DE102010019420A1 - Modular stabilizing- and nutrient emulsion, useful for initial biogenic crust-formation, comprises mixture of crust-forming, stabilizing- and binding components, biologically reproducible culture component and a nutritional component - Google Patents

Modular stabilizing- and nutrient emulsion, useful for initial biogenic crust-formation, comprises mixture of crust-forming, stabilizing- and binding components, biologically reproducible culture component and a nutritional component Download PDF

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Abstract

Modular stabilizing- and nutrient emulsion for initial biogenic crust-formation comprises: a variable combining mixture of chemically and/or physically active crust-forming, stabilizing- and binding components according to a location and an application phase; a biologically reproducible culture component; and a nutritional component with temporally staggered releasable nutrient proportions.

Description

Die Erfindung betrifft eine modulare Stabilisierungs- und Nähremulsion für eine initiale biogene Krustenbildung nach Anspruch 1.The invention relates to a modular stabilization and nutritional emulsion for an initial biogenic crust formation according to claim 1.

Oberflächen natürlicher Wüsten- und Steppenböden in ariden und semiariden Gebieten der Erde sind durch abiotische chemisch-physikalische Prozesse und durch biogene Verkrustungen weitgehend konsolidiert und verfestigt. Dadurch ist die äolische Verfrachtung von feinen Bodenfraktionen weitgehend abgeschlossen und stark eingeschränkt.Surfaces of natural desert and steppe soils in arid and semi-arid areas of the earth are largely consolidated and consolidated by abiotic chemical-physical processes and biogenic incrustations. As a result, the Aeolian shipment of fine soil fractions is largely completed and severely limited.

Derartige natürlich konsolidierte Böden werden durch großflächige Zerstörungen, Übernutzungen und urbane Eingriffe sowie in einem bestimmten Maße durch den globalen Klimawandel meist unwiederbringlich vernichtet. Dabei wird ein unter solchen Oberflächen lagerndes lockeres Körnungsgemisch mit hohem Feinanteil ungeschützt der Wind- und Regenerosion ausgesetzt. Der ausgeblasene Feinstaub wird in große Höhen getragen und verbreitet sich über Höhenwindsysteme großflächig. Die mit einem großen Flugstaubanteil belastete Atmosphäre führt auch in Gebieten mit einer relativ hohen Luftfeuchtigkeit durch das Vorhandensein von partikulären Kondensationskernen zu starken Dunstbildungen, die die Sonneneinstrahlung deutlich reduzieren.Such naturally consolidated soils are mostly irretrievably destroyed by extensive destruction, overuse and urban intervention, and to a certain extent by global climate change. In this case, a loose grain mixture with high fines content stored under such surfaces is exposed to wind and rain erosion unprotected. The blown fine dust is carried to high altitudes and spreads over high-altitude wind systems over a large area. The atmosphere, which is contaminated with a large proportion of dust particles, also leads to strong haze formations in regions with a relatively high atmospheric humidity due to the presence of particulate condensation nuclei, which significantly reduce solar radiation.

Weiterhin kommt es zu massiven Sichtbehinderungen, Staubniederschlägen und Erosionen auf glatten bzw. vergüteten Oberflächen. Die natürliche Wiederherstellung der ursprünglichen Oberflächenstruktur der einmal zerstörten Böden ist ein Prozess, der Jahrzehnte bis Jahrhunderte in Anspruch nimmt, während die Zerstörung der bestehenden natürlichen Krusten und damit die Landdegradation jedoch Jahr für Jahr schneller voranschreitet.Furthermore, there are massive obstructions, dust deposits and erosions on smooth or tempered surfaces. The natural restoration of the original surface structure of once destroyed soils is a process that takes decades to centuries, while the destruction of existing natural crusts and thus land degradation progresses year by year faster.

