CH634719A5 - Verfahren und vorrichtung zur lockerung landwirtschaftlich genutzter boeden. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lockerung landwirtschaftlich genutzter Böden.

Für die Lockerung von Kulturböden, so insbesondere landwirtschaftlich genutzten Böden, sind bereits eine Vielzahl von Geräten entwickelt worden. Ausgehend von den Primitivstwerkzeugen, wie Grabstock und Faustkeil, bis zum moderneren Pflug, zur Fräse oder der Spatenmaschine, beruhen sie verfahrensmässig sämtlich auf dem Prinzip, mit Hilfe eines möglichst harten, scharfen oder spitzen Werkzeuges den Boden mechanisch aufzureissen, zu lockern, zu rühren oder zu wenden. Stets wird dabei mit mehr oder weniger grosser Gewalt in den Boden eingegriffen, und es wird dieser willkürlich in seiner gewachsenen Struktur zerstört, obwohl insbesondere für die unterhalb des eigentlichen Saatbeetes liegende Bodenschicht lediglich eine Lockerung des vorhandenen Gefüges erfolgen sollte. Spätestens seit der Erforschung der biologischen Zusammenhänge und Voraussetzungen ist dies offenkundig. Trotzdem hat sich an den vorgeschilderten Arbeitsmethoden im Prinzip nichts geändert, und es werden diese sowohl zur Tiefenlockerung - hier in Verbindung mit besonders schweren Geräten - als auch zur Saatbeetbereitung eingesetzt.

Die Nachteile, die durch diese Bodenbehandlung erwachsen und die sich aus der dadurch bedingten Zerstörung des Bodens als natürlichem Organismus ergeben, versucht man dadurch zu beheben, dass man mineralische Düngemittel in immer grösseren Mengen einsetzt.

Hier zeigt sich aber zwischenzeitlich, dass das natürliche Bodenleben und die natürliche Bodenstruktur auch durch noch so grosse Düngemittelgaben auf Dauer nicht ersetzt werden können, die Erträge vielmehr trotz eines Überangebotes an durchaus geeigneten, mineralischen Düngern zu sinken beginnen. Insbesondere ergibt sich aber auch eine Minderung der Erträge in ihrer biologischen Wertigkeit, wie sich dies nicht zuletzt in sogenannten Musterbetrieben durch Zuchtschwierigkeiten bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lockerung landwirtschaftlich genutzter Böden aufzuzeigen, das nicht nur die vorgenannten Nachteile ausschliesst und gesunde Böden in ihrer natürlichen Struktur erhält, sondern - langfristig gesehen - auch mittlerweise zerstörten Böden wieder zu ihrer gesunden Struktur verhilft und das insbesondere auch mit den bisherigen Verfahren nicht nur wirtschaftlich vergleichbar ist, sondern diese zumindest hinsichtlich des erforderlichen Energieeinsatzes auch übertrifft.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mindestauflockerungstiefe des Bodens unter Druck gehaltene Luft derart stossartig freigegeben wird, dass der von der freigesetzten Druckluft beaufschlagte Boden eruptionsartig aufgebrochen wird.

Das Aufbrechen des Bodens nach diesem Verfahren hat keinerlei Schädigungen der Bodenstruktur zur Folge, sondern führt lediglich zu einer Lockerung des vorhandenen Gefüges. Der Boden wird nämlich nicht, wie etwa bei harten, scharfen oder spitzen Werkzeugen, in seiner Struktur willkürlich zerschnitten und zerstört, sondern durch die Druckkräfte, die durch die in ihn stossartig freigesetzte Druckluft aufgebaut werden, lediglich aufgebrochen. Das Aufbrechen des Bodens erfolgt dabei entlang seiner vorgebildeten Bruchstellen - den Nahtstellen der Bodenkrümel. Es bleibt also das Bodengefüge bei dem erfindungsgemässen Verfahren praktisch erhalten, und es wird dementsprechend das Bodenleben auch nicht beeinträchtigt, wie beispielsweise bei den mechanischen Bearbeitungsverfahren, bei denen der bearbeitete Boden der plötzlich einstrahlenden Sonne oder ätzenden Düngerlösungen unmittelbar ausgesetzt wird.

Abgesehen davon, dass der Boden nicht mit mechanischen Werkzeugen zerkleinert und verändert wird, sondern durch Druckluftstösse lediglich an den organisch vorgegebenen Bruchlinien aufgebrochen, aufgerissen und durchlässig gemacht wird, erfährt der Boden durch das stossartige Einbringen von Luft durchgreifend und tief eine starke Entlüftung sowie eine hohe Sauerstoffgabe.

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Gleichzeitig bietet das beschriebene Verfahren auch die Möglichkeit, die Bodenstruktur dauerhaft in der erreichten Form zu erhalten, indem geeignete Substanzen, so insbesondere organische Substanzen, wie Humus, Torf oder dergleichen, als Füll- und/oder Düngestoffe annähernd gleichzeitig mit dem Druckluftstoss eingebracht werden. Diese Substanzen lagern sich nämlich in den entstandenen Hohlräumen an, füllen diese auf und sorgen so dafür, dass diese als was-ser- und luftdurchlässige Adern und Kanäle erhalten bleiben.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl zum weitflächigeren, gröberen als auch zum engmaschigeren, feineren Aufbrechen des Bodens eingesetzt werden, und es ist insbesondere auch geeignet, tiefliegende Verdichtungszonen aufzubrechen. Dies gilt für verdichtete Böden aller Art und bewirkt bei feuchten Böden gleichzeitig eine gewisse Drainage. Zum Auflockern einer tieferen Bodenschicht wird durch weiteres Aufbrechen Druckluft in der tiefer vorgesehenen Auflockerungstiefe stossartig freigegeben.

