AT521230A1 - Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf überbaubaren Standorten - Google Patents
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Abstract
Ziel ist es, ein umweltfreundliches Pflanzensubstrat für die Pflanzung von Straßenbäumen in der Stadt zu produzieren und zu verwenden, das einerseits den Anforderungen als Baumstandort (wie zum Beispiel eine ausreichende Durchwurzelbarkeit, ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch, genügend hohe Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Staunässe) gerecht wird und andererseits auch den hohen Belastungen durch Befahren und Erschütterungen standhält sowie als Baugrund für untergeordnete Verkehrsflächen verwendet werden kann. Dabei soll der Umweltgedanke eines Substrates aus regionalen Rohstoffen zum Tragen kommen. In einer mehrjährigen Versuchsreihe wurde dieses Verfahren zur Herstellung eines solchen Substrates entwickelt, ausgetestet und schließlich bei der Pflanzung von Bäumen in der Stadt angewandt. Das dreistufige Verfahren setzt sich aus der Siebung des Donauschlämmmaterials, einem Misch- und Ablagerungsverfahren in einer Zeitspanne von 0,5 - 1,5 Jahren des verwendeten zertifizierten kommunal hergestellten Kompostes gemeinsam mit dem gesiebten Donauschlämm-Material und anschließender Vermengung mit der zentralgemischten Kantkörnung in einem Mischverfahren zusammen. Folgende Rohstoffe kommen dabei zum Einsatz: Donauschlämmmaterial Zertifizierter kommunal hergestellter Kompost aus der Biotonne Zentralgemischte Kantkörnung.
Description
Titel:
Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume an überbaubaren Standorten
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Substrates, welches zur Pflanzung von Straßenbäumen an überbaubaren Standorten Verwendung finden kann.
In einer mehrjährigen Versuchsreihe wurde ein Substrat entwickelt, in welchem Stadtbäume an überbaubaren Standorten in hoher Qualität gedeihen können.
Die Ansprüche eines Baumes an den Standort sind vielfältig. Der Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt des Bodens sind wesentliche Faktoren und durch die Zusammensetzung des Substrats beeinflussbar. So bestimmt zum Beispiel die Beschaffenheit des Feinbodens die Pflanzenverfügbarkeit des Bodenwassers und der Nährstoffe sowie den Lufthaushalt des Substrats.
Die vorhandenen Böden in den Baumgruben der Städte sind in verschiedenen Tiefenstufen stark verdichtet und bestehen aus Material, das oft nicht für Straßenbäume geeignet und zusätzlich auch häufig durch Baumaßnahmen geprägt ist.
Einträge von üblichen winterlichen Streumitteln führen zum Zerfall der Bodenbestandteile. In der Folge wird auch die Bodenstruktur durch Auflösung der Ton-Humus-Komplexe sowie der Krümelstruktur und den Zerfall der Feinstruktur zerstört - die Feinporen lösen sich auf. Daher sind herkömmliche Baumgruben für vegetationstechnische Zwecke zumeist ungeeignet.
Um den Bäumen neben den oft widrigen Bedingungen der Stadt (begrenzter Wurzelraum, starke Hitzeentwicklung im Sommer, etc.) zumindest die bestmöglichen Bodenbedingungen zu bieten, wurde bei der Entwicklung des vorliegenden überbaubaren Baumsubstrates die Zusammensetzung der Sieblinie und damit die Zusammensetzung des Feinbodenbereichs auf die Ansprüche der Baumwurzeln optimiert. Im Substrat werden die gegenüber winterlichen Streumitteln empfindlichen Ton-Humus-Komplexe durch ein mineralisches Gemisch mit entsprechend großer Anzahl Feinporen (siehe Siebkurve) ersetzt.
/ 12
Das durch das nachfolgend beschriebene Verfahren hergestellte Baumsubstrat hält den Einwirkungen der winterlichen Streumittel und Erschütterungen des Straßenverkehrs stand, ist überbaubar und durch die Befahrbarkeit für den Einbau im Straßenbereich bestens geeignet.