Die erwähnten Prozesse sind nicht nur auf aride Gebiete beschränkt, sondern treten überall dort auf, wo die natürliche Bodenstruktur geschädigt oder nicht mehr vorhanden ist, wie beispielsweise in Tagebauen und auf Halden. Unter diesen Umständen ist deren Rekultivierung für längere Zeiträume nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand möglich, während sich die nachteiligen ökologischen Auswirkungen derartiger Areale in Form einer vermehrten Umweltbelastung der umgebenden Gebiete sehr rasch und nachteilig bemerkbar machen.The processes mentioned are not limited to arid areas, but occur wherever the natural soil structure is damaged or no longer exists, such as in opencast mines and on dumps. Under these circumstances, their recultivation for longer periods of time is not or only with disproportionate effort possible, while making the adverse ecological effects of such areas in the form of increased environmental impact of the surrounding areas very quickly and adversely noticeable.

Verschiedentlich wurden Versuche unternommen, die nicht konsolidierten Bodenareale künstlich zu verfestigen, um sie so einer Rekultivierung zugänglich zu machen. So offenbart beispielsweise die DE 696 16 627 T2 eine halbflüssige Mischung und eine Methode zur Umweltregeneration. Die Druckschrift lehrt das Aufbringen einer aus Torf, Wasser, einem Wasserbindemittel und einem hydrophilen Harz bestehenden Mischung auf die zu konsolidierende Oberfläche, um die Oberflächenteilchen zu binden, deren Winderosion zu verhindern und eine poröse, wasserbindende Oberflächenschicht zu schaffen, in die später eine höhere Vegetation eingepflanzt werden kann.Attempts have been made on several occasions to artificially solidify unconsolidated soil so as to make it accessible for recultivation. For example, the DE 696 16 627 T2 a semi-liquid mixture and a method for environmental regeneration. The reference teaches applying a mixture of peat, water, a water binder, and a hydrophilic resin to the surface to be consolidated to bind the surface particles, prevent their wind erosion, and provide a porous, water-binding surface layer into which later higher vegetation can be planted.

Die DD 228 293 A5 lehrt ein Verfahren zur Bodenbehandlung, bei der auf den Boden ein auf Wasser und Formaldehyd basierendes Vorkonzentrat aufgebracht wird, um so die Bodenerosion zu unterbinden.The DD 228 293 A5 teaches a method of soil treatment in which a preconcentrate based on water and formaldehyde is applied to the soil so as to prevent soil erosion.

Beide Verfahren lassen sich jedoch aus verschiedenen Gründen nicht sinnvoll in ariden Gebieten einsetzen. Zum einen erfordert das erstgenannte Verfahren das Verbringen von großen Torfmengen auf die zu konsolidierende Oberfläche. Torf steht jedoch in ariden Gebieten praktisch nicht zur Verfügung und müsste daher über weite Strecken herantransportiert werden. Zum anderen erweist sich die durch die Mischung erzeugte Oberflächenschicht zwar durchaus als hinreichend beständig gegenüber der Winderosion, jedoch verlangt die Oberfläche eine regelmäßige künstliche oder natürliche Befeuchtung, damit diese wirklich als Grundlage für eine vegetative Besiedelung brauchbar ist. In ariden Gebieten sind Niederschläge jedoch selten. Die aufgebrachte Mischung verkrustet und bildet eine zwar konsolidierte, aber im Grunde genommen tote Struktur aus.However, both methods can not be meaningfully used in arid areas for various reasons. First, the former requires the introduction of large amounts of peat onto the surface to be consolidated. However, peat is practically unavailable in arid areas and would therefore have to be transported over long distances. On the other hand, although the surface layer produced by the mixture proves to be sufficiently resistant to wind erosion, the surface requires regular artificial or natural moistening, so that it is really useful as a basis for vegetative colonization. Rainfall is rare in arid areas. The applied mixture encrustes and forms a consolidated, but essentially dead structure.

Die großflächige Verbringung von Formaldehyd scheidet aus Gründen des Umweltschutzes aus und ist heutzutage nicht mehr zeitgemäß.The large-scale shipment of formaldehyde excretes for reasons of environmental protection and is now outdated.