Soll weitflächig aufgebrochen werden, so wird bevorzugt die in den Boden einzuführende Druckluft erst nach Erreichen der vorgesehenen Endauflockerungstiefe freigegeben, und zwar insbesondere bei vollem Luftdruck möglichst schlagartig. Durch diese Freigabe über möglichst grosse Querschnitte wird ein eruptionsartiges, weitflächiges Aufbrechen erreicht. Je nach Bodenart und Zustand können sich dabei bis zu mehreren Quadratmetern Bodenfläche leicht anheben und unter Bildung von Rissen aufbrechen. Die Wirkung ist dabei um so stärker, je dichter der Boden lagert. Diese Einsatzart ermöglicht deshalb eine rasche Beseitigung bzw. Milderung grober Fehler in der Bodenstruktur in grösseren Flächen. Da relativ weitflächig ausgebrochen wird, können die Abstände, in denen die Druckluft geführt in den Boden eingebracht wird, verhältnismässig gross sein und bevorzugt in der Grössenordnung von einem Meter liegen. Die Drücke, die bei dieser Vorgehensweise Verwendung finden, liegen vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 5 und 12 Atmosphären, können insbesondere zum Aufbrechen stark geschädigter und sehr hoch verdichteter Böden aber auch höher liegen.

Soll engmaschiger, feiner aufgebrochen werden, so ist es zweckmässig, die geführt in den Boden eingebrachte Druckluft ab einer durch die Bodenbeschaffenheit vorgegebenen Mindestauflockerungstiefe schlagartig freizugeben und danach die Auflockerungstiefe bis zur vorgesehenen Endauflockerungstiefe unter kontinuierlicher Luftzufuhr zu ver-grössern. Der Boden bricht bei einer derartigen Vorgehensweise weniger weitflächig auf, und es sind deshalb auch die Abstände kleiner, in denen die Luft in den Boden eingebracht wird. Bevorzugt liegen sie im Bereich zwischen etwa 40 und 60 cm.

Die Auswirkungen des Verfahrens sind nicht nur langfristig ausserordentlich, sondern auch unmittelbar merkbar. Wird das Verfahren nämlich in verdichteten Zonen mit stauender Nässe durchgeführt, also in einer Bodenstruktur, wie sie nach dem Befahren der Böden mit schweren Arbeitsund Erntemaschinen, insbesondere aber auch in den Fahrspuren von Reihenkulturen usw. auftritt, so führt das stoss-artige Hineindrücken der Luft in den Boden zunächst zu einem teilweise springbrunnenartigen Heraustreten des Wassers. Mit tiefergreifender Auflockerung und einem entsprechenden Aufbrechen der Verdichtungshorizonte zieht das Wasser dann hörbar ab.

Abgesehen von derartigen Drainageeffekten werden, wie häufig riechbar, durch die erfindungsgemässe Art der Auflockerung ohne Zerstörung der Bodenstruktur auch Faulgase verdrängt und somit stickige Bodenzonen belüftet und belebt.

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Das Verfahren kann sowohl manuell als auch maschinell mit vergleichsweise einfachen Vorrichtungen durchgeführt werden. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung notwendig, die gekennzeichnet ist durch zumindest eine zum Einführen in den Boden bestimmte Sonde, der ein Schnellschlussventil in der Druckluftzuführung zugeordnet ist, und durch wenigstens eine im Bereich des unteren Endes der Sonde vorgesehene Luftauslassöffnung.

Wird die Sonde manuell eingesetzt, so ist ihr zweckmässigerweise eine Handhabe zugeordnet, die bevorzugt auch das Schnellschlussventil umfasst. Die Handhabe kann dabei bevorzugt Ausgestaltungen aufweisen, die den bei Drucklufthämmern üblichen Handhaben entspricht, so dass prinzipiell gesehen auf derartige Handhaben zurückgegriffen werden kann.

Neben dem manuellen Einsatz ist auch ein maschineller Einsatz möglich, wobei mehrere Sonden einem Tragrahmen zugeordnet sein können, der seinerseits beispielsweise an der Dreipunktaufhängung eines Schleppers oder dergleichen angebracht ist, wobei dieser Schlepper auch die Druckluftquelle, also einen entsprechenden Kompressor, tragen und antreiben kann.

Der Tragrahmen kann in einfachster Ausführung im wesentlichen aus einem Tragbalken bestehen, längs dessen mehrere Sonden vorgesehen sein können, wobei zweckmässigerweise Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Veränderung der Sonden in ihrem Abstand zueinander ermöglichen. So können dem Tragbalken eine grössere Anzahl von Sondenhalterungen zugeordnet sein, die ein Umstecken der Sonden ermöglichen. Femer kann der Tragbalken gegebenenfalls mit Aufnahmen für Halterungen von Sonden versehen sein, die ein Umstecken der Sonden mit ihren Halterungen ermöglichen. Schliesslich kann der Tragbalken im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit Schiebeführungen für die Sondenhalterungen oder mit Schiebehalterungen für die Sonden versehen sein, so dass die Sonden in ihrem Abstand zueinander im wesentlichen stufenlos einstellbar sind. Bei entsprechender Ausgestaltung kann der Tragbalken dabei gleichzeitig als Druckluftführung dienen, und es können dem Tragbalken Anschlüsse für die Druckluftversorgung der Sonden zugeordnet sein. Diese können beispielsweise durch Schnellanschlussventile gebildet sein, welche über entsprechende Schlauchverbindungen an die Sonden anschliessbar sind.

