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Verfahren zur Herstellung von als Dünge-. und Bodenverbesserungsmittel
geeigneten Torfaufschließungsprodukten aus Rohtorf Die Landwirtschaft besitzt bekanntlich
Möglichkeiten der Humusber eitung und des Humusersatzes sowohl in einer geordneten
Stallmist- und Fruchtfolgewirtschaft als auch in der Anwendung anderer geeigneter
wirtschaftlicher Maßnahmen. Sie vermag damit wohl den Humusspiegel im Boden mehr
oder weniger zu erhalten, ihn aber kaum zu heben, zumal besonders in den leichten
und tätigen Böden die Zersetzung der organischen Substanz meist so rasch und restlos
verläuft, daß diese oft schon nach wenigen .fahren bis auf einen Bruchteil abgebaut
und verschwunden ist.
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Noch größere Schwierigkeiten mit der Humusgewinnung bestehen bei den
gärtnerischen Erzeugern, den Gemüsebauern, Stadtrandsiedlern, Schrebergärten- und
Hausgartenbesitzern, denen es nicht nur an Stallmist, sondern auch allgemein an
hinreichenden Mengen von organischen Substanzen fehlt. Während man in der Forstwirtschaft
in jüngster Zeit den vorhandenen Rohhumus durch Kalk- und Stickstoffdün-gung
aufzuschließen versucht und damit ein Äquivalent finden will, hat man im Gartenbau
schon seit Tahrzehnten die verschiedenen Torfprodukte zur notwendigen Humusversorgung
und Verbesserung der Böden herangezogen; denn der Torf steht als reine organische
Substanz noch in großen Lagerstätten zur Verfügung. Da jedoch dem Torf in seinem
natürlichen Zustand verschiedene Mängel anhaften, die seine wertvollen Eigenschaften
nicht voll und ganz zur Geltung kommen lassen, hat man sich schon frühzeitig bemüht,
ihn durch entsprechende Behandlung oder Kompostierung unter Zusätzen von Kalk und
anderen Düngemitteln chemisch und physikalisch zu verbessern und ihm eine homogene
Struktur zu geben. Man hat ferner verschiedene technische Verfahren zur Aufbereitung
huminsäurehaltiger organischer Substanzen fossiler oder rezenter Bildung zu Humusdüngemitteln
und Bodenverbesserungsmitteln entwickelt. Diese Erfindungen beruhen im allgemeinen
darin, daß die verschiedenartigen Kaustobiolithe {Weißtorf, Schwarztorf, diluviale
Torfkohle, Humuskohle, Braunkohle, Steinkohle) sowie deren Zwischenformen und Abfallprodukte
mit alkalischen Substanzen von fester, flüssiger oder gasförmiger Beschaffenheit
(Ammoniumcarbonat, Alkalilauge, Wasserglas, Ammoniakwasser, Ammoniak) bzw. mit Branntkalk
oder branntkalkenthaltenden Materialien und ammoniakabgebenden Stoffen (Ammonsulfat,
Ammonsulfatsalpeter) zusammengemischt werden. Dabei unterscheiden sich die einzelnen
Verfahren und deren Produkte untereinander auf Grund der Herkunft und Zusammensetzung
des Rohmaterials sowie ihrer verschiedenen Herstellungsweise, ob z. B. unverändertes
oder zerkleinertes, feuchtes oder mehr oder weniger vorgetrocknetes Material unter
nachträglicher Zugabe von wenig oder viel Wasser Verwendung findet, ob ferner bei
normalen oder höheren Temperaturen, ohne oder mit Druck, ohne oder mit Luft- bzw.