Es besteht somit die Aufgabe, eine modulare Stabilisierungs- und Nähremulsion anzugeben, mit der eine Krustenbildung möglich ist, die umweltfreundlich erfolgt und vor allem auf devastierten Böden in ariden Gebieten anwendbar ist und großflächig mit einem vertretbaren Aufwand ausgebracht werden kann, wobei die jeweils vorliegenden klimatischen und örtlichen Bedingungen berücksichtigt werden können und ein nachhaltiger Bodenaufbau möglich ist.It is therefore an object to provide a modular stabilizing and nutritional emulsion, with a crust formation is possible, which is environmentally friendly and especially applicable to devastated soils in arid areas and can be applied over a large area with a reasonable effort, with each present climatic and local conditions and a sustainable soil structure is possible.

Diese Aufgabe wird mit einer modularen Stabilisierungs- und Nähremulsion für eine initiale biogene Krustenbildung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with a modular stabilization and nutrient emulsion for an initial biogenic crust formation according to claim 1.

Die Stabilisierungs- und Nähremulsion enthält eine nach Standort und Einsatzphase variabel kombinierbare Mischung aus einer chemisch und/oder physikalisch wirksamen krustenbildenden Stabilisierungs- und Bindungskomponente, einer biologisch reproduktionsfähigen Kulturkomponente und einer Nährstoffkomponente mit zeitlich gestaffelt freisetzbaren Nährstoffanteilen.The stabilizing and nutrient emulsion contains a mixture of a chemically and / or physically effective crust-forming stabilizing and binding component, a biologically reproducible culture component and a nutrient component with temporally staggered releasable nutrient components.

Grundgedanke der erfindungsgemäßen Stabilisierungs- und Nähremulsion ist es, den natürlichen Prozess der Bodenverfestigung und Bodenbildung geeignet nachzuahmen. The basic idea of the stabilizing and nutritional emulsion according to the invention is to emulate the natural process of soil stabilization and soil formation.

Die Stabilisierungs- und Bindungskomponente bindet die Bodenteilchen aneinander und verhindert deren Abtrag durch Wind- und Wassererosion.The stabilization and binding component binds the soil particles together and prevents their erosion by wind and water erosion.

In Verbindung damit trägt die reproduktionsfähige Kulturkomponente dazu bei, dass sich in dem verfestigten Bodenmaterial im Laufe der Zeit ein genügender Anteil an Biomasse ansammelt, der dann durch einen natürlichen Konsolidierungsprozess selbständig den Zusammenhalt des Bodenmaterials bewirkt. Weiterhin stellt die Nährstoffkomponente Nährstoffanteile bereit, die zeitlich gestaffelt freigesetzt werden.In conjunction with this, the reproductive cultural component contributes to the accumulation of a sufficient amount of biomass in the solidified soil material over time, which then automatically brings about cohesion of the soil material through a natural consolidation process. Furthermore, the nutrient component provides nutrient components that are released in stages over time.

Die gesamte Stabilisierungs- und Nähremulsion ist modular ausgeführt. Das bedeutet, dass je nach Einsatzort und klimatischem Umfeld der Prozess der Bodenstabilisierung den erforderlichen Gegebenheiten angepasst erfolgen kann. So ist es möglich, die Oberfläche erst physikalisch-chemisch abzubinden und zu einem späteren geeigneten Zeitpunkt mit der biologischen Kulturkomponente zu beimpfen. Dabei entfaltet die Nährstoffkomponente eine Depotfunktion und stellt ein Substrat für ein initiales biologisches Wachstum bereit.The entire stabilizing and nutrient emulsion is modular. This means that, depending on the place of use and the climatic environment, the soil stabilization process can be adapted to the required conditions. So it is possible to bind the surface only physico-chemical and inoculate at a later appropriate time with the biological culture component. The nutrient component unfolds a depot function and provides a substrate for an initial biological growth.