Das Produkt wird einerseits den Anforderungen als Baumstandort (wie zum Beispiel eine ausreichende Durchwurzelbarkeit, ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch, ein genügend hohes Infiltrationsvermögen und Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Staunässe sowie eine hohe Wasserkapazität und nutzbare Feldkapazität zur Wasserversorgung der Pflanzen) gerecht und hält andererseits auch den hohen Belastungen durch Befahren und Erschütterungen stand. Dies wird mit einer Mischung aus zwei mineralischen Komponenten und einem organischen Mischungspartner sowie einem schmalen Korridor für den Komgrößenverteilungsbereich erreicht. So kann das Baumsubstrat für überbaubare Standorte nicht nur als Pflanzenstandort, sondern auch als Baugrund für untergeordnete Verkehrsflächen verwendet werden. Durch die gleichzeitige Nutzung als Baugrund und als Baumsubstrat wird den Bäumen der Baugrund unter versiegelten Flächen als Wurzelraum zur Verfügung gestellt.
Bei der Herstellung des Substrates wird auf nachhaltig verfügbare, nachwachsende Rohstoffe zurückgegriffen, die in einer Stadt bzw. im unmittelbaren Umland anfallen, beziehungsweise preisgünstig erzeugt werden sowie leicht zu handhaben sind. Dadurch entsteht ein umweltfreundliches (Transportwege/Materialgewinnung) Produkt.
/ 12
Beschreibung der Substanzen für den dreistufigen Misch- und Ablagerungsvorgang (18):
Die Zentralgemischte Kantkörnung (12) (Handelsbezeichnung: BK 0/32) aus Dolomitsplitt stellt mit einem Anteil von 60 - 85 Vol.-% den Hauptbestandteil des fertigen Produkts dar Es liefert das Stützkom für die Tragfähigkeit des Substrates und sichert das Porenvolumen.
Der Komgrößenverteilungsbereich stellt sich wie folgt dar:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 0,7 | 1,0 |
| 0,0063 | 1,2 | 1,6 |
| 0,02 | 2,2 | 2,9 |
| 0,063 | 3,5 | 4,5 |
| 0,2 | 5,7 | 7,5 |
| 0,6 | 11,6 | 16,1 |
| 2 | 26,0 | 34,6 |
| 3,15 | 35,0 | 44,6 |
| 6,3 | 47,6 | 58,0 |
| 8 | 54,0 | 64,0 |
| 10 | 59,0 | 69,6 |
| 16 | 73,0 | 81,1 |
| 20 | 79,9 | 89,5 |
| 31,5 | 97,1 | 100 |
Das Donauschlämmmaterial (4) ist zu 15 - 30 Vol.-% im fertigen Produkt enthalten. Es handelt sich bei dem Aushub um fluvatiles Sediment, das am Donauufer anlandet. Die Korngrößenverteilung dieses natürlich vorkommenden Materials kann variieren. Mittels Analyse der Massenanteile nach Komdurchmesser wird die Einhaltung des benötigten Komgrößenverteihingsbereiches überprüft.
/ 12
Der Komgrößenverteilungsbereich stellt sich wie folgt dar:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 3,0 | 7,0 |
| 0,0063 | 7,0 | 11,0 |
| 0,02 | 12,0 | 21,0 |
| 0,063 | 31,0 | 48,0 |
| 0,2 | 84,0 | 96,0 |
| 0,63 | 98,0 | 100,0 |
Dieses Feinsediment liefert gemeinsam mit dem Kompost den Feinbodenanteil des fertigen Produktes. Durch seine Speicherkapazität stellt dieses die Komponente des fertigen Substrates dar, die für einen ausgeglichenen Wasser- und Nährstoffhaushalt verantwortlich ist.
