics described above can be used with advantage in connection with the various exemplary embodiments of the electrodes serving as cathodes and / or anodes shown in FIGS. 1 to 9 and have proven extremely useful in practical tests.
  • Another advantage of these plastics is that they have a high surface adhesion and surface roughness, so that the heavy metal ions or the cations separated from the salts adhere to this plastic and are bound, so that they are completely removed from the vegetation area.

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Description

Verfahren-und-Vorrichtung-zum-Aufbau-eines-elektrisehen Sleichfeldes-ira-Erdboden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 18 näher beschrie- ben sind.
Es ist bereits ein Verfahren und eine Anlage zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes im Erdboden bekannt - gemäß EP-A 87 663 -, bei welchem zwei im Abstand voneinander unter der Erdober- fläche verlegte Elektroden über ein Leitungssystem miteinander verbunden sind. Eine Elektrode, insbesondere die Kathode, ist in einem der Bodenoberfläche benachbarten Bodenbereich des Bodens und die weitere Elektrode, insbesondere die Anode, in einem im größeren Abstand von der Bodenoberfl che befindlichen Bodenbe- reich angeordnet. Dieses Verfahren bzw. diese Anlage hat sich in der Praxis bewährt. Die Potentialdifferenzen können damit jedoch nicht in allen in der Praxis vorkommenden Fällen einen ausrei¬ chenden Transport von Feuchtigkeit in allen Bodenschichten be¬ wirken.
Es wurde bereits vorgeschlagen, im Erdboden ein elektrisches Feld aufzubauen - gemäß DE-C 25 03 670 -, in dem Elektroden in das Erdreich eingelagert werden, um beispielsweise bei zu niedrigem natürlichen Grundwasserstand bzw. zu schlechter Kapillarwirkung des Erdreiches eine gezielte Bewegung des Grundwassers zu bewir¬ ken.
Weiterhin ist es bekannt, Elektroden aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) zu verwenden, das mit leitfähigen korrosionsbeständigen und elektrolytisch resistenten Materialen gefüllt ist. Diese Materialien können durch Kohlenstoff, z.B. Kunstkohle, Graphit oder Ruß gefüllt sein.
Weiters in Anlagen bekannt - gemäß FR-A 2402424. Die Elektroden dieser vorbekannten Anlage werden durch Metalldr hte oder durch ein Netz von Metalldr hten gebildet und weisen dementsprechend keine hinreichenden mechanischen und chemischen Widerstandsfähig¬ keiten auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Aufbau eines elektrischen Feldes zu schaffen, mit der der Aufbau eines großflächigen homogenen elektrischen Feldes möglich ist, welches sowohl im aktiven als auch im passiven Betrieb eingesetzt werden kann und die über einen langen Zeitraum einen ausreichenden Flüs- sigkeits- und Ionentransport im Erdboden und bzw. oder in Pflan¬ zen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentan- Spruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß durch das Einwirken der gerichteten elektrischen Energie die potentiel¬ le Energie des transportierten Nährstoffes bzw. der Flüssigkeit überwunden und ein Nährstoff- bzw. Flüssigkeitstransport in der gewünschten Richtung durch die aufgebrachte elektrische Energie im elektrischen Feld erzwungen wird.
Besonders vorteilhaft ist eine weitere Ausgestaltung der Erfin¬ dung, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 2 be¬ schrieben ist. Durch die Anpassung der aufgebrachten elektrischen Energie unter Berücksichtigung der potentiellen Energie des transportierten Nährstoffes bzw. der Flüssigkeit sowie unter Be¬ rücksichtigung des Widerstandes zwischen den beiden Bereichen des Feldes und der Feldverteilung, wird eine Grundvoraussetzung für einen kontinuierlichen, gleichbleibenden Transport von Nährstof¬ fen bzw. Flüssigkeiten und Ionen in den Bereich mit negativem Potential des Feldes, also bei Verwendung von Elektroden, in den Bereich der Kathode ermöglicht. Durch die Kombination mit einem weiteren Verfahrensschritt, wonach die Feldstärke in Abhängigkeit von der Zufuhr von Flüssigkeiten, Nährstoffen bzw.- Ionen in Ab¬ hängigkeit von deren Verbrauch bzw. der Abfuhr aus dem Bereich mit negativem Potential geregelt wird, wird verhindert, daß es zu einer Überfüllung dieses Bereiches mit Nährstoffen, Flüssigkeiten bzw. Ionen kommt und durch diesen Nährstoff- bzw. Flüssigkeits- oder Ionenstau nachteilige Auswirkungen auf den Transport in
Richtung des Bereiches mit negativem Potential entstehen können. Durch die erfindungsgemäße Lehre die elektrische Feldstärke je¬ weils an die Menge der Flüssigkeit bzw. Nährstoffe oder Ionen im Bereich mit negativem Potential anzupassen, kann beispielsweise durch eine Herabsetzung des Stroms und bzw. oder der Spannung im elektrischen Feld der Nachtransport von Flüssigkeiten, Nährstof¬ fen oder Ionen aus tieferen Bodenbereichen bzw. in der Saftströ¬ mung zu vorliegenden Bereichen verringert und diese Staubildung vermieden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Patentanspruch 3 beschrieben. Durch die Fest¬ legung eines Sollwertes und eine davon abhängige gegengleiche Regelung bzw. Steuerung der Feldstärke hinsichtlich einer Verrin- gerung und Erhöhung wird eine Staubildung bzw. ein Zusammenbruch des elektroosmotisehen Transportsystems verhindert. Wird darüber- hinaus bei verringerter Stromaufnahme die Spannung nicht über maximal 30 Volt gesteigert, so kann das Auftreten eines Hyste¬ rese-Effektes, insbesondere im Bereich von salzarmen Bodenschich- ten und den Zusammenbruch des elektrischen Feldes entgegen ge¬ wirkt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist im Patentanspruch 4 beschrieben. Der Vorteil der Auslegung des elek¬ trischen Feldes unter Berücksichtigung der Durchlässigkeitsziffer bei der Wasserbewegung im Boden in Folge von hydraulischen Druck¬ differenzen wird erreicht, daß die durch das Feld ausgeübte An¬ triebskraft auf die Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten und Ionen in Richtung des Bereiches mit negativem Potential einem Versickern bzw. Absinken der Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten und Ionen in den Wurzelbereich bzw. in die Grundwasserbereiche zuverlässig ent¬ gegen wirkt.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform nach Patentanspruch 5, da die Feldstärke und vor allem die Spannung im Feld dann verrin¬ gert wird, wenn der Salzgehalt in der Flüssigkeit höher ist, da durch die entsprechende Leitwerterhöhung der Spannungsabfall in anderen Bodenschichten, die nicht so salzreich sind, aufgrund des geringeren Spannungsabfalls in der salzreichen Flüssigkeit erhöht wird, wodurch ansonsten Schäden entstehen können. Überdies wird durch die Spannungserhöhung in salzhaltigen Flüssigkeiten auch der Wassertransport, dann wenn die Spannung nicht verringert wird, gegebenenfalls in unerwünschtem Ausmaß gesteigert.
Es ist aber auch eine Vorgangsweise gemäß Patentanspruch 6 mög¬ lich, wodurch ein Stau an Nährstoff- bzw. Flüssigkeits- oder Ionenzufuhr im Bereich des Feldes mit negativem Potential zuver¬ lässig verhindert wird. Es ist dann möglich, mit einem kontinuierlichen Flüssigkeits- bzw. Nährstofftransportvolumen zu arbeiten, ohne das die nachteiligen Wirkungen eines Rückstaus der Flüssigkeiten oder Nährstoffe zum Tragen .kommen. Vorteilhaft ist auch die Verfahrensvariante gemäß Patentanspruch 7, wodurch bei der Steuerung und Berechnung des Feldverlaufes von punktförmigen Potentialen ausgegangen werden kann, da die Sonden¬ größe im Vergleich zur Sondentiefe sehr klein ist. Durch diese einander überlagerten, unterschiedlich großen elektrischen Felder in Art einer Kaskadenanordnung können die Transportbedingungen für die Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten bzw. Ionen an unterschied¬ liche Widerstands- und Feldverlaufskriterien innerhalb des osmo- tisehen Gesamtsystems angepaßt werden, sodaß ohne Überschreiten der zulässigen Spannungen und ohne Schäden durch zu hohe Strom¬ stärken in einzelnen Bereichen ein kontinuierlicher Nährstoff- bzw. Flüssigkeits- bzw. Ionentransport möglich ist.
Es ist aber auch eine andere Verfahrensvariante nach Patentan- * spruch 8 möglich. Durch diese, insbesondere räumlich versetzte Anordnung ist eine Anpassung der elektrischen Felder an die unterschiedlichen Erdböden bzw. den wechselnden Schichtaufbau, derselben einfach möglich.
Es ist aber auch eine andere Verfahrensvariante nach Patentan¬ spruch 9 einsetzbar, da dadurch entsprechend den unterschied¬ lichen Spannungen in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle bzw. durch die Spannungsdifferenzen über unterschiedliche Abstände zwischen sogenannten fremderregten - also mit von außen zugeführter Energie beaufschlagten - Elektroden der Transport der Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten bzw. Ionen an einen gewünschten Verlauf angepaßt werden kann.
Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungs- gemäßen Verfahrens ist im Patentanspruch 10 beschrieben. Der überraschende Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß durch den Aufbau eines galvanischen Elementes zwischen den beiden Elektro¬ den die Magnesium enthaltene Elektrode aufgrund der Spannungs¬ reihe der für die beiden Elektroden verwendeten Materialien als Anode wirkt. Diese löst sich aufgrund der elektrochemischen Wir¬ kungen des galvanischen Elementes auf bzw. wird zersetzt. Die Kationen, wie z.B. Magnesium, wandern in Richtung des negativen Pols und werden mit der Feuchtigkeit bzw. den Nährstoffen den Wurzelbereichen der Pflanzen bzw. den Pflanzenzellen zugeführt. Dadurch kommt es zu einem Potentialaufbau im Gesamtsystem, also im Zeilverband, der von den Oxidations- und Reduktionsvorgängen, also der Ionenwanderung zwischen den Einzelzellen sich insofern unterscheidet, als das Gesamtsystem mit einer elektrischen Kraft überlagert wird, die unabhängig von den Wirkungen der EinzelZel¬ len und den Oxidations- und Reduktionsvorgängen einen Nährstoff- transport zwischen den beiden Elektroden ermöglicht. Der über¬ raschende Vorteil dieser Lösung liegt aber vor allem darin, daß während des Feldaufbaues gleichzeitig dem Boden bzw. den Pflanzen im Wurzelbereich Magnesium zugeführt wird, welches als Polarisa¬ tor für die Pflanzen dient und bewirkt, daß die über dem Erdboden hervorstehenden Teile möglichst ein negatives Potential aufwei¬ sen, um Nährstoffe aus dem Erdboden anzuziehen. Der Magnesium¬ mangel in einigen Bodenarten hat bereits in früheren Zeiten immer wieder zu einem Absterben der Pflanzen, z.B. einem Gelbwerden der Nadel von Nadelbäumen bzw. der Blätter, insbesondere bei Obst¬ bäumen, geführt und in letzter Zeit durch die Umwelteinflüsse bzw. durch die Immission von saurem Regen verstärkt ist, wird durch die Erfindung verringert. Das durch den sogenannten "sauren Regen" und die dadurch entstehenden sauren Lösungen aufgelöste basische Magnesium wird durch das bei der Auflösung der Elektro¬ den frei werdende Magnesium ersetzt. Dadurch ist im Boden wieder eine ausreichende Menge von Magnesium vorhanden und die bekannten Umweltschäden, wie z.B. Absterben der Baumkronen, insbesondere in Nadelwäldern und bei Obstbäumen, werden verringert bzw. überhaupt verhindert. Darüberhinaus ist es mit besonderem Vorteil unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung möglich, in vorbestimmten Bereichen eine gezielte Potentialdifferenz, z.B. in Bodenschich¬ ten mit hohem Leitwert, aufzubauen. Dies ist insbesondere, wenn das Wasser aus tiefen Bodenschichten hochtransportiert werden soll im Bereich von starken Humusschichten von Vorteil, da damit trotz des geringen Eigenwiderstandes ein entsprechend starkes elektrisches Feld aufgebaut werden kann.
Vorteilhaft sind Weiterbildungen des Verfahrens nach den Patentansprüchen 11 und 12. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Abgabe von Magnesium-Ionen unmittelbar im Wurzelbereich der Überzug der Wurzel mit Wasserstoff bzw. Fremd-Ionen aufgelöst bzw. abgerebelt wird. Damit wird die Nährstoffaufnähme der Wur¬ zeln aktiviert.
Eine weitere Verfahrensvariante ist im Patentanspruch 13 beschrieben. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß durch die ' Anordnung von zusätzlichen Anoden in einem mit Fremdstrom zwi¬ schen zwei Elektroden aufgebautem elektrischen Feld eine Kaska¬ denwirkung des Feldes erzielt wird, d.h., daß das elektrische Feld in bestimmten gewünschten Bereichen zusätzlich verstärkt wird. Dadurch kann bei Anwendung von mit Fremdenergie betriebenen elektrischen Feldern zum Herantransport von Feuchtigkeit in den Wurzelbereich, insbesondere bei Böden mit geringen Eigenwider¬ ständen die benötigte Feuchtigkeitsmenge den Wurzeln der Pflanzen besser zur Verfügung gestellt werden. Dies ist vor allem für Pflanzen mit einem hohen Feuchtigkeitsbedarf, wie beispielsweise Paprika oder dgl., vor allem wenn die Humusschichten sehr mächtig sind, vorteilhaft.
