DE1960937B2

DE1960937B2 - Verfahren zur Verbesserung von Böden mit hohem Salzgehalt

Info

Publication number: DE1960937B2
Application number: DE19691960937
Authority: DE
Inventors: Helmut Von Dipl.- Chem. Dr. 4000 Duesseldorf Freyhold; Ernst Dipl.-Landw. 3101 Gross Hehlen Seifert
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1969-12-04
Filing date: 1969-12-04
Publication date: 1978-10-26
Also published as: GB1312139A; FR2070731B1; FR2070731A1; DE1960937C3; DE1960937A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung von Böden mit hohem Salzgehalt durch Veränderung der Leitfähigkeit mit geeigneten Mitteln auf Basis von Kieselsäure.

Böden mit hohem Salzgehalt können nur schwer oder überhaupt nicht kultiviert werden. Daher sind bereits verschiedene Methoden entwickelt worden, um den Salzgehalt zu senken. Bis zu einem gewissen Grade ist eine Herabsetzung des Salzgehaltes durch wiederholtes Auswaschen und Auslaugen der Böden möglich. Jedoch sind hierfür erhebliche, möglichst salzfreie Wassermengen erforderlich. Es ist auch bekannt, den Salzgehalt durch sogenannte Austauschreaktionen zu vermindern, indem den Böden relativ große Mengen Gips zugefügt bzw. in die Böden eingearbeitet werden. Eine weitere Methode besteht darin, die Entsalzung oder die weitere Entsalzung durch den Anbau von salzentziehenden Pflanzen herbeizuführen. Hierfür kommen insbesondere bestimmte Binsengewächse in Betracht. Ein derartiges Verfahren nimmt jedoch erhebliche Zeit in Anspruch.

In der DE-PS 940404 wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von als Bodenverbesserungsmittel geeigneten pflanzenphysiologisch wirksamen Gelen beschrieben. Diese werden durch Ausfällen von Alkalisilikatlösungen mit organischen Säuren oder Salzen sowie anschließender Entwässerung erhalten. Die so hergestellten Gele werden mit anderen Mitteln, Düngemitteln, Pflanzenwuchsstoffen oder Bodenverbesserungsmitteln vermischt und bewirken auf den damit behandelten Böden einen erheblichen Mehrertrag an geernteter Grünmasse. Die technische Lehre dieser Patentschrift erstreckt sich somit sowohl auf die erwähnte Herstellung als auch auf die genannte Anwendung.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung von Böden mit einem hohen Salzgehalt herbeizuführen. Es wurde nun gefunden, daß Böden mit einem hohen Salzgehalt erheblich verbessert werden können, wenn man sich des nachstehend beschriebenen Verfahrens bedient.

Das neue Verfahren zur Verbesserung von Böden mit hohem Salzgehalt ist dadurch gekennzeichnet, daß man die elektrolytische Leitfähigkeit der Böden durch Einarbeitung von kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkten herabsetzt und auf einen physiologisch günstigen Bereich einstellt.

Die Leitfähigkeit der salzhaltigen Böden, die ein wesentliches Kriterium für die Durchführung des Verfahrens darstellt, kann wie folgt gemessen werden: Eine Bodenprobe (50 g Trockensubstanz) wird mit 500 cm■' H₂O versetzt und nach Durchmischung die festen Bestandteile abfiltriert. Die Leitfähigkeit der > so erhaltenen Lösung wird in bekannter Weise in einem Meßgerät mit Elektroden, deren Größe 1 cm² und deren Abstand 1 cm beträgt, bestimmt. Erfahrungsgemäß liegt die elektrolytische Leitfähigkeit, nachstehend auch Ec-Wert genannt, in der Größen-

Hi Ordnung von etwa 25 bis 10 Millisiemens (mS), wenn schon ein gewisses Auslaugen oder Absickern von Salzwasser im Boden stattgefunden hat. Es hat sich gezeigt, daß viele für die Kultivierung erwünschte Pflanzen erst anbaubar sind, wenn Werte erreicht

Γ) werden, die im allgemeinen wesentlich unter 10 mS liegen. Auch ist zu berücksichtigen, daß häufig eine Zufuhr von bestimmten Düngemitteln wie Kalisalze erwünscht ist, die durch ihren Elektrolytcharakter den Ec-Wert heraufsetzen.

:i) Eine relativ schnelle Absenkung des Ec-Wertes tritt ein, wenn den salzhaltigen Böden kolloidale Kieselsäure enthaltende Produkte zugeführt werden. Durch die verwendete Menge läßt sich der Ec-Wert in gewissem Umfange variieren und auf den jeweils ge-

r> wünschten physiologisch günstigen Bereich einstellen. Besonders wirksam ist das neue Verfahren, wenn schon vorher eine gewisse Auslaugung und/oder Kultivierung des Bodens stattgefunden hat und die weitere Herabsetzung der Leitfähigkeit aus Gründen des vorhandenen Wassers oder wegen einer schrittweisen Kultivierung nur sehr langsam vorangeht.