Der Kompost (6) ist mit einem Anteil von ca. 2 - 8 Vol.-% des endgültig produzierten Substrates der Bestandteil, der hauptsächlich für die Nährstoffbereitstellung verantwortlich ist. Er stammt aus der kommunalen Kompostieranlage und wird durch eine SchnellverfahrenKompostierung aus dem Inhalt der städtischen Biotonnen hergestellt. Bei diesem Schnellverfahren entstehen beim Verrottungsprozess Temperaturen bis über 70° Celsius. Durch die hohen Temperaturen werden die meisten Unkrautsamen abgetötet, was ein Dämpfen des Kompostes erspart.
/ 12
Dreistufiger Herstellungsprozess (18):
1. Stufe (1): Siebung des Donauschlämmmaterials
Da das Donauschlämmmaterial (2) auch große Korngrößen enthält wird es mittels Siebung (3) auf eine maximale Korngröße von maximal 5 mm gesiebt wird. Dadurch werden die zu groben Anteile des Materials entfernt.
2. Stufe (5): Misch- und Ablagerungsprozess von Kompost und gesiebtem DonauschlemmMaterial
Da der frische Kompost (6) einen sehr hohen Salzgehalt aufweist und dadurch im ersten Jahr Chlorid und Nitratstickstoff ausgewaschen wird, ist er für eine sofortige Verwendung nicht geeignet. Durch die Mischung mit dem gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) kann sich das Bodengefüge mit Ton-Humus-Komplexen bilden. Es ist eine bessere Nährstoffspeicherung bzw. Nährstoffpufferung möglich.
Daher wird der Kompost (6) und das gesiebte Donauschlämmmaterial (4) in einem speziellen Mischungs- und Ablagerungsverfahren (5) gemischt und für mindestens ein Jahr abgelagert: Nach der Lieferung werden der Kompost und das Donauschlämmmaterial gemischt (7). Die Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (8) besteht aus zirka 19 Vol.-% Kompost (6) und zirka 81 Vol.-% gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) und wird in ca. 1,5 m hohen Schütten für zumindest ein Jahr ohne Abdeckung abgelagert (9). In dieser Zeit stabilisieren sich die Chlorid und Nitratstickstoff-Gehalte. Eine ausreichende Entwässerung an der Sohle der Mieten gewährleistet die Vermeidung von anaeroben Bedingungen.
Nachdem die Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (10) ein Jahr mittels oben beschriebenen Ablagerungsprozess abgelagert wurde, ist sie bereit für den Mischvorgang mit dem Hauptbestandteil, der Zentralgemischte Kantkömung (12).
3. Stufe (11): Mischprozess:
Hierbei werden die 15 - 40 Vol.-% Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (10) und die 60 - 85 Vol.-% zentralgemischte Kantkömung (12) zu einem erdfeuchten, homogenen Gemisch, dem überbaubaren Baumsubstrat (14) zusammengemischt.
Eine Entmischung des Substrates durch die Lagerung ist nicht zu erwarten. Nachdem das gesamte Substrat für überbaubare Standorte (14) fertig produziert wurde, erfolgt die Lagerung bis zur / 12
Verwendung in Schütten mit maximal 1,5 m Höhe ohne Abdeckung. Eine ausreichende Entwässerung an der Sohle der Schütten gewährleistet die Vermeidung von anaeroben Bedingungen. Vor dem Einbau wird das Substrat ausreichend homogenisiert (16).
Das fertige Gemisch enthält folgende Korngrößenverteilung:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 2 | 4 |
| 0,0063 | 3 | 5 |
| 0,02 | 6 | 8 |
| 0,063 | 12 | 15 |
| 0,2 | 21 | 27 |
| 0,63 | 31 | 36 |
| 2 | 42 | 48 |
| 3,15 | 47 | 54 |
| 6,3 | 60 | 69 |
| 8 | 65 | 75 |
| 10 | 70 | 82 |
| 16 | 80 | 92 |
| 20 | 85 | 97 |
| 31,5 | 95 | 100 |
Mit dieser Mischung werden unter den erforderlichen Einbaubedingungen von ca. 95 % Proctordichte (entspricht einem Verformungsmodul von EV2: > 45 MN/m2) ausreichende Eigenschaften als Baumsubstrat für überbaubare Standorte geschaffen.