Weitere vorteilhafte Merkmale des Verfahrens sind im Patentan¬ spruch 14 angeführt, wodurch die vorteilhaften Wirkungen des Mag- nesiums mit einem vorteilhaften großflächigen Feldaufbau zwischen zwei großfl chigen Elektroden, nämlich Anoden und Kathoden ermög¬ licht wird. Eine andere Verfahrensvariante ist im Patentanspruch 15 gekenn¬ zeichnet. Der Vorteil der Anordnung zweier Elektroden in dem be¬ schriebenen Abstand liegt darin, daß von der Oberfl che her den Wurzelbereichen der Pflanzen zugeführte Wasser im Humusbereich bzw. im Wurzelbereich der Pflanzen durch das elektrische Feld zwischen Anoden und Kathoden besser gehalten werden kann und so¬ mit ein Absinken in tiefere Bodenschichten, insbesondere bei porösen Böden, vor allem bei Lavagesteinen aufgrund der hydrau¬ lischen Grundwasserströmung vermieden wird. Darüberhinaus ist es bei dieser Verfahrensvariante von Vorteil, wenn zwischen den den Bodenbereichen mit positivem und negativem Potential zugeordneten Elektroden Flüssigkeiten bzw. Ionen und bzw. oder Nährsalze zuge¬ führt werden, da dadurch eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme bzw. Nährstoffaufnähme, insbesondere von Pflanzen, unabhängig von Grenzwerten eines elektroosmotisehen Flüssigkeits- und Nährstoff- transportes ausgeglichen werden kann und bei äußerst durchl ssi¬ gen Böden die derart zugeführte Flüssigkeit oder Nährstoffe unter Ausnützung des elektrischen Feldes im Pflanzbereich gehalten werden kann, unabhängig davon, ob diesen Flüssigkeiten, Nährstof- fen bzw. dem ionenhaltenden elektrischen Feld noch ein weiteres elektrisches Feld zum Herantransportieren von Flüssigkeiten, Nährstoffen und Ionen aus tieferen Bereichen übergeordnet ist.
Eine weitere Verfahrensvariante ist im Patentanspruch 16 geoffen- bart. Dadurch ist es möglich, im Wurzelbereich von Pflanzen, ins¬ besondere Bäumen, ein gerichtetes elektrisches Feld zu erzeugen, ohne daß es aufwendiger Installationsarbeiten bedarf.
Ein weiteres, insbesondere auch eigenständiges vorteilhaftes Ver- fahren beschreibt der Patentanspruch 17. Dadurch wird erreicht, daß auch bei sich überlagerten elektrischen Feldern die resultie¬ rende der Nährstoff- bzw. Flüssigkeitsbewegung in Richtung der Erdoberfläche bzw. des Nährstofftransportes der Pflanze gerichtet bleibt. Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, wie sie im Oberbegriff des Patentan¬ spruches 18 beschrieben ist.
Diese Vorrichtung ist durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruches 18 gekennzeichnet. Durch die Verwendung dieser RegelVorrichtung ist es nunmehr in einfacher Weise möglich, den elektroosmotisehen Transport von Flüssigkeiten bzw. Nährstoffen bzw. Ionen zum Bereich des Feldes mit negativem Potential an die gewünschten Größenordnungen anzupassen, wobei der Zusammenbruch des elektrischen Feldes durch die Regelung der Feldstärke vermie¬ den werden kann.
Eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 19 be¬ schrieben. Die danach vorgesehenen Werkstoffkombinationen stellen sicher, daß sich wenigstens eine Elektrode, vorzugsweise die Kathode, welche Fläche verlegt wird, sich durch elektrochemische Prozesse auch bei längerem Betrieb nicht zersetzt und daß diese Elektrode mechanischen Belastungen, wie sie z.B. beim Befahren mit Traktoren und anderen Bearbeitungsgeräten auftreten, zuver¬ l ssig widersteht.
Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung ist im Patentanspruch 20 gekennzeichnet. Dadurch ist es möglich, die Feuchtigkeit im Vege¬ tationsbereich als den Bereich der Wurzeln der Pflanzen zu halten.
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung beschreibt der Patentanspruch 21. Durch die Anordnung mehrerer Anoden in unter¬ schiedlichen Abständen unterhalb der im Bereich mit negativem Potential angeordnete Elektroden werden kaskadenförmig überdeckende unterschiedliche Felder aufgebaut, die ein Weiter¬ reichen der Flüssigkeit bzw. Nährstoffe bzw* Ionen aus tieferen Bodenschichten bis in den Vegetationsbereich .des Bodens begünsti¬ gen, wobei durch die Abstimmung des Spannungsgefälles zwischen den einzelnen, in unterschiedlichen Abständen unterhalb der im Bereich mit negativem Potential angeordnete Elektroden, angeord- nete Anoden und diese Elektrode eine Unterbrechung des Transpor¬ tes der Flüssigkeit bzw. der Nährstoffe bzw. der Ionen verhindert wird.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist im Patentanspruch 22 beschrieben. Der Vorteil dieser Lösungsvariante liegt darin, daß durch die Feuchtigkeits-Meßvorrichtung rechtzeitig ein Flüs¬ sigkeits- bzw. Nährstoff- bzw. Ionenüberschuß im Bereich des Fel¬ des mit negativem Potential festgestellt werden kann und durch entsprechende Absenkung der Spannung bzw. des Stromes im elektri- sehen Feld eine Stabilisierung des Flüssigkeits- bzw. Nährstoff¬ transportes erreicht wird.
Eine vorteilhafte weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ist im Patentanspruch 23 enthalten. Durch die Anordnung des Drainagerohres und die Zufuhr von Flüssigkeiten und bzw. oder Nährstoffen bzw. oder Ionen durch das Drainagerohr kann der Flüs¬ sigkeitsbedarf der Pflanzen unabhängig von der transportierten Flüssigkeitsmenge im elektrischen Feld stabilisiert werden.
Weitere Vorteile bringt eine Ausführung gemäß dem Patentanspruch 24. Dadurch ist mit Vorteil eine vollautomatische Regelung des elektrischen Feldes anhand der jeweils ermittelten Kennwerte mög¬ lich.
Eine andere Ausführungsvariante ist im Patentanspruch 25 beschrieben. Dadurch wird sichergestellt, daß die Stromaufnahme des elektrischen Feldes innerhalb der gewünschten Grenzen konstant gehalten werden kann, sodaß ein Zusammenbruch des Feldes durch zu hohe Spannungen bzw. ein Blockieren des Nährstoff- bzw. Wassertransportes durch in Transportrichtung derselben unter¬ schiedlich stark elektrische Felder verhindert wird.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsvariante gemäß Patentan- spruch 26. Durch die Regelung der Abbaugeschwindigkeit anhand des Diaphragmas kann der Aufbau des elektrischen Feldes zwischen der Anode und der Kathode entsprechend geregelt werden.
Eine andere Ausführungsvariante der Vorrichtung ist im Patentan- spruch 27 enthalten. Durch die Verwendung von Materialien, die unterschiedlichen Spannungsreihen angehören, wird über den durch die Feuchtigkeit bzw. den Nährstoff der Pflanzen gebildeten Elek¬ trolyten ein galvanisches Element gebildet, zwischen dessen bei¬ den Elektroden sich ein elektrisches Feld aufbaut, welches einen unabhängig von der Nährstoffversorgung durch Oxidations- und Re¬ duktionsvorgänge bzw. Ionenwanderung in der Einzelzelle einen übergeordneten Nährstofftransport durch einen Potentialaufbau im gesamten Zellverband, also im Gesamtsystem bewirkt. Der Vorteil dieser Lösung liegt weiters darin, daß die einzelnen Bestandteile sehr kostengünstig sind und damit mit. geringem Aufwand sowohl ein höheres Pflanzenwachstum als auch gleichzeitig eine bessere Nähr¬ stoffversorgung bzw. Polarisierung der Pflanzen, insbesondere Bäume und dgl. erreicht werden kann.
Vorteilhaft ist jedoch auch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 28. Durch diese Lösung kann in überraschender Weise der Nährstofftransport einer Pflanze in ganz bestimmten Bereichen, beispielsweise im Übergangsbereich zwischen Erdboden und Wurzel oder in Richtung einzelner Äste des Baumes gefördert und somit das Pflanzenwachstum im gewünschten Umfang beeinflußt werden.
Es ist aber auch eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 29 möglich. Dadurch kann mittels einem einstückigen Teil zwischen zwei unter¬ schiedlichen Bereich desselben ein elektrisches Feld aufgebaut werden. Durch die Wahl des Spannungsabstandes in der elektroche¬ mischen Reihe der Metalle zwischen dem als Anoden und dem als Kathode wirkenden Bereich des Stabes ist eine Spannungsdifferenz festgelegt, wobei durch die wirksame Oberfl che des als Anode wirkenden Teiles des Stabes auch die Stromaufnahme des elektri¬ schen Feldes einfach geregelt bzw. an unterschiedliche Bedingun¬ gen angepaßt werden kann.
Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung ist im Patentanspruch 30 beschrieben. Durch die als Opferanode dienende Magnesium ent¬ haltende Elektrode kann bei entsprechender Dotierung des Elektro¬ denmaterials dem Wurzelbereich der Pflanze bzw. der Pflanze selbst nicht nur das als Polarisator dienende Magnesium in aus¬ reichender Menge, sondern zusätzlich auch Nährsalze oder Nähr- Stoffe, aber natürlich auch Pflanzenschutzmittel und Insekten¬ schutzmittel in umweltfreundlicher Weise zugeführt werden, da die Abgabemenge genau auf die Aufnahmemenge der Pflanze abgestellt sein können. Die Nachteile, wie sie bei der Düngemittel- und Insekten- bzw. Pflanzenschutzmittelzufuhr über die Oberfläche her bestehen, wie Beeinflussung von unmittelbar benachbarten Pflanzen sowie der Ökologie und den entsprechenden Ausschwemmungen bei Be¬ gießen bzw. bei starken Regenfällen, können dadurch in einfacher Weise ausgeschaltet werden.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung gemäß Patentanspruch 31. Durch die entsprechende Dotierung der Magnesium enthaltenden Elektrode mit starken Basen kann der Zufuhr von sauren Flüssig¬ keiten, wie sie beispielsweise durch Umwelteinflüsse und den so¬ genannten "sauren Regen" entstehen, entgegen gewirkt werden, da diese sauren Lösungen durch die während der Auflösung der Elek¬ trode freiwerdenden Basen neutralisiert werden und dem pH-Wert im Boden nicht nachteilig verändern können. Schließlich ist auch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 32 vor¬ teil aft, da dadurch die Pfälzer, also die auf die Stammpflanze aufgebrachten Pflanzenteile der veredelten Pflanze durch eine höhere Nährstoffzufuhr in ihrem Wachstum gestärkt und deren Ent¬ wicklung beschleunigt werden kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer durch einen Baum gebildeten Pflanze anhand eines Schnittes durch den die Wurzeln der Pflanze aufnehmenden Erdboden;
Fig. 2 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver- fahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Versorgung von Kleinpflanzen mit Feuchtigkeit aus tieferen Bodenschichten;
Fig. 3 das Verfahren und die Anordnung der Vorrichtung nach der Erfindung zum Aufbau eines dem natürlichen Nähr¬ stofftränsport durch die Ionenwanderung überlagerten elektrischen Feldes; Fig. 4 eine Magnesium enthaltende und mit verschiedenen
Nährstoffen bzw. Insektiziden dotierte Elektrode im Wurzelbereich einer Pflanze mit schematischer
Darstellung des Nährstoff- bzw. Pflanzenschutzmittel- und Nährsalztransportes in schematischer Darstellung. Fig. 5 bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand eines schaubildlich dargestellten Teiles des Erdbodens in vereinfachter schematischer Darstellung mit einer Kaskadenanordnung der im positivem Bereich des elektrischen Feldes angeordneten Elektroden, nämlich der Anoden;
Fig. 6 ein Diagramm des Spannungsverlaufes und der Stromauf- nähme der sich überlagerten elektrischen Felder gemäß der Anordnung der Anoden und Kathoden in Fig.5;
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Teil eines Erdbodens in schaubildlicher Darstellung mit einer im elektrischen Feld angeordneten Versorgungsleitung für Nährstoffe und bzw. oder Flüssigkeiten zum Halten der Flüssig¬ keiten und Nährstoffe bzw. Ionen im Wurzelbereich der Pflanzen;
Fig. 8 die Anordnung einer stabförmigen, einstückigen, kom¬ binierten Kathode und Anode zum bevorzugten Einsatz bei der Baumsanierung zum Aufbau eines elektrischen Feldes im Wurzelbereich derselben;
Fig. 9 einen Schnitt durch den Erdboden mit der Anordnung zwei hintereinander geschalteter kaskadenförmiger elektrischer Felder und den schematisch angedeuteten Feldlinienverlauf derselben in Relation zu den Wur¬ zeln der einzelnen Pflanzen bzw. Bäumen in stark ver- einfachter schematischer Darstellung;
Fig. 10 eine schaubildliche Darstellung einer netzförmigen erfindungsgemäß aufgebauten Elektrode; Fig. 11 einen Schnitt durch einen Leiter der netzförmigen Elektrode gemäß den Linien XI-XI in Fig.10.
In Fig.! ist von der Pflanze 1 einem Baum, ein Baumstamm 2 und Äste 3 sowie die im Erdboden 4 sich erstreckenden Wurzeln 5 dargestellt. Wie schematisch angedeutet, besteht der Erdboden 4 aus parallel zur Erdoberfläche 6 verlaufenden unterschiedlichen Schichten, beispielsweise einer aus Humus bestehenden Schicht 7, einer wasserdurchlässigen sanddurchsetzten Schicht 8, sowie einer wasserundurchlässigen Lehmschicht 9. Im unteren Bereich der mit sanddurchsetzten Schicht 8 befindet sich das Grundwasser 10, das bedingt durch die darunterliegende Lehmschichtschicht 9 nicht weiter absinken kann.
