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Die
Erfindung bezieht sich auf Huminkomplexe zur Wurzelstimulation,
insbesondere zur dauerhaften Verbesserung der Standortbedingungen
in Vegetationstragschichten, Vegetationssubstraten, Füllböden
oder natürlichen Böden, für krautige
Pflanzen und/oder Gehölze auf Extremstandorten, insbesondere
in und nah an und neben Verkehrsflächen, beispielsweise
Mittelstreifen oder sonstigen unversiegelten oder teilversiegelten
Verkehrsnebenanlagen.
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Insbesondere
Gehölze übernehmen an Straßen und Verkehrsflächen
die gestalterische Funktion, während Fahrbahn, Geh- und
Radwege die bautechnische Aufgabe für ihre Nutzung übernehmen.
Krautige Pflanzen und Gehölze, wie z. B. Wildblumenwiesen,
Bäume und Sträucher, stellen besondere Ansprüche
an ihre Umgebung, vor allem benötigen sie lockere Bodenverhältnisse
und die Möglichkeit einer weiträumigen Erschließung
des Untergrundes durch die Wurzeln, um für das Pflanzenwachstum
ausreichend Wasser- und Nährstoffe aufnehmen zu können.
Die bautechnischen Anforderungen an Baustoffe für Verkehrsflächen
sind dahingegen völlig konträr zu den vegetationstechnischen
Ansprüchen an den durchwurzelbaren Bodenraum für
Pflanzen oder Gehölze. Hier stehen die hohen Verdichtungsanforderungen
für das Erzielen einer hohen Einbaudichte, hoher Tragfähigkeit
und geringsten nachträglichen Setzungen der Straßenbaustoffe,
z. B. der Tragschicht ohne Bindemittel, im Mittelpunkt der Anforderungen.
Daher sind im Allgemeinen die Standortbedingungen an Extremstandorten
für Pflanzen, wie z. B. in oder an Verkehrsflächen,
so ungünstig und begrenzt, dass ein gesundes Wurzelwachstum,
wie es in natürlichen Böden üblich ist,
durch die baulichen Veränderungen des Umfeldes nicht mehr
möglich ist.
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Beispielsweise
können die Wurzeln von Gehölzen den Untergrund
als notwendigen durchwurzelbaren Bodenraum nicht mehr erschließen
und nutzen stattdessen ungewollt die Fugen von Randeinfassungen,
um mit ihren Wurzelsystemen über die groben Porenräume
der Oberbauschichten im Laufe der Zeit in das gesamte Straßenbauwerk
einzudringen mit den entsprechenden baulichen Schäden.
Der gesamtwirtschaftliche Schaden ist beträchtlich, Untersuchungen
zufolge neigt beispielsweise jeder zweite Straßenbaum dazu
ein oberflächenzonales Wurzelwerk auszubilden mit dem entsprechenden Risikopotential
einer Bauwerksschädigung im Laufe seines Wachstums.
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Die
Nährstoffversorgung erfolgt hier in der Regel ebenfalls über
das Fugensystem. Primärnährstoffe werden den Wurzeln
in der Hauptsache durch die im Oberflächenwasser befindlichen
Mineralstoffe zugeführt. Die feinen Pflanzenwurzeln müssen
dazu nicht erst dem Wasser entgegen wachsen, sondern das Sickerwasser
kommt auf direktem Wege zu den Feinwurzeln. Ähnlich verhält
es sich mit dem Humus. Mit zunehmender Alterung der Beläge
häuft sich dieser in den Fugen und in den Poren der De ckenbeläge an.
Die Feinst- und Feinwurzeln erschließen diesen in dem sie
in die Fugenräume und Poren der Beläge einwachsen.
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Eine
gesicherte Versorgung im Untergrund und insbesondere unter der Verkehrsfläche
mit Humus und Nährstoffen ist neben der Luftversorgung die
zweite wesentliche Voraussetzung, um Einwuchs in den Oberbau auszuschließen.
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Folgt
man der allgemein gültigen Lehrbuchmeinung, so darf sich
die Anwendung von Humus nur auf die oberflächigen Bodenzonen
von im Regelfall bis zu ca. 30–40 cm Dicke beschränken,
damit es nicht zu schädlichen Stoffwechselvorgängen
in der Tiefe oder im Untergrund kommt.
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Bekannt
ist, dass Applikationen von Huminsäuren in Böden
eindeutig einen das Wurzelwachstum stimulierenden Effekt zeigen.
