PT94558B

PT94558B - Elemento de cultura fora do solo

Info

Publication number: PT94558B
Application number: PT94558A
Authority: PT
Inventors: Bernard Kafka
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 2001-07-31
Also published as: IL94720A0; EP0407264B1; FI903336A0; NO176541B; EP0407264B9; JPH0339014A; CA2020066A1; HUT59786A; IE902396A1; ES2043312T3; FI96474C; KR910002331A; DD296195A5; FR2648985A1; DE69001959T2; CA2020066C; HU903994D0; DE69001959D1; MA21891A1; US5035080A

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

NÔ 94.558

NOME: ISOVER SAINT—GOBAIN, francesa, industrial, com sede em Les Miroirs, 18, avenue d'Alsace, F 92400 Courbevoie, França.

EPÍGRAFE: ELEMENTO DE CULTURA FORA DO SOLO

INVENTORES: BERNARD KAFKA

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4S da Convenção da União de Paris de 20 de Março de 1883. França, N° 89 08866, em 3 de Julho de 1989.

Memória descritiva referente ao pedido de patente de invenção em nome de Isover Saint-Gobain, francesa, industrial, com sede em Les Miroirs, 18, avenue d'Alsace, F 92400 Courbevoie, França, para :

ELEMENTO DE CULTURA FORA DQ SOLO

O invento refere-se às técnicas de cultura fora do solo. Mais precisamente, o invento refere-se às técnicas nas quais a cultura põe em jogo várias étapas sucessivas de crescimento das plantas, conduzindo cada étapa à utilização dum substrato que oferece um volume superior ao do precedente para permitir um desenvolvimento satisfatório do sistema radicular da planta.

Nas formas intensivas de cultura fora do solo, uma boa gestão dos materiais e do espaço disponível leva a uma sucessão de étapas que correspondem à realização de substratos específicos.

A forma mais divulgada actualmente nas culturas fora do solo em estufa comporta assim, pelo menos, duas étapas sucessivas. A primeira étapa corresponde ao crescimento inicial das plantas. Estas se forem pouco volumosas e apresentarem um desenvolvimento limitado do sistema radicular, o profissional utiliza de preferência nesta fase um substrato de volume restricto. Este facto permite multiplicar o número de plantas cultivadas num espaço limitado. Isto permite também minimizar o volume de solução nutritiva necessária para manter o substrato nas condições

adequadas para o desenvolvimento das plantas. Numa segunda élapa, as plantas que se desenvolveram nesses substratos de volume limitado estão dispostas, com o primeiro substrato, sobre um segundo substrato que oferece um volume maior, e vulgarmente afastadas umas das outras.

O invento e relativo aos substratos minerais nos quais se desenvolvem as plantas que não requerem senão um volume limitado cuja ordem de grandeza é de 1 dm³. Hais precisamente, o invento é relativo a substratos em fibras minerais, tais como os constituídos de lã de vidro ou de lã de rocha.

Os substratos considerados segundo o invento são de forma geral paralelepipédica. Esta forma é a que, do ponto de vista tanto dos productores como dos utilizadores, é sensivelmente a mais prática. O transporte destes substratos, evitando qualquer volume perdido, fica melhorado. A sua produção é também muito facilitada e presta-se para uma automatização forçada. Estas vantagens são muito sensíveis para produtos que tenham necessáriamente que ser propostos a preços muito baixos. Para o utilizador, a forma paralelepipédica permite reagrupamentos cómodos destes elementos sobre uma superfície reduzida nas fases da cultura em que as plantas estando pouco desenvolvidas, é vantajoso minimizar a superfície ocupada.

Por comodidade de exposição, vamos designar no seguimento estes elementos de substratos sob o nome de cubos entendendo-se que eles não tenham de apresentar necessâriamente, nem mesmo geralmente, uma forma verdadeiramente cúbica. Este nome é escolhido no entanto porque corresponde ao que ê vulgarmente usado pelos utentes.