Sauerstoffzufuhr gearbeitet wird, ob die Mischungen bzw. die Umsetzungen in offenen
oder geschlossenen Behältern, in der Bewegung mittels Rührwerks (Drehtrommel. Zwangsmischer)
oder in schachtförmigen oder anderen Vorrichtungen vor sich gehen und ob die Trocknung
des Wassers durch die bei den chemischen Umsetzungen auftretende Reaktionswärme
verursacht oder ob sie in besonderen Apparaturen (Filterpressen, Turbinentellertrocknern)
bzw. sonstigen Feuchtigkeit entziehenden Einrichtungen vorgenommen wird. Verschiedene
dieser Humusdüngemittel erhalten dann vor, während oder nach dem Oxydationsvorgang
noch bestimmte Zusätze von Makro- und 1-Tikronährstoffen. Außerdem findet bei einigen
Verfahren eine Bakterisierung des Düngematerials statt. So brauchbar auch alle diese
Verfahren zur Gewinnung von Humusdüngemitteln erscheinen mögen, so konnten sie bis
jetzt nur sehr wenig zur praktischen Lösung des Problems der Humusversorgung unserer
Böden beitragen. Meistens sind sie infolge ihres hohen Aufwandes an technischen
Einrichtungen sowie wegen der komplizierten Arbeitsvorgänge kaum über das Versuchsstadium
hinausgekommen.
Bei den bekannten Verfahren der deutschen Patentschriften
559 254, 740 639, 870 565 werden zur Aufbereitung höhere Temperaturen und Drücke
neben komplizierten technischen Apparaturen angewandt. Außerdem bezweckt z. B. die
deutsche Patentschrift 559254 die vermehrte Bildung leicht löslicher und
pflanzenaufnehinbarer Stickstoffverbindungen aus rezenten und fossilen Pflanzenkörpern
auf Kosten des schwerlöslichen und schwernitrifizierbaren, organisch gebundenen
Stickstoffanteils, wozu das Produkt vor Beginn der chemischen Umsetzungen erst auf
einen Wassergehalt von 69% gebracht werden muß. Bei der vorliegenden Erfindung wird
dagegen nur naturfeuchter Torf mit einem Wassergehalt von 88 bis 92% verwendet,
der sich für die erstrebten Umformungen und Umbildungen im Torf als besonders günstig
erwiesen hat. Gemäß der Durchführungsart der vorliegenden Erfindung wird ein Teil
des Stickstoffs (etwa die Hälfte) leicht abspaltbar und pflanzenaufnehmbar und die
andere Hälfte fest gebunden und zum Teil heterocyclisch in das Huminsäuremolekül
eingebaut.
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Beim Verfahren der deutschen Patentschrift 740639 werden unter Anwendung
von bestimmten Temperaturen unter und ohne Druck wenig oder nicht vorgetrocknete,
zerkleinerte liuminsäurehaltige, fossile oder rezente pflanzliche Ausgangsstoffe
in vertikalen schachtförmigen Vorrichtungen mit gasförmigem Ammoniak u. ä. vereinigt
und dann in Z'ertikalturbinentrocknern zu einem trockenen, streufähigen Humusdüngemittel
aufbereitet.
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Das Verfahren nach der deutschen Patentschrift 870 565 zur Herstellung
von stickstoffreichen Huinusdüngemitteln arbeitet ebenfalls bei erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck, wobei die während der Oxydationsprozesse entstandene Reaktionswärme
zur Verdampfung des Wassers, des Ausgangsmaterials (70 bis 75%) bis auf 30% benutzt
und die weitere Behandlung bei einem unter 30% liegenden Feuchtigkeitsgehalt zu
Ende geführt wird, so daß sich der Stickstoffgehalt entsprechend erhöht.
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Bei den Verfahren nach den deutschen Patentschriften 909 104, 898
307 und 893 344 zur Herstellung von stickstoffhaltigen Kalkhumaten und Bodenverbesserungsmitteln
werden die aus Braunkohle oder Hochmoortorf und deren staubförmigen Abfallprodukten
auf bekannte Weise gewonnenen Huminsäuren mittels Rührwerks in einem kontinuierlichen
Arbeitsgang analog dem Kalklöschen mit Kalkstickstoff oder Branntkalk bzw. Kalkstickstoff
oder branntkalkenthaltenden Materialien gemischt und durch weitere kontinuierliche
Zusätze dieser Substanzen im Gberschuß zu trocknen, neben Nährhumus vor allem wasserunlösliche
Humuskomplexverbindungen aufweisenden Kalkhumaten, aufbereitet. Neben den für den
Prozeß notwendigen teueren Apparaturen werden dem mehr oder weniger trockenen Ausgangsinaterial
nachträglich noch größere Wassermengen (300 1 je 10 kg Trockentorf) zugesetzt.
