DE19713879A1

DE19713879A1 - Bodenhilfsstoff zur Rekultivierung von biologisch- und errosionsgeschädigten Böden

Info

Publication number: DE19713879A1
Application number: DE1997113879
Authority: DE
Inventors: Ingolf Schubbert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-08

Description

Die Erfindung betrifft einen Bodenhilfsstoff in Faserform, mit auschließlich natürlichen, organischen und mineralischen Komponenten, sowie ruhenden Mikroorganismen in ausgereiften Pflanzen (teilen), die ihnen in natürlicher Art und Weise als Lebensgrundlage dienen.

Als Folge der weltweiten Problematik der Mißwirtschaft in den landwirtschaftlichen Bereichen Ackerbau und Sonderkulturen sind überdimensional große, ehemals landwirtschaftlich genutzte Landstriche nur noch Brachland, was auf herkömmliche Art und Weise des Ackerbaues nicht mehr ökonomisch bearbeitet werden kann.

Unterstützt wird diese Tatsache durch derzeitige globale Probleme, wie veränderte Klimaverhältnisse, welche gerade in den betreffenden Gebieten zu einer sehr schnellen Erosion und damit Austrocknung biologisch geschädigter Böden führt. Der wichtigste Werkstoff der Menschheit, der Mutterboden, wird sprichwörtlich in alle Winde verweht und ist dort, wo er gebraucht wird, für immer verloren. Es wurde und wird ständig versucht, eben diesen wichtigen Werkstoff zu erhalten, oder besser dargestellt "künstlich am Leben zu halten". Dieses ist bis jetzt durch Kunstdünger, organische Mischdünger, Komposte und ähnlichen Substanzen erfolgt (DE 41 37 171 A1). Das eigentliche Problem, nämlich dem Boden seine natürliche und notwendige Konsistenz (Bodengare) wiederzugeben, wird dadurch nicht oder nur zum Teil behoben. Es ist unbedingt notwendig, nicht nur Nährstoffe in den Boden zu bringen, sondern es muß auch für eine aktive biologische (humine) Substanz im Boden gesorgt werden. Ohne diese Substanz sind viele Böden trotz hohen Nährstoffgehaltes unbrauchbar, da sie entweder zu viel Wasser (lehmige Böden) aufnehmen und dadurch zum Verschlämmen neigen, oder zu wenig Wasser (sandige Böden) speichern können, und dadurch zu Erosionsschäden kommen.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Bodenhilfsstoff zu schaffen, der eine hohe Wasserhaltefähigkeit besitzt, und gleichzeitig ein hohes Potential an huminen Stoffen (biologische Masse) in den Boden bringt.

Die eingebetteten, ruhenden Mikroorganismen sollen bei Wasserzufuhr (Regen) einen sofortigen Beginn der biologischen Aktivität des Bodens bewirken. Die Tatsache, daß ein gesunder Boden eine Bodengare (Krümelstruktur) besitzen muß, macht es zur Aufgabe dieses Hilfsstoffes, durch seine spezielle Zusammensetzung pflanzenaufnehmbare Nährstoffe in tiefere Regionen (Wurzelnähe) zu bekommen, und für die Bodengare benötigte organische (humine) Substanzen sowie der darin enthaltenen Mikroorganismen in den oberen Schichten (sauerstoffreich) zu halten.

Dieses Problem wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführte Zusammensetzung des Bodenhilfsstoffes,

- Braunkohlestaub/Aussiebung
- Holzfasern
- Gesteinsmehl
- Kalksteinmehl
- mikrofein gehäckseltes Weizenstroh
- Futterrübenmehl

gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß den betreffenden geschädigten Böden ein hoher Anteil von huminen Stoffen und natürlichen Nährstoffen sofort nach der Erstausbringung zur Verfügung gestellt wird. Die Wiederherstellung der Bodenstruktur (Bodengare, Krümelstruktur) wird durch den speziellen Aufbau des Substrates erreicht. In dieses Substrat werden die benötigten Mikroorganismen durch Weizenstroh und getrocknete Futterrüben in ruhender Form eingebracht.