é necessário para bem compreender o problema que se propõe de resolver o invento pormenorizar melhor as condições de culturas destes cubos.

Nas formas de cultura intensiva que representam as saídas mais significativas para este tipo de produtos que são os cubos, estes são dispostos, numa primeira fase, uns contra os outros numa grande superfície. Neste tipo de arranjo, ê necessário proporcionar ao mesmo tempo uma irrigação satisfatória e um arejamento conveniente para garantir o crescimento mais completo e plantas. A irrigação pode ser efectuada superior dos cubos, quer pela base, isto é repousa sobre o solo. Estes tipos de operação mais rápido das quer peia parte a parte que de irrigação são conduzidos segundo um ritmo que depende ao mesmo tempo da cultura considerada e das condições ambientais (estação, temperatura, evaporação.. . ) . Após um certo desenvolvimento das plantas, é habitual afastar os cubos uns dos outros para oferecer mais espaço e mais luz. Nesta fase ainda, a irrigação é conduzida vantajosamente como acima indicado, modo que será designado pelo termo de sub-irrigação.

Nestas étapas da cultura sobre os cubos, já vimos como podia ser efectuada a irrigação. Já dissemos também que era necessário garantir um bom arejamento das raízes. Este arejamento é uma condição necessária ao bom desenvolvimento destas.

Se o arejamento dos cubos depende das condições de irrigação, depende em primeiro lugar dos cubos em si.

De resto, foram propostas disposições para melhorar o arejamento dos cubos intervindo, por exemplo, na conformação destes. Nestas disposições anteriores, é encarado principalmente evitai—se que os cubos tenham uma superfície grande demais de contacto com o suporte sobre o qual assentam. A finalidade é então essencialmente favorecer a drenagem do cubo. Por outras palavras, partindo dum

material cujas características perante a retenção de água sâo conhecidas, trata—se de fazer de maneira a modificar as características usuais destes materiais, jogando com a forma dos cubos.

Uma dificuldade encontrada com os cubos anteriores é, não sómente encontrar uma boa relação ar/água, mas ainda, fazer com que essa relação seja mantida o mais longo tempo possível entre dois aportes de solução, quando esta é conduzida de forma discontínua. Mais ainda, é importante limitar tanto quanto possível as diferenças que possam existir entre os diferentes níveis na altura do cubo.

έ para evitar, por exemplo, a formação duma parte inteiramente saturada de água na sua base, que foi proposto anteriormente utilizar cubos cujas preferencialmente orientadas em planos verticais. Com o mesmo feltro constituindo base, sendo que as fibras ficam em planos fibras sejam sensivelmente o material de horizontais ou verticais, diferente.

a distribuição da solução será sensivelmente

De resto, o uso de cubos com fibras verticais dará aos cubos uma melhor firmeza mecânica, nomeadamente uma melhor resistência à esmagação. Esta propriedade é particularmente pretendida quando são utilizados feltros cuja massa volúmica é relativamente fraca, o que corresponde a fibras mais finas e portanto oferecendo menos resistência à deformação em situação de cultura.

Na experiência no entanto, a escolha de materiais cujas fibras são principalmente nos planos verticais não satisfaz plenamente as necessidades dos horticultores. Notouse, no decurso dos estudos destes materiais, que a resistência mecânica e a relação ar/água, mesmo muito importantes, não satisfazem completamente as exigências do em crescimento das plantas. Os inventores puderam pôr evid&ncia que a distribuição das raízes no material de cultura é um factor muito sensível e que esta distribuição precisava ainda de ser melhorada.