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In dem Verfahren der deutschen Patentschrift 850 455 zur Herstellung
von Humusdüngemitteln aus Torf wird zwar auch vom feuchten Rohtorf mit einem Zersetzungsgrad
von 6 ausgegangen, doch muß dieser Rohtorf zur Einleitung der chemischen Umsetzungen
zusätzlich mit der fünffachen -Menge des im Rohtorf enthaltenen beweglichen Wassers
versetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung weist auch mit den bakterienhaltigen Humusdüngemitteln,
die nach den Verfahren der deutschen Patentschriften 656054, 866343, 976 279 und
762 752 hergestellt wurden, keine geineinsamen -Merkmale auf. So gelangt bei dem
Verfahren der deutschen Patentschrift 656 054 zur Erhöhung des Gehaltes an wasserlöslichen
Huniussäuren luftgetrockneter Torf zur Anwendung, der erneut angefeuchtet werden
muß, damit in einem Silo die entsprechenden chemischen Umsetzungen finit Branntkalk
und animoniakabgebenden Stoffen eintreten können. Der Prozeß dauert 6 bis 8 Wochen,
wobei die Temperatur unter Wasserdampf- und Aininoniakentw icklung bis 70° ansteigt.
Während auf diese Weise absichtlich jegliche biologische Vergärung ausgeschaltet
wird, wird sie gemäß der vorliegenden Erfindung durch Zusätze von -Makro- und Mikronährstoffen
sowie bestimmten Mikroorganismen besonders gefördert.
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Bei dem Verfahren nach der deutschen Patentschrift 866 343 zur Herstellung
eines bakterienhaltigen Düngemittels werden verschiedene für die menschliche und
tierische Ernährung wertlose Rohstoffe, aber auch Erde und Torf mit an Bakterien
angereicherten Fisch-, Fleisch- und Darmschleiinwasser überbraust usw. Dieser bakterienhaltige
Humusdünger soll den Pflanzen stickstoffsammelnde Bakterien zuführen, enthält aber
in Wirklichkeit nur Fäulnisbakterien und darunter wahrscheinlich auch pathogene
Mikrobenkeime.
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Bei dem Verfahren der französischen Patentschrift 976 279 wird der
neutralisierte Torf mit Harnstoffbakterien angereichert, auf dichte Haufen von etwa
70 cm Höhe gesetzt und einer 10 bis 15 Tage dauernden Gärung unterworfen.
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Das weitere Verfahren nach der französischen Patentschrift
762752 weist verschiedene Arbeitsgänge auf, wobei der naturfeuchte Torf 2-1
Stunden an der Luft ausgebreitet und finit dem Kalkabfallprodukt der Zuckerfabriken,
mit Kruziferenerde, Regenwasser und 1@Tälirsalzen vermischt und einer 48stündigen
Gärung bei 40° unterworfen wird.