Dabei wird das Stroh folgendermaßen vorbereitet:

Bei Aberntung des Weizens verbleibt das Stroh ungehäckselt auf dem Feld. Dieses soll nun in liegendem Zustand mindestens einmal durch Regen durchnäßt, und am darauffolgenden Tag gewendet werden. Dieses Verfahren bewirkt, daß der Anteil an Bakterien, Infusorien und Pilzen im Stroh durch sein unmittelbares Aufliegen auf dem gesunden Ackerboden wesentlich erhöht wird. Durch anschließende natürliche Abtrocknung des Strohes gehen die enthaltenen Mikroorganismen und Pilze in eine Art Ruhestellung über, welche ohne Wasserzufuhr über mehrere Jahre anhält. Das heißt, daß diese erst bei einer erneuten Wasserzufuhr aktiv werden. Das abgetrocknete Stroh wird nun durch Häckseln geborgen und in geeigneten Lagern trocken zwischengelagert.

Die verwendeten Futterrüben haben von Natur aus schon einen hohen Anteil an wichtigen Mikroorganismen, welche dieses Verfahren unterstützen. In getrockneter, pulverisierter Form dienen die Futterrüben jedoch hauptsächlich zur schnellen Aktivierung und erster Nahrungsquelle der Mikroorganismen und Pilze bei Wasserzufuhr. Durch diese schnelle Aktivierung der Mikroorganismen und Pilze werden gleichzeitig Braunkohlestaub und Holzhäcksel zu teilweise huminen Nährstoffen umgesetzt, welche die Bodengare wesentlich verbessert.

Durch die vorzugsweise Verarbeitung von Eukalyptusbäumen, die in großen Regionen Portugals durch unsachgemäßen Anbau für die Papierindustrie gebietsbestimmend geworden sind und damit niedere Pflanzen verdrängen sowie dem Boden überdimensional Nährstoffe und Wasser entziehen, kann dieser Ausbreitung und damit verbundener Umweltschädigung entgegengetreten werden. Demzufolge stehen hier Umweltschädigung und Wiederherstellung geschädigter Flächen eng beieinander. Zum einen wird das Umweltproblem (Eukalyptusbäume) zumindest zum Teil beseitigt, in dem das Stammholz der Bäume in dem Hilfsstoff verwendet wird, zum anderen werden dabei frei werdende, ackerbaulich nutzbare Flächen in ihrer Bodenstruktur wieder hergestellt. Hier sollten nun vorzugsweise Grünaussaaten (Gräser für Weideflächen), Getreide, Mais oder Sonnenblumen angebaut werden, damit schnellstmöglich eine "Wurzelnarbe" entsteht und hierdurch der Erosion entgegengetreten wird.

Nach erfolgter Ausbringung durch herkömmliche Dungstreuer und anschließendem Eingrubbern, vorzugsweise 5 bis 8 cm tief, zerfällt das Substrat bei Wasserzufuhr (Regen) sofort in seine Bestandteile. Dabei werden Gesteinsmehl und Kalksteinmehl in den Boden "gewaschen", und stehen bereits bestehenden oder nachträglich ausgebrachten Saaten in "Wurzelnähe" sofort zur Verfügung. Die Komponentenanteile Gesteinsmehl und Kalksteinmehl werden dabei bereits bei der Herstellung des Hilfsstoffes den jeweiligen Bodenansprüchen (Schädigungsgrad) angepaßt. Der größte Teil der organischen Bestandteile des Substrates, sowie der darin enthaltenen Mikroorganismen und Pilze bleibt dabei dort, wo sie für eine biologische Gesundung des Bodens unentbehrlich sind, daher an der Oberfläche bzw. in Oberflächennähe, wo ausreichend Sauerstoff für die biologische Zersetzung derselben, sowie schon vorhandener organischen Substanzen durch Mikroorganismen und Pilze vorhanden ist.

Ein großer Vorteil dabei ist es, daß die organischen Substanzen Holzfasern und Braunkohle eine sehr hohe Wasserhaltefähigkeit besitzen, welche für die Rekultivierung von sehr trockenen Böden (erosionsgeschädigt) unumgänglich ist. Unterstützt wird diese Wasserhaltekapazität durch das im Substrat enthaltene Gesteinsmehl. Dieses besitzt durch seine sehr hohe Wärme- und Kälteleitfähigkeit die Eigenschaft, bei Luftabkühlung (abends, nachts) sehr schnell Tauwasser aufzunehmen, und den anliegenden Braunkohle- und Holzteilchen als Wasserspeicher abzugeben. Das bedeutet, daß sehr trockene und erosionsgeschädigte Gebiete wie z. B Wüstenrandregionen in ihrer Bodenstruktur rekultiviert werden können, und so eine weitere Ausdehnung der Wüstengebiete durch Begrünung und Baumpflanzung eingedämmt werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben.

