DE102018003515A1 - Process for mixing and recovering a high tech soil conditioner - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen innovativen Kompost/Bodenverbesserer. Durch die Kombination von Erde, Naturdünger aus verschiedenen Quelle, Biokohle und Superabsorber entsteht ein High Tech Bodenverbesserer mit nachgewiesen hohen Ertragssteigerungen im Obst- und Gemüseanbau.The invention relates to an innovative compost / soil conditioner. The combination of soil, natural fertilizer from different sources, biochar and superabsorber results in a high tech soil improver with proven high yield increases in fruit and vegetable cultivation.
Description
Das Verfahren stellt einen Prozess dar, mit dem aus einfachen Grundstoffen ein hochwirksamer Bodenverbesserer (Kompost) hergestellt werden kann.The process represents a process by which a highly effective soil conditioner (compost) can be produced from simple raw materials.
Bodenverbesserer ist definiert als Bodenhilfsstoff aus organischen oder anorganischen Materialien, der nachweislich zum besseren Wachstum von Pflanzen beitragen kann.Soil improver is defined as a soil additive made from organic or inorganic materials that has been shown to contribute to the better growth of plants.
Grundlage eines Kompostes / Bodenverbesserers sind immer organische Materialien, die sowohl der Düngung der Pflanzen dienen, als auch durch ihre Struktur zur Bodenverbesserung insgesamt beitragen. Das können sowohl Komposte sein, die aus der Verrottung von Pflanzenmaterialien wie auch aus der Verrottung von Haushaltsbiomüll kommen. Ebenfalls als Grundlage sind geeignet alle Substanzen, die aus der Verrottung von landwirtschaftlichen Nebenprodukten durch einen als Kompostierung bekannten Prozess gewonnen werden, z.B. Palmölfruchtstandkompost. Als weiter geeignet haben sich erwiesen, die sogenannten festen Gärreste, Substanzen die in Biogasanlagen als Reststoffe anfallen. Darüber hinaus ist ein zweckmäßiges und in Europa in hohen Mengen vorkommendes Material der sogenannte Champignonkompost. Das ist ein Reststoff, der bei der Produktion von Speisepilzen übrigbleibt und der ebenfalls aus natürlichen Grundstoffen gewonnen wird. Sofern große Mengen der Bodenverbesserer Grundlagen benötigt werden, können auch weitere Substrate genutzt werden, z.B. Komposte aus der Rottung von Reststoffen der Palmölproduktion, die insbesondere in Malaysia, den Philippinen und anderen Ländern in erheblichen Mengen anfallen.The basis of a compost / soil conditioner are always organic materials that both fertilize the plants, as well as contribute through their structure to soil improvement overall. This can be both composts that come from the rotting of plant materials as well as the rotting of household bio-waste. Also suitable as a basis are all substances obtained from the rotting of agricultural by-products by a process known as composting, e.g. Palm oil fruit stand compost. Be proved to be more suitable, the so-called solid digestate, substances obtained in biogas plants as residues. In addition, a useful and occurring in Europe in high quantities material is the so-called mushroom compost. This is a residue that remains in the production of edible mushrooms and is also derived from natural raw materials. If large amounts of soil improver bases are needed, other substrates can also be used, e.g. Composts from the rotting of residues of palm oil production, which occur in particular in Malaysia, the Philippines and other countries in significant quantities.
Zusätzlich muss zu einem Bodenverbesserer Mutterboden in veränderlichen Gewichtsanteilen zugegeben werden, um die notwendigen Bodenbakterien und Kleinstlebewesen einzubringen.In addition to a soil conditioner topsoil must be added in varying proportions by weight to bring in the necessary soil bacteria and microorganisms.
Ebenfalls entscheidend ist die Zugabe von Biokohle. Biokohle wird aus Pflanzenmaterial oder Holz durch die Einwirkung von Hitze gewonnen, indem die volatilen Bestandteile der Pflanzen extrahiert werden und ein reiner Kohlenstoff übrig bleibt, vermischt mit Resten von Asche (komplett verbranntes Material).Also crucial is the addition of biochar. Biochar is obtained from plant material or wood by the action of heat by extracting the volatile components of the plants and leaving a pure carbon mixed with remnants of ash (completely burned material).