Se o crescimento das plantas nos cubos com fibras verticais é favorecido por uma drenagem melhor e por consequência pela obtenção duma relação ar/água mais elevada, a verticalidade das fibras parece limitar a difusão das raízes no cubo. De forma simplificada, neste tipo de cubo, o crescimento das raízes faz-se preferencialmente de alto para baixo com uma colonização transversal limitada. As razões desta forma de crescimento não são perfeitamente determinadas. Tentaremos mais adiante algumas hipóteses vendo os resultados de exemplos de comparação com realizações segundo o invento.

inventores demonstraram que, para cubos de fibras minerais, era possível melhorar a do material pelas raízes sem ocasionar no que diz respeito sobretudo às propriedades utilizando um feltro cuja estrutura não é a dos habituais.

Qs cultura de colonização dificuldades mecânicas, feltros mais

A este propósito, sabe-se que os substratos minerais fibrosos utilizados na cultura fora do solo são produtos derivados da sua destinação de origem, a qual é o isolamento térmico. Na prática, os industriais que tiveram a ideia de utilizar estes produtos em horticultura limitaram, na origem, as modificaçSes dos produtos de base ao limite mínimo que era de as tornar molháveis no local onde tradicionalmente, em isolação, se procurava produtos hidrofobos. A forma de fabricação dos feltros que serve para a fabricação dos substratos de cultura fora do solo é, por esta razão, a mesma que a dos feltros de isolação nomeadamente no que diz respeito à formação de fibras e das étapas posteriores

conducentes à constituição dum feltro. É conhecido que, nas formas habituais de produção, as fibras recolhidas sobre um transportador permeável aos gases têm a tendência para se colocar em estratos paralelos ao plano do transportador de recepção. Esta orientação preferencial, que é inerente às técnicas de produção, encontra-se no produto final. No caso dos substratos chamados com fibras verticais a estrutura do material de base fica inalterada. Só é modificada a posição do material no substrato. Em vez duma utilização do feltro horizontal, por uma rotação do material nos elementos de cultura, o feltro é utilizado verticalmente. Encontram-se portanto, neste caso, em posição vertical os estratos que, inicialmente, se formam paralelamente ao plano do transportador de recepção.

Os inventores demonstraram que podiam ser obtidos o melhoramento do crescimento das plantas e uma melhor colonização do material dos cubos, utilizando um material no qual as fibras não estivessem dispostas preferencialmente sob forma estratificada mas, na medida do possível, orientadas de forma aleatória em todas as direcções.

Isolantes à base de feltros minerais que apresentam este tipo de estrutura são conhecidos, por exemplo, pela patente europeia EP-B-0 133 083. A finalidade pretendida neste documento anterior é a de constituir feltros de isolamento apresentando uma resistência mecânica muito boa, nomeadamente à compressão e que são utilizados, por exemplo, nos terraços de edifícios.

Demonstrou-se que os feltros que apresentam uma estrutura análoga à dos produtos fibrosos isolantes da técnica anterior citada, favorecem uma distribuição vantajosa do sistema radicular na cultura das plantas.

A forma de obtenção dos substratos segundo o invento determina igualmente a sua estrutura. Esta forma ê a descrita na patente europeia citada. Segundo esta patente trata—se a partir duma tela de fibras recebida sobre um tapete transportador, de garantir um re—arranjo da orientação das fibras. A tela formada sobre o transportador apresenta estratos como indicado anteriormente. 0 re-arranjo efectua—se comprimindo a tela no sentido longitudinal. Esta operação, que se chama igualmente encrespamento, é efectuada de forma contínua sobre a tela antes de fixar a estrutura por reticulação do ligante.

operação de longi tudinal, compressão compressão encrespamento, que corresponde à não deve ser confundida com a exercida na espessura da tela práticamente em todas as fabricações de feltros de isolamento. Esta última tem por principal objectivo fixar a espessura do produto final e a sua massa volúmica. A compressão que se exerce perpendicularmente ao plano dos estratos de fibras não acarreta modificação da estratificação, apenas um apertamento dos estratos.

Estando o acima indicado determinado com precisão, é evidente que a compressão longitudinal que leva ao das fibras pode ser combinada espessura da tela, sendo estas com uma operações enc respamento compressão na silmultâneas ou consecutivas.