Neben einer Verstellung der Sonden in Längsrichtung des Balkens können diese auch in Höhenrichtung gegenüber dem Balken verstellbar sein, um eine Anpassung an unterschiedliche Einstecktiefen vornehmen zu können.

Neben einem Tragbalken kann der Tragrahmen selbstverständlich auch aus mehreren Tragbalken oder einem Netz von Tragbalken bestehen, um grössere Arbeitsflächen überdecken zu können. Prinzipiell kann ein derartiger Tragrahmen dann Befestigungen für die Sonden aufweisen, die jenen entsprechen, die in Verbindung mit dem vorgeschilderten Tragbalken beschrieben wurden.

Wird ein Tragrahmen vorgesehen, so ist praktisch nur ein absätziges Arbeiten möglich, d.h., dass der Tragrahmen mit dem Schlepper oder einem vergleichbaren Vorrichtungsträger jeweils um einen entsprechenden Arbeitsabschnitt versetzt wird.

Gegebenenfalls ist aber mittels Tragrahmen auch eine durchgehende Arbeitsweise möglich, wobei eine entsprechende Abstimmung zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Einsatzzeit der Sonden in den Boden gegeben sein muss. Prinzipiell können derartige Vorrichtungen dann haspelartig mit gesteuerten Zinken ausgebildet sein, wobei über den Umlauf der Haspel die Sonden, den Haspelzinken vergleichbar, im wesentlichen vertikal in den Boden eingeführt und

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wieder aus diesem herausgezogen werden. Die stossartige Druckluftzufuhr kann dabei wiederum über die Haspelbalken zu den Sonden erfolgen, wobei die Steuerung der Druck-luftstösse in Abhängigkeit zur Drehstellung der Haspel geregelt sein kann. Eine derartige durchgehende Arbeitsweise erfordert naturgemäss aber einen grösseren mechanischen Aufwand, und sie wird insbesondere bevorzugt für die engmaschige Auflockerungsarbeit, weniger dagegen für das grobmaschige Aufbrechen insbesondere stark verdichteter Böden geeignet sein.

Die angeprochenen haspelartigen Vorrichtungen können sowohl rotierend als auch umlaufend ausgebildet sein. Die beschriebene Arbeitsweise ist ferner auch dadurch zu verwirklichen, dass über Parallelogrammgestänge Schiebemuffen aufgehängt sind, die den Ausgleich der Vorschubbewegung ermöglichen.

Für das Arbeiten auf grossen Flächen und insbesondere auf freiem Feld ist es zweckmässig, mit einer fahrbaren Kompressorstation, also beispielsweise einem Schlepper mit diesem zugeordneten Kompressor, zu arbeiten. Zweckdienlich sind dabei auch entsprechend grosse Luftsammelbehälter bzw. Druckspeicher dem Schlepper zugeordnet.

Insbesondere in gärtnerischen Betrieben kann aber durchaus auch eine stationäre Luftversorugng Verwendung finden, an die über entsprechende Schlauchverbindungen der Anschluss hergestellt werden kann.

Während für Kleinbetriebe oder kleinere Bearbeitungsflächen der Handbetrieb sowie die stationäre Versorgung, gegebenenfalls über entsprechend lange Schlauchverbindungen, die Einsatzart des erfindungsgemässen Verfahrens sein wird, die den geringsten Kapitaleinsatz erfordert, werden für Grossbetriebe und grosse Flächen fahrbare Kraftstationen Verwendung finden, die zweckmässigerweise gleichzeitig auch als Sondenträger Verwendung finden. In Verbindung mit derartigen Kraftstationen kann die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Bewegung der Sonden auf pneumatischem, hydraulischem oder mechanischem Wege erfolgen, wobei gegebenenfalls, insbesondere bei Schleppern als fahrbahren Kraftstationen, auf die diesen zugeordneten Hebevorrichtungen zurückgegriffen wird, so dass sich insoweit gesonderte Investitionen im wesentlichen erübrigen. Auch bei derartigen fahrbaren Kraftstationen werden allerdings kaum neuerliche Bodenverdichtungen durch diese selbst eintreten, da keine Zugkräfte notwendig sind.

Sollen insbesondere im unmittelbaren Ansschluss an die durch das erfindungsgemässe Verfahren erreichte Auflok-kerung des Bodens organische Stoffe oder Düngestoffe in den Boden eingebracht werden, so können diese ebenfalls über die zur Lufteinblasung verwendeten Sonden eingebracht werden, wobei bevorzugt im Anschluss der Sonde an die Druckluftversorgung ein Injektor vorgesehen sein kann, über den die Zuführung in die Sonde erfolgt. Den Sonden können allerdings auch gesonderte Anschlüsse für die Zuführung der genannten Füll- bzw. Füll- und/oder Düngestoffe zugeordnet sein, wobei diese Stoffe über eine gesonderte Förderpumpe eingebracht werden können. Ferner können zur Einbringung der Dünge-, Füll- und Auflockerungsstoffe gegebenenfalls auch spezielle Sonden Verwendung finden. Wird nicht manuell gearbeitet, so kann der Tragrahmen mit entsprechenden Anschlüssen für die Zuführung der genannten Stoffe zu den Sonden versehen sein. Dem Vorrichtungsträger, also insbesondere Schlepper, wird dabei zweckmässigerweise ein entsprechender Vorratsbehälter für die genannten Stoffe zugeordnet.

