DE102013019294A1

DE102013019294A1 - Aktivierte Holzkohle zur Bodenverbesserung

Info

Publication number: DE102013019294A1
Application number: DE102013019294.3A
Authority: DE
Inventors: Cornelia Friese-Wehr; Roger Holzwarth
Original assignee: CARBOVERTE Srl
Current assignee: CARBOVERTE Srl
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-05-21

Abstract

Holzkohle zur Bodenverbesserung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Kunstdünger und/oder Pestiziden und/oder Herbiziden, insbesondere aber mit biologisch/organischen Wirkstoffen in wässriger Lösung, vornehmlich mit Brennnesseljauche oder mit Bakterien, Pilzen und/oder Algen aktiviert und so in den Boden eingebracht wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist Holzkohle nach dem Stand der Technik, die aus allen organischen Materialien gewonnen werden kann. Nicht nur aus Holz, sondern beispielsweise aus Abfällen aus Forstwirtschaft bis hin zum Klärschlamm. Soweit hier relevant, hat Holzkohle nach dem Stand der Technik folgende Eigenschaften:
Sie ist inert, also reaktionsträge. Weiter hat sie eine sehr hohe innere Oberfläche die sie befähigt, Substanzen an sich zu binden bis hin zur Menge ihres eigenen Gewichts.
Zur Bodenverbesserung ist Holzkohle nach dem Stand der Technik nicht nur ungeeignet, sondern kontraproduktiv und zwar gerade wegen dieser Eigenschaften: Bringt man Holzkohle in den Boden ein, führt dies dazu, dass Wasser und die Nährstoffe im Wasser absorbiert werden mit der Folge der Verwüstung oder Verödung der Böden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Eigenschaften der Holzkohle für die Bodenverbesserung nutzbar zu machen. Gelöst wird die Aufgabe damit, dass Holzkohle aktiviert wird.
Unter Aktivierung im Sinne der Erfindung ist jede Anreicherung mit bodenverbessernden Wirkstoffen, auch mit Substanzen tierischer, pflanzlicher oder mineralischer Art zu verstehen, die – die große innere Oberfläche und Absorbierungsfähigkeit der Holzkohle ausnutzend – in diese eingebracht werden und mit dieser dann zusammen in den Boden. (Anspruch 1)
Die Auswahl der Wirkstoffe, die zur Aktivierung der Holzkohle nach der Erfindung benutzt werden, ist prinzipiell unbegrenzt. Es können alle Chemikalien sein, die derzeit in der modernen Landwirtschaft zur Düngung oder zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Aktivierung der Holzkohle allerdings mit biologisch/organischen Wirkstoffen in wässriger Lösung wie Brennesseljauche. Die Aktivierung mit Holzkohle nach der Erfindung ist auch mit Mikroorganismen möglich, beispielsweise mit Bakterien, Pilzen und/oder Algen. Nach dem Stand der Technik gibt es dazu bereits Versuche im Labormaßstab mit Mischungen solcher Organismen. Die Aktivierung von Holzkohle mit diesen Mischungen ist allerdings noch unbekannt Gegenüber dem bloßen Eintrag solcher Substanzen in den Boden – beispielsweise durch Besprengen oder Streuen oder auch Untergraben – hat die aktivierte Holzkohle mehrere Vorteile:

1. Die Depotwirkung. Die mit ihr eingebrachten Boden verbessernden Stoffe werden nicht sofort weggeschwemmt sondern bleiben der Pflanze längere Zeit zur Verfügung. Das ist insbesondere bei sandigen Böden vorteilhaft.
2. Der Zersetzungsschutz. Wenn chemische Substanzen, die zur Bodenverbesserung eingebracht werden sollen, reaktionsfreudig sind, kann dies zum raschen chemischen Verfall und dann zur Verminderung der Wirksamkeit führen. Insoweit, als solche Substanzen in der Holzkohle eingeschlossen sind, kommt nur ein Teil mit reagierenden Bodenbestandteilen in Berührung. Zum größeren Teil stehen sie in Berührung mit der inerten Holzkohle und insoweit sind sie vor der schnellen Zersetzung gewahrt.

Eine vergleichbare Wirkung hast Holzkohle, die mit Mikroorganismen aktiviert ist. Auch diese werden zunächst in dem Bereich, in dem sie von der Holzkohle umschlossen sind, vor biochemischen Einflüssen geschützt und können somit ihre biologische Symbioseleistung optimal entfalten.

3. Die Zielgenauigkeit. Die auf diese Weise deponierten Stoffe können dort angelagert werden, wo sie biologisch erwünscht sind. Beispielsweise wird man mit Herbiziden aktivierte Holzkohle in die Bodenschichten einbringen, wo das Unkraut wurzelt, das man gezielt bekämpfen will oder z. B. mit Mykorrhizapilzen aktivierte Holzkohle in die Bodenschichten, wo durch die symbiotische Stoffwechseltätigkeit mit den Pflanzenwurzeln die Versorgung der Pflanzen optimiert wird.
4. Applikationsvorteile: Von manchen bodenverbessernden Substanzen, beispielsweise von Brennesseljauche, geht eine starke Geruchsbelästigung aus. Die mit Brennesseljauche aktivierte Holzkohle ist fast geruchlos.