Ein Grundwasserspiegel 11 befindet sich in einer erheblichen Dis¬ tanz von den dem Grundwasserspiegel 11 nächst!iegenden Wurzel 5 der Pflanze 1. Die oberhalb des Grundwasserspiegels 11 liegende mit Sand durchsetzten Schicht 8 ist sehr trocken, da die von der Erdoberfläche 6 eindringende Feuchtigkeit nach dem Durchsickern der Humusschicht 7 in der anschließenden Schicht 8 nicht gehalten werden kann, sondern sofort in den Bereich des Grundwassers 10 absickert. Ist nun die Wasserzufuhr bzw. Feuchtigkeitszufuhr von der Erdoberfläche 6 nicht ausreichend, so kann sich die Pflanze 1 nicht in einem dem normalen Wachstum entsprechenden Umfang ent- wickeln.
Um die Feuchtigkeitszufuhr zu den Wurzeln 5 der Pflanze 1 im aus¬ reichenden Umfang sicher zu stellen, ist eine Vorrichtung 12 zum Aufbau eines durch Feldlinien 13 angedeuteten elektrischen Gleichfeldes 14 dargestellt. Die Vorrichtung 12 umfaßt eine
Gleichspannungsquelle 15, der am positivem Potential anliegende Ausgang 16 ist mit einer im Bereich des Grundwassers 10 angeord¬ neten Elektrode 17 verbunden. Ein am negativem Potential der Gleichspannungsquelle 15 anliegender Ausgang 18 ist über eine Leitung 19 mit einer in der Schicht 7, beispielsweise in der Humusschicht bzw. im Vegetationsbereich angeordneten Elektrode 20, die durch ein leitendes Netz gebildet sein kann, verbunden. Die Elektrode 20 bildet somit die Kathode während die Elektrode 17 die Anode bildet und es baut sich zwischen diesen beiden daher das elektrische Gleichfeld 14 auf. Je nach der Leitfähigkeit der einzelnen Bodenschichten zwischen den beiden Elektroden wird die Wirkung des elektrischen Gleichfeldes 14 schwächer oder stärker, d.h., es wird mehr oder weniger Feuchtigkeit vom Grundwasser 10 in den Bereich der Schicht 7 gefördert, wie dies mit Pfeilen 21 schematisch angedeutet ist. Bei Böden mit einem hohen Leitwert kann es nun dazu kommen, daß die Feldstärke des Feldes nicht aus¬ reicht um eine ausreichende Menge von Feuchtigkeit in den Wurzel¬ bereich der Pflanze 1 zu verbringen. Um daher den Feuchtigkeits- transport in unmittelbarem Wurzelbereich der Pflanzen zu be¬ schleunigen ist es möglich, zwischen der Elektrode 20 und der am positivem Potential anliegenden Elektrode 17 eine weitere als Anode wirkende Elektrode 22 anzuordnen, sodaß zwischen dieser Elektrode 22 und der Elektrode 20 ein dem elektrischen Gleichfeld 14 überlagertes elektrisches Gleichfeld 23 aufgebaut wird, wel¬ ches durch Feldlinien 24 schematisch angedeutet ist. Durch diese kaskadenförmige Anordnung der Gleichfelder 14 und 23 kommt es zu dem durch stärkere Pfeile 25 angedeuteten verstärkten Wasser¬ transport in Richtung der Wurzeln 5 der Pflanze 1. Es ist selbst- verständlich möglich, über dem Bereich der Elektrode 20 mehrere Elektroden 22 - von welchen aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur eine dargestellt ist - anzuordnen. Bevorzugt wird man dabei so vorgehen, daß die als zusätzliche Anode wirkende Elektrode 22 aus einem Metall besteht, welches in der elektro- chemischen Spannungsreihe der Metalle ein negatives Potential aufweist. Ein derartiges Metall ist beispielsweise Magnesium, aber es könnte gegebenenfalls auch Aluminium oder Zink verwendet werden. Wichtig ist in diesem Fall nur, daß die Elektrode 22 mit ihrem der Elektrode 20 zugewendeten Endbereich um eine Distanz X unterhalb der Elektrode 20 angeordnet ist, sodaß sich zwischen der Elektrode 22 und 20 ein elektrisches Feld 23 aufbauen kann.
Der Vorteil der kaskadenförmig angeordneten elektrischen Felder liegt unter anderem auch darin, daß in jedem einzelnen Feld mit niedereren Spannungen gearbeitet werden kann und die auf die Fl che bezogene Spannung die Grenzwerte, bei welchen es zu einer Elektrolyse der Feuchtigkeit bzw. des Wassers kommen kann, nicht überschritten wird. Dadurch wird das Entstehen agressiver Stoffe, die die Elektroden angreifen sowie die Wurzeln 5 der Pflanze 1 schädigen könnten, vermieden.
Wie in Fig.! weiters gezeigt, ist es darüberhinaus aber auch mög¬ lich, Elektroden 26 beispielsweise in der Humus aufweisenden Schicht 7 vorzusehen, die mit einer mit dem Baumstamm 2 der
Pflanze 1 verbundenen Elektrode 27 über eine Verbindungsleitung 28 zusammengeschaltet ist. Wird als Material für die Elektrode 26 ein Metall verwendet, welches in der elektrochemischen Spannungs¬ reihe der Metalle negativer ist als das Metall der Elektrode 27 bzw. der Verbindungsleitung 28, so kommt es zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes 29, welches durch die Feldlinien 30 symbolisch angedeutet ist.
Unabhängig von der Anordnung der Elektroden 26,27 oder gegebenen- falls auch zusätzlich zu diesen kann eine eine Anode bildende Elektrode 31 in den Baumstamm 2 der Pflanze 1 beispielsweise unter Verwendung von Leitlack oder leitenden Substanzen in den Baumstamm eingesetzt werden. Diese Elektrode kann über Verbin¬ dungsleitungen 32 mit Elektroden 33,34, die in Richtung des Nähr- stofftransportes - Pfeil 35 - im Abstand von der Elektrode 31 an¬ geordnet sind, verbunden sein. So können die Elektroden 33 durch in die Äste bzw. den Baumstamm eingebrachte Schnitte, in welche Metallteile über leitfähige Kleber bzw. Verbindungsmittel in den Baumstamm 2 eingebracht sind oder über an den Ästen 3 angebrachte anschettenförmige Elektroden 34 an das negative Potential ange¬ schlossen sein. Das elektrische Feld zwischen den Elektroden 31 bzw. 33 und 34 kann durch galvanische Elemente oder durch unab¬ hängig davon angeordnete Gleichspannungsquellen aufgebaut werden. Wird ein galvanisches Element vorgesehen, so ist für das Material der Verbindungsleitungen 32 bzw. die Elektroden 33 und 34 ein Metall zu verwenden, welches in der elektrochemischen Spannungs¬ reihe ein geringes negatives Potential gegenüber einer normalen Wasserstoffelektrode aufweist als das Metall der als Anode 31 dienenden Elektrode. Bevorzugt wird für die Elektrode 31 Magne¬ sium oder eine Magnesiumverbindung verwendet, während für die Verbindungsleitung Kupfer oder Kohlefasernleiter und für die Elektroden 33 und 34 Kohlefasern, Eisen oder dgl. verwendet wer¬ den können.
Die Fig.1 zeigt weiters, daß es auch innerhalb des Baumstammes 2 bzw. der Pflanze 1 möglich ist, durch die elektrischen Gleichfel¬ der 29 bzw. 36 zwischen den Elektroden 31 und 33 bzw. 34 ein dem ZeilSystem der Pflanze 1 überlagertes elektrisches Feld auszubil- den, mit dem unabhängig von den Oxidations- und Reduktionsmecha¬ nismen und den durch die Ionenwanderung bedingten Nährstofftrans- port ein Nährstofftransport der Pflanze bewirkt wird, sodaß den einzelnen Zellen mehr Metalle bzw. Salze und Nährstoffe zur Verarbeitung in den Oxidations- und Reduktionsvorgängen zugeführt wird.
Dadurch kann der Stammaufbau bzw. die Pflanzenentwicklung oder die Entwicklung der einzelnen Früchte und deren Reifeprozeß in gewünschter Weise gesteuert werden. Ein bevorzugter Anwendungs- fall des Verfahrens und der Vorrichtung liegt in der Unter¬ stützung der Entwicklung von bei einem Veredelungsvorgang auf eine Pflanze aufgebrachten Pfälzern. Hierbei wird die am positi¬ vem Potiential anliegende Elektrode, nämlich die Anode, zwischen den Wurzeln und der Veredelungsstelle und die am negativem Potential anliegende Elektrode, nämlich die Kathode, mit dem Pfälzer kontaktiert.
In überraschender Weise hat sich dabei sogar gezeigt, daß der durch die Ionenwanderung zwischen den einzelnen Zellen entstehen¬ de Nährstofftransport offensichtlich durch die unterschiedlichen Leitwerte, die bei verringerter NährstoffVerarbeitung in den sogenannten Ruhepausen der Pflanze entstehen, auch das Fremdfeld, welches über die Elektroden den natürlichen Nährstofftransport überlagert wird, steuert, sodaß eine Überfüllung des Zellsystemes der Pflanze mit Nährstoffen bzw. Salzen und dgl. bzw. ein Zusam¬ menbruch des Zellsystemes verhindert wird. Vielmehr hat es sich gezeigt, daß bei entsprechender Dotierung der Elektrode, wie dies nachstehend noch erläutert werden wird, die Nährstoffe bzw. Nähr- salze, wenn diese einen basischen Charakter bzw. pH-Wert aufwei¬ sen, rascher in den Zeilaufbau der Pflanzen integriert und dort von den Einzelzellen verarbeitet werden können, wodurch die Pflanzenentwicklung und deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten bzw. Insekten erhöht wird.
In Fig.2 ist die Anordnung von kaskadenförmigen Gleichfeldern 37, 38 zwischen einer im Grundwasser 10 befindlichen Elektrode 17 und einer im Vegetationsbereich von Pflanzen 39 befindlichen am nega¬ tivem Potential einer Gleichspannungsquelle 15 anliegenden Elek- trode 40 gezeigt. Die zum Aufbau der elektrischen Felder 38 zwi¬ schen den Elektroden 17 und 40 zusätzlich angeordneten Elektroden 41 bestehen beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus sogenann¬ ten Opferanoden 42, d.h. aus Metallen, die gegenüber der Elektro¬ de 40 in der elektrochemischen Spannungsreihe ein gegenüber einer normalen Wasserstoffelektrode negatives Potential aufweisen.
Diese Elektrode 41 ist zusätzlich mit Nährsalzen 43 bzw. Insekti¬ ziden 44 oder dgl. dotiert, die, wie mit schematischen Pfeilen angedeutet, durch den elektrochemischen Prozeß zwischen der Anode und der Kathode aufgrund des durch das galvanische Element erfol- genden Abbaues der Opferanode frei werden und sich in Richtung der Wurzeln 45 der Pflanzen bewegen. D.h., diese Insektizide und Nährsalze werden mit dem Feuchtigkeitstransport und den übrigen Mineralien den EinzelZeilen der Pflanzen zugeführt.
In Fig.3 ist anhand eines Beispieles der Ablauf der Ionenwande¬ rung zwischen den Einzelzellen sowie der dieser überlagerte Nähr¬ stofftransport durch das elektrische Feld stark vereinfacht und schematisch dargestellt. Diese Verhältnisse entsprechen im wesentlichen dem in Fig.2 zwischen den Opferanoden- 42 und der
Elektrode 40 bzw. den Wurzeln 45 ablaufenden Vorgang, ist jedoch in Fig.3 anhand eines elektrischen Feldes dargestellt, welches sich zwischen den Wurzeln 45 einer Pflanze 39 und einer in deren Bereich angeordneten Opferanode 42 bzw. einer auf der Pflanze 39 im Bereich oberhalb der Erdoberfläche 6 befindlichen Elektrode 46 mit negativem Potential erstreckt.
Die Opferanode 42 ist durch Magnesium gebildet, wobei in vorteil¬ hafter Weise Reinmagnesium verwendet wird. Vor allem soll das Magnesium aluminiumfrei sein, um Schäden an den Wurzeln bzw. Pflanzen zu vermeiden. Der weitere Vorteil, der bei einer aus Magnesium bestehenden Opferanode 42 auftritt, liegt darin, daß sich durch den elektrochemischen Abbau der Opferanode 42, bedingt durch das sich zwischen dieser und einer beispielsweise in der Pflanze 39 befindlichen Kathode 47 aufbauende elektrochemische Element Magnesiumionen 48 an den Wurzeln 45 der Pflanze 39 an¬ legen bzw. im Wurzelbereich eine Anreicherung an derartigen Magnesiumionen 48 auftritt. Bei Niederschlägen, wie beispiels¬ weise Regen 49 - der schematisch durch strich!ierte Linien ange- deutet ist - entsteht durch die Verbindung des Regens bzw.
Schnees mit dem in der Luft vorhandenen Schwefel eine Schwefelige Säure, die in eine Humusschicht 50 eindringt. Durch die Reaktion der Schwefeligen Säure mit dem im Boden vorhandenen Magnesium entsteht Magnesiumhydroxyd Mg(0H)2 und dadurch wird die schäd- liehe Wirkung des sauren Regens im Erdboden bzw. eine dadurch er¬ folgende pH-Wert-Änderung vermieden.