Die kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkte können auf verschiedene Weise gewonnen und in den Boden eingearbeitet werden. So kann man zunächst

υ Kieselsäuregele durch Ausfällen von Natrium- oder Kaliumwasserglas mit Säuren, insbesondere Phosphorsäure oder Salpetersäure oder auch organischen Säuren wie insbesondere Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure, herstellen. Die dabei erhaltenen Gele werden entwässert und getrocknet und später in den Boden eingefräst.

Insbesondere vor der Gelierung können zur Verbesserung der pflanzenphysiologischen Wirkung einzeln oder im Gemisch Salze hinzugesetzt werden.

4) Hierfür geeignet sind: Alkalicarbonate, -nitrate, -phosphate, Magnesium- und Zinkverbindungen wie Magnesiumcarbonat, Zinkformiat oder Acetat sowie Calciumsalze, insbesondere Calciumsuperphosphat oder Calciumcarbonat. Als weitere Wirkstoffe kom-

-,0 men niedere und ungesättigte Fettsäuren wie Acrylsäure oder Crotonsäure bzw. deren Salze sowie Guanidin und Harnstoff in Betracht.

Die Zusammensetzung der kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkte wird zweckmäßigerweise den

-,5 jeweiligen Bodenverhältnissen angepaßt. Die Zusatzmenge liegt im allgemeinen zwischen 20 und 100%, bezogen auf das Kieselsäuregel.

Es ist natürlich auch möglich, die Kieselsäuregele sofort nach ihrer Ausfällung in noch feuchtem Zu-

bo stand in den Boden einzuarbeiten. Weiterhin kann die kolloidale Kieselsäure auch im Boden selbst erzeugt werden, indem eine Einarbeitung der Komponenten wie beispielsweise hydratisierte Alkalisilikate und Superphosphat vorgenommen wird. Auch kann die Er-

_b5 zeugung der kolloidalen Kieselsäure duich Beregnen oder Besprühen mit entsprechenden wäßrigen Lösungen erfolgen. Hierbei ist es /weckmäßig, wenn nacheinander beispielsweise Alkalisilikatlösung und die

Lösungen mit dem ausfällenden Mittel wie Phosphorsäure oder Ameisensäure versprüht werden.

Schlielilich können auch die kolloidale Kieselsäure bzw. die kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkte vor ihrer Einarbeitung auf porenreiche Trägerstoffe wie Torf, Bimsstein, Traß oder Blähmaterialien wie Vermiculite oder Perlite aufgebracht werden. Es können für diesen Zweck auch zerkleinerte Schäume aus Kunststoff, insbesondere auf Basis von Harnstoff-, Formaldehyd- bzw. Phenol-Formaldehyd-Harzen, Polystyrol, Polyurethanen oder anderen handelsüblichen Produkten, verwendet werden. Gewünschtenfalls kann die kolloidale Kieselsäure mit diesen Stoffen auch vermischt werden, jedoch ist im allgemeinen ein Aufbringen zweckmäßiger.

Die Menge der verwendeten kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkte richtet sich nach dem jeweiligen Ec-Wert des Bodens und der erwünschten Herabsetzung der Leitfähigkeit. Durch Variierung der Menge ist es möglich, den Boden auf den physiologisch günstigen Bereich für die vorgesehene Kultivierung einzustellen.

Die Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß mit relativ einfachen Mitteln in kurzer Frist eine erhebliche Bodenverbesserung von Böden mit hohem Salzgehalt und eine Kultivierung ermöglicht wird.

Beispiel 1

Ein salzhaltiger Boden der ariden Zone hat im Laufe der Jahre durch Bewässerung und Kultivierung einen von 20,7 auf 10,4 mS ermäßigten Ec-Wert erhalten. Ein produktiver Luzerneanbau ist jedoch noch immer nicht möglich. Die hierfür erforderliche Kalidüngung von 180 kg/ha, berechnet als K₂O, läßt darüber hinaus den Ec-Wert um 2,3 mS ansteigen. Dem Boden wird nun kolloidale Kieselsäure zugeführt, indem durch Beregnung 200 ml Alkalisilikatlösung (Molverhältnis SiO₂:Na₂O = 3,3:1; 37° Be), gelöst in 20 I Wasser, und danach 100 ml 6()%ige technische Phosphorsäure, gelöst in 10 1 Wasser, jeweils pro nv dem Boden zugeführt werden. Der danach gemessene Ec-Wert beträgt 6,7 und ermöglicht den erwünschten Luzerneanbau.