Hierbei werden 30 g Agar-Agar/l Wasser aufgekocht, auf 40 Grad Celsius abgekühlt und anschließend durch ein spezielles Verfahren (Schaumdüsen) mit Braunkohlestaub nach Schutzanspruch 2 aufgeschäumt und auf 15 bis 18% Wassergehalt getrocknet. Anschließend wird dieses Substrat in speziellen Mühlen auf eine Einzelkorngröße von 3 bis 8 mm gebracht. Nun wird diese Grundkomponente kurz durch Wasservernebelung angefeuchtet, und sofort mit Futterrübenmehl, Häckselstroh, Gesteinsmehl und Kalksteinmehl vermischt. Das fertige Produkt hat nun einen Gesamtwasseranteil von 20 bis 25%. Durch die Braunkohleaufschäumung mit Hilfe von Agar-Agar wird es dem Substrat ermöglicht, bis zu 40% mehr Wasser zu speichern. Ebenso wird der im Substrat enthaltene Luftanteil auf bis zu 30% gesteigert, was den Abbau von organischen Substanzen durch Mikroorganismen, speziell in sehr nährstoffarmen und trockenen Böden, wesentlich fördert.

Eine strukturelle Änderung des Substrataufbaues ist im Schutzanspruch 3 angegeben.

Dabei wird die Braunkohle mit dem Gesteinsmehl und mit beliebigen, den jeweiligen Boden- und Kulturansprüchen angepaßten Samenkörnern vorgemischt. 28 g Agar-Agar/l Wasser werden aufgekocht, auf 40 Grad Celsius abgekühlt und anschließend mit dem Braunkohle-, Gesteinsmehl- und Samengemisch aufgeschäumt. Nach erfolgter Herabtrocknung bei max. 40 Grad Celsius auf 15 bis 25% Gesamtwassergehalt wird dieses Gemisch in einer speziellen Mühle auf Stücke mit einer Größe von 5 bis 10 mm gebrochen. Diese Grundkomponente wird nun durch Wassernebel kurz angefeuchtet und sofort mit Futterrübenmehl, Strohhäcksel und Kalksteinmehl vermischt. Das bewirkt, daß sich diese Komponenten unmittelbar an die vorbereiteten, angefeuchteten Braunkohlegemischteilchen anfügen, und haften bleiben. Das Endprodukt hat nun einen Gesamtwassergehalt von 20 bis 25%. Ein großer Vorteil dieser Variante besteht darin, daß das einzelne Samenkorn mit den wichtigsten, zum Jugendwachstum notwendigen Aufbaustoffen umgeben ist. Dieses trifft sowohl für trockene Gebiete (Wasserhaltefähigkeit der Braunkohle), als auch für stark erosionsgeschädigte Gebiete (Gletscherhänge, Skipisten, Wüstenrandregionen) zu. Bei letzterem Einsatzgebiet kann das Substrat in ausgebrachter Form über einen langen Zeitraum ungeschädigt im Boden bzw. auf Schnee belassen werden. Erst bei natürlicher Wasserzufuhr (Schneeschmelze, Regen) werden die einzelnen Samenkörner keimen.

Der Substrataufbau der Erfindung wird anhand der Zeichnung 1 und 2 erläutert. Es zeigen:

Zeichnung 1: Substrat in seiner Grundform,

Zeichnung 2: Substrat mit aufgeschäumter Braunkohle,

Zeichnung 3: Braunkohlestaub und Gesteinsmehl in aufgeschäumter Form mit eingebettetem Saatgut.

In den Zeichnungen ist das Substrat mit seinen Bestandteilen Braunkohle 1, Holzhäcksel 2, Gesteinsmehl 3, Kalksteinmehl 4, sowie Weizenstroh und Futterrübenmehl 5 dargestellt. Gemäß Schutzanspruch 2 zeigt die Zeichnung 2 den Braunkohlekern 6 in aufgeschäumter Form. Gemäß Schutzanspruch 3 zeigt die Zeichnung 3 die Mischung des aufgeschäumten Kernes 7 aus Braunkohlestaub, Gesteinsmehl und Saatgut.