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Aus
der
DE 38 20 594 C1 ist
ein Streumittel zur Bodenverbesserung auf der Basis einer enggestuften,
grobkörnigen Korngrößenverteilung und
eine hohe offene Porosität aufweisenden Trägersubstanz bekannt,
die mit Huminsäure und/oder deren Salzen, gefällter
Kieselsäure und Wuchsstoffen, insbesondere Kinetin, beschichtet
ist. Demgemäß ist auf einer porösen Trägersubstanz
eine Beschichtung aus Huminsäure aufgebracht und konzentriert
sich somit nur auf die Oberfläche der Trägersubstanz.
Dabei ist aber ein Einsatz von Streumitteln zur Bodenverbesserung
auf Grundlage von Strukturverbesserungen bei Böden durch
die Anwendung von mit Huminsäure und/oder deren Salzen
beschichteten, enggestuften, porösen Trägerstoffen
der Korngröße ≥ 2–10 mm aufgrund
bautechnischer Vorgaben, die insbesondere die Kornfestigkeit der
Trägersubstanz und der Tragfähigkeit betreffen,
nicht möglich.
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Darüber
hinaus sind zum Erreichen einer positiven Bodenverbesserung aufgrund
der vorstehend aufgezeigten extremen Bedingungen sehr hohe Mengen
des Streumittels erforderlich.
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Darüber
hinaus ist die Anwendbarkeit z. B. unter versiegelten und/oder teilversiegelten
Verkehrsflächen nicht gegeben, da zum Verbessern der Bodenstruktur
die Durchmischung von Streumittel und Boden Voraussetzung ist, was
unter Verkehrsflächen aber im Nachhinein unmöglich
ist.
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In
der
DE 3820594 C1 wird
auch ein Verfahren zur Herstellung eines Streumittels beschrieben. Eine
körnige Trägersubstanz mit extrem offener hoher
Porosität, vorzugsweise Perlite, wird durch Tränkung
mit Huminsäure und/oder deren Salzen beschichtet. Die Tränkung
erfolgt solange, bis ein gewünschter Beschichtungsgrad
erreicht ist. Um das Streumittel rieselfähig zu halten,
wird nach der Tränkung des Perlits mit Huminsäure – oder
deren Salzen – im feuchten Zustand des Streumittels Kieselsäure zugegeben.
Um eine langsamere Abgabe der Huminbestandteile zu gewährleisten,
wird nach Trocknung durch Zugabe von Kieselsäure das Streumittel mit
einem Bindemittel, vorzugsweise aus Kalium- und/oder Natriumwasserglas,
versehen. Ferner kann das Streumittel auch einen Anteil an revitalisierenden Substanzen
wie Dolomit, Phosphaten sowie Spurenelemente, wie Kupfer, Eisen,
Mangan, Magnesium, Zink, Bor, Kobalt und/oder Molybdän,
versehen werden. Vorzugsweise werden diese Elemente in Ähylendiamintetraessigsäure
(EDTA) komplex gebunden dem Streumittel abschließend zugegeben.
Es ist offensichtlich, dass ein derartiges, mehrstufiges Verfahren
außerordentlich kompliziert ist, sowie erhebliche zusätzliche
Kosten verursacht und daher die Anwendung nicht lohnenswert macht.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, Huminkomplexe der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei denen die Wirksamkeit ausschließlich
auf der durch Applikation von Huminsäuren ausgelösten
Wurzelstimulanz beruht, um den Ionenaustausch im Boden zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Huminkomplexe auf
Basis einer porösen oder teilporösen Trägersubstanz
gebildet sind, wobei in die zugänglichen Innenporen der
porösen Trägersubstanz Huminsäuren als
Ionenabsorber und/oder eines Kationen- und Anionenaustauschers im
Umfeld von Böden und deren eingelagertem bzw. durchsickerndes
Wasser der Bodenlösung eingelagert sind.
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Damit
werden nun die beiden wesentlichen vegetationstechnischen Parameter,
nämlich die Luft- und Humusversorgung, miteinander verknüpft,
indem in den Träger stoff, der aufgrund seiner Porosität die
dauerhafte Ventilation der Umgebung ermöglicht, Huminsäuren
eingelagert werden, die als Ionenadsorber fungieren. Dies ermöglicht
die Anwendbarkeit von Humus insbesondere auch in tiefen Bodenzonen zur
Förderung des Wurzelwachstums bei krautigen Pflanzen und
Gehölzen auf Extremstandorten, z. B. unter Verkehrsflächen.
Die Erfindung verringert oder vermeidet darüber hinaus
Wurzeleinwuchs in Bauwerke und Bauteile.