Insbesondere enthält die Stabilisierungs- und Bindungskomponente ein Stütz- und Bindungsmittel, ein Dispergierungsmittel, einen Trägerstoff für Mikroorganismen und/oder ein initiales Nährstoffmittel. Das Stütz- und Bindungsmittel bindet die Bodenteilchen aneinander, das Dispergiermittel sichert eine homogene Beschaffenheit der Emulsion. Der Trägerstoff für Mikroorganismen stellt mikrobiologische Besiedelungsräume bereit, in denen sich die spätere Kulturkomponente ansiedeln kann. Das initiale Nährstoffmittel sichert einen Grundgehalt an Nährstoffen, damit die biologische Krustenbildung in Gang kommt.In particular, the stabilizing and binding component contains a support and binding agent, a dispersing agent, a carrier for microorganisms and / or an initial nutrient. The supporting and binding agent binds the soil particles to each other, the dispersant ensures a homogeneous nature of the emulsion. The carrier for microorganisms provides microbiological colonization areas in which the later culture component can settle. The initial nutrient agent ensures a basic level of nutrients to get biological crusting going.

Zweckmäßigerweise weist die Stabilisierungs- und Bindungskomponente Wasser, Polysaccharide, Pflanzenöle, Gelatine, Leime, Gläser, Wachse, Düngezusätze und/oder Bitumen in wechselnden Zusammensetzungen auf. Die Materialien für die Stabilisierungs- und Bindungskomponente sind damit entweder biologisch unbedenklich, biologisch abbaubar oder sowohl unbedenklich als auch abbaubar. Dies sichert, dass nach einer gewissen Zeit die zunächst ausschließlich chemisch-physikalische Verfestigung der Oberfläche zugunsten der späteren biogen und nachhaltig erfolgenden Krustenbildung zurücktritt.Conveniently, the stabilizing and binding component water, polysaccharides, vegetable oils, gelatin, glues, glasses, waxes, fertilizer additives and / or bitumen in varying compositions. The materials for the stabilizing and binding component are thus either biologically harmless, biodegradable or both harmless and degradable. This ensures that after a certain period of time, the initially only chemical-physical solidification of the surface recedes in favor of the later biogenic and sustainable crust formation.

Die Nährstoffkomponente weist zweckmäßigerweise einen ersten Nährstoffanteil mit Mikronährelementen und einen zweiten Nährstoffanteil mit Makronährelementen auf, aus denen die für die weiteren biologischen Wachstumsprozesse notwendigen Stoffe synthetisiert werden können.The nutrient component expediently has a first nutrient component with micronutrient elements and a second nutrient component with macro nutrient elements, from which the substances necessary for the further biological growth processes can be synthesized.

Die reproduktionsfähige Kulturkomponente besteht zweckmäßigerweise aus einer aufimpfbaren, eigenständig lebensfähigen und exsudatbildenden Starterkultur. Hierzu werden insbesondere Mikroorganismen verwendet, die abgesehen von dem anfänglichen Nährstoffangebot aus der Emulsion und der verfestigten Struktur, selbständig Sonnenenergie aufnehmen, Kohlenstoff und andere Elemente fixieren und in Biomasse umsetzen können. Zugleich ist die Starterkultur exsudatbildend. Das bedeutet, dass die Organismen in der Starterkultur Stoffe in die Umgebung absondern und somit das anfänglich abiogen geprägte Milieu in der verfestigten Bodenstruktur nach und nach biogen umformen und somit eine Pionierfunktion für eine nachfolgende vegetative Besiedelung erfüllen.The reproductive culture component expediently consists of an inoculable, independently viable and exudate-forming starter culture. In particular, microorganisms are used which, apart from the initial supply of nutrients from the emulsion and the solidified structure, can absorb solar energy independently, fix carbon and other elements and convert them into biomass. At the same time, the starter culture is exudate-forming. This means that the organisms in the starter culture secrete substances into the environment and thus gradually biogenically transform the initially abiogenic environment in the solidified soil structure and thus fulfill a pioneering function for a subsequent vegetative colonization.

Zweckmäßigerweise enthält die Starterkultur eine initiale Lebensgemeinschaft aus autotrophen Organismen sowie heterotrophen Destruenten und Saprophyten in einer wechselnden, hinsichtlich des Standortes und/oder einer Kultivierungsphase wählbaren Zusammensetzung.Conveniently, the starter culture contains an initial cohabitation of autotrophic organisms as well as heterotrophic destructors and saprophytes in an alternating composition which can be selected with regard to the location and / or a cultivation phase.