Weiters kommt es dazu, daß durch das Anlagern von Magnesiumionen 5 an Wurzeln 45 Wasserstoff bzw. Fremdionen 51, wie bespielsweise negativ geladene Salzreste und Hydroxydionen, wie z.B. C1~, NO.,-, P043-, S042, HC03-, COO", OH" sowie CH3- werden dagegen von den positiven Anionen abgestoßen bzw. von den Wurzeln 45 abgerebelt, wie dies schematisch durch kleine Pfeile im Bereich einer der
10 Wurzeln anhand der Fremdionen 5! dargestellt ist. Durch das Ent¬ fernen der Wasserstoff- bzw. Fremdionen 51 von den Wurzeln 45 wird den Pflanzen die Nährstoffaufnähme durch die Wurzeln 45 er¬ leichtert und es können dadurch der Pflanze mehr Nährstoffe zuge¬ führt werden.
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In Fig.4 ist an einer Elektrode 52 gezeigt, daß diese außer Magnesium 53 - möglichst in Form von reinem Magnesium - auch an¬ dere Mineralnährstoffe enthalten kann. Diese Mineralnährstoffe, die durch die Saftströmung innerhalb der Pflanze verteilt werden,
20 unterteilen sich in Hauptelemente (Makroelemente) und in Spuren¬ elemente (Mikroele ente) . Die Hauptelemente werden in größeren Quantitäten aufgenommen und für den Aufbau der lebenden Substanz verbraucht. Die in sehr kleinen Mengen vorhandenen Spurenelemente werden benötigt, um ein richtiges und effektives Funktionieren
25 des Organismus der Pflanze zu sichern. Dabei ist festzuhalten, daß der Begriff Mineralernährung wenig scharf ist, weil der Kohlenstoff in großen Quantitäten in karbonreichen Gesteinsarten vorkommt, ohne jedoch wesentlich mit der Kohlensäureaufnahme aus Luft und Wasser zu konkurrieren. Der Stickstoff ist gar nicht
30 mineralisch, die StickstoffVersorgung geschieht aber auf demsel¬ ben Weg wie die übrige Nährsalzaufnahme.
Man spricht allgemein von Nährsalz- und Salzaufnahmen, es ist aber leicht einzusehen, daß im allgemeinen Ionen absorbiert werden, nicht elektroneutrale Moleküle. Die Neutralsalze, in denen die meisten Nährstoffe vorhanden sind, werden von starken Basen und Säuren zusammengesetzt, die bei der vorliegenden meist großen Verdünnung praktisch genommen vollständig dissoziiert sind. Deshalb spricht man üblicher Weise von Nährkationen und Nähranionen sowie von Ionenaufnähme.
Zu den unentbehrlichen Kationen werden K+, Ca , Mg , Fe und
?+ Mn gezählt. Die unentbehrlichen Anionen sind H2P04- und SQ42-. Der Stickstoff wird entweder als Anion NO,- oder als Kation NH4+ aufgenommen. Bei höheren pH-Werten kann der Stickstoff auch als
Molekül NH40H aufgenommen werden.
Eine vollständige Nährlösung soll beispielsweise in geeigneter Mischung alle diejenigen Kationen und Anionen enthalten, die die Pflanze braucht. Dazu zählen z.B.
KCl+KH2P04+Ca(N03)2+MgS04+Fe-citrat+MnCl2+CuS04+ZnS04+H3B03 plus eventuell andere Spurenelemente.
Dementsprechend ist beispielsweise die Elektrode 52 in Anpassung an die im Bereich der Pflanze gegebenen Umweltbedingungen neben
Magnesium als Metall, das sich infolge der elektrochemischen Zer-
2+ Setzung in Mg Ionen auflöst und sich an den Wurzeln 45 einer
Planze ablagert, auch beispielsweise mit Magnesiumsulfat 54 - MgS04 -, Borsäure 55 - H3B03 - und Kaliumchlorid 56 - KC1 - do¬ tiert. Wie schematisch angedeutet, wandern diese Nährstoffe bzw. die positiven Ionen, nämlich die Kationen, in Richtung der am negativen Pol anliegenden Elektrode, die oberhalb der Wurzeln bzw. in eine gegenüber der Elektrode 52 in Richtung des Saft- Stromes von dieser distanzierten Lage angeordnet ist.
Die Nährkationen und Nähranionen werden dadurch aufgrund des ge¬ nau vordefinierten elektrischen Gleichfeldes unabhängig von dem durch den Zeilaufbau der Pflanze bedingten Ionenaustausch bzw. die Anionenatmung in den Bereich des Saftstromes verbracht bzw. kann die Zufuhr dieser Nährionen in von den Wurzeln weiter distanzierten Pflanzenbereiche ermöglicht werden. D.h., die durch den Pflanzenaufbau und die Pflanzenphysiologie bedingte Nähr- stoffVersorgung wird durch die NährstoffVersorgung mittels des überlagerten elektrischen Gleichfeldes verstärkt.
Dabei konnte interessanter und überraschender Weise bei entspre¬ chenden Versuchen festgestellt werden, daß aufgrund der durch die Oxidations- und Reduktionsvorgänge im Zeilaufbau bzw. durch die Salzaufnahme im Gewebe entstehenden chemischen Vorgänge interes¬ santer Weise auch das zusätzlich aufgebaute elektrische Gleich¬ feld in den sogenannten Ruhephasen der Pflanzen, in welchen die Nährionen- bzw. Salzaufnahme verzögert ist, offensichtlich durch eine entsprechende Leitwerterhöhung innerhalb der Pflanze und einem Absinken des Innenwiderstandes das elektrische Gleichfeld geschwächt wird, sodaß in dieser Phase des Pflanzenblebens der Zeilaufbau mit Nährsalzen nicht überlastet wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Elektrode 52 mit je¬ dem beliebigen anderem Nährsalz bzw. mit Mikro- oder Makroelemen¬ ten zu dotieren, um die Vorteile des den normalen Prozessen im Pflanzenwachstum überlagerten Nährstofftransportes auszunutzen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt weiters auch noch darin, daß durch entsprechende Anordnung der Elektroden die Intensität des Saftstromes bzw. die Nährsalzversorgung innerhalb der Pflanze beeinflußt werden kann, um so das Wachstum der Pflanzen in gewis- sen Richtungen, beispielsweise bei Bäumen ein gleichmäßiges Ast¬ wachstum zu ermöglichen.
In Fig.5 ist zum besseren Verständnis für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung 56 ein Block aus einem Erdboden 4 herausgeschnitten darge¬ stellt. Dieser Erdboden 4 besteht aus mehreren parallel zur Erd¬ oberfläche 6 verlaufenden Schichten, wobei die oberste der Erd¬ oberfläche 6 nächst liegende Schicht 7, beispielsweise durch eine Vegetationsschicht wie Humus oder dgl., gebildet ist. In Richtung des schematisch angedeuteten Grundwassers 10 können dann weitere Schichten 57 und 58 vorgesehen sein, wobei die Schicht 57 durch ihren Aufbau zwar wasserdurchl ssiger ist als die Schicht 7, je¬ doch noch ein höheres Wasserrückhaltevermögen hat, als beispiels- v/eise eine Schicht 58, die durch Sand oder Vulkangestein oder dgl. gebildet ist und nahezu kein Wasserrückhaltevermögen auf¬ weist. Somit sinkt eine dem Vegetationsbereich zugeordnete Flüs¬ sigkeit relativ rasch in den Bereich der Schicht 58 ab und von dort direkt in den Bereich des Grundwassers 10. Diese Wirkung wird dann noch verstärkt, wenn eine Schicht 57 zwischen der
Schicht 7 und der Schicht 58 überhaupt fehlt, wie dies beispiels¬ weise in Vulkangebieten bzw. in .ariden Gebieten der Fall ist.
Um nun eine ausreichende Versorgung von Wurzeln 5 von Pflanzen 1, beispielsweise Gemüsepflanzen oder Blumen, zu ermöglichen, ist das Grundwasser 10 aus den tiefen Bodenbereichen vielfach aus einer Tiefe von 20 bis 70 Metern in den Bereich der Wurzeln 5 hoch zu fördern. Dazu dienen elektrische Felder 59,60 und 61, von welchen zum besseren Verständnis und der Übersichtlichkeit der Zeichnung wegen nur einige der Feldlinien 62,63 und 64 der jewei¬ ligen Felder dargestellt sind. Wie ersichtlich, überlagern sich diese Felder kaskadenfδrmig, sodaß das Grundwasser 10 in mehreren Stufen annähernd treppenförmig in den Bereich der Wurzeln 5 der Pflanzen 1 gefördert wird. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß zwischen jenen Feldern 59 und 61 die über eine Energiequelle 65 durch Zufuhr von elektrischer Energie aufgebaut werden, also so¬ genannten "aktiven Systemen" und dem Feld 60, welches aufgrund von elektrochemischen Wirkungen bedingt durch den Spannungsab¬ stand der Materialien der Elektroden in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle aufgebaut wird und als "passives System" bezeichnet wird, zu unterscheiden.
Bei den sogenannten "aktiven Systemen", mit welchen also die Fel- der 59 und 61 hergestellt werden, erstrecken sich die Feldlinien 62 bzw. 64 im Wirkungsbereich des elektrischen Feldes 60, also des "passiven Systems" bis in den Bereich der Anode 66, also jener Elektrode, die sich in jenen Bereich des elektrischen Fel¬ des 60 befindet, der positives Potential aufweist. Diese Anode 66 besteht beispielsweise aus Magnesium oder einem mit Magnesium dotierten Metall. Diesen ist als Elektrode 67, die als Kathode wirkt, beispielsweise ein aus einem edleren Metall als die Anode 66 bestehendes Netz zugeordnet. Dadurch, daß die Elektrode 67 mit der als Anode 66 wirkenden Elektrode über eine Verbindungsleitung 68 kontaktiert ist, baut sich zwischen der Anode 66 und der Elek¬ trode 67 das elektrische Feld 60 aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den beiden die Anode 66 und die Elektrode 67 bildenden Materialien auf. Je nach der aktiven dem Elektrolyten ausgesetz¬ ten Oberfläche der Anode 66 wird ein höherer oder niederer Strom- fluß im elektrischen Feld 60 aufgebaut. Gleichzeitig wirkt diese Verbindungsleitung 68 aber als Kurzschlußleitung zwischen der Elektrode 67 und der Anode 66 für die elektrischen Felder 59 und 61, d.h. im Bereich des elektrischen Feldes 60 dehnen sich die elektrischen Felder 59 und 61 zwischen der Anode 66 und den die- sen Feldern jeweils zugeordneten als Anoden wirkenden Elektroden 69,70 aus. In den dem elektrischen Feld 60 benachbarten Bereichen erstrecken sich dagegen die Feldlinien 62 und 64 der elektrischen Felder 59,61 ebenfalls bis in den Bereich der Elektrode 67, die mit einem am negativem Potential anliegenden Ausgang 71 der Ener- giequelle 65 zusammengeschaltet ist, während die Anoden 69 und 70 an einem Ausgang 72 der Energiequelle 65 anliegen, der am posi¬ tivem Potential liegt. Wie weiters schematisch angedeutet, kann zwischen den Anoden 69 und 70 noch eine weitere Anode 73 angeord¬ net sein, um ein zusätzliches elektrisches Feld 74 aufzubauen. Die großflächig ausgelegten Elektroden 67, die durch netzförmig verlegte Leiter bzw. Netze gebildet sein können, werden meist bahnförmig entweder unmittelbar aneinanderstoßend oder wie in der Zeichnung schematisch dargestellt in entsprechenden Abständen voneinander über die zu bewässernde Bodenfläche verteilt unter¬ halb der Erdoberfläche möglichst im Bereich der Wurzel 5 der zu bewässernden Pflanzen 1 angeordnet. Durch die Vielzahl der auf¬ grund ihrer großen Tiefe, in welcher sie angeordnet sind, und im Vergleich zur Tiefe geringen Länge als punktförmige Elektroden anzusehenden Anoden kann nun ein sehr intensives f-1ächendeckendes und räumlich gestaffeltes elektrisches Feldsystem aufgebaut werden, in dem ein annähernd gleicher Nährstoff- und Flüssigkeitstransport und natürlich auch ein entsprechender Ionentransport aus dem Bereich des Grundwassers 10 in den Bereich der Elektrode 67 erfolgt. Dies ist deshalb wichtig, da die ein¬ zelnen Schichten 7,57,58 und jene Schicht des Erdbodens, in wel¬ cher das Grundwasser 10 sich befindet, die unterschiedlichsten Leitwerte aufweisen können. Dies ist nicht zuletzt von der Durch¬ feuchtung sowie vom Salzgehalt der Flüssigkeit bzw. der Nährstof- fe und deren Ionenanteil abhängig. Um nun zu verhindern, daß die einzelnen elektrischen Felder den Transport von Nährstoffen, Nährsalzen bzw. Flüssigkeiten oder Ionen gegenseitig behindern, ist der Energiequelle 65 eine Steuervorrichtung 75 zugeordnet, die stark vereinfacht und lediglich schematisch dargestellt ist.
Die zur Realisierung der für die Durchführung des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforder¬ lichen Schaltungsbauteile sind aus dem Stand der Technik bekannt und es können sowohl analoge als auch digitale Steuerungselemente und die unterschiedlichsten aus dem Stand der Technik bekannten Steuersysteme zur Realisierung verwendet werden.