Beispiel 2

Ein tonreicher Wattboden der norddeutschen Küstenzone, der das Seewasser stark zurückhält, wird zu einem Deich aufgeschoben. Die frische Böschung hat einen Ec-Wert von 17,8 mS, der sich auf zwei für die Bearbeitung vorgesehenen Parzellen durch Auslaugen und Absickern von Salzwasser auf 12,8 mS ermäßigt. Eine Bebauung mit Kulturgräsern oder Klee führt jedoch unter diesen Bedingungen zu einem negativen Ergebnis. Daher werden auf der Parzelle I in den Boden 150 g wasserlösliches hydratisiertes Alkalisilikat (Molverhältnis SiO₂ = Na₂O = 3,3: 1; 18 Gew. % H₂O) sowie 150 g Superphosphat, jeweils berechnet pro nr, eingefräst. Der Ec-Wert sinkt inner-

halb von 2 Wochen auf 5,6 mS und ermöglicht einen erfolgreichen Anbau von Kulturgräsern. In der Parzelle II werden 210g wasserlösliches hydratisiertes Alkalisilikat der oben angegebenen Zusammensetzung, 150 g Superphosphat, 100 g Calciumcarbonat, jeweils berechnet pro m\ in den Boden eingefräst. Dies führt zu einer Verminderung des Ec-Wertes auf 3,8 mS in 2 Wochen und 2,4 mS nach 6 Wochen. Ein Anbau von Klee ist nunmehr mit Erfolg möglich.

Beispiel 3

Im Laboratorium wird ein Quarzsand, der einen Zusatz von 1 Gew.% eines Gemisches aus Natriumchlorid und Natriumcarbonat (berechnet auf den trokkenen Boden) enthält, in einem ca. 1 m hohen Durchlaufrohr angerichtet. 10 cm Rohrhöhe entsprechen dabei 1 Liter Boden. Eine stufenweise Behandlung unter Zuführung von kolloidaler Kieselsäure ergibt die nachstehende Verminderung der Ec-Werte:

a) Zusatz von 100 ml Alkalisilikatlösung (Molverhältnis SiO,: Na₁O = 3,3:1; 37° Be), gelöst in 20 1 Wasser^ und~33 ml 60%ige technische Phosphorsäure, gelöst in 10 1 Wasser, jeweils pro Liter Boden ergibt eine Verminderung auf 13,6 mS.

b) Ein weiterer Zusatz von 125 ml Alkalisilikat, gelöst in 20 1 Wasser, und 50 ml 60%ige technische Phosphorsäure, gelöst in 10 1 Wasser, bei gleicher Zusammensetzung wie unter a) angegeben, führt zu einer Herabsetzung auf einen Ec-Wert von 8,8 mS.

c) Ein nochmaliger Zusatz von 150 ml Alkalisilikat, gelöst in 20 1 Wasser, und 75 ml 60%ige technische Phosphorsäure gelöst in 10 1 Wasser, senkt den Ec-Wert auf 3,1 mS.

Beispiel 4

Ein Latosolboden mit einem Feinsandanteil von 95% weist einen Ec-Wert von 13,3 mS auf. Eine Bebauung mit Kulturpflanzen führt zu sehr mangelhaften Ergebnissen. Der oberste Bodenhorizont in Stärke von 10 cm wird durch mehrfaches Fräsen zerkleinert und gekrümelt.

Auf den Boden wird je m¹ eine Menge von 3 Liter pulverisiertem Polystyrolschaum (Korngröße 0,5 mm und kleiner) verteilt. Danach wird eine auf pH 3 eingestellte kolloidale Suspension aus wasserlöslichem Silikat sowie organischer und/oder anorganischer Säure über den Boden verregnet. Die Bestandteile dieser Suspension sind so bemessen, daß 200 ml Alkalisilikatlösung (Molverhältnis SiO,: Na₂O = 3,3: 1, 37° Be) und 100 ml 60%ige technische Phosphorsäure oder eine entsprechende Menge Ameisensäure pro m² entfallen, wobei die Mischung zuvor mit der 3()fachen Menge Wasser verdünnt wurde.

Nach Beregnung erfolgt ein nochmaliges .Durchfräsen auf K) cm Tiefe. Der nach K) Tagen gemessene Ec-Wert betrug 4,7 mS und ließ eine erfolgreiche Bebauung mit Kulturgräsern zu.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung von Böden mit hohem Salzgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß man die elektrolytische Leitfähigkeit der Böden durch Einarbeitung von kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkten herabsetzt und auf einen physiologisch günstigen Bereich einstellt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kolloidale Kieselsäure enthaltenden Produkte vor ihrer Einarbeitung auf porenreiche Trägersubstanzen aufgebracht werden.