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Demgegenüber stellt der Verfahrensgang der vorliegenden Erfindung,
welche die Herstellung von Humusdüngemitteln ini großen Maßstab direkt im Moor vorsieht,
eine wesentliche und beachtenswerte Neuerung dar. Das vorliegende 1'erfaliren ist
dadurch gekennzeichnet, daß dem grubenfeuchten, maschinell von seiner Lagerstätte
in Schichten oder im Profil gelösten Rohtorf bereits all Ort und Stelle je nach
Torfart, lokalen Verhältnissen und nach den vorhandenen Aufbereitungsanlagen in
bekannter Weise Ammoniak oder aninioniakabgebende Stoffe und Branntkalk oder branntkalk
enthaltende Materialien gleichzeitig oder in Abständen beigemischt werden. Eine
weitere wesentliche Neuheit der vorliegenden Erfindung ist vor allem die Tatsache,
daß bei der Aufbereitung im -Moor das im grubenfeuchten Rohtorf enthaltene bewegliche
Wasser zur chemischen Reaktion benutzt wird. Bekanntlich enthält der Torf zu etwa
einem Drittel leicht bewegliches, zu einem Drittel schwerer bewegliches und zu etwa
einem Drittel kolloidal gebundenes Wasser. Bei 100 kg Rohtorf mit 900!o Wassergehalt
beträgt der Anteil des beweglichen Wassers etwa 60 bis 651. Unter Ausnutzung dieses
natürlichen Faktors ist für die vorliegende Erfindung eine Ausgangsbasis gewonnen,
welche die gesamte technische Durchführung ebenso vereinfacht und beschleunigt wie
günstig beeinflußt und damit die Wirtschaftlichkeit der Gesamtherstellung in den
Vordergrund rückt.
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Ferner bestellt der besondere Vorteil der Erfindung vor allem auch
darin, daß der grubenfeuchte Rohtorf durch die intensive Bewegung beim Fräsvorgang
bereits an Ort und Stelle kontinuierlich und ohne Störung
des Gleichgewichts
irn Wasserhaushalt intensiver mit den chemischen Agenzien vermischt wird als jener
Torf, der ini üblichen Trocknungsv erfahren bereits ein Stadium erreicht hat, hei
dem er sich nur langsam wieder benetzen läßt und damit chemisch träger wird.
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Durch die Umsetzung des freien Wassers mit den in Frage kommenden
Alkalien sowie durch die infolge des entwickelten Ammoniaks entstandene alkalische
Reaktion, ferner durch die infolge des Fräsvorganges hervorgerufene Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr
wird eine spontane Autoxydation des Lignins zu Hurninsäuren ausgelöst. Dabei werden
beträchtliche Mengen an Ammoniakstickstoff aufgenommen, ein Teil des Stickstoffs
leicht abspaltbar (pflanzenaufnehmbar) und der Rest fest gebunden zum Teil heterocyclisch
in die neu entstandenen Huminsäuremoleküle eingebaut. Es erfolgt eine spontane Umwandlung
der Humusvorstufen und hurnusbildenden Komplexe in echte Humusstoffe und stickstoffreiche
Huminsäuren von hoher Sorptionskapazität. Durch diese Vorgänge wird weiterhin der
von Natur aus nährstoffarme Torf aktiviert und die in ihm festgelegten Nährstoffe,
vor allein die schwerlöslichen Phosphorsäureverbindungen, werden dabei mobilisiert
und mineralisiert. .xlehrere Stunden nach Einleitung der chemischen Umsetzungen
wird der dabei etwas abgetrocknete Torf in kleinen Reihen gehäufelt, die erst nach
einigen Tagen in große Haufen umgesetzt werden. Im Zuge dieses Vorganges werden
die notwendigen Makronährstoffe (Phosphate, Kali- und Magnesiumsalze) dem Torf in
ganz geringen, nur zur Förderung des .@Iikrobenlebens notwendigen Mengen sowie einige
das Wachstum der Mikroorganismen fördernde Spurenelemente (z. B. Mangan, Molybdän,
Vanadium, Bor, Kupfer u. ä.) entweder gleichzeitig mit den zur Reaktion gelangenden
Kalk- und Stickstoffdüngemitteln beigegeben, oder sie werden nachträglich dem bereits
aufbereiteten Haufen vor oder nach der Impfung hinzugesetzt. Zusamruen mit diesen
1Tähr- und Förderungsstoffen liefern die in den nach dem vorliegenden Verfahren
behandelten Torf enthaltenden Kohlenhvdrate und Eiweißstoffe das Material für den
Betriebs- und Baustoffwechsel der in Frage kommenden Kleinlebewesen. Dieses so erhaltene
Material wird dann auf entsprechend große Haufen gesetzt und geimpft.