So ist es beispielsweise möglich, die Stromaufnahme im Bereich der Ausgänge 71 und 72 als Regelungsgröße über eine Leitung 76 an die Steuervorrichtung 75 zurückzumelden. In Abhängigkeit von der Stromaufnahme wird dann die Spannung derart geregelt, daß ein Strom-Sollwert mit einer EinstellVorrichtung 77 voreingestellt und in einem Vergleicher 78 mit von einer Strom-Meßvorrichtung 79 über die Leitung 76 zugeführten Meßwerten verglichen werden kann. Der derart ermittelte Differenzwert wird dann zur Steuerung einer Spannungsregelungsvorrichtung 80 verwendet, mit der die Spannung soweit verändert wird, daß der mit der Strom-Meßvorrichtung 79 ermittelte Strom-Istwert in dem jeweiligen elektrischen Feld 59 oder 61 oder 74 dem mit der EinstellVorrichtung 77- voreingestell- ten Strom-Sollwert entspricht. Dazu ist festzuhalten, daß es selbstverständlich vorteilhaft ist, wenn die einzelnen elektri¬ schen Felder 59 bzw. 61 jeweils über gesonderte Ausgänge 71,72 an der Energiequelle 65 angeschlossen sind und jedem der elektri- sehen Felder 59 bzw. 61 oder 74 eine eigene Meßvorrichtung 75 zu¬ geordnet ist. Um beim Aufbau des elektrischen Feldes 59 bzw. 61 bzw. 74 eine möglichst exakte Vorwahl des benötigten Strom-Soll¬ wertes zu ermöglichen bzw. auch einen geschlossenen Regelkreis für die Regelung der Spannungen zum Aufbau eines vordefinierten elektrischen Feldes zu ermöglichen, können in Bohrungen 81 für die Anoden 69,70,73 und gegebenenfalls auch 66 Meßvorrichtungen 82 in unterschiedlichen Abständen bzw. Tiefe unterhalb der Erd¬ oberfl che 6 angeordnet sein. Diese Meßvorrichtungen 82 können über eine Leitung 83, gegebenenfalls auch jedes der Meßorgane über eine eigene Leitung, mit der Steuervorrichtung 75 verbunden sein. Bevorzugt dienen diese Meßvorrichtungen 82 zum Feststellen der Widerstände zwischen den einzelnen Schichten des Erdbodens bzw. den Bereichen mit positivem bzw. negativem Potential oder den diesen zugeordneten Elektroden wie Anoden oder Kathoden.
In Abhängigkeit von dem jeweiligen Widerstand oder dessen Kehr¬ wert, dem Leitwert, ist es möglich, für eine definierte Stromauf¬ nahme des elektrischen Feldes die notwendige Spannung festzu¬ legen, sodaß über die Spannungsregelungsvorrichtung 80 das elek- trische Feld mit der entsprechenden Energie versorgt werden kann, um einen ausreichenden Transport von Nährstoffen, Flüssigkeiten und bzw. oder Ionen sicherzustellen. Selbstverständlich können diese Meßvorrichtungen 82 auch zum Feststellen der Stromaufnahme und bzw. oder der Spannungen und bzw. oder anderer Kennwerte des elektrischen Feldes 59 bzw. 61 oder 74 oder 60 verwendet werden.
Von Vorteil ist es aber auch weiters, wenn im Bereich der Wurzeln 5 der Pflanzen 1, also im Vegetationsbereich, Feuchtigkeits-Meß- Vorrichtungen 84 angeordnet sind. Diese Feuchtigke-its-Meßvorrich- tungen können ebenso mit der Steuervorrichtung 75, beispielsweise dem Vergleicher 78 oder der Spannungsregelungsvorrichtung 80 zu¬ sammengeschaltet sein. Je nach dem Angebot an Nährstoffen bzw. Flüssigkeiten oder Ionen kann dann zusätzlich die Stromaufnahme und bzw. oder die Spannung im elektrischen Feld und bzw. oder die Feldstärke entsprechend verändert werden, um zu verhindern, daß es zu einer Überfüllung der Schicht 7 mit Feuchtigkeit, Nährstof¬ fen oder Ionen und somit zu einem Rückstau kommt, der zu einem Zusammenbruch des osmotisehen Wassertransportes zwischen den Be- reichen mit positivem Potential und den Bereichen mit negativem Potential der elektrischen Felder führt.
Selbstverständlich ist es im Rahmen des vorliegenden Ausführungs¬ beispieles möglich, lediglich mit zwei elektrischen Feldern, bei- spielsweise dem elektrischen Feld 59 und 60 das Auslangen zu fin¬ den oder bei entsprechend schlecht leitenden, extrem trockenen Böden auch mehr als die gezeigte Anzahl von elektrischen Feldern anzuordnen. Die Anordnung der Bereiche mit positivem Potential der elektrischen Felder bzw. der in diesen angeordneten als Ano- den wirkenden Elektroden kann dann in Abhängigkeit von den ver¬ schiedenen Leitwerten bzw. Widerständen gewählt werden. Ebenso ist es möglich, die verschiedenen Meßvorrichtungen, wie die Feuchtigkeits-Meßvorrichtungen 84 bzw. die Meßvorrichtungen 82 zum Feststellen der Spannungen bzw. Stromstärken oder des Leit- wertes und dgl. in unterschiedlichen Bohrungen 81 für Anoden 69 bzw. 70 anzuordnen.
Des weiteren ist es ebenso möglich, das elektrische Feld 60 als "aktives System" zu betreiben, in dem die Anode 66 und die Elek¬ trode 67 an eine Energiequelle 65 unter Verwendung einer Steuer¬ vorrichtung 75 oder ohne dieser angeschlossen wird.
In Fig.6 ist die Stromaufnahme bzw. der Spannungsverlauf in den einzelnen elektrischen Feldern schematisch dargestellt. Dabei sind auf der vertikalen Achse die Entfernungen, in welchen die als Anoden wirkenden Elektroden unterhalb der Erdoberfläche 6 an¬ geordnet sind, aufgetragen. Auf der horizontalen Achse sind die Spannungswerte bzw. die Stromwerte aufgetragen. Wie ersichtlich, erstreckt sich nun das elektrische Feld 59 in jenen Bereichen, in welchen es nicht durch das elektrische Feld 60 gestört ist, vom Grundwasser 10 über die Bodenschicht 58, die Bodenschicht 57 und die Bodenschicht 7 - deren Begrenzungen durch unregelmäßige Linienzüge angedeutet sind - bis in den Bereich der als Kathode wirkenden Elektrode 67. Entsprechend dem jeweiligen Leitwert bzw. Widerstand kommt es bedingt durch den meist hohen Leitwert in den Grundwasser führenden Bodenschichten bei einer Spannungsdifferenz zwischen der Anode 70 und der als Kathode wirkenden Elektrode 67 von 12 Volt zu einem relativ geringfügigen Spannungsabfall, wie einer Kennlinie 85, die den Spannungsverlauf im elektrischen Feld 59 - Fig.5 - zeigt, zu entnehmen ist. Dabei ist vor allem zu be¬ rücksichtigen, daß das, insbesondere in Meeresnähe zur Verfügung stehende Grundwasser meist durch Brackwasser gebildet ist und so¬ mit einen hohen Salzgehalt aufweist, wodurch ein hoher Leitwert, d.h. ein geringer Widerstand erzielt wird. Dazu kommt, daß sich im Laufe des Betriebes der elektrischen Felder aufgrund der elek¬ trochemischen Vorgänge, die negativ geladenen Salzreste, nämlich die Anionen und die Hydroxydionen, wie z.B. C1",N03 ",B04 3",S04 2",HC03 ",C00",0H" sowie CH3 ", in den Bereich des elektrischen Feldes mit positivem Potential, also in Richtung der Anode wandern und dort abgelagert werden. Damit werden dem Grundwasser 10 im Bereich der Anode auch während des Betriebes Salze zugeführt, sodaß es meist während des Betriebes zu einer Leitwerterhöhung in diesen das Grundwasser 10 aufnehmenden Boden¬ schichten und meist auch zu einem pH-Wert von 3-4 kommt. Der Vor¬ teil, der sich daraus ergibt, liegt andererseits darin, daß durch stark salzhaltige Gießwässer verursachte Versalzungen des Vege¬ tationsbereiches des Bodens verringert werden können.
Durch die Kontrolle der Stromaufnahme der einzelnen Felder ist es dann möglich, auch die sich im Feld laufend ändernden Wider¬ standsverhältnisse während des Betriebes zu berücksichtigen, um somit die zwischen den Elektroden umgesetzte Energie, nämlich Ampere x Volt x Zeit innerhalb gewünschter Grenzen zu halten, um eine ausreichende Transportleistung beim osmotisehen Flüssig¬ keits- bzw. Nährstofftransport zu erreichen. Wesentlich für den Antransport der Flüssigkeit und der Nährstoffe bzw. Ionen ist aber vor allem auch die zwischen den Elektroden umgesetzte Ladungsmenge - Coulomb = Ampere x Zeit -, woraus ersichtlich ist, daß im überwiegenden Maß der Stromfluß für die Transportleistung beim elektroosmotisehen Wassertransport ausschlaggebend ist. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß die zwischen den Elek¬ troden umgesetzte Energie nur zu Bruchteilen in Transportleistung umgesetzt wird, während der Rest der Energie zum Teil in Wärme umgewandelt und zum Teil zur Überwindung wachsender Widerstände aufgewendet werden muß. Diese Beanspruchungseffekte "an Elek¬ troden und Bodenmaterial", wie Polarisation, Stau von Wasser und Ionen im Bereich der Schicht 7 lassen sich beheben. Ein Beispiel dafür ist die Erhöhung der Transportleistung, wenn entsprechende Flüssigkeit bzw. Nährstoffe im Bereich des elektrischen Feldes mit negativem Potential, also im Bereich der als Kathode wir¬ kenden Elektrode verbraucht werden. Interessant ist hierbei, daß Feldversuche gezeigt haben, daß der Entzug von Flüssigkeiten und Nährstoffen und Ionen aus dem Bereich mit negativem Potential des elektrischen Feldes durch die Pflanzen und teils durch Diffusion in die Zwischenbahn - Felder - also in jene Bereiche, in welchen keine Kathoden verlegt sind bzw. die sich zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Kathoden befinden.
Dagegen bewirkt, wie die Kennlinie 85 weiters zeigt, der hohe Widerstand der meist trockenen, gut wasserleitenden Sediment¬ schichten, insbesondere der Schicht 58 einen entsprechend hohen Spannungsabfall, wogegen in den feuchteren und bes-ser leitenden der Erdoberfl che 6 nahe liegenden Schichten 57 und 7 der Span¬ nungsabfall geringer wird. Die Spannung von 12 Volt beim vorlie¬ genden Ausführungsbeispiel ist nun derart gewählt, um entspre¬ chend den festgestellten Widerständen oder Leitwerten eine Strom- aufnähme im elektrischen Feld 59 von 2 Ampere gemäß einer Kenn¬ linie 86 sicherzustellen. Die damit sich ergebende Energie bzw. Feldstärke im elektrischen Feld 59 ist dann ausreichend, um die potentielle Energie des transportierten Nährstoffes bzw. der Flüssigkeit - d.h. also jene Energiemenge, die zum "Anheben" der Flüssigkeiten aus tieferen Schichten entgegen der Schwerkraft so¬ wie zum Hochdrücken der Flüssigkeit in den Bereich der Wurzeln 5 der Pflanzen 1 benötigt wird - sicherzustellen. Im Zuge dieses Hochtransportes der Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten kommt es nun dazu, daß Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten bzw. Ionen in die Be- reiche zwischen den einzelnen Elektroden 67 abfließen bzw. von tiefwurzelnden Pflanzen bereits abgezogen werden. Es ist also eine höhere Nährstoff- bzw. Flüssigkeitsmenge aus dem Bereich des Grundwassers 10 hochzutransportieren als im Bereich der Wurzeln 5 der Pflanzen 1 benötigt wird, um eine ausreichende Versorgung der Pflanzen 1 sicherzustellen. Um zu verhindern, daß durch einen verstärkten Wasserabtransport aus näher zur Erdoberfläche befind¬ lichen Schichten durch die kaskadenförmig darüber angeordneten elektrischen Felder erfolgt, muß getrachtet werden, daß die' Stromaufnahme dieser weiteren elektrischen Felder 60,61 in jedem Fall, um das Ausmaß geringer ist, welches der Verlustmenge an Nährstoffen bzw. Flüssigkeiten zwischen der tieferen Anode und der näher zur Erdoberfläche 6 liegenden Anode entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anode 69 des elektri- sehen Feldes 61 in dem der Schicht 58 zugewandten Endbereich 57 angeordnet und der Verlust an hochtransportierten Nährstoffen bzw. Flüssigkeiten im Bereich der Schicht 58 sehr gering, sodaß die Stromaufnahme, wie eine Kennlinie 87 zeigt, im elektrischen Feld 61 nicht unerheblich geringer ist, als im Bereich des elek- trisehen Feldes 59, nämlich beispielsweise 1,5 Ampere beträgt. Bedingt durch die wesentlichen geringeren Widerstände zwischen der Anode 69 und der Elektrode 67 im elektrischen Feld 61 ist je¬ doch die zwischen Anode und Elektrode anzulegende Spannung, wie aus einer Kennlinie 88 zu ersehen ist, wesentlich* geringer, als beispielsweise im Bereich des elektrischen Feldes 59. Da die
Schicht 57 und im verstärkten Ausmaß aber auch die Schicht 7 sehr viel Flüssigkeit aufnehmen und durch die Kapillarwirkung in den Bereich zwischen den Elektroden 67 abziehen können bzw. die Flüs¬ sigkeit und Nährsalze und Ionen aus diesem Bereich durch Tief- wurzler bereits entnommen werden, darf die Stromaufnahme des zwi¬ schen der Anode 66 und der Elektrode 67 aufgebauten elektrischen Feldes 60 nur einen wesentlich geringeren Anteil betragen, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Kennlinie 89 etwa 0,6 Ampere, um zu verhindern, daß es zu einem Zusammenbruch des Nähr- stoff- bzw. Flüssigkeitstransportes in diesem Bereich kommt und um andererseits doch sicherzustellen, daß ausreichende Mengen in den Bereich der Wurzeln 5 der Pflanzen 1 verbracht werden. Durch den erheblich geringeren Stromfluß im Bereich des elektrischen Feldes 60 kann auch mit einer wesentlich geringeren Spannung zwi- sehen der Anode und der als Kathode dienenden Elektrode das Aus¬ langen gefunden werden. Somit ist es möglich, durch Verwendung unterschiedlicher Metalle, für die als Anode bzw. Kathode wirken¬ den Elektroden und durch deren Anordnung in einem Elektrolyten die entsprechenden Spannungsdifferenzen aufzubauen und einen aus- reichenden Stromfluß zum Aufbau des elektrischen Feldes 60 sicherzustellen.