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Es
wurde überraschend erkannt, dass insbesondere in tieferen
Bodenschichten Humus völlig fehlt. Im Gegensatz zum Streumittel
gemäß der
DE 3820594
C1 , bei der die langsame Abgabe der Huminsäuren
und/oder deren Salzen an den umgebenden Boden ein wesentlicher Teil
der Lösung ist, wurde erfindungsgemäß die
Notwendigkeit der dauerhaften Deponierung von Humus zur Wurzelstimulierung
erkannt. Diese geschieht durch Ausfällung von Huminsäuren
in der Trägersubstanz. Dadurch wird vorteilhaft erreicht,
dass
- – pflanzenverfügbare
Huminkomplexe gebildet werden,
- – die pflanzenverfügbaren Huminkomplexe die Fähigkeit
zur Kationen- und Anionenadsorbtion haben und vor allem die Kationen-Austausch-Kapazität
erheblich fördern,
- – durch pflanzenverfügbare Huminkomplexe sich die
Aufnahmerate von Nährelementen für Pflanzen erhöht,
- – Huminsäuren als Chelatbildner für
Spurenelemente wirken,
- – durch die Aufnahme von pflanzenverfügbaren Huminkomplexen über
die Wurzel Stoffwechselprozesse beeinflusst werden, die die Aufnahme von
Nährelementen regulieren, und
- – pflanzenverfügbare Huminkomplexe die Zellteilungsrate
erhöhen und Phytohormonumsätze intensivieren.
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Ferner
wurde durch umfangreiche Versuche festgestellt, dass sich nach Ausfällung
mit einem Fällungsmittel, z. B. eine prozentual gering
dosierten, vorzugsweise kationischen Bitumenemulsion und/oder andere
geeignete Fällungsmittel mit Ausnahme von Ähylendiamintetraessigsäure
(EDTA), pflanzenverfügbare Huminkomplexe bilden, die über eine
hohe Fähigkeit zur Kationenadsorption verfügen und
daher die Mehrzahl der in einer Bodenmatrix und Bodenlösung
verfügbaren Spurenelemente binden. Zur Ausfällung
kann auch ein basisches Fällungsmittel verwendet werden.
Dadurch wird ein komplizierter Verfahrensablauf erheblich vereinfacht.
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Dabei
hat die Verwendung von Bitumenemulsion als Fällungsmittel
und Bindemittel ergeben, dass sich nach solcher Art hergestellter
Huminkomplexe sich positiv insbesondere auf die Standfestigkeit und
die Scherfestigkeit in den Anwendungen auswirken.
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Weitere
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Huminkomplexe
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Demgemäß kann
die Trägersubstanz aus einem porösen grobklastischen
industriellen Werkstoff, vorzugsweise Ziegel- oder Mauersteinen,
aus rezykliertem Ziegel- oder Mauerwerk, oder einem natürlichem
porösen Gestein/Gesteinskörnungen oder auch aus
gemahlenen/zerkleinerten bitumenhaltigen Dachbahnen bestehen.
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Des
Weiteren weist die Korngrößenverteilung der Trägersubstanz
vorzugsweise einen stetigen gemischtkörnigen Verlauf der
Kornfraktion zwischen 0 und 16 mm auf, z. B. der Körnung
0/4 mm.
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Darüber
hinaus ist die Anwendung auch in Blockform oder im Mauersteinverbund
möglich, vorzugsweise z. B. bei porösen Wandbausteinen,
wie z. B. als ganzer, unzerkleinerter Ziegel.
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Vorzugsweise
dient als Trägerstoff zur Bildung von Huminkomplexen poröser
Ziegelsand der Körnung 0–4 mm, aber auch andere
poröse natürliche, rezyklierte oder industriell
hergestellte Gesteinskörnungen der Körnung 0–4
mm sowie auch z. B. zerkleinerte oder gemahlene bitumenhaltige Dachbahnen
oder rezyklierte Dachpappe in der Körnung 0–10
mm als Sand-Splitt-Gemisch. Die stoffliche Bindung erfolgt durch
Adhäsionsspannung in den zugänglichen Innenporen
des Trägerstoffes und/oder über die COOH-Sorbenten-Gruppen
der Huminsäuren bzw. Huminkomplexe. Weiterhin sind andere
organische poröse oder teilporöse Träger
bzw. Trägergemische als Trägerstoff geeignet,
beispielsweise Zellulose oder Holz.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass das Salz der Huminsäure ein
Natriumsalz oder ein Kaliumsalz ist.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Huminkomplexe ist die Huminsäure
in der Trägersubstanz durch eine Bitumenemulsion ausgefällt.
Weiterhin kann die Huminsäure in der Trägersubstanz durch
andere Fällungsmittel mit Ausnahme von Äthylendiamintetraessigsäure
(EDTA) ausgefällt sein.