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Die Impfung, die nach der vorliegenden Erfindung in fester oder flüssiger
Form erfolgt, geschieht mittels ammoniakbildenden. cellulose- und ligninzersetzenden,
fluoreszierenden und luftstickstoftbindenden Bakterien, die aus bestimmten Kaustobiolithen
gezüchtet wurden.
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Da die genannten Impfbakterien bei der Entwicklung einen weiten Temperaturbereich
besitzen, ist eine Konstanthaltung der Temperatur nicht notwendig. Temperaturen
zwischen 25 und 30° wirken am günstigsten, während sowohl bei niedrigeren als auch
bei höheren Temperaturen die Umbildungsprozesse lediglich etwas langsamer vor sich
gehen.
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Der nach der Erfindung erwünschte Feuchtigkeitsgehalt des Endproduktes
soll etwa 45 bis 50°/o betragen, da nachgewiesenermaßen die physikalischen Eigenschaften
des Bodens, seine Struktur und die Feuchterhaltung desselben mit diesem Wassergehalt
am günstigsten beeinflußt werden. Dieser Feuchtigkeitsgehalt wird durch die bei
der Frästorfgewinnung übliche Behandlung bis zur Ernte nach Beendigung der chemischen
Reaktionen erreicht. Für die erfindungsgemäße Herstellung der biologischen Torfprodukte
eignen sich alle Torfarten, und zwar sowohl der wenig humifizierte Hochmoortorf
(IS-eil3torf) als auch die stark humifizierten, an echten Ütimusstoffen sowie an
Hurnusvorstufen reicheren Schwarztorfe. Darüber hinaus können bei dem erfindungsgemäß
entwickelten Verfahren aber auch alle Halbfertigprodukte der Stich-. Form- und Baggertorfgewinnung
sowie des Frästorfes, die infolge schlechter Witterungsverhältnisse den für die
handelsüblichen Torfarten notwendigen Feuchtigkeitsgehalt nicht erreicht haben und
bisher alljährlich für die Torfindustrie einen bedeutenden Ausfall darstellten,
nach entsprechender Dehandlung einer wirtschaftlichen Verwendung zugeführt werden.
Auf die gleiche Weise werden auch solche Torfprodukte, die durch Frostschäden eine
Wertminderung erlitten haben oder dadurch unbrauchbar geworden sind, auf wirtschaftliche
Weise zu einem biologischen Diinge- und Bodenverbesserungsmittel für die Humusversorgung
der Böden verarbeitet.
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Die bereits bekannten Verfahren der aufgeführten Patentschriften weisen
mit der Verschiedenartigkeit der mit den einzelnen Methoden erzielten Endprodukte
auch noch wesentlich anders geartete Charaktermerkmale der technischen Vorgänge
auf, während die vorliegende Erfindung mit der Verlegung der Produktion auf das
Moorfeld und der Benutzung des im Torf enthaltenen frei beweglichen Wassers sowie
der Impfung mit den natürlich angepaßten l@likroorganismen eine bemerkenswerte Neuerung
darstellt, mit günstigster Beeinflussung der- `Virtschaftlichkeit.
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Bei dein Verfahren der vorliegenden Erfindung werden somit folgende
Vorteile erreicht: Das Verfahren wird direkt an der Lagerstätte des Rohtorfes durchgeführt.
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Zur Reaktion des Torfes mit den chemischen Zusätzen wird das bewegliche
Wasser des grubenfeuchten Rohtorfes verwendet.
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Die Trocknung erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Frästorfgewinnung
unter gleichzeitiger Beschleunigung durch chemische und biologische Vor gänge.