Es sei der Ordnung halber ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es sich bei den gewählten Stromstärken und Spannungen um eine mög¬ liche Anwendungsvariante handelt, welche in stark vereinfachter Form dargestellt wurde, um das Wesen der Erfindung und die inne¬ ren Zusammenhänge der Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung besser erläutern zu können. Es wurde bei die- ser Betrachtung davon ausgegangen, daß die elektroosmotisch be¬ wegte Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit, dem Produkt aus elektro- omotischer Durchflußziffer, dem spezifischen elektrischen Wider¬ stand des Bodens und den Gesamtstrom zwischen den Elektroden ent¬ spricht. Es blieb dabei unberücksichtigt, daß ein Teil der Feld- linien auch nach unten und seitlich weggeht und damit der Wir¬ kungsgrad und somit die elektroosmotische bewegte Flüssigkeits¬ menge in der Praxis geringer ist. Auch die Feldverteilung hat einen Einfluß auf die transportierte Flüssigkeits- bzw. Nähr- stoff enge. Bei der vereinfachten Betrachtung kann man jedoch da- von ausgehen, dieses Problem nach der Methode der Scheinladungen zu lösen. Vielfach wird dabei so vorgegangen, daß die Verteilung im Fall einer Punktladung relativ zu einer leitenden Platte der Bestimmung der elektrischen Potentiale zugrunde gelegt wird.
Bei der tatsächlichen Anwendung des Verfahrens und der Vorrich¬ tung im praktischen Einsatz ist zu berücksichtigen, daß sich die einzelnen Felder sowohl fl chig als auch räumlich überschneiden und damit unterschiedlichste Werte hinsichtlich der Spannungsver¬ l ufe und der Stromaufnahme erzielt werden können. Die Erfindung ist daher keineswegs an die im Diagramm in Fig.6 enthaltenen
Spannungs- und Stromwerte eingeschränkt, sondern ist an die je¬ weils vorhandenen Verhältnisse an den einzelnen Einsatzstellen exakt abzustimmen. In Fig.7 ist eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungs¬ form, welche auch losgelöst von den übrigen Merkmalen des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung eingesetzt werden kann, dargestellt. Ein schematisch durch Feldlinien 91 angedeu- tetes elektrisches Feld 92 wird zwischen einer als Anode 93 wir¬ kenden Elektrode und einer als Kathode wirkenden Elektrode 94 hergestellt. Das elektrische Feld wird durch Energiezufuhr von einer Energiequelle 65 aufgebaut. Wie bereits anhand der vorste¬ henden Ausführungsbeispiele der unterschiedlichen Verfahrensab- laufe bzw. Vorrichtungsausbildungen erläutert, wird die Feuchtig¬ keit durch die Wirkung des elektrischen Feldes 92 in den Bereich der Elektrode 94 transportiert bzw. zumindest im Bereich zwischen der Anode 93 und der als Kathode wirkenden Elektrode 94 gehalten. Dieser Effekt wird nun beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in- sofern ausgenutzt, als das über eine z.B. durch Drainagerohre ge¬ bildete Zuflußleitung 95 oder jede beliebige andere zumindest zum Teil poröse Zuflußleitung oder eine Zuflußleitung in der poröse Abschnitte vorgesehen sind, eine Flüssigkeit 96, die beispiels¬ weise mit Ionen und Nährsalzen versetzt sein kann, gegebenenfalls unter Druck mittels einer Pumpe 97 zugeführt wird. Durch die in den porösen Abschnitten der Zuflußleitung 95 durch Öffnungen 98 austretenden Flüssigkeitsmengen und Nährsalze - schematisch durch Pfeile 99 angedeutet - wird der die Wurzeln 5 der Pflanze 1 auf¬ nehmende Bodenbereich, beispielsweise eine Schicht 7 befeuchtet. Um nun der lotrechten Wasserversickerung unter dem Einfluß der
Schwerkraft in nicht wasserhaltigen Bodenschichten -die üblicher¬ weise als hydraulische Filtergeschwindigkeit definiert ist - ent¬ gegen zu wirken, ist ein zumindest gleich große meist jedoch eine höhere elektroosmotische Filtergeschwindigkeit unter Bezugnahme auf die Wasserbewegung in Böden in Folge von hydraulischen Druck¬ differenzen aufbringen, um die Feuchtigkeit in diesem Bereich zu halten. Dies erfolgt nun durch die elektroosmotische Wasserbewe¬ gung aufgrund des elektrischen Feldes 92. Die durch die Öffnungen 98 austretende Flüssigkeit wird somit im elektrischen Feld gehal- ten und da in den Wasserpartikeln eine positive Ionenschicht und an der Bodenkornoberfl che ein Anionenüberschuß ist, verschieben sich die positiven Ladungsträger des Wassers entlang der Feld¬ linien im elektrischen Feld und wandern zu der die Kathode bil- denden Elektrode 94. Dies deshalb, da sich die Wassermoleküle gegenüber den an sich festgehaltenen Bodenpartikeln frei bewegen können. Des bedeutet einen elektrischen Stromfluß zwischen der Anode und der als Kathode wirkenden Elektrode und somit eine Flüssigkeitsströmung. Die Flüssigkeit wird somit in den Bereich der Wurzeln 5 der Pflanze 1 gebracht und können von diesen aufge¬ nommen und verarbeitet werden. Diese zuletzt beschriebenen physi¬ kalischen Grundlagen liegen natürlich auch allen anderen elektro- osmotisehen Flüssigkeitstransporten gemäß den anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung zu Grunde.
Anstelle der die Kathode 94 bildenden Elektrode oder zusätzlich zu dieser kann die Zuflußleitung 95, wie schematisch angedeutet, mit einer leitenden Beschichtung 131, z.B. aus einem leitenden Kunststoff versehen sein, sodaß die Zuflußleitung selbst die als Kathode wirkende Elektrode bildet.
Selbstverständlich ist es auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, dem Vegetationsbereich bzw. der Schicht 7 auch aus tie¬ feren Grundwasser führenden Bodenschichten, Flüssigkeit bzw. Nährstoffe zuzuführen. Es kann sich jedoch als vorteilhaft erwei¬ sen, vor allem in Bereichen mit extrem hohen Außentemperaturen, den erhöhten Flüssigkeitsanfall - der beispielsweise durch die elektroosmotische Wasserbewegung aus den tiefen Bodenschichten in die Schicht 7 nicht mehr bewirkt werden kann - durch eine künst- liehe Zufuhr an Flüssigkeit zu ergänzen. Vor allem ist es damit auch möglich, die Flüssigkeit im Bereich der Schicht 7, also der Vegetationsschicht oder des Humuses zu halten, um in solchen Ge¬ bieten, wo an sich genügend Oberflächenwasser vorhanden ist, zu verhindern, daß dieses zu rasch in die tiefer liegenden Boden- schichten absinkt und eben in nicht ausreichendem Ausmaß für die Pflanzen zur Verfügung steht.
Mit besonderem Vorteil ist es bei dieser Ausführungsform auch möglich, daß sowohl die im Bereich mit positivem Potential als auch die im Bereich mit negativem Potential des elektrischen Fel¬ des angeordnete Elektrode durch netzförmig großflächig verlegte Leiter bzw. über große Flächen sich erstreckende Netze gebildet werden. Eine derartige Anordnung empfiehlt sich insbesondere zur Wasserhaltung im Vegetationsbereich, vor allem z.B% in Glashaus¬ anlagen, wo lediglich erreicht werden soll, daß das Gießwasser nicht in darunterliegende Bodenschichten absinken kann, sondern möglichst in hohem Ausmaß zur Versorgung der Pflanzen herange¬ zogen werden kann. Hierbei ist es dann unerheblich, ob zwischen diesen beiden netzartigen Elektroden noch zusätzlich Versorgungs¬ leitungen für Flüssigkeiten, Nährstoffe und bzw. oder Ionen ange¬ ordnet sind oder nicht.
In Fig.8 ist eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsge- mäßen Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zum Aufbau eines elektri¬ schen Feldes 100 - schematisch durch Feldlinien 101 angedeutet - gezeigt. Das elektrische Feld wird hierbei durch einen Bereich
102 mit negativem Potential und einem Bereich 103 mit positivem Potential gebildet. Der Feldaufbau erfolgt derart, daß die aus einem Stab 104 gebildete Elektrode aus einem Metall mit hoher negativer Spannung in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle, beispielsweise Magnesium besteht, der an seinem der Erd¬ oberfl che 6 zugewandten Endbereich, also dem Bereich mit posi¬ tivem Potential, mit einem edleren bzw. höherwertigen Metall, z.B. einer mit Kohlenstoff dotierten Kunststoffbeschichtung 105 versehen ist. Aufgrund der Spannungsdifferenz in der elektroche¬ mischen Spannungsreihe der Metalle entsteht zwischen dem Bereich
103 mit positivem Potential und dem Bereich 102 mit negativem Potential des elektrischen FeJdes ein Stromfluß und somit ein elektroosmotischer Feuchtigkeits- bzw. Nährstofftransport in Wur¬ zeln 106 eines Baumes. Damit wird die Nährstoffaufnähme bzw. der Ionen- und Feuchtigkeitstransport im Wurzelbereich verstärkt. Gleichzeitig werden bei der elektrochemischen Zersetzung des Stabes 104 Magnesium-Ionen frei, die sich im Bereich der Wurzeln 106 ablagern und somit das natürliche Potential, wonach die Spitze des Baumes immer negativer sein soll als die Wurzeln, ver¬ stärkt und die negativen Auswirkungen der durch die Oberfl chen¬ wässer eindringenden Säuren, insbesondere bei saurem Regen, die das Magnesium zersetzen, aufgehoben. Je nach der erwünschten
Leistung des elektroosmotisehen Wasser- bzw. Feuchtigkeits- oder Nährstofftransportes kann die Oberfläche des Stabes 104 in einem kleineren oder größeren Ausmaß mit einer Schrumpffolie 107 über¬ zogen werden. Damit wird nicht nur einem verstärkten Abtrag des Stabmaterials unmittelbar anschließend an die Kunststoffbeschich¬ tung 105 vorgebeugt, sondern es ist die Größe des Stromflusses im elektrischen Feld 100 regelbar.
Die praktischen Feldversuche mit derartig ausgerüsteten stabför- igen Anoden und Elektroden haben gezeigt, daß ein Einsatz zur Sanierung von großflächigen Waldschäden durch Umwelteinflüsse möglich ist und andererseits die Bäume durch die Erhöhung des Feuchtigkeits-Nährstoff- und Ionenangebotes nicht überbelastet werden, sodaß die chemischen Oxidations- und Reduktionsvorgänge ungestört, jedoch in verstärktem Ausmaß bedingt durch das erhöhte Nährstoff- und Ionenangebot ablaufen können.
Der Stab 104 weist üblicherweise einen kreisrunden Querschnitt auf. An seinem der Kunststoffbeschichtung 105 gegenüberliegenden Ende kann der Stab 104 mit einer Spitze versehen sein, um i n mit einer Setzstange direkt in den Boden einschlagen zu können. Um die Wirkungsweise der Schrumpffolie sowie der Kunststoffbeschich¬ tung deutlicher darstellen zu können, wurde der Stab 104 in Fig.8 im Schnitt dargestellt. Es sei auch noch erwähnt, daß bei gut leitenden Bodenschichten, insbesondere bei sehr feuchten Humus¬ schichten in Wäldern das Einbringen der kombinierten Elektrode bzw. des Stabes nicht unmittelbar im Wurzelbereich eines Baumes - wie beispielsweise in Fig.8 dargestellt - erfolgen muß, sondern daß es auch möglich ist, derartige Stäbe in einen gewissen Raster zwischen den Bäumen in den Erdboden einzuschlagen, wobei in jedem Fall darauf zu achten ist, daß die Stäbe 104 so tief eingeschla¬ gen werden, daß die Kunststoffbeschichtung 105 bzw. der die Kathode bildende Bereich des Stabes aus einem edleren Material als der Stab soweit eingeschlagen ist, daß dieser dem Bereich mit negativem Potential des Feldes bildende Teil des Stabes 104 den Bereich der Erdoberfläche 6 gut kontaktiert.