Durch die Zugabe von Biokohle werden zusätzliche äußerst positive Effekte für die Pflanzen erreicht. Die Beimengung von Pflanzenkohle macht die Pflanzen weniger anfällig für Trockenstress, erhöht die Resistenz gegen Salze im Boden oder im Giesswasser, stabilisiert die Stickstoffaufnahme bzw. Abgabe und vermindert die Ausdünstung von N20 (Distickstoffmonoxid oder Lachgas, ein hochwirksames Atmosphärengift).
Zusätzlich hat Biokohle den positiven Effekt, der dauerhaften Kohlenstoffbindung im Boden und damit einhergehende eine Reduzierung der C02 Abgabe in die Atmosphäre.The addition of biochar provides additional extremely positive effects for the plants. The addition of biochar makes the plants less susceptible to drought stress, increases the resistance to salts in soil or water, stabilizes nitrogen uptake and reduces the exhalation of N20 (nitrous oxide or nitrous oxide, a highly effective atmospheric poison).
In addition, biochar has the positive effect of permanent carbon sequestration in the soil and concomitant reduction of C02 release into the atmosphere.
Allerdings muss Biokohle einem vorbereitenden Verfahren unterzogen werden, bevor sie als Zuschlagsstoff für den Bodenverbesserer genutzt werden kann. Dafür wird üblicherweise die Biokohle mit rottefähigem Material versetzt und bleibt für einen bestimmten Zeitraum in diesem Material. Anschließend kann das gesamte Material oder auch nur die abgesiebte Biokohle als Zuschlagsstoffe für den Bodenverbesserer genutzt werden.However, biochar must undergo a preparatory process before it can be used as an additive for the soil improver. Usually, the biochar is mixed with rottenfähigem material and remains for a certain period of time in this material. Subsequently, the entire material or even the sieved biochar can be used as additives for the soil conditioner.
Als weiterer Zuschlagsstoff wird ein Co-Polymer - auch bekannt unter dem Namen Superabsorber - dem Bodenverbesserer zugefügt. Superabsorber ist ein hochquellfähiges Material, das unter Zugabe von Wasser zu einem stapelbaren, transluzenten Gel aufquillt und, wenn es in die Erde bzw. den Bodenverbesserer verbracht wird, Wasser speichern und bei Bedarf wieder an die Pflanzen abgeben kann. Für die Nutzung im Bodenverbesserer können nur solche Superabsorber genutzt werden, die für die Verwendung im landwirtschaftlichen Bereich eine offizielle Zulassung besitzen.As a further additive, a co-polymer - also known as superabsorber - added to the soil conditioner. Superabsorbent is a high swellable material that swells to a stackable, translucent gel with the addition of water and, when placed in the soil or soil conditioner, can store water and release it to the plants when needed. For use in the soil improver, only those superabsorbents can be used which have an official approval for use in the agricultural sector.
Durch die ständige Ausdehnung und Schrumpfung des Materials ergibt sich ein gewünschter und positiver Bodenlockerungseffekt.Due to the constant expansion and shrinkage of the material results in a desired and positive soil loosening effect.
Die Nutzung von Superabsorber ist insbesondere dort von hohem Nutzen, wo dürrebedrohte Gebiete zum Anbau genutzt werden, die über ein hohes Wasserspeichervermögen ihrer Böden angewiesen sind. Das ist vor allem in Südeuropa, Afrika und in vielen arabischen Staaten der Fall.The use of superabsorbents is of particular benefit where drought-threatened areas are used for cultivation, which depend on a high water storage capacity of their soils. This is especially the case in southern Europe, Africa and in many Arab states.
SA zersetzt sich im Laufe der Jahre in Grundbausteine wie Kaliumsalze, CO2 und H2O.SA decomposes over the years into basic building blocks such as potassium salts, CO2 and H2O.