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Zweckmäßigerweise
und bevorzugt erfolgt die Anwendung der Huminkomplexe in versiegelten und/oder
teilversiegelten Gehölzstandorten, vorzugsweise in Verkehrsflächen
und/oder Verkehrsnebenflächen. Darüber hinaus
kann die Anwendung in tiefen Bodenzonen, z. B. > 1 m, und in Gräben und in Erdlöchern
erfolgen. Die Anwendung erfolgt weiterhin bei der Sanierung von
Gehölzen in Verkehrsflächen, vorzugsweise bei
den vorgenannten Standorten im Wurzelbereich der Gehölze.
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Die
Anwendung von Huminkomplexen erfolgt als direktes Produkt oder als
Mischungsbestandteil mit Böden oder Vegetationstragschichten, wie
z. B. Baumsubstraten, Schotterrasen, Dachsubstraten, Kübelsubstraten,
Drainagematerial und dergleichen des Garten- und Landschaftsbaus
oder in Wasserhaushaltschichten mit einer Vegetation aus Gräsern,
Kräutern oder Gehölzen des Deponiebaus in dünnen
Schichtstärken von ca. 2–5 cm wie auch in Schichtstärken
von bis zu ca. 2 m.
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Die
Einbringung von Huminkomplexen zur Wurzelstimulation und als Ionenaustauscher
kann durch Luftlanzen erfolgen, die mittels injizierter Druckluft
den Boden oder die Vegetationstragschicht auflockern und in der
Lage sind, ein körniges Material in die aufgelockerte Zone
einzubringen.
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Die
Anwendung von Huminkomplexen zur Wurzelstimulation und als Ionenaustauscher
erfolgt weiterhin bei der Verpflanzung von vorzugsweise Großgehölzen
um den Ballen herum beim Einsetzen der Pflanzen und Gehölze.
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Die
Einbringung bzw. Herstellung von pflanzenverfügbaren Huminkomplexen
zur Wurzelstimulation und als Ionenaustauscher in tiefe Bodenzonen zur
Verbesserung der Standortbedingungen von Gehölzen auf Extremstandorten,
insbesondere in Verkehrsflächen, beispielsweise Mittelstreifen
oder sonstigen teilversiegelten Verkehrsnebenanlagen, kann vorzugsweise
derart erfolgen, dass
- – ein mindestens
10 cm breiter, vorzugsweise 40 cm breiter, horizontal verlaufender
Graben bis auf die Sohlentiefe der Pflanzgrube als Wurzeltrasse ausgehoben
wird;
- – der pflanzenverfügbare Huminkomplex im Sohlbereich
des Grabens aufgebracht wird;
- – der Graben wahlweise entweder bis an die Oberbauschichten
mit Gesteinskörnungen der Korngrößenklasse
von etwa 4–56 mm oder zu etwa einem 1/3 mit einem unterbaufähigem Baumsubstrat
und anschließend der noch verbleibende darüberliegende Hohlraum
mit dem zuvor aufgeführten Material der Körnung
von ca. 4–56 mm verfüllt wird;
- – zur Sicherstellung der Luftzufuhr und Luftventilation
in Abständen von ≤ 5,0 m vertikal geführte Kunststoffrohre
eingebaut werden; und
- – der verfüllte Graben mit einem Filtervlies
abgedeckt und darauf der Oberbau aufgebracht werden.
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Bei
der Einbringung bzw. Herstellung von pflanzenverfügbaren
Huminkomplexen zur Wurzelstimulation und als Ionenaustauscher in
tiefen Bodenzonen bei engräumigen Gehölzstandorten
kann zudem vorgesehen sein, dass
- – im
Sohlebereich der Pflanzgrube Bohrlöcher mit einem Durchmesser
von mindestens 10, vorzugsweise 40 cm, und einer Mindesttiefe von
100, vorzugsweise 150 cm, hergestellt werden;
- – zur Sicherstellung der Luftzufuhr in die Bohrlöcher
beispielsweise luftdurchlässige Dränschlitzrohre
oder anderweitige Rohre eingesetzt werden; und
- – die Dränschlitzrohre mit einem Verfüllstoff
aus vorzugsweise offenporigen Gesteinskörnungen der Kornklasse
4–16 mm oder aus einem Huminkomplex-Gesteinkörnungsgemisch
der Kornklasse 0/16 mm, vorzugsweise im Gemischanteil von 20:80
M.-% ummantelt werden.
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Weiterhin
können die pflanzenverfügbaren Huminkomplexe zuvor
mit einem natürlichen Boden und/oder mit dem Verfüllstoff
und/oder einem Baumsubstrat oder einem anderen Vegetationstragschichtsubstrat
und/oder einem Sub strat für eine Wasserhaushaltsschicht
zur Deponieabdeckung durchmischt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3820594
C1 [0008, 0011, 0015]