Es ist auch möglich, beispielsweise einen gesonderten Wagen vorzusehen, der die genannten Einrichtungen trägt und dem beispielsweise ein Schlepper als Antriebsquelle zugeordnet ist. Der Wagen kann ferner auch selbstfahrend als

Gerätewagen ausgebildet sein, so dass auch bei dieser Gestaltung ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Lösung, nämlich das völlig zugkraftfreie Arbeiten, zur Wirkung kommt.

Werden bei dem erfindungsgemässen Arbeiten Füll- und/ oder Düngestoffe eingebracht, so geschieht dies, ausgehend vom Aufbrechen des Bodens, unmittelbar ineinander übergehend, so dass die Füll- und/oder Düngestoffe sich in den durch das Aufbrechen geschaffenen Hohlräumen anlagern können und diese offenhalten.

Über das erfindungsgemässe Verfahren wird der Boden tiefgründig aufgelockert, und es ist somit beispielsweise zur Saatbeetbereitung lediglich noch erforderlich, die Bodenoberfläche mit einem gezogenen oder einem rotierenden Werkzeug flachgründig zu lockern und zu krümeln, wobei Gründüngungen, Kompost, Stalldung, gegebenenfalls ergänzt durch mineralische Dünger, miteingearbeitet werden können.

Bei dieser Vorgehensweise wird das Bodenleben zunächst an der luft- und sauerstoffreichen Oberfläche mit all den erforderlichen Stoffen versorgt, die zum Erhalt des Bodens und zum Gedeihen der Pflanzen erforderlich sind. Durch Versickern des Oberflächenwassers gelangen diese Stoffe im übrigen bei der erreichten Auflockerung auch in die tieferen Schichten und werden so infolge der dort neu geschaffenen gesunden Bodenstruktur genutzt. Ein so versorgter Boden wird auch in den tieferen Bodenschichten bezüglich zusätzlicher Zufuhr organischer Substanzen, wie Torf, Humus oder dergleichen, mehr und mehr unabhängig, und es kommt aufgrund der natürlichen Prozesse zu einer Selbstversorgung, so dass es nicht erforderlich ist, in Verbindung mit jeder Bearbeitung der oberen Bodenzone, also zum Beispiel in Verbindung mit der Saatbeetbereitung, das erfindungsgemässe Verfahren anzuwenden. Dies gilt umsomehr, als wegen der z.B. für die Saatbeetbereitung zwar notwendigen, aber nur sehr flachgründigen Bearbeitung die immer wieder anfallenden Wurzelmassen ungestört im Boden verbleiben und ebenso wie anfallende sonstige Pflanzenreste durch das Bodenleben selbst in die tieferen Schichten transportiert werden, in denen durch das erfindungsgemässe Verfahren ein dauerhaftes, wirkungsvolles Versorgungsadernetz geschaffen ist, das für ein üppiges Bodenleben erforderlich ist.

Obwohl, wie dargelegt, das erfindungsgemässe Verfahren dort besonders wirkungsvoll ist, wo der Boden dicht lagert (Einzelkornstruktur oder Pressung), ergibt sich auch in lok-ker lagernden Böden durch die tiefgründige Sauerstoffversorgung eine wesentliche Bodenbelebung, insbesondere dann, wenn zusätzlich organische Substanzen oder Düngestoffe eingeblasen werden. In solchen an sich gesunden Böden stellt das erfindungsgemässe Verfahren dann im wesentlichen eine Pflegemassnahme dar, die das Aufkommen vorbeschriebener Bodenschäden und Bodenstrukturen verhindern und den Boden gesund zu halten hilft.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden in Verbindung mit einer schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäss der Erfindung und deren Einsatz bei der Verbesserung der Durchlässigkeit tieferer Bodenschichten im Hinblick auf die Beseitigung stauenden Wassers,

Fig. 2 eine der Darstellung gemäss Fig. 1 entsprechende Vorrichtung beim Einbringen von insbesondere organischen Füll- und oder Düngestoffen, mineralischem Dünger oder dergleichen in den aufgelockerten Boden,

Fig. 3a-3c eine Vorrichtimg gemäss Fig. 1 bei einer allgemeinen, insbesondere engmaschigen Bodenlockerung und Bodenbelüftung in drei verschiedenen Phasen,

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Fig. 4 eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 beim Einbringen insbesondere organischer Füll- und oder Düngestoffe, mineralischem Dünger oder dergleichen in einen gemäss Fig. 3 aufgelockerten Boden,

Fig. 5 eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 beim Aufbrechen tiefer und extrem tiefliegender Bodenverdichtungszonen zur Beseitigung stauender Nässe, und

Fig. 6 das Einbringen von Füll- und gegebenenfalls auch Düngestoffen in den gemäss Fig. 5 aufgelockerten Boden.