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Die Impfung geschieht mit natürlich angepaßtc:n Mikroorganismen. Ausführungsbeispiele
1. Kombiniertes Frästorfmischverfahren.Auf das zur Torfgewinnung zum Zwecke des
Fräsens vorbereitete Feld (abgebunktes Moor) «-erden mit Düngerstreumaschinen pro
Hektor ein Gemenge von 2600 kg Ammonsulfat und 1-100 kg Branntkalk verteilt. Um
eine innige 'Verbindung dieses Gemisches mit der Torfsubstanz zu erreichen, kann
je nach der örtlichen Beschaffenheit der Mooroberfläche ein Andrucken durch Glattwalze
oder ein Einbringen mit Sämaschine oder sofortiges bzw. anschließendes Fräsen erfolgen.
Die Frästiefe wird wegen der nach der chemischen Reaktion einsetzenden Vortrocknung
je nach Wassergehalt des Torfes mit 2 bis 5 cm festgelegt unter entsprechender Veränderung
der angegebenen Handeldüngerinenge. Durch das Fräsen mit etwa 1000 Umdr./Mirt. erfolgt
eine starke Durchlüftung des gelockerten Torfes, wodurch eine spontane Auto:zydatiori
eintritt, das Lignin infolge der einsetzenden Kettenreaktion in Huminsäuren übergeführt
wird, wobei der Stickstoff zum Teil fest eingebaut und zum anderen Teil pflanzenaufnehmbar
wird. Anschließend erfolgt durch einen Löffelwender die Einleitung des Trocknungsprozesses
und darauf durch einen Schaber eine Anhäufelung in niederen Reihen.
die
nach einer weiteren 2 bis 3stündigen Lagerung bereits in große Haufen von 1,5 bis
2,5 m Höhe gebracht werden. Damit wird einerseits Ammoniakverlusten vorgebeugt und
andererseits die weitere Abtrocknung gefördert. Nach kurztägiger Lagerung wird der
Haufen neuerdings mechanisch durchgearbeitet und flach bis zu 20 bis 40 cm ausgebreitet.
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Nachdem die chemischen Umsetzungen dann ihren Höhepunkt erreicht haben,
was von Fall zu Fall verschieden lange Zeit in Anspruch nimmt und durch verschiedene
- Untersuchungen festgestellt werden kann, werden die Haufen je nach Verwendungszweck
mit bestimmten, dem umgewandelten Torfprodukt angepaßten Mikroorganismen geimpft.
Dadurch wird das Torfprodukt biologisch verändert. Je nach Witterung und Wärmeverhältnissen
ist der Veredelungsprozeß in 8 bis höchstens 14 Tagen abgeschlossen.
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2. Kombiniertes Baggertorfverfahren. Der mit Löffel- oder Greifbagger,
Eimerkettenbagger oder von Hand von der Torfstichwand abgebaute Rohtorf aus dem
Moorprofil wird durch einen Reißwolf zerkleinert und geht von da durch eine Naßtorfmühle,
an der eine Dosiereinrichtung angebracht ist, vermittels welcher die im Beispiel
1 bereits angegebenen Mengen an chemischen Substanzen bzw. Handelsdüngemitteln feinst
verteilt beigemischt werden. Das auf diese Weise erhaltene Material wird zunächst
auf flache Haufen zur Abtrocknung gebracht und nach dem Erreichen eines Wassergehaltes
von etwa 60% auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 weiterbehandelt.
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3. Verfahren für stark wasserhaltige Produkte der Stich-, Form- oder
Baggertorfgewinnung, die alljährlich bei der üblichen Brenntorferzeugung infolge
schlechter Witterungsverhältnisse oder wegen der fortgeschrittenen Jahreszeit den
handelsüblichen Feuchtigkeitsgrad nicht mehr erreichen konnten und bisher nicht
mehr verwendbar waren, sondern wegen der entstandenen Förderungskosten und der notwendigen
Abräumarbeiten einen erheblichen Verlust darstellten.
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Diese Torfprodukte werden im Spätherbst oder nach dem Ausfrieren durch
eine Hammermühle zerkleinert und kontinuierlich von einer Mühle wie im Beispiel
2 gemahlen und erhalten durch Zerstäuben die im Beispiel 1 aufgeführten chemischen
Zusätze, und ihre weitere Behandlung wird wie vorbeschrieben durchgeführt.