Claims

1. Bodenhilfsstoff zur Rekultivierung von biologisch- und erosionsgeschädigten Böden, dadurch gekennzeichnet, daß keinerlei künstlich hergestellte, chemische Stoffe (Düngemittel) verwendet werden.
Es werden ausschließlich Braunkohleaussiebungen (1), Holzfasern (2), Gesteinsmehl (3), Kalksteinmehl (4), mikrofein zerkleinertes Weizenstroh (5) sowie getrocknete und zermahlene Futterrübenscheiben (5) verwendet.
Alle benannten Rohstoffe, außer Holzfasern, werden in ihrer natürlichen Beschaffenheit belassen. Die zu verwendenden Holzfasern werden durch ein spezielles Verfahren (Erhitzung auf 120 Grad Celsius während der Zerkleinerung) frei von Gerbsäuren.
Die einzelnen Komponentenanteile hierbei sind:

- 25 bis 30 Gew.-% Braunkohlestaub bzw. Aussiebung aus tertiärer Rohbraunkohle, Teilchengröße 0,002 bis 3 mm,
- 25 bis 35 Gew.-% Holzfasern, vorzugsweise Nadelgehölze (Kiefer, Fichte) sowie Stammholz des Eucalyptus globulus oder Eucalyptus camaldulensis,
- 30 bis 35 Gew.-% Gesteinsmehl, vorzugsweise auf 0,001 bis 0,015 mm gemahlenes Basaltgestein,
- 10 bis 20 Gew.-% natürlicher Düngekalk, vorzugsweise Kalksteinmehl (Muschelkalk)

Zu diesen vorgemischten Komponenten werden pro m/3 Substrat 1,5 kg mikrofeines Strohhäcksel, vorzugsweise von Weizenstroh, und Futterrübenmehl zu jeweils 50 Gew.-% zugemischt.

2. Bodenhilfsstoff zur Rekultivierung von Böden nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundstoff Braunkohle zusammen mit Agar-Agar aufgeschäumt wird (6). Holzfasern (2), Gesteinsmehl (3), Kalksteinmehl (4), sowie mikrofein zerkleinertes Weizenstroh und Futterrübenmehl (5) werden der aufgeschäumten Braunkohle nach Trocknung zugemischt.

3. Bodenhilfsstoff zur Rekultivierung von Böden nach Schutzanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeschäumten Braunkohlemasse in noch nicht erstarrtem Zustand beliebige Samenkörner und das Gesteinsmehl zugemischt werden (7). Die Komponenten Kalksteinmehl, Strohhäcksel, Futterrübenmehl und Holzfasern werden gemäß Schutzanspruch 2 nach Trocknung der aufgeschäumten Masse zugeführt.

4. Bodenhilfsstoff zur Rekultivierung von Böden nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigprodukt folgende Substanzeigenschaften hat:
Komponentenzusammensetzung:

- 65 bis 70 Gew.-% organische Substanz,
- 30 bis 35 Gew.-% mineralische Substanz,
- pH-Wert 6,2 bis 6,5.

Die löslichen Pflanzennährstoffgehalte betragen:

- 155 bis 180 (mg/l) Stickstoff - N,
- 140 bis 160 (mg/l) Nitrat - N NO 3 - N,
- 3 bis 4,5 (mg/l) Ammonium - N NH 4 - N,
- 450 bis 600 (mg/l) Kalium - K 2 O,
- 220 bis 275 (mg/l) Phosphat - P 2 O 5,
- 125 bis 180 (mg/l) Magnesium - Mg.

Der Gehalt an Schwermetallen, bezogen auf die Trockenmasse des Substrates, beträgt:

- 11,4 bis 11,7 mg/kg Blei,
- 0,02 bis 0,03 mg/kg Cadmium,
- 12,2 bis 14,5 mg/kg Chrom,
- 21,0 bis 27,5 mg/kg Kupfer,
- 16,5 bis 22,2 mg/kg Nickel,
- 0,07 bis 0,08 mg/kg Quecksilber,
- 61,8 bis 67,2 mg/kg Zink.