Die autotrophen Organismen dienen dabei der biologischen Kohlenstoff- und Stickstofffixierung. Dies erfolgt durch das Ausführen der Photosynthese oder einer vergleichbaren Form der Energieumsetzung. Die Destruenten bauen das dabei erzeugte biologische Material ab. Die Saprophyten schließlich wachsen auf der Grundlage der abgebauten Biomasse. Es wird gleichsam der natürliche biologische Stoffkreislauf initial vorgegeben und somit gesichert, dass die Produktion von Biomasse und die dabei ablaufenden Stoffkreisläufe in der verfestigten Bodenstruktur sofort in Gang kommen und autonom fortwirken.The autotrophic organisms serve the biological carbon and nitrogen fixation. This is done by performing the photosynthesis or a similar form of energy conversion. The destroyers break down the biological material produced. The saprophytes eventually grow on the basis of degraded biomass. As it were, the natural biological material cycle is initially defined, thus ensuring that the production of biomass and the material cycles that take place in the solidified soil structure immediately start to work and continue autonomously.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform enthält die Starterkultur Cyanobakterien, Algen, Moose, Pilze und/oder Flechten in einer wechselnden Zusammensetzung. Cyanobakterien, Algen und Moose bilden die autotrophe Komponente, Pilze die destruierende und saprophytische Komponente und Flechten eine symbiotische Komponente, wobei sich die genannten Organismen als äußerst widerstandsfähig gegen widrige Umweltbedingungen erweisen.In an expedient embodiment, the starter culture contains cyanobacteria, algae, mosses, fungi and / or lichens in a changing composition. Cyanobacteria, algae and mosses form the autotrophic component, fungi the destructive and saprophytic component and lichens a symbiotic component, whereby the said organisms prove to be extremely resistant to adverse environmental conditions.

Zweckmäßigerweise können als Cyanobakterien Arten der Gattung Microcoleus und/oder Nostoc, ferner Scytonema, Calothrix, Gloeocapsa, Chroocooccidiopsis und/oder Phyridium, als Algen Arten der Klasse der eukaryonten Grünalgen, der Gelbgrünen Algen und/oder der Kieselalgen und als Pilze Arten der Klassen Ascomycetes und/oder Basidomycedes, ferner Myxomycetes, Oomycetes, Chytridiomycetes, Zygomycetes und/oder Deuteromycetes vorgesehen sein.Appropriately, as cyanobacteria species of the genus Microcoleus and / or Nostoc, also Scytonema, Calothrix, Gloeocapsa, Chroocooccidiopsis and / or Phyridium, as algae species of the class of eukaryotic green algae, the yellowish green algae and / or diatoms and fungi species of the classes Ascomycetes and or Basidomycedes, furthermore Myxomycetes, Oomycetes, Chytridiomycetes, Zygomycetes and / or Deuteromycetes.

Gegebenenfalls können der reproduktionsfähigen Kulturkomponente bedarfsweise Sporen und/oder Samen höherer Pflanzenarten hinzu gefügt sein.Optionally, spores and / or seeds of higher plant species may be added to the fertile culture component as needed.

Nachfolgend sollen einige Beispiele der modularen Stabilisierungs- und Nähremulsion näher beschrieben werden. Es ist einsichtig, dass die nachfolgend genannten Beispiele nicht beschränkend sind und im Rahmen fachmännischen Handelns weiter abgewandelt und ausgestaltet werden können.In the following, some examples of the modular stabilization and nutritional emulsion will be described in more detail. It is clear that the examples given below are not restrictive and can be further modified and configured within the scope of expert action.