In den Figuren, anhand derer verschiedene Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemässen Verfahrens zur Bodenlok-kerung erläutert werden, findet der Einfachheit halber jeweils nur die gleiche, schematisch dargestellte und auf die arbeitsbedingt wesentlichen Merkmale reduzierte Vorrichtung Verwendung. Diese umfasst dabei einen Luftverdichter 1, dem ein Ausgleichs- und Vorratsbehälter 3 nachgeschaltet ist und der in der gezeigten Schemadarstellung über eine Rohroder Schlauchleitung 2 mit dem Luftverdichter 1 verbunden ist. Vom Behälter 3 führt die Leitung 2 im Ausführungsbeispiel zum Arbeitsteil 4, der eine Handhabe mit Schnellschlussventil 5 und eine daran angeschlossene, rohrförmige Sonde 6 umfasst. Im Bereich des Uberganges zur Sonde, die an ihrem unteren, bevorzugt zugespitzten Ende mit wenigstens einer, bevorzugt aber mehreren Luftaustrittsöffnungen 7 versehen ist, mündet über einen Injektor 10 mit Absperrventil eine Zufuhrleitung 9 auf die Sonde 6 aus, die an einen Vorratsbehälter 8 angeschlossen ist und über die insbesondere organische Füll- oder Düngestoffe sowie mineralischer Dünger oder dergleichen dem Luftstrom zugesetzt werden können. Es kann der Zufuhrleitung, was hier nicht dargestellt ist, auch eine gesonderte Förderpumpe zugeordnet sein, über die die Füll- und/oder Düngestoffe nach Aufbrechen des Bodens eingebracht werden, wobei die Zufuhr der genannten Stoffe über ein entsprechendes Absperrventil gesteuert werden kann. Mit dem die Druckluftstösse steuernden Schnellschlussventil kann dieses Absperrventil gegebenenfalls zu einem Folgeventil zusammengefasst sein. In diesem Fall sind die Druckluftleitung 2 und die Leitung 9 für die Füll- und/oder Düngestoffe gemeinsam über ein Folgeventil steuerbar. Fig. 1 zeigt nun den Einsatz einer derartigen Vorrichtung bei der Verbesserung der Durchlässigkeit tieferer Bodenschichten, um auf diesem Wege stauendes Wasser zum Versickern zu bringen und den verhärteten Boden zu lockern, so dass dieser für die Pflanzenwurzeln aufgeschlossen und belüftet wird.

Hierzu wird die Sonde 6, die hier rohrförmig ausgebildet dargestellt ist, zunächst auf die gewünschte Endtiefe in den Boden eingestossen, wobei die gewünschte Endtiefe der angestrebten Auflockerungstiefe entspricht. Danach wird möglichst schlagartig die Druckluft eingelassen, wobei im Hinblick auf die möglichst schlagartige Wirkung auf den Boden mit hohem Druck und möglichst grossen freien Querschnitten gearbeitet wird. Die Druckluft dringt dann zunächst in den die Austrittsöffnungen 7 - siehe gestrichelte, abgesenkte Stellung der Sonde - umgebenden Boden ein und staut sich hier in den Spalten, Rissen und Hohlräumen, die auch bei höher verdichteten Böden noch vorhanden sind. Die Spalten, Risse und Hohlräume werden so zu Druckluftkammern, und sie werden unter dem Druck der Luft aufgeweitet, wobei die Luft die Spalten, Risse und Hohlräume an den Rändern aufbricht und diese aufweitet und sich so im Boden verbreitet. Die Ausdehnung der Luft auf vorbeschriebenem Wege und die dadurch bedingte Wirkung des Luftdruckes auf immer grössere Flächen hat zur Folge, dass schliesslich die Druckbelastung der beaufschlagten Flächen grösser ist als die entsprechende, von der Einstecktiefe abhängige Flächenbelastung samt Widerstand des Bodengefüges. Der Boden wird dementsprechend entsprechend der Ausbreitung der Luft relativ grossflächig eruptionsartig aufgebrochen, und zwar unter Bildung einer Vielzahl von Bruchstellen, Spalten, Rissen und Hohlräumen, wie dies in Fi. 1 durch die Bruchlinien 11 angedeutet ist.

Bei der anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgehensweise wird der Boden zwar in Flächen bis zu mehreren Quadratmetern um die Einstichstelle der Sonde herum angehoben, bewegt und aufgebrochen, die erreichte Auflockerung ist aber verhältnismässig grossmaschig und stellt deshalb im wesentlichen eine Massnahme dar, die als Schnellhilfe für besondere Situationen, so insbesondere verhältnismässig hoch verdichtete Böden, gedacht ist. Die Einstichstellen der Sonden können dabei in verhältnismässig grossen Abständen, d.h. in Abständen bis zu etwa einem Meter, liegen, so dass auf eine Are nur ca. 100 Einstichstellen entfallen. Da das Einstechen auch bei dem hier zur Erläuterung lediglich dargestellten Handverfahren mit handbedienter Einfachsonde nur etwa 5 bis 10 Sekunden dauert, kann, wie es sich gezeigt hat, eine Fläche von einer Are mit einer hier dargestellten Sonde in etwa zwei Stunden behandelt werden. Vorrichtungen mit Mehrfachsonden und insbesondere solche Vorrichtungen, bei denen die Sonden mit Hilfskraft in den Boden eingedrückt werden, ermöglichen naturgemäss weit höhere Flächenleistungen.

Fig. 2 veranschaulicht die Wirkungsweise des beschriebenen Verfahrens, wenn, bevorzugt nach Aufreissen des Bodens, Füll- und/oder Düngestoffe in diesen eingebracht werden.

Die Einbringung dieser Stoffe erfolgt dadurch, dass über den Injektor 10 mit zugeordnetem Absperrventil diese Stoffe aus dem Vorratsbehälter 8 nach Öffnen des Schnellschluss-ventiles im Griffstück 5 von der Druckluft mitgerissen und in den Boden durch die in diesen eingesenkte Sonde 6 einge-blasen werden. Die genannten Stoffe treten dabei in die geschaffenen Hohlräume, die mit 12 bezeichnet sind, ein und lagern sich sowohl in diesen als auch in den Spalten und Bruchstellen 11 ab. Durch dieses Ablagern erfolgt ein sogenanntes «Verbauen» der Hohlräume 12 und Spalten und Risse 11, d.h., dass die genannten Räume und Spalten durch die insbesondere in Mehl- oder Granulatform eingebrachten trockenen Substanzen ausgefüllt und auch ausgesteift werden, da diese organischen Substanzen nach Feuchtigkeitsaufnahme quellen und ihre Volumina vergrössern. Zusätzlich nehmen sie Feuchtigkeit auf, erbringen also eine gewisse Speicherwirkung und sind luftdurchlässig.