Die hier beschriebene Zusammenstellung von Grundstoffen in bestimmten Mischungsverhältnissen (wie vorstehend in den Patentansprüchen aufgezeigt), hat im Labor und im Freiland ausgesprochen positive Wirkungen gezeigt:
- a. In Laborversuchen ergab sich mit dem Bodenverbesserer ein bis zu 50% gesteigertes Wachstum.
- b. In Gewächshausversuchen in Sardinen (größter Rosenzüchter Europas) wurde bis zu 30% mehr Blattwachstum bei Rosen beobachtet.
- c. Gleichzeitig konnte in den Versuchen nach (b) die Gießhäufigkeit von zweimal pro Tag auf einmal pro zwei Wochen reduziert werden.
- d. In Freilandversuchen im Gemüseanbau (ebenfalls in Sardinien) wurden weitgehend ähnliche Ergebnisse erzielt.
- a. In laboratory tests, the soil improver resulted in growth of up to 50%.
- b. In greenhouse trials in sardines (Europe's largest rose grower), up to 30% more rose leaf growth was observed.
- c. At the same time, in the experiments according to (b) the pouring frequency could be reduced from twice a day to once every two weeks.
- d. In field trials in vegetable growing (also in Sardinia), similar results were achieved to a large extent.
Überwiegend durch die Anteile an Biokohle und an Superabsorber wird der für das Pflanzenwachstum entscheidende Humusaufbau gefördert. Wenn Boden bewässert wird oder Regen auftrifft, ist es für die Humusbildung entscheidend wichtig, dass die Feuchtigkeit im Boden gehalten wird und nicht oder nur zu geringeren Anteilen im Boden in Schichten versickert, die den Pflanzenwurzeln nicht mehr zugängig sind.
Die Biokohle erhöht den Anteil an Biolebewesen, die in Symbiose mit den Pflanzen leben und für das Wurzelwachstum, den Nährstoffaustausch und die Verfügbarmachung von Stickstoff verantwortlich sind.Predominantly through the shares of biochar and superabsorbers, the humus build-up crucial for plant growth is promoted. When soil is irrigated or rain falls, it is critically important for humus formation that the moisture is kept in the soil and does not, or only to a lesser extent, seep into the soil in layers that are no longer accessible to the plant roots.
Biochar increases the proportion of bio-organisms living in symbiosis with the plants, responsible for rooting, nutrient exchange and availability of nitrogen.
Insbesondere in Arabischen und afrikanischen Ländern gibt es viele Böden, die sehr sandig sind und gleichzeitig eine hohe Salzbelastung aufweisen. Die Salzbelastung wird häufig noch dadurch verstärkt, dass auch salzhaltiges Giesswasser zur Bewässerung verwendet wird.
Speziell für diese Böden hat der Bodenverbesserer eine sehr positive und das Pflanzenwachstum stimulierende Wirkung. Superabsorber bindet das Wasser und vermeidet eine zu schnelle Versickerung im Untergrund. Der Superabsorber gibt das Wasser nach und nach an die Pflanzenwurzeln frei. Superabsorber und Biokohle mindern nachweisbar den Salzstress der Pflanzen und machen sie resistenter gegen salzhaltige Giesswässer.Especially in Arab and African countries, there are many soils that are very sandy and at the same time have a high salt load. Salt pollution is often exacerbated by the fact that saline irrigation water is also used for irrigation.
Especially for these soils, the soil conditioner has a very positive and plant growth stimulating effect. Superabsorbent binds the water and avoids too rapid infiltration in the underground. The superabsorbent gradually releases the water to the plant roots. Superabsorbents and biochar demonstrably reduce the salt stress of plants and make them more resistant to saline greases.
Länder, die unter großer Hitze in der Vegetationsperiode leiden oder die grundsätzlich dürrebelastet sind, können durch die Verwendung des Bodenverbesserers besonders profitieren. Indem der Superabsorber die Nutzung des Wassers im Sinne der Pflanzen optimiert, werden gerade in solchen Länden vorteilhafte Wachstumskonditionen erreicht.Countries that suffer from high temperatures in the growing season or that are generally drought-stressed can benefit particularly from the use of the soil conditioner. By optimizing the use of water in the sense of the plants, advantageous growth conditions are achieved in such countries.
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