DE202019103796U1 - Organisch natives Substrat - Google Patents

Organisch natives Substrat Download PDF

Info

Publication number
DE202019103796U1
DE202019103796U1 DE202019103796.2U DE202019103796U DE202019103796U1 DE 202019103796 U1 DE202019103796 U1 DE 202019103796U1 DE 202019103796 U DE202019103796 U DE 202019103796U DE 202019103796 U1 DE202019103796 U1 DE 202019103796U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
biochar
hemicellulose
animal residue
fertilizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202019103796.2U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LMENGINEERING GmbH
Original Assignee
LMENGINEERING GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LMENGINEERING GmbH filed Critical LMENGINEERING GmbH
Publication of DE202019103796U1 publication Critical patent/DE202019103796U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00Other inorganic fertilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F1/00Fertilisers made from animal corpses, or parts thereof
    • C05F1/005Fertilisers made from animal corpses, or parts thereof from meat-wastes or from other wastes of animal origin, e.g. skins, hair, hoofs, feathers, blood
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/02Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/16Films or sheets; Webs; Fibres
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Abstract

Substrat umfassend die organischen, nativen Komponenten
(1) mindestens ein Fasern enthaltender tierischer Reststoff und
(2) Biokohle, wobei der mindestens eine tierische Reststoff und die Biokohle bevorzugt durch Coextrusion aufgeschlossen und homogen gemischt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Substrat, u. a. zur Verwendung als Langzeitdüngemittel, insbesondere im Bereich Gartenbau.
  • Aufgrund der vorhandenen Probleme durch Düngemittel in Landwirtschaft und Gartenbau, insbesondere aufgrund der Einträge von Nitraten in das Grundwasser ist eine intensive Diskussion über die Reduzierung der Nitratbelastung entstanden. Ein erhöhter Nitrateintrag in natürliche Gewässer führt neben einem erhöhten Phosphat-Gehalt zu einem massiven Pflanzenwuchs (Eutrophierung). Mit dem Absterben und der Zersetzung der Pflanzen wird der Sauerstoffgehalt der Gewässer gesenkt, wodurch sich die Artenzusammensetzung der Lebewesen verschiebt.
  • Weiterhin problematisch sind hohe Nitratgehalte im Grundwasser bei der Nutzung als Trinkwasser, weil sie sich im Verdauungstrakt des menschlichen Körpers zu Nitriten umwandeln können und diese mit den Aminen aus eiweißhaltigen Lebensmitteln die krebsverdächtigen Nitrosamine bilden.
  • Aus diesem Grund beträgt der Grenzwert für Nitrat laut einer EU-Richtlinie von 1991, welche 2006 in Deutschland in nationales Recht umgewandelt wurde, im Grundwasser sowie im Trinkwasser 50 mg/l. Von der WHO wird sogar ein Grenzwert von 25 mg/l empfohlen. Eine Möglichkeit die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung einzuhalten, ist die Mischung des Nitratbelasteten Grundwassers mit unbelastetem Grundwasser.
  • Eine Reduzierung der Düngemitteleinträge ist aufgrund der Sicherung der Quantität und Qualität der Pflanzen nachteilig.
  • Eine mögliche Alternative zu Kunstdüngersubstraten und organischen Reststoffen bietet ein Düngemittel umfassend organische Reststoffe, insbesondere Klärschlamm, Flüssigmist und Hühnermist, und Kalk. DE 25 23 628A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines kalkhaltigen Düngemittels aus Klärschlamm, wobei eine mechanische Konzentrierung des Klärschlamms und eine Mischung und Granulierung mit gebrannten Kalk (CaO) erfolgt. DE 33 17 241 C2 offenbart ein Düngemittel basierend auf Hühnermist, gebranntem Kalk und Bentonit, bevorzugt mit einem Anteil an Bentonitmehl und Kalk von jeweils 12 bis 20 Gew.-% bezogen auf den Hühnermist. DE 35 18 905 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus Klärschlamm, wobei der Klärschlamm entwässert, mit Kalk, bevorzugt kohlensaurer Kalk oder Rückstandskalk aus der Zuckerindustrie, gemischt, bei einer Temperatur von 300 bis 600 °C wärmebehandelt und granuliert wird. Weiterhin offenbart DE 44 09 649 C1 ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus Klärschlamm, wobei der Klärschlamm durch Zugabe von Zellulosematerial entwässert wird und mit gebranntem Kalk gemischt wird, wobei mindestens eine Temperatur von 