A compressão longitudinal pode atingir proporções elevadas que são função de vários factores : dimensões das fibras que constituem a tela, espessura e massa volúmica da tela, etc... Para se obter um re-arranjo significativo da orientação das fibras, a taxa de compressão longitudinal é superior a 1,5 e, de preferência, superior a 2.

Designa-se sob o nome de taxa de compressão relação dos comprimentos antes e depois da compressão.

Para as telas inicialmente com muito baixa massa volúmica e tendo em conta massas volúmícas realizadas nos materiais de cultura fora do solo, a taxa de compressão pode elevai—se até 1Q e mais. De forma habitual, a taxa não ultrapassa 6.

De forma preferida, os cubos segundo o invento apresentam uma massa volúmica compreendida entre 20 e 70 kg/m³ e, de preferência, entre 30 e 60 kg/m³.

As razões económicas incitam a utilizar produtos mais ligeiros. Pode ganhai—se em custo de material e também em custo de transporte. De resto, os produtos leves são também, muitas vezes, aqueles cujas fibras são as mais finas e que, por esta razão, oferecem as mais elevadas retenções de água em relação à massa de fibras. No entanto, a leveza não deve comprometer a duração do cubo durante a sua utilização. Mesmo encrespado convenientemente, o que modificando a distribuição das fibras, melhora a resistência mecânica, o cubo não deve ter, de preferência, menos de 20 kg/m³. Neste campo, os cubos em fibras de vidro, fibras cujas dimensões podem ser longas e finas, figuram entre os produtos cuja massa volúmica pode ser a mais pequena. Uma outra razão faz com que seja preferível uma massa volúmica mínima. Convém que estes cubos apresentem uma certa estabilidade no decurso da sua utilização. Eles são em geral simplesmente colocados sobre o suporte que os recebe. É preciso evitar que a planta ao crescer no cubo possa derrubá—lo. É preciso sobretudo que os cubos não sofram deformações grandes na compressão e que, em particular, possam ser agarrados, mesmo carregados de solução, sem se deformarem excessivamente. é importante realmente que as manipulações dos cubos, por exemplo, no momento de averiguação ou da colocação sobre as soluções nutrientes, não ocasionem que estas saltem para fora, é por isso preferível uma certa massa volúmica.

A dimensão das fibras é também um factor que influencia ^a qualidade dos produtos. Anteriormente, na constituição dos substratos minerais, houve a tendência para se utilizar fibras entre as mais finas realizáveis. A finalidade era a de favorecer a capilaridade dos produtos por um aumento da relação de superfície de fibra/massa de fibras. A experiência da cultura mostra ainda que, para favorecer o crescimento do sistema radicular de forma homogénea e para as massas volúmicas preferidas acima indicadas, é vantajoso cujo diâmetro médio se situe entre 2 e 9 preferência, com um diâmetro compreendido escolher fibras micrometroS, de entre 4 e 7. em 5 g.

micronaire destas fibras situa-se entre 1 e 7

O invento está descrito, de forma mais pormenorizada, fazendo referência às figuras dos desenhos em que :

a figura 1 : representa, em perspectiva e em corte parcial um cubo tradicional, a

apresentando figura 2 : é uma um cubo segundo o vista análoga invento, precedente a figura 3 : mostra, de forma esquemática, o modo de progressão das raízes num cubo tradicional, a figura 4 X mostra, de forma esquemática, o modo de progressão das raízes num cubo segundo o invento.

A figura 1 apresenta um cubo tradicional. Este compõe-se vulgarmente dum bloco de lã mineral <1) cujas dimensões são da ordem duma dezena de centímetros de lado.

um

Tradicionalmente, vazadouro (2) no qual a face superior do cubo comporta se vem alojar uma rolha (6).