In Fig.9 ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 108 in einem
Wüstengebiet gezeigt, wobei der Erdboden vertikal durchgeschnit¬ ten ist. In derartigen Wüstengebieten mit extrem hohen Luft- und Sonnentemperaturen ist es meist zweckmäßig, vorerst eine Abschat¬ tung der Pflanzen vorzunehmen, da bei Temperaturen von +45° C eine normale Entwicklung einer Grünpflanze meist nicht mehr mög¬ lich ist. Demzufolge werden meist sehr widerstandsfähige Pflan¬ zen, nämlich Palmen gezogen, um eine entsprechende Schattenwir¬ kung für die später dazwischen aufzubauenden Pflanzkulturen her¬ zustellen. Die Palmen haben überdies den Vorteil, daß aufgrund ihrer großen Blattoberfläche und ihrer Höhe ein sehr ausgeprägtes elektrisches Feld zwischen dem Wipfel der Palme und dem Erdboden entsteht, wobei der Wipfel der Palme den Bereich des elektrischen Feldes mit negativem Potential darstellt. Dadurch hat die Palme die Möglichkeit, aufgrund der ihr innewohnenden elektrischen Ver- hältnisse selbst Wasser aus tiefen Bereichen unter Verwendung des elektroosmotisehen Wassertransportes hochzuziehen. Wird nun, wie beispielsweise in Fig.9 dargestellt, zwischen den Palmen 109 eine Pflanzkultur mit Pflanzen 110 angelegt, so erfordert die Versor¬ gung von Wurzeln 111 dieser Pflanzen 110 spezielle Vorkehrungen. Wird nämlich beispielsweise mit einem einzigen elektrischen Feld, welches sich vom Grundwasser 10 bis in den Bereich einer die Kathode bildenden Elektrode 112 erstreckt, aufgebaut, so wird ein Großteil des hochsteigenden Wassers durch die Tiefenwurzeln und die starke elektroosmotische Eigenwirkung der Palmen 109 von die¬ sen abgezogen. Die verbleibende Restwasserströmung reicht dann meist nicht aus, um die Pflanzen 110 ausreichend mit Flüssigkeit zu versorgen. In diesem Fall zeigt sich ein weiterer Vorteil der sogenannten Kaskadenanordnung des elektrischen Feldes und zwar dann, wenn beispielsweise die als Anoden 113 dienenden Elektroden über eine Energiequelle 114 mit den Elektroden 112 zusammenge¬ schaltet sind. Um nun jenen Wasseranteil, der nach ausreichender Versorgung der Palmen 109 mit Flüssigkeit bzw. Nährstoff und Ionen überbleibt, den Pflanzen 110 in ausreichender Menge zufüh- ren zu können, ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise ein elek¬ trisches Feld 115 zwischen der Elektrode 112 und einer etwa im Wurzelbereich der Palme 109 liegenden Anode 116 aufgebaut wird. Bevorzugt wird hierbei ein sogenanntes "passives System" verwen¬ det, bei dem die Anode 116 durch elektrochemischen Abbau den für den Feldaufbau benötigten Strom liefert. Dieses in den meist be¬ reits wasserführenden Boden und daher gut leitenden Bodenschich¬ ten angeordnetes elektrisches Feld erzeugt nun eine zusätzliche Sogwirkung, die bei entsprechender Auslegung höher ist als die Sogwirkung der Palme 109, sodaß zumindest jener Teil, der nicht unmittelbar von den Wurzeln der Palmen 109 aufgenommen wird, zu¬ verl ssig den Wurzeln 111 der Pflanzen 110 zugeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt vor allem auch darin, daß bei einem derartigen sogenannten "passiven System" durch die direkte Leitungsverbindung zwischen der Elektrode 112 und der Anode 116 diese für die tiefer liegende Anode 113 als Kurzschlu߬ leitung wirkt und somit der Bereich des negativen Potentials ei¬ nes elektrischen Feldes 117 im Einflußbereich des elektrischen Feldes 115 im Bereich der Anoden 116 liegt und durch entsprechen¬ de Anordnung der Anoden 116 und des dadurch aufgebauten elektri- sehen Feldes 115 eine Weiterleitung der vom Grundwasser 10 hoch transportierten Nährstoffe bzw. Flüssigkeiten oder Ionen in Rich¬ tung der Wurzeln 111 der Pflanzen 110 erzielt wird.
In Fig.10 ist eine eine Kathode bildende Elektrode 118 gezeigt, die aus einem Netz 119 besteht, welches mit einem Leitungssystem 120, beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Energiequelle 121 mit einer als Anode 122 wirkende Elektrode verbunden ist, gezeigt. Die Anode 122 kann durch einen MetallStab 123 gebildet sein, der gegebe- nenfalls auch mit einem elektrisch leitenden Kunststoff 124 umgeben sein kann.
Das Netz 119 besteht aus einzelnen Leitern 125,126, die netzförmig verlegt sind oder zu einem Netz verknüpft oder verwoben sind und zu- gleich die Verteilungsleitungen bilden. Diese Leiter 125,126 können aus einem, insbesondere hochfesten leitenden Kunststoff bestehen. Dieser kann z.B. in der Art eines Duroplastes mit einem makromoleku¬ larem Aufbau gebildet sein und z.B. aus einem Acrylat mit mindestens zum Teil vernetzten Polymeren bestehen. Darüberhinaus können in die- sem Kunststoff fadenförmige flexible Trägermaterialien 127 aus Karbon und bzw. oder Metall, die vorzugsweise mit einer Silberbeschichtung 128 versehen sind, eingebettet sein. Diese Trägermaterialien können zur Leitwerterhöhung zumindest in einigen der Leitern 125,126, die das Netz 119 mit dem Leitungssystem 120 verbindet, eingebettet sein.
Selbstverständlich ist es, wie dies schematisch in Fig.10 angedeutet ist auch möglich, daß die Trägermaterialien 127 aus Karbon oder Metall in einen beliebigen Kunststoff, z.B. Polyamid, Acryl , Poly¬ ester oder dgl., zum Bilden der Leiter 125,126 des Netzes 119 einge- bettet werden. In diesem Fall kann, wie dies schematisch an einem Teil des Netzes 119 angedeutet ist, das Netz in einem leitenden Kunststoff 129 eingebettet werden. Durch diese Ausbildung des Netzes 119 wird neben einer guten Leitfähigkeit über eine große Fläche ein mechanisch widerstandsfähiger Baukörper geschaffen, der auch beim Einbau in Vegetationsbereichen bzw. Bodenschichten beim Befahren mit Bearbeitungsmaschinen nicht verletzt bzw. zerstört werden kann.
In Fig.11 ist ein Leiter 125 gezeigt, der aus einer Vielzahl von fadenförmigen Trägermaterialien 127 bzw. Einzellitzen zusammengesetzt ist. Dieser Leiter 125 ist mit einer Silberbeschichtung 128 umgeben und in einem leitenden Kunststoff 129, z.B. in der Art eines Duro¬ plastes mit einem makromolekularen Aufbau, z.B. in einem Acrylat mit mindestens zum Teil vernetzten Polymeren eingebettet.
Der Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Kunststoffe 129 liegt da¬ rin, daß diese Kunstharz-Dispersionen, Kunstharz-Lösungen oder Kunst¬ harze mit Metall- oder HaibmetallVerbindungen oder deren Lösungen in einer Menge versetzt enthält, sodaß auf ein Kunstharz-Molekül an- nähernd ein Metall- oder Haibmetallatom kommt und der, nach dem Mischen und der Zugabe von Reduktionsmittel in geringem Überschuß oder durch an sich bekannte thermische Zersetzung Metall oder Halb- metallatome enthält und bei dem gebildete oder noch vorhandene Ionen ausgewaschen und die Dispersionen, Lösungen oder Granulate mit Gra- phit oder Ruß versetzt weiterverarbeitet sind. Überraschend ist bei dem Einsatz derartiger Kunststoffe, daß sie gegenüber mechanischen und thermischen Beanspruchungen wesentlich widerstandsfähiger sind, da die Leitfähigkeit unabhängig von den im Kunststoff eingebetteten freischwebenden Leiterteilchen 130 - wie schematisch über einen Teil des Kunststoffes 129 dargestellt - ist, d.h. die leitende Verbindung im Kunststoff wird nicht über die Leiterteilchen 130, sondern durch das Anhaften der Silberionen in den Hohlräumen der großen Kunststoff- moleküle erreicht, wobei durch das Reduzieren der Silberionen der Kunststoff Halbleitereigenschaften annimmt. Dadurch ist es möglich, mit einem Graphitpulveranteil in einer Menge von 40 %, bezogen auf den Kunststoff, auszukommen, um den leitenden Kunststoff in seinen Eigenschaften auf das Anwendungsgebiet bei erfindungsgemäßen Vertei¬ lungsleitungen einzustellen. Die Details eines derartigen Kunststoffes sind in der österreich¬ ischen Patentschrift Nr. 313 588 beschrieben.
Derartige Kunststoffe sind nicht nur resistent gegenüber chemischen und elektrochemischen Einflüssen, sondern weisen auch eine hohe
Alterungsbeständigkeit auf, da sie keine Ionen enthalten und sich da¬ durch bei Einwirkung von elektrischen Strömen kaum verändern.
Die vorstehend beschriebenen Kunststoffe sind in Verbindung mit den verschiedenen, in den Fig.l bis 9 gezeigten Ausführungsbeispielen der als Kathoden und bzw. oder Anoden dienenden Elektroden mit Vorteil anwendbar und haben sich bei Versuchen in der Praxis außerordentlich bewährt. Ein weiterer Vorteil dieser Kunststoffe liegt darin, daß sie eine hohe Oberflächenadhäsion und Oberflächenrauhigkeit aufweisen, sodaß die Schwermetallionen bzw. die aus den Salzen ausgeschiedenen Kationen an diesem Kunststoff anhaften und gebunden werden, sodaß sie dem Vegetationsbereich voll entzogen sind.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die durch Leiter 125,126 gebildeten Elektroden quer zur Längsrichtung derselben mittels Distanzhalter im Abstand zu verbinden, sodaß beim Einbringen in die Bodenbereiche ein etwa gleichmäßiger Abstand zwi¬ schen den Leitern eingehalten werden kann. Damit ergibt sich zwar ebenfalls eine netz- bzw. gitterförmige Anordnung, jedoch besteht der Unterschied darin, daß die leitende Verbindung überwiegend in Längs¬ richtung der einzelnen Leiter gegeben ist. Es wird jedoch auch bei dieser Ausführungsform zweckmäßig sein, in gewissen größeren Abstän¬ den Querverbindungen zwischen den einzelnen Leitern herzustellen, um bei einer Unterbrechung einer dieser Leitungen eine By-Pass-Wirkung über eine andere Verteilungsleitung herstellen zu können. Weiters ist es sehr vorteilhaft, daß die Leiter bzw. die zum Einsatz kommenden Netze durch die Verwendung fadenförmiger Trägermaterialen äußerst flexibel und spannungsfrei sind, sodaß es beim Verformen derselben nicht zum Aufbau einer Rückfederungskraft kommt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes zwischen unterschiedlichen Bereichen einer Pflanze und bzw. oder des sie aufnehmenden Erdbodens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich des elektrischen Feldes mit negativem Potential von einem Be- reich mit positivem Potential in Richtung des Nährstofftrans¬ portes der Pflanze und bzw. oder des Flüssigkeitstransportes im Erdboden distanziert angeordnet und gerichtete elektrische Energie aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf¬ gebrachte elektrische Energie in Abhängigkeit vom Widerstand zwischen den beiden Bereichen des elektrischen Feldes und der Feldverteilung höher ist als eine potentielle Energie des transportierten Nährstoffes bzw. der Flüssigkeit und eine elek- trische Feldstärke in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwi¬ schen einer in den Bereich des elektrischen Feldes mit nega¬ tivem Potential zugeführten Menge an Flüssigkeit und an Ionen und einem Verbrauch dieser Flüssigkeit und bzw. oder dieser Ionen in diesem Bereich des Feldes verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Anstieg der Menge an Flüssigkeit und bzw. oder Ionen im Bereich mit negativem Potential über einen vorwählbaren Soll-Wert die Feldstärke und/oder die Stromaufnahme verringert und bei einem Absinken unterhalb des gewünschten Soll-Wertes diese erhöht wird, wobei vorzugsweise bei einer Verringerung der Stromaufnahme die Spannung nicht über maximal 30 Volt er¬ höht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß nach dem Aufbau des elektrischen Feldes und dem Aufbau eines Flüssigkeits- und bzw. oder Ionentransportes zwi¬ schen dem Bereich mit positivem und dem Bereich mit negativem Potential des Feldes die elektrische Feldstärke so gewählt wird, daß die elektroosmotische Durchflußziffer im wesentlichen gleich oder größer als eine Durchlässigkeitsziffer bei der Wasserbewegung im Boden in Folge von hydraulischen Druckdiffe¬ renzen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die elektrische Feldstärke, insbesondere die Spannung in Abhängigkeit vom Salzgehalt der Flüssigkeit und bzw. oder vom pH-Wert derselben im Bereich mit positivem Poten- tial des elektrischen Feldes verringert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere die Bereiche mit negativem Potential parallel zur Bodenoberfl che und distanziert voneinander ange- ordnet sind und eine Abfuhr von Flüssigkeit und Ionen aus die¬ sen Bereichen der Felder durch Pflanzen und bzw. oder durch Diffusion in die zwischen diesen Bereichen mit negativem Poten¬ tial liegenden Bodenbereiche erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 b.is 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die in den Bereichen des elektrischen Feldes mit positivem Potential angeordneten Anoden in, in wesentlichen senkrecht zur Bodenoberfläche verlaufenden Bohrungen in unter¬ schiedlichen Abständen unterhalb der Bereiche des elektrischen Feldes mit negativem Potential angeordnet sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die in, insbesondere unterschiedlichen Abständen unterhalb der Bereiche des Feldes mit negativem Potential ange- ordneten Anoden parallel zur Bodenoberfläche bzw. den Bereichen mit negativem Potential zueinander versetzt angeordnet sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß in den Bereichen des elektrischen Feldes mit ne¬ gativem Potential eine aus wenigstens einem Netz von Leitern gebildete Elektrode großflächig ausgelegt ist und an die in unterschiedlichen Abständen unterhalb dieser Elektrode angeord¬ neten Anoden und die Elektrode unterschiedlich hohe elektrische Spannungen angelegt werden und bzw. oder das Material der Ver¬ bindungsleitung zwischen der jeweiligen Anode und der Elektrode und bzw. oder die Elektrode in der Spannungsreihe der Metalle edler bzw. höherwertig ist als die Anode.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anode Magnesium enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Spannung, die an die im Bereich mit positivem Potential angeordnete Elektrode bzw. Anode und die im Bereich mit negativem Potential befindliche Elektrode angelegt wird, an den Leitwert der zwischen diesen befindlichen Bodenschichten angepaßt wird und vorzugsweise im Bereich von Bodenschichten mit höheren Salzkonzentrationen geringer ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Magnesium enthaltende Elektrode bzw. Anode im Wurzelbereich der Pflanze in den Erdboden eingebracht wird und diese über eine Verbindungsleitung mit einer mit der Pflanze oberhalb des Erdbodens verbundenen Elektrode verbunden und da¬ durch ein elektrisches Gleichfeld zwischen diesen beiden Elek¬ troden aufgebaut wird und danach der über dem Erdboden angeord¬ nete Pflanzenteil negative Polarität aufweist.