Vorteilhaft ist es, die Beschaffenheit der Holzkohle auf den jeweiligen Aktivierungs-Wirkstoff abzustimmen. Nach der Erfindung werden die folgenden Wirkstoffgruppen und dazu die jeweiligen vorteilhaften Merkmale der Holzkohle vorgeschlagen:
Wässrige Lösungen: Sowohl die chemischen Mittel zur Bodenverbsserung durch Düngung oder Schädlingsbekämpfung wie auch die biologisch/organischen Wirkstoffe werden in der Regel in wässrigen Lösungen eingebracht, deren Viskosität etwa 1 ist. Aktiviert wird die Holzkohle damit, dass man sie in diese wässrigen Lösungen gibt, die von ihr aufgesaugt werden, was in mehreren Arbeitsgängen erfolgt. Dafür ist Holzkohle mit einer Körnung von 1–10 mm so wie einer BET-Oberfläche von 200 m²g^–1 vorteilhaft (Anspruch 2).
Als ein solcher wässriger Aktivierungswirkstoff ist Brennesseljauche besonders vorzugswürdig. Sie wird im biologischem Gartenbau als hochwirksamer Dünger geschätzt, doch von der Anwendung wird oft wegen der erheblichen Geruchsbelästigung Abstand genommen. Da diese bei der mit Brenneseljauche aktivierten Holzkohle praktisch wegfällt, ist die Erfindung mit Brennesseljauche als Aktivierungsstoff besonders vorteilhaft (Anspruch 3).
Für die Aktivierung mit Brennesseljauche wird für die Holzkohle eine mittlere Körnung von 5 mm mit einer Schwankugsbreite von 3 mm vorgeschlagen (Anspruch 4).
Bakterien: Zur bakteriellen Verbesserung von Böden, insbesondere mit Misolbakterien, ist Holzkohle wegen der Depotwirkung und der Zielgenauigkeit besonders geeignet (Anspruch 5).
Aktiviert wird Holzkohle mit Bakterien in der Weise, dass Bakterien in geeignete Suspensionen gebracht werden, mit der die Holzkohle getränkt wird. Dazu wird Holzkohle mit einer Porengröße von > 0,05 μm vorgeschlagen (Anspruch 6).
Pilze und Algen: Wegen der hohen Empfindlichkeit bestimmter Pilze und Algen gegen Bestandteile von herkömmlichen chemischen Düngemitteln ist Holzkohle mit ihrem Zersetzungsschutz besonders vorteilhaft (Anspruch 7).
Zur Aktivierung mit Pilzenwird die Oberfläche der Holzkohle mit den Pilzen besiedelt. Diese durchdringen mit ihren feinen Hyphen die Holzkohle. Als vorteilhaft wird Holzkohle mit einer Mesoporosität vorgeschlagen, also mit Poren im Bereich zwischen 2 und 50 mm (Anspruch 8).
Besonders empfohlen wird die Aktivierung von Holzkohle mit Mykorrhizapilzen, die mit Wurzelspitzen von den Nutzpflanzen eine Symbiose bilden. Dafür wird Holzkohle mit einer Porengröße vorgeschlagen, die etwa das 1,5-fache des durchschnittlichen Hymen-Durchmessers beträgt (Anspruch 9).

Claims

Holzkohle zur Bodenverbesserung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Wirkstoffen aktiviert und so in den Boden eingebracht wird.
Holzkohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsstoff eine Viskosität von etwa 1, die Holzkohle eine Körnung von 1–10 mm und einer BET-Oberfläche von 200 m²g^–1 hat.
Holzkohle nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff ein wässriger Brennnesselauszug, insbesondere Brennesseljauche ist.
Holzkohle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mittlere Korngröße von 5 mm mit einer Schwankungsbreite von 3 mm hat.
Holzkohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Bakterien aktiviert ist.
Holzkohle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Porengröße von > 0,05 μm hat.
Holzkohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Pilzen und/oder Algen aktiviert ist.
Holzkohle nach Anspruch 7, die mit Pilzen aktiviert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie Poren im Bereich zwischen 2–50 mm hat.
Holzkohle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Mykorrhizapilzen aktiviert ist und eine Porengröße hat, die etwa das 1,5-fache des durchschnittlichen Hymen-Durchmessers beträgt.
Verfahren zur Bodenverbesserung, dadurch gekennzeichnet, dass bodenverbessernde Stoffe in Holzkohle nach den Ansprüchen 1–9 eingebracht und mit dieser dann in den Boden verbracht werden.