Als Verbaustoffe, also bevorzugt im Nachgang zur eigentlichen Auflockerung eingebrachte organische Futter-und Düngestoffe, kommen u.a. feingekrümelter oder gekörnter Humus, Sand, organische Kunststoffverbindungen (Polystyrol-Mull), gekörnter oder gemahlener Dünger, mineralischer Dünger und dergleichen in Frage.

Abgesehen von der vorgenannten Verbauung und der dadurch erreichten Belüftung und Düngung eignet sich das vorgeschilderte Vorgehen auch zum Entseuchen durch Zusatz entsprechender Mittel, z.B. gegen Nematoden im Wege der direkten Impfung des Bodens mit Bakterienkulturen, die einer dafür geeigneten Substanz, also beispielsweise Humus, beigegeben werden bzw. in diesem angesiedelt sind. Neben der Belüftung, die durch die Verbauung erreicht wird, dient diese auch dem Ziel, den mechanischen Widerstand des Bodens herabzusetzen, seine Durchlässigkeit für Wasser zu steigern und ihn für das Bodenleben und die Pflanzenwurzeln zu erschliessen.

Anhand der Fig; 3a bis 3c wird die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens bei der allgemeinen Bodenlok-kerung und Bodenbelüftung erläutert, wobei im vorrich-tungsgemässen Aufbau keine Änderungen gegeben sind.

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Bei der allgemeinen Bodenlockerung und Belüftung wird die Sonde zunächst nur bis auf eine bodenartabhängige, im Hinblick auf die Luftverteilung im Boden notwendige Mindesttiefe, in der Regel zwischen 10 und 15 çm, eingestossen, und es wird danach die Sonde bei Druckluftzufuhr weiter abgesenkt. Dabei wird der Boden, wie aus den Fig. 3a bis 3c ersichtlich ist, mit zunehmender Einstecktiefe auch auf eine grössere Breite aufgebrochen.

Im einzelnen ist in Fig. 3a der Beginn der Bodenlok-kerung dargestellt, wobei die Sonde, wie strichliert gezeigt, auf etwa 15 cm Tiefe eingesteckt ist, bevor die Druckluftzufuhr beginnt. Unter weiterem Eindrücken der Sonde wird die Stellung gemäss Fig. 3b erreicht, in der unter Verbreiterung der Aufbruchzone eine Einstecktiefe von etwa 30 cm erreicht wird. Bei weiterem Vorschieben der Sonde wird die Endstellung gemäss Fig. 3c erreicht, in der auf eine Tiefe von etwa 60 cm aufgelockert wird und zugleich der maximale Auflockerungskegel erreicht ist.

Obwohl das Einstossen der Sonde durchgehend erfolgt, geht das Aufbrechen des Bodens deutlich merkbar in stoss-weisen Einzelvorgängen vor sich. Dies beruht darauf, dass wesentliche Aufbrüche immer erst nach Erreichen des dafür notwendigen Druckniveaus in den sich bildenden Druckkammern erfolgen. Da diese Bruchvorgänge hörbar sind (dumpfe Geräusche), ist auch ohne Einsicht in den Boden das Erreichen des Arbeitszieles jeweils kontrollierbar.

Bei einer derartigen Bodenlockerung, die ebenfalls zu Kanälen in Form von Spalten und Rissen 11 sowie zu Hohlräumen 12 führt, ergibt sich im Vergleich zur Vorgehensweise gemäss Fig. 2 ein engmaschigeres und feineres Aufbrechen des Bodens. Ferner ist der jeweilige Auf brechbereich auch kleiner und hat einen Radius von etwa 40 bis 80 cm, bezogen auf die Sonde als Zentrum. Der Einfluss von Bodenart und Bodenzustand auf das jeweilige Bruchgefüge ist auch bei dieser Vorgehensart erheblich, und es kann festgestellt werden, dass die an der Oberfläche wahrnehmbare Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens ein deutlicher Gradmesser für den Pflegezustand des Bodens ist. Bei biologisch intakten, in gutem Pflegezustand befindlichen Böden kann nämlich eine sichtbare Bruchwirkung im wesentlichen ausbleiben. Trotzdem ist aber auch dann das erfindungsgemässe Vorgehen nützlich und zweckmässig, als so ein hervorragender Gasaustausch im Boden bewirkt wird und eine intensive Sauerstoffversorgung mit entsprechend stimulierender Wirkung aufpflanzen, Wurzeln und Bodenleben erreicht wird. Je schlechter der Bodenzustand ist, desto mehr werden die erfindungsgemässen Massnahmen auch nach aussen hin sichtbar, nämlich durch entsprechende Riss- und Spaltbildungen.

Bei der anhand der Fig. 3a bis 3c geschilderten Vorgehensweise ist die erzielbare Flächenleistung wegen der geringeren Breitenwirkung rund um die einzelne Sonde etwas geringer als bei der anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgehensweise. In Verbindung mit einem flachgründigen, etwa 4 bis 6 cm tiefen mechanischen Auflockern der obersten Bodenschicht stellt eine derartige Bodenlockerung aber dennoch eine ideale Régénérations- und Pflegemassnahme dar, die zu hervorragenden Saat- und Wachstumsbedingungen führt.