Beispiel 1example 1

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Stabilisierungs- und Bindungskomponente aus Wasser mit Beimischungen von Zellulose und Zelluloseleim sowie Knochenleim in einer zunächst fließ- und rieselfähigen Konsistenz. Die so bereitete Mischung wird mittels einer Sprühanlage oder eines Rieseltellers über dem zu stabilisierenden Bereich ausgebracht. Hierzu können sowohl Berieselungsanlagen mit Rohrzuführung als auch landgestützte Fahrzeuge, Flugzeuge und Helikopter eingesetzt werden. Die ausgebrachte Mischung wird auf dem berieselten Gebiet für eine gewisse Zeit belassen. Dabei wird die Beschaffenheit des behandelten Areals in regelmäßigen Zeitabständen auf dessen Stabilität überprüft. Sofern die Bodenoberfläche hinreichend fest ist und insbesondere bei Windeinwirkung keine Staubentwicklung mehr zeigt, kann die Beimpfung mit der biologisch reproduktionsfähigen Kulturkomponente erfolgen.In a first embodiment, the stabilizing and binding component consists of water with admixtures of cellulose and Zelluloseleim and bone glue in an initially flowable and free-flowing consistency. The mixture thus prepared is applied by means of a spray system or a trickle plate over the area to be stabilized. For this purpose, both sprinkler systems with pipe feed and land-based vehicles, aircraft and helicopters can be used. The applied mixture is left in the sprinkled area for a while. The condition of the treated area is checked for stability at regular intervals. If the soil surface is sufficiently strong and no longer shows any dust formation, especially in windy conditions, inoculation can take place with the biologically reproducible culture component.

Die biologisch reproduktionsfähige Kulturkomponente wird in Form einer in Wasser angesetzten Kultur aus Grünalgen der Art Chlorella und einer Kieselalgenart, einem Cyanobakterium der Gattung Nostoc und einem Pilz der Gattung Ascomycetes angesetzt und über dem stabilisierten Areal versprüht.The biologically reproducible culture component is prepared in the form of an aqueous culture of green algae of the species Chlorella and a diatom species, a cyanobacterium of the genus Nostoc and a fungus of the genus Ascomycetes and sprayed over the stabilized area.

Bei dem hier gegebenen Beispiel erfüllen die Beimischungen aus Zellulose, Zelluloseleim und Knochenleim sowohl eine Nähr- und Trägerfunktion für die Mikroorganismen als auch eine durch deren Verfestigung einsetzende Stütz- und Gerüstfunktion für den Boden. Diese Bestandteile werden nach einiger Zeit durch die aufgeimpften Pilze innerhalb der Kulturkomponente abgebaut und in tote Biomasse überführt. Gleichzeitig sorgt das Algenwachsum für eine Kohlenstofffixierung im behandelten Areal und damit für eine Nachlieferung des Biomasseanteils im Bodenbereich. Der sich langsam einstellende Prozess des Lebendverbaues ersetzt dann nach und nach die Zellulose- und Leimbestandteile in ihrer stabilisierenden Funktion.In the example given here, the admixtures of cellulose, cellulosic glue and bone glue fulfill both a nutrient and carrier function for the microorganisms as well as a supporting and skeletal function for the soil that sets in as a result of their solidification. These components are degraded after some time by the inoculated fungi within the culture component and converted into dead biomass. At the same time, the algae growth ensures a carbon fixation in the treated area and thus a subsequent delivery of the biomass fraction in the soil area. The slowly adjusting process of living development then gradually replaces the cellulose and glue components in their stabilizing function.

Beispiel 2Example 2

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Mischung aus Wasser und Kieselgur in Form einer Aufschlämmung verwendet, die mit einem Düngemittel oder einem Düngehilfsstoff versetzt ist. Die Aufschlämmung ist hinreichend dünn ausgeführt, um diese rieselfähig zu gestalten. Diese Mischung wird über dem zu stabilisierenden Areal ausgebracht. Die Partikel des Kieselgurs binden wegen deren Porösität eine hinreichend große Wassermenge auch dann, wenn die ausgebrachte Aufschlämmung bereits eingetrocknet ist und die Bodenstruktur abbindet.In another embodiment, a mixture of water and diatomaceous earth is used in the form of a slurry, which is mixed with a fertilizer or a fertilizer. The slurry is sufficiently thin to make it flowable. This mixture is applied over the area to be stabilized. Because of their porosity, the particles of the diatomaceous earth bind a sufficiently large quantity of water even if the applied slurry has already dried up and the soil structure sets.