ςρ

Designa-se deste modo o suporte de pequenas dimensões — alguns centímetros — constituído por um material no qual se faz a germinação no inicio da cultura. A passagem do crescimento da planta pela utilização da rolha não é uma necessidade. Esta étapa é realizada nas empresas hortícolas que trabalham em séries muito grandes. Permite, neste caso, um ganho de espaço muito sensível para os primeiros dias da cultura. A rolha é dum material que pode ser da mesma natureza que a do cubo ou diferente.

A estrutura do cubo é tal que os estratos <31 de material fibroso estão dispostos verticalmente. A disposição é vulgarmente visível na medida em que as variações ligeiras de coloração ligadas à presença dum ligante faz com que apareçam estrias na face superior. As mesmas estrias são igualmente visíveis nas faces laterais às quais os estratos são perpendiculares.

A distribuição das fibras no plano dum estrato é, pelo contrário, perfeitamente aleatória. É o que está representado no plano de corte C4). A mesma disposição aleatória encontra-se evidentemente nas duas outras faces laterais paralelas aos estratos que não visíveis na figura 1.

O cubo está envolvido habitualmente por uma cinta (5) estendida sobre as quatro faces laterais. Esta cinta é vulgarmente em polietileno ou qualquer outra película sintética que apresente as mesmas propriedades. A película da cinta é mantida habitualmente sobre o cubo por retracção ao calor. 0 papel da película é de limitar a evaporação do cubo, impedir que as raízes saiam pelas faces laterais e evitar o crescimento de algas no cubo. Por esta última razão, o material da cinta é vantajosamente opaco aos U.V.

Os mesmos elementos estão representados na figura 2 para um cubo realizado num material segundo o invento. A o

diferença de tratamento, isto é, a compressão longitudinal doa feltros ou encrcspamenío, quebra a estratificação tradicional das fibras. Quando a compressão é realizada de forma satisfatória segundo as indicações anteríormente indicadas, a estrutura é práticamente idêntica em todas as direcções. é o que está apresentado na figura 2 que mostra fibras sem orientação preferencial, seja qual for o plano considerado.

Uma das principais vantagens da utilização dos cubos segundo o invento em relação aos cubos tradicionais, está ilustrada nas figuras 3 e 4. Nestas duas figuras que representam, em corte, cada uma, um quarto de representados de maneira esquemática, os modos crescimento em cada um dos materiais.

cubo, estão típicos de

No material tradicional da figura 3, o crescimento das raízes efectua-se de forma preveligiada entre os estratos. As raízes parece passarem dificilmente dum estrato para o seguinte, como se encontrassem um obstáculo ao seu encaminhamento. O crescimento, nos planos paralelos aos estratos, favorece uma progressão rápida das raízes para as partes baixas do cubo ou para os lados. Nestas condições, a colonização do cubo pelas raízes não é senão muito parcial.

O crescimento na amostra segundo o invento na figura 4 mostra, pelo contrário, uma boa difusão das raízes no conjunto do material do cubo em todas as direcções. O cubo é portanto melhor utilizado para as suas funções de alimentação da planta em ar e em solução nutritiva. De resto, para durações de cultura idênticas, as plantas crescem nos produtos segundo o invento com melhor desenvolvimento.

Nas realizações anteriores, verifica—se que o efeito de estratificação que se opõe à penetração das raízes é tanto mais sensível quanto mais o feltro for constituído de fibras

longas e finas formando uma rede mais serrada. Por esta rarSo, a escolha de cubos que correspondam às características do invento é particularmente útil com as fibras de vidro.

Ensaios comparativos foram realizados com plantas de tomates da variedade Capeilo.

As culturas são feitas em cubos de fibras de vidro. Este vidro é um dos utilizados para os produtos destinados ao isolamento. A sua composição é :

SiO₂	64, 1	X	Na₂	15,75	X
Al₂0₃	3,4	X	K₂O	1,15	X
CaQ	7.2	%	θ2θ3	4,5	X
MgO	3	X	Fe₂03	θ,45	X
so₃	0,25	X	Impurezas	0,2	X
Os feltros	têm uma	massa	volúmica de 45	kg/m^	e 0
onaire é de 5	em 5 g	<0 que	corresponde a	f ibras	cujo

diâmetro médio é de aproximadamente 6 micrometros)

Numa primeira série de amostras, o feltro é mantido estratificado. Não é realizada nenhuma compressão longitudinal durante a sua fabricação.