Das Substrat gewährleistet folgende Eigenschaften:
- Wasserdurchlässigkeit 0,002 cm/s
- Wasserkapazität 8 Vol.-%
- Luftkapazität (pF 1,8) 16 Vol.-%
- pH-Wert <7,8
- Salzgehalt < 30 mg / 100 g
- Nutzbare Feldkapazität 5 mm/dm / 12
Unter diesen Bedingungen ist das Substrat trotz der für die Verwendung als Baugrund nötigen Verdichtung noch durchwurzelbar und bietet eine ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch sowie eine genügend hohe Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Stauwasser.
Mischverhältnis des torffreien überbaubaren Substrates für Bäume im Stadtbereich
Kompost (6) 2-8 Vol.-%
Gesiebtes Donauschlämmmaterial (4) 15-30 Vol.-%
Zentralgemischte Kantkömung (12) 60-85 Vol.-%
Wichtig ist die Verwendung von qualitativ hochwertigen Materialien um eine qualitative Pflanzenentwicklung zu ermöglichen. Daher werden sowohl die Ausgangsmaterialien als auch das Endprodukt einer Qualitätskontrolle (insbesondere die Korngrößenverteilung) unterzogen.
Für den erfolgreichen Einsatz des Produkts sind die folgenden Grundvoraussetzungen und Einbaubestimmungen maßbeglich:
- Baumscheibenmindestvolumen/Volumen des durchwurzelbaren Raums
- Eignung des Untergrundes
- Einbaudichte: ~ 2,10 g/cm3
- Einbauwassergehalt: < 7 Masse-%, <wpr
- Verdichtungsgrad Dpr: < 95%
- Verformungsmodul EV2: > 45 MN/m2
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, mittels Zeichnung dargestellt.
Es wird gezeigt:
Abb.l: Darstellung dreistufiger Mischprozess (18)
Claims (1)
- Patentanspruch:1. Verfahren zur Herstellung eines überbaubaren Substrates, welches zur Kultivierung insbesondere von Bäumen in der Stadt verwendet wird und sich aus einem dreistufigen Herstellungsprozess (18) und aus folgenden angeführten Komponenten in folgender Reihenfolge und Menge zusammensetzt:> Siebung (3) des Donauschlämmmaterials (2) auf die benötigte Korngröße maximal 5 mm > Mischen (7) von Kompost (6) und gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) sowie Ablagem (9) der Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (8) in einem Misch- und Ablagerungsprozess (5), welcher in einer Zeitspanne von 0,5 - 1,5 Jahren durchgeführt wird, wonach eine abgelagerte Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (10) vorliegt.> Mischverfahren (13) mit folgenden Komponenten: 15-40 Vol.-% abgelagerte KompostDonauschlämmmaterial-Mischung (10) und 60-85 Vol.-% Zentralgemischte Kantkörnung (12).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA136/2018A AT521230B1 (de) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf überbaubaren Standorten |
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| ATA136/2018A AT521230B1 (de) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf überbaubaren Standorten |
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| AT521230A1 true AT521230A1 (de) | 2019-11-15 |
| AT521230B1 AT521230B1 (de) | 2020-02-15 |
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| ATA136/2018A AT521230B1 (de) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf überbaubaren Standorten |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113678711A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-23 | 台州市农业科学研究院 | 一种高含水农业废弃物的处理方法及应用 |
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2018
- 2018-05-09 AT ATA136/2018A patent/AT521230B1/de active
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|---|---|
| AT521230B1 (de) | 2020-02-15 |
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