13. Verfahren bei dem das Gleichfeld zwischen einer in tieferen Bodenschichten des Erdbodens angeordneten am positivem Poten¬ tial einer Spannungsquelle anliegenden Elektrode und einer im Vegetationsbereich des Erdbodens am negativem Potential anlie- genden weiteren Elektrode ein Gleichfeld aufgebaut wird nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesium enthaltende Elektrode zwischen den beiden über eine Gleichspannungsquelle miteinander verbundenen Elektroden ange¬ ordnet wird und mit der im Vegetationsbereich des Erdbodens an- geordneten am negativem Potential anliegenden Elektrode aus einem in der Spannungsreihe der Materialien höherwertigen Mate¬ rial zusammengeschaltet und ein weiteres Gleichfeld aufgebaut wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Feldes mit positivem Potential angeordnete Elek¬ trode durch im wesentlichen parallel zur Bodenoberfläche ver¬ laufende, insbesondere Magnesium enthaltende Leiter, z.B. Drähte oder Drahtnetze gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit positivem Potential und der Bereich mit nega¬ tivem Potential in einem etwa einer Pflanztiefe entsprechenden Abstand untereinander und unterhalb der Bodenoberfl che ange- ordnet sind und die diesen Bereichen zugeordneten Elektroden bevorzugt jeweils aus einem großflächig ausgelegten Netz von Leitern gebildet wird, wobei vorzugsweise zwischen den diesen Bereichen zugeordneten Elektroden Flüssigkeit und bzw. oder Ionen und bzw. oder Nährsalze zugeführt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode im Bereich von Wurzeln von Bäumen in den Erdboden eingebracht wird, wobei einem gegenüber der Bodenoberfl che tiefer liegenden Bereich ein Magnesium enthaltender Elektroden- teil zugeordnet ist und dem Erdboden im Bereich der Bodenober¬ fl che ein edleres in der Spannungsreihe der Metalle höherwer- tiges Metall zugeordnet ist.
17. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei in unterschiedlichen Abständen von dem Be¬ reich des elektrischen Feldes mit negativem Potential angeord¬ nete Bereiche mit positivem Potential vorgesehen sind und daß zwischen dem Bereich des elektrischen Feldes mit negativem Po- tential und dem diesen näher liegenden Bereich mit positivem
Potential angelegte Spannung so bemessen wird, daß der zwischen diesen beiden Bereichen aufgebaute Stromfluß gleich oder klei¬ ner ist gegenüber dem Stromfluß zwischen dem Bereich mit nega¬ tivem Potential und dem diesen zugeordneten distanzierten wei- teren Bereich des Feldes mit positivem Potential ist,
18. Vorrichtung zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes zwischen unterschiedlichen Bereichen einer Pflanze und bzw. oder des sie aufnehmenden Erdbodens, insbesondere zur Durchführung des Ver- fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich¬ net, daß wenigstens eine der im Bereich mit positivem und im Bereich mit negativem Potential angeordneten Elektroden und bzw. oder einer mit diesen Elektroden verbundenen Energiequelle eine RegelVorrichtung für die Feldstärke und bzw. oder einer an den beiden Elektroden anliegenden Spannung und bzw. oder Strom¬ stärke zugeordnet ist.
19. Vorrichtung zum Aufbau eines elektrischen Gleichfeldes zwischen unterschiedlichen Bereichen einer Pflanze und bzw. oder des sie aufnehmenden Erdbodens, insbesondere nach einem der Verfahrens¬ ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektrode aus wenigstens einem Netz von Leitern gebildet und großflächig ausgelegt ist und die Leiter der Elektrode aus einem leitenden Kunststoff bestehen oder eine leitende Kunst- stoffummantelung aufweisen, in der ein gegebenenfalls leitender Kunststoff als Trägermaterial eingebettet ist, oder in der Karbon- oder Metallfäden eingebettet oder in der ein gegebenen¬ falls leitender Kunststoff und Karbon- oder Metallfäden einge¬ bettet sind, wobei die leitende Kunststoffummantelung, wie etwa ein Duroplast, mit einem makromolekularem Aufbau, z.B. ein Acrylat mit mindestens zum Teil vernetzen Polymeren, eine hohe Leitfähigkeit und einen geringen Übergangswiderstand zum Erd¬ reich aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bodenoberfläche benachbarte den Bereich mit nega¬ tivem Potential zugeordnete Elektrode (21,37,61) insbesondere die Kathode (20,38) im Vegetationsbereich (2) des Bodens (1) zwischen den Wurzelenden (28,59) der Pflanzen (8,42) sowie der Bodenoberfläche (3) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Vegetationsbereich (2) des Bodens (1) im Be- reich mit negativem Potential mehrere parallel zueinander ver¬ laufende Kathoden (20) bildende Elektroden (21) angeordnet sind, die mit jeweils mehreren in unterschiedlichen Abständen unterhalb der im Bereich mit positivem Potential angeordneten Elektroden, nämlich Anoden, über Leitungssysteme zusammenge- schaltet sind, wobei der Spannungsabstand in der elektrochemi¬ schen Spannungsreihe der Metalle zwischen den beiden Elektroden und bzw. oder die von einer Energiequelle aufgebrachte Energie einer voreinstellbaren Soll-Feldstärke und/oder Soll-Stromauf- nähme des elektrischen Feldes entspricht.-
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die in den Bereich mit positivem und negativem Potential angeordneten Elektroden an die Ausgänge mit positivem und negativem Potential einer Energiequelle angeschlossen sind und der Energiequelle eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, der eine im Bereich mit negativem Potential angeordnete Feuch¬ tigkeitsmeßvorrichtung zugeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zwischen der im Bereich mit negativem Potential angeordneten Elektrode und insbesondere mehreren in unter¬ schiedlichen Höhen und über die Fläche der im negativem Poten¬ tial angeordneten Elektrode verteilten im Bereich mit positivem Potential angeordneten Elektroden, nämlich Anoden, eine durch ein Drainagerohr gebildete Zuflußleitung für gegebenenfalls unter Überdruck stehende Flüssigkeiten und bzw. oder Nährstoffe und bzw. oder Ionen angeordnet ist und die Steuervorrichtung für die Energiequelle der Elektroden mit einer Mengenregelvor- richtung und einer DruckregelVorrichtung des Versorgungssystems für die Drainagerohre zusammengeschaltet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in den, die im Bereich mit positivem Potential angeordneten Elektroden, nämlich die Anoden aufnehmenden Boh¬ rungen oberhalb der Elektroden Meßvorrichtung zum Feststellen der Stromaufnahme und bzw. oder der Spannung und bzw. oder der Kennwerte des elektrischen Feldes und bzw. oder der Widerstände gegebenenfalls in unterschiedlichen Abständen von der Boden- Oberfl che angeordnet und insbesondere mit der Steuervorrich¬ tung zusammengeschaltet sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Steuervorrichtung für die Energiequelle eine Strom-Meßvorrichtung und eine EinstellVorrichtung für einen Strom-Sollwert sowie eine Spannungsregelungsvorrichtung zuge¬ ordnet ist und daß bei einem Ansteigen und bzw. oder Absinken der Stromaufnahme des elektrischen Feldes gegenüber dem Strom-Sollwert mit der Spannungsregelungsvorrichtung die Span¬ nung abgesenkt oder angehoben wird.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekenn- zeichnet, daß zwischen einer im Bereich mit positivem Potential angeordneten Elektrode, nämlich einer insbesondere mit Magne¬ sium dotierten Anode und dem diese umgebenden Erdboden ein Dia¬ phragma mit einem, einem gewünschten Soll-Abbau an der Anode entsprechenden Durchlässigkeitswert für Flüssigkeiten angeord- net ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die am positivem Potential anliegende Elektrode (22,26,31,41,52) Magnesium (53) enthält und über eine Verbin- dungsleitung (28,32) oder direkt mit der den Bereich des elek¬ trischen Feldes mit negativem Potential zugeordneten Elektrode (27,33,34,46) verbunden ist, die aus einem in der Spannungs¬ reihe höherwertigen bzw. edleren Material gebildet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Magnesium (53) enthaltende Elektrode (22,26,31,41,52), nämlich die Anode, im Wurzelbereich der Pflanze (1,39) oder in einem zwischen der am negativem Poten¬ tial anliegenden Elektrode (27,33,34,46), nämlich der Kathode, und dem Erdboden befindlichen Bereich angeordnet ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine die Anode bildende Magnesium enthaltende Elektrode stabförmig ausgebildet ist und in einem Endbereich direkt mit einem edleren bzw. höherwertigen Material nach der elektrochemischen Spannungsreihe, z.B. Kohlenstoff verbunden, insbesondere mit diesem beschichtet ist und daß ein an das edlere Material anschließender Bereich der stabförmigen Elek¬ trode im Bereich seiner Oberfläche mit einer isolierenden Be- Schichtung, z.B. einer Schrumpf-Folie überzogen ist, wobei die stabförmige Elektrode soweit in den Erdboden im Bereich von Wurzeln eines Baumes versenkt ist, daß sich der Bereich des edleren bzw. höherwertigen Materials im Bereich der Erdober- fläche befindet.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Magnesium enthaltende Elektrode (22,26,31,41,52) mit Pflanzenschutzmitteln und bzw. oder Nähr- Stoffen und bzw. oder Nährsalzen (43) und bzw. oder Polarisa¬ toren, z.B. Eisen, Borsäure (55), Arsen, Kupfer und dgl. dotiert ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Zuschlagstoffe, mit welchen die Magnesium enthaltende Elektrode (22,26,31,41,52) dotiert ist, einen basischen pH-Wert aufweisen.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekenn- zeichnet, daß die beiden Elektroden beidseits einer Verede¬ lungsstele angeordnet werden, wobei die Magnesium enthaltende Elektrode mit der zu veredelnden Pflanze verbunden ist und in der Transportrichtung der Saftströmung vor der Veredelungs- stelle angeordnet ist.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2210765B (en) * 1987-12-11 1991-06-12 Gerald Hugh Sidaway Method of plant culture
US5888791A (en) * 1996-01-31 1999-03-30 Ipr Institute For Pharmaceutical Research Ag Method of producing bacteriorhodopsin and carotenoids by electrostatic treatment of Halobacterium halobium
GB2428955A (en) * 2005-06-08 2007-02-14 Tekgenuity Ltd Plant watering system
KR20120085839A (ko) * 2009-10-27 2012-08-01 토모아키 오츠카 니들 농법
CN107384431A (zh) * 2017-08-23 2017-11-24 太仓市新滨农场专业合作社 一种盐碱性土壤改良剂
WO2022061209A1 (en) * 2020-09-21 2022-03-24 Matergenics, Inc. Electrochemical plant treatment apparatus and method
CN120265124A (zh) * 2022-08-08 2025-07-04 西特里昂农业创新有限公司 提供电力以增强生长的植物生长系统
CN115885756A (zh) * 2022-12-05 2023-04-04 武汉大学 一种促进旱区绿化植物成活的方法及系统
IT202300001668A1 (it) * 2023-02-02 2024-08-02 Eo G E A S R L Sistema e metodo di gestione di acque profonde in un terreno coesivo

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH11438A (de) * 1895-12-21 1896-06-30 Jean Fuchs Vorrichtung zum Befördern des Wachstums von Pflanzen, sowie zum Vernichten schädlicher Mikroben, insbesondere der Reblaus
AT28036B (de) * 1905-05-26 1907-04-10 Electrocultur G M B H Ges Einrichtung zum Befördern des Pflanzenwachstums.
FR693414A (fr) * 1930-04-05 1930-11-20 Procédé et dispositif d'irrigation électrique du sol
DE589654C (de) * 1931-06-12 1933-12-12 Friedrich Harsch Elektrokulturverfahren
FR766755A (fr) * 1934-01-08 1934-07-04 Procédé physico-biologiques influencant le développement des végétaux
FR2403424A1 (fr) * 1977-09-19 1979-04-13 Paysant Eugene Humidification des sols arides
FR2427047A2 (fr) * 1977-09-19 1979-12-28 Paysant Eugene Fertilisation par ele
DE2841933A1 (de) * 1978-09-27 1980-04-17 Kabel Metallwerke Ghh Verfahren zur elektrischen beeinflussung des wachstums von pflanzlichen, tierischen und bakteriellen zellen, geweben und individuen
AR228823A1 (es) * 1982-02-16 1983-04-15 Nogler & Daum Eltac Disposicion y procedimiento para generar un campo electrico en un terreno con ayuda de dos electrodos distanciados entre si

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8603372A1 *

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AU5203886A (en) 1986-07-01
ATA385284A (de) 1992-12-15

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