Numa segunda série de amostras, o feltro utilizado é o resultado, depois da recepção sobre um tapete transportador, duma ou de várias compressões longitudinais com uma taxa de 4.

A cultura é efectuada segundo a ordem seguinte :

casos. Neste vidro,

- às 2 semanas, na transplantação dos tampões sobre os cubos dispostos lado a lado,

- às 5 semanas, afastamento dos cubos à razão de 8/n»2 ao solo,

- às 6 semanas, as plantas estão prontas para um transporte dos cubos sobre os pães de cultura.

□ crescimento é interrompido nesta fase. As plantas sâo cortadas ao nível superior do cubo e mede—se a massa vegetal aérea, fresca e seca das duas séries de amostras.

A média de 12 plantas de cada uma das séries faz aparecer :

amostra no cubo estratificado :

- massa fresca : 239 g

- massa seca : 24,1 g amostra no cubo segundo o invento :

— massa fresca : 266 g — massa seca : 27,1 g

A comparação mostra um progresso de aproximadamente 10 % de massa vegetal aérea no caso do invento. Esta constatação é completada pela observação do crescimento das raízes nos cortes dos cubos. Deduz—se claramente nestes cortes uma colonização mais completa dos cubos segundo o invento.

No precedente, foi indicado que os feltros em fibras de vidro eram muito convenientes para o uso considerado. Juntam—se a este resultado, razões de ordem económica que fazem com que estes feltros sejam muito vantajosos em certos sentido, é preciso sublinhar uma vez ainda, a

origem destes produtos. Vimos que sâo derivados das produçSes de feltros de isolamento. Tendo ein tonta a distribuição geográfica das unidades de produção de fibras de vidro de isolamento, é possível fabricar os cubos de cultura segundo o invento na proximidade das zonas de utilização e, por consequência, minimizar os custos de transporte e de armazenagem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

I^a - Cubo para o crescimento cie plantas no campo da cultura fora do solo, constituído por um material fibroso mineral no qual as fibras são ligadas entre si por meio de um ligante, eventualmente disposto sobre as suas faces laterais por uma película impermeável, caracterizado pelo facto de as fibras do material estarem dispostas sem ordem preferêncial seja qual for a direcção considerada, o dito material sendo susceptível de ser obtido por colecta das fibras individuais sob a forma de um véu ou feltro, e compressão desse véu no sentido longitudinal, a taxa de compressão dependendo da massa volúmica inicial do véu.
2^a - Cubo de acordo com a reivindicação 1, no qual a taxa de compressão longitudinal é escolhida de tal maneira que a massa volúmica, após compressão, seja compreendida entre 20 e 30 Kg/m³.
3^a - Cubo de acordo com a reivindicação 2, no qual a taxa de compressão longitudinal está compreendida entre 1,5 e 10.
4^a - Cubo de acordo com a reivindicação 1, constituído por fibras de vidro cujo diâmetro médio está compreendido entre 2 e

9 micrometros.
5^a- Cubo de acordo com a reivindicação 1, constituído por fibras de vidro cujo diâmetro médio está compreendido entre 4 e

7 micrometros.
6^a - Cubo de acordo com a reivindicação 1, constituído por fibras de vidro cujo micronaire está compreendido entre 1 e 7 em 5 g.

Correspondente pedido foi depositado em França, sob o n° 89 08866, em 3 de Julho de 1989, cuja prioridade reivindica.

Foi inventor: Bernard Kafka, francês, domiciliado em 3, avenue du Grand Cerf, Auvillers, F 60290 Rantigny, França.