Bei dem nachfolgenden Beimpfen wird zunächst auf eine Mischung aus Grünalgen und Flechten zurückgegriffen. Dabei setzen sich die Organismen auf den Oberflächen der Kieselgurpartikel ab, nehmen das dort deponierte Düngemittel auf und führen die Photosynthese aus, wobei über einen gewissen Zeitraum hinweg Biomasse akkumuliert wird. Diese zersetzt sich mit der Zeit und umgibt die Kieselgurpartikel mit einem nun organischen Substrat. Nun werden in einem zweiten Beimpfungsschritt Moossporen und Pilze ausgebracht. Diese wachsen auf dem zunächst gebildeten organischen Substrat weiter und sorgen für einen zusätzlichen Biomasseeintrag, sodass die zunächst mineralisch gebildete Kruste biogen umgestaltet wird.In the subsequent inoculation, a mixture of green algae and lichens is used. The organisms settle on the surfaces of the diatomaceous earth particles, take up the fertilizer deposited there and carry out photosynthesis, whereby biomass is accumulated over a certain period of time. This decomposes over time and surrounds the kieselguhr particles with an organic substrate. Now in a second inoculation step moss spores and fungi are applied. These continue to grow on the initially formed organic substrate and provide for an additional biomass input, so that the initially mineral-formed crust is biogenically transformed.

Ein derartiges Beispiel eignet sich insbesondere für aride, halbwüstenartige Gebiete in höheren Gebirgslagen.Such an example is particularly suitable for arid, semi-desert areas in higher mountain areas.

Beispiel 3Example 3

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Dispersion von Bitumen und Montanwachs in Wasser und einem Zusatz aus Agar-Agar und wasserlöslichen Düngemitteln ausgebracht. Die Mischung dringt zwischen die Bodenpartikel ein, wobei das Agar-Agar eine gelatineartige Oberflächenschicht bildet und das Bitumen die Bodenpartikel miteinander verklebt.In another embodiment, a dispersion of bitumen and montan wax in water and an additive of agar-agar and water-soluble fertilizers is applied. The mixture penetrates between the soil particles, whereby the agar agar forms a gelatinous surface layer and the bitumen sticks the soil particles together.

In einem zweiten Schritt wird der so behandelte Boden mit einer wässrigen Kultur aus Cyanobakterien beimpft. Diese nutzen das Agar-Agar als Nährboden und bilden eine Pionierbesiedelung für nachfolgende höhere Organismen, insbesondere Flechten, Pilze oder Moose. In einer Abwandlung können auch Pilze direkt auf das mit Agar-Agar behandelte Areal ausgebracht werden.In a second step, the thus treated soil is inoculated with an aqueous culture of cyanobacteria. These use the agar agar as a breeding ground and form a pioneer colonization for subsequent higher organisms, especially lichens, fungi or mosses. Alternatively, fungi may be applied directly to the agar-agar treated area.

Beispiel 4Example 4

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird Wasserglas in Form einer Mischung aus Wasser und einem Alkalisilikat bereitet und über das zu stabilisierende Areal abgeregnet. Die zähflüssige bis gallertartige Masse bindet die Bodenteilchen aneinander und verhindert eine Winderosion. Anschließend wird der so behandelte Boden mit einer Kultur aus Cyanobakterien und in der Folge mit standortspezifisch ausgewählten Kieselalgen beimpft. Eine derartige Stabilisierung eignet sich vor allem für Böden in gerodeten tropischen Waldgebieten.In another embodiment, water glass is prepared in the form of a mixture of water and an alkali metal silicate and rinsed over the area to be stabilized. The viscous up Gelatinous mass binds the soil particles together and prevents wind erosion. Subsequently, the thus treated soil is inoculated with a culture of cyanobacteria and subsequently with site-specifically selected diatoms. Such stabilization is particularly suitable for soils in cleared tropical forest areas.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 69616627 T2 [0006] DE 69616627 T2 [0006]
  • DD 228293 A5 [0007] DD 228293 A5 [0007]

Claims (9)