Obwohl bei Böden, die gemäss der anhand der Fig. 3a bis 3c geschilderten Vorgehensweise erfindungsgemäss behandelt werden, die Grundvoraussetzungen für ein geregeltes Wachstum noch nicht so schlecht sind wie bei Böden, die nach der anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgehensweise zu behandeln sind, erweist sich auch hier ein «Verbauen» der geschaffenen Hohlräume und Risse als zweckmässig, um die Auswirkungen der erfindungsgemässen Vorgehensweise zu optimieren und insbesondere auch längerfristig sicherzustellen.

Die Vorgehensweise beim «Verbauen» nach einer Bodenauflockerung gemäss Fig. 3a bis 3c unterscheidet sich von jener, die anhand der Fig. 2 geschildert wurde, grundsätzlich dadurch, dass nicht nur in der erreichten maximalen Auflok-5 kerungstiefe Verbaustoffe, also Füll- und/oder Düngestoffe, eingeblasen werden, sondern im wesentlichen über die gleiche Höhe, über die der Aufbruchvorgang von oben nach unten durchgeführt wurde. Im Gegensatz zum Aufbrechen erfolgt die Einbringung der Verbaustoffe bevorzugt aber nicht io von oben nach unten, sondern von unten nach oben, so dass sich der Vorgang des Verbauens unmittelbar an den Vorgang des Auflockerns oder Aufbrechens anschliessen kann, der bei Erreichen der maximalen Auflockerungstiefe beendet ist. Entsprechend wird mit dem Einblasenvon Verbaustof-15 fen, das bei der maximalen Auflockerungstiefe begonnen wurde, bevorzugt auch in der «Mindestauflockerungstiefe» von etwa 10 bis 15 cm aufgehört. Unter dieser Mindestauflockerungstiefe wird dabei wie vorher auch beim Aufbrechen des Bodens jene Tiefe verstanden, bei der die Druckluft 20 schon Auflockerungsarbeit leistet, d.h. seitlich in den Boden eindringt und nicht im wesentlichen nur entlang der Sonde nach oben herausströmt.

Die Verbauung der Hohlräume 12 und Spalten und Risse 11 erfolgt bei der Vorgehensweise gemäss Fig. 4 erfindungs-25 gemäss also von unten nach oben, womit sichergestellt ist, dass die beim Aufbrechen von oben nach unten geschaffenen Hohlräume für das Einbringen der Verbaustoffe nicht nur offen geblieben sind, sondern zusätzlich erneut druckbeaufschlagt werden, nunmehr aber von unten nach oben, wobei 30 sich gerade unter dem Einfluss der zusätzlich eingebrachten Verbaustoffe eine weitere Verfeinerung des Bodengefüges ergibt.

Diese erfindungsgemässe Vorgehens weise führt zu einer besonders tiefgründigen Bodenpflege, die für Düngung, 35 Nachdüngung, Belüftung und dergleichen beste Voraussetzungen schafft. Insbesondere bei mehrmaliger Behandlung eines Bodens nach der beschriebenen Vorgehensweise wird so letztlich eine Bodenstruktur erreicht, die auch für das Wachstum recht anspruchsvoller, hochgezüchteter Kultur-40 pflanzen beste Voraussetzungen erbringt.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen, dass das erfindungsgemässe Verfahren weiterhin zum Aufbrechen tiefer und extrem tiefliegender Verdichtungszonen geeignet ist, die das Wachstum der Kulturpflanzen behindern und zu stauender 45 Nässe und zum Versauern des Bodens führen können. Bei Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens kann dabei auf die bisher zur Beseitigung solcher Verdichtungszonen gebräuchlichen Geräte, die alle mechanisch arbeiten und sämtlich erhebliche Antriebsleistungen bedingen, verzichtet wer-50 den. Es kann somit mit einem wesentlich verringerten Kapitaleinsatz gearbeitet werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass die gleiche Grundausrüstung prinzipiell gesehen für der Bodenpflege nahestehende Auflockerungsarbeiten wie für zur Beseitigung von Verdichtungszonen notwendige Auflok-55 kerungsarbeiten eingesetzt werden kann.

Bei der anhand der Fig. 5 geschilderten Vorgehensweise wird die aufzureissende Vereichtungszone, die mit 13 bezeichnet ist, mit den Luftaustrittsöffnungen 7 der Sonde unterfahren, d.h., dass die Sonde entsprechend tief eingefahren 6o werden muss. Hierfür kann zum Erleichtern der Einschiebearbeit eine gewisse, verringerte Luftzufuhr zu den Austrittsöffnungen auch während des Einschiebens insbesondere in tiefere Zonen zweckmässig sein. Ist die Verdichtungszone 13 mit den Luftaustrittsöffnungen 7 unterfahren, so hat die 65 Luftzufuhr zur Folge, dass die Verdichtungszone insgesamt angehoben und aufgebrochen wird. Der Boden wird also grossflächig angehoben und aufgebrochen. Insbesondere lässt sich auf diese Weise stauendes Wasser aus einer gros

seren Fläche rasch zum Abzug bringen, zumal von einem Sondeneinstich eine Wirkung über mehrere Quadratmeter erreicht werden kann.

Nebeneinander eingeführte Sonden unterstützen sich dabei in ihrer Wirkung, so dass grossflächig mit vergleichbar geringem Einsatz gearbeitet werden kann.

Bei der Vorgehensweise gemäss Fig. 6 wird die Sonde mit ihren Luftaustrittsöffnungen 7 in die Verdichtungszone 13 unmittelbar eingebracht, und es wird dadurch die Verdichtungszone von innen her, und damit differenzierter, aufgebrochen. Da in die Verdichtungszone selbst injiziert wird, muss hier feinfühliger und aufmerksamer gearbeitet werden. Darüber hinaus kann es sich gerade bei dieser Vorgehensweise als zweckmässig erweisen, mit einem besonders hohen Luftdruck bis etwa zu 18 Atmosphären zu arbeiten, um die Verdichtungszone als solche von innen her möglichst fein aufzureissen.

Sowohl bei der Vorgehensweise nach Fig. 5 als auch bei der nach Fig. 6 eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren im besonderen zur Untergrundlockerung bei Böden hohen Feuchtigkeitsgehaltes, weil sich hier die Sonde mit geringerem Druck in den Boden einführen lässt und weil dabei darüber hinaus die für die Druckentwicklung in den Hohlräumen erforderliche Dichtigkeit grösser ist, so dass die Entstehung neuer Risse und Spalten begünstigt wird.

Selbstverständlich kann auch bei der Vorgehensweise nach Fig. 5 und 6 im Anschluss an das Aufbrechen der Verdichtungszonen die «Verbauung» der Hohlräume vorgenommen werden, um so zu einer dauerhaften Verbesserung des Bodengefüges auch in grösseren Tiefen zu kommen und insbesondere ein erneutes Schliessen der bisherigen Verdichtungszone auszuschliessen.

Ist die Auflockerung der Verdichtungszone erreicht, so können die darüberliegenden Bodenzonen in der Weise auf7 634 719

geschlossen werden, wie dies anhand der vorhergehenden Figuren beschrieben wurde.

Zur Durchführung des Verfahrens können, über das den Figuren zu Entnehmende hinausgehend, selbstverständlich s nicht nur Handgeräte, sondern auch maschinell betriebene Geräte Verwendung finden, wobei ganze Gruppen von Sonden zum Einsatz gebracht werden können und wobei diese Sondengruppen gemeinsam oder einzeln in den Boden einge-stossen werden können. In jedem Fall muss dabei Sorge ge-io tragen sein, dass die Sonde in entsprechend nachgiebiger Weise gegenüber der ihr zugeordneten Halterung bzw. gegenüber dem ihr zugeordneten Tragrahmen abgestützt ist, wobei sich eine nachgiebige Abstützung sowohl in Quer- als auch in Höhenrichtung als zweckmässig erweist. In Quer-15 richtung deswegen, um beispielsweise beim schrägen Auftreffen auf Steine oder dergleichen eine Verformung der Sonde auszuschliessen bzw. sicherzustellen, dass diese schräg abgleiten kann. In Höhenrichtung, um beispielsweise beim Auftreffen auf Steine Bruchschäden zu vermeiden. Die ange-20 strebte nachgiebige Abstützung kann über mechanische Mittel, wie Gummiführungen, Federn oder dergleichen, erreicht werden, wobei insbesondere die Nachgiebigkeit in Höhenrichtung auf die jeweilige Einstecktiefe dahingehend abgestimmt sein muss, dass der Einstecktiefe entsprechende 25 Nachgiebigkeiten in Gegenrichtung gegenüber dem Rahmen gegeben sind. Dies kann insbesondere bei grossen Einstecktiefen in einfacher Weise über überfahrbare Überlastsicherungen erreicht werden, die bei Überschreiten einer gewissen Grenzbelastung die Sonde freigeben und so deren 30 Zerstörung verhindern. Solche Überlastsicherungen sind auch bei hydraulischer oder pneumatischer Verstellung der Sonden möglich, wobei eine hydraulische oder pneumatische Betätigung insbesondere dann zweckmässig ist, wenn eine Einzelsteuerung für die Sonden möglich sein soll.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

634 719 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Lockerung landwirtschaftlich genutzter Böden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mindestauf-lockerungstiefe des Bodens unter Druck gehaltene Luft derart stossartig freigegeben wird, dass der von der feigesetzten Druckluft beaufschlagte Boden eruptionsartig aufgebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auflockern einer tieferen Bodenschicht durch weiteres Aufbrechen Druckluft in der tiefer vorgesehenen Auflockerungstiefe stossartig freigegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem stossartigen Freigeben der Druckluft in einer Mindestauflockerungstiefe die Auflockerungstiefe bis zur vorgesehenen Endauflockerungstiefe durch kontinuierliche Druckluftzufuhr vergrössert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die durch das Aufbrechen des Bodens geschaffenen Hohlräume Füll- und/oder Düngestoffe wie Polystyrol-Müll eingebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füll- und/oder Düngestoffe unmittelbar anschliessend an das Aufbrechen des Bodens eingebracht werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Druckluftzuleitung, gekennzeichnet durch zumindest eine zum Einführen in den Boden bestimmte Sonde (6), der ein Schnellschlussventil (5) in der Druckluftzuleitung (2) zugeordnet ist, und durch wenigstens eine im Bereich des unteren Endes der Sonde (6) vorgesehene Luftauslassöffnung (7).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonde (6) eine Handhabe, beispielsweise in Form eines Pistolengriffes, zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sonden (6) an einer gemeinsamen Halterung, wie einem Tragrahmen, angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonde (6) ein Vorratsbehälter (8) für einzubringen bestimmte Füll- und/oder Düngestoffe zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen Vorratsbehälter (8) und Sonde (6) ein Injektor (10) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (10) dem Schnellschlussventil (5) in Durchströmungsrichtung der Druckluft nachgeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorratsbehälter (8) eine Förderpumpe für die Füll- und/oder Düngestoffe zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Injektor (10) ein Absperrventil zugeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftzuleitung (2) und eine Leitung (9) für die Füll- und/oder Düngestoffe gemeinsam über ein Folgeventil steuerbar sind.