Modulare Stabilisierungs- und Nähremulsion für eine initiale biogene Krustenbildung, enthaltend eine nach Standort und Einsatzphase variabel kombinierbare Mischung aus einer chemisch und/oder physikalisch wirksamen krustenbildenden Stabilisierungs- und Bindungskomponente, einer biologisch reproduktionsfähigen Kulturkomponente und einer Nährstoffkomponente mit zeitlich gestaffelt freisetzbaren Nährstoffanteilen.Modular stabilizing and nutrient emulsion for an initial biogenic crust formation, comprising a mixture of a chemically and / or physically effective crust-forming stabilizing and binding component, a biologically reproducible culture component and a nutrient component with temporally staggered releasable nutrient components, which can be variably combined by location and use phase. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Bindungskomponente ein Stütz- und Bindungsmittel, ein Dispergierungsmittel, einen Trägerstoff für Mikroorganismen und/oder ein initiales Nährstoffmittel enthält.Stabilizing and nutrient emulsion according to claim 1, characterized in that the stabilizing and binding component contains a support and binding agent, a dispersant, a carrier for microorganisms and / or an initial nutrient. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Bindungskomponente Wasser, Polysaccharide, Pflanzenöle, Gelatine, Leime, Gläser, Wachse, Düngezusätze und/oder Bitumen in wechselnden Zusammensetzungen aufweist.Stabilizing and nutritional emulsion according to claim 1 or 2, characterized in that the stabilizing and binding component water, polysaccharides, vegetable oils, gelatin, glues, glasses, waxes, fertilizer additives and / or bitumen in varying compositions. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffkomponente einen ersten Nährstoffanteil mit Mikronährelementen und einen zweiten Nährstoffanteil mit Makronährelementen aufweist.Stabilizing and nutrient emulsion according to one of the preceding claims, characterized in that the nutrient component has a first nutrient component with micronutrient elements and a second nutrient component with macronutrient elements. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reproduktionsfähige Kulturkomponente aus einer aufimpfbaren, eigenständig lebensfähigen und exsudatbildenden Starterkultur besteht.Stabilizing and nutrient emulsion according to one of the preceding claims, characterized in that the reproductive culture component consists of an inoculable, independently viable and exudate-forming starter culture. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterkultur eine initiale Lebensgemeinschaft aus autotrophen Organismen, Destruenten und Saprophyten in einer wechselnden, hinsichtlich des Standortes und/oder einer Kultivierungsphase wählbaren Zusammensetzung enthält.Stabilizing and nutritional emulsion according to claim 5, characterized in that the starter culture contains an initial cohabitation of autotrophic organisms, destructants and saprophytes in a changing, with regard to the location and / or a cultivation phase selectable composition. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterkultur Cyanobakterien, Algen, Moose, Pilze und/oder Flechten in einer wechselnden Zusammensetzung enthält.Stabilizing and nutritive emulsion according to claim 5 or 6, characterized in that the starter culture contains cyanobacteria, algae, mosses, fungi and / or lichens in a changing composition. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Cyanobakterien Arten der Gattung Microcoleus und/oder Nostoc, ferner Scytonema, Calothrix, Gloeocapsa, Chroocooccidiopsis und/oder Phyridium, als Algen Arten der Klassen eukaryonte Grünalgen, Gelbgrüne Algen und/oder Kieselalgen und als Pilze Arten der Klassen Ascomycetes und/oder Basidomycedes, ferner Myxomycetes, Oomycetes, Chytridiomycetes, Zygomycetes und/oder Deuteromycetes vorgesehen sind.Stabilizing and nutrient emulsion according to claim 7, characterized in that as cyanobacteria species of the genus Microcoleus and / or Nostoc, also Scytonema, Calothrix, Gloeocapsa, Chroocooccidiopsis and / or Phyridium, as algae species of the classes eukaryotic green algae, yellow-green algae and / or diatoms and fungi of the classes Ascomycetes and / or Basidomycedes, furthermore Myxomycetes, Oomycetes, Chytridiomycetes, Zygomycetes and / or Deuteromycetes are provided. Stabilisierungs- und Nähremulsion nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der reproduktionsfähigen Kulturkomponente bedarfsweise Sporen und/oder Samen höherer Pflanzenarten hinzufügbar sind.Stabilizing and nutrient emulsion according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the fertile culture component if necessary spores and / or seeds of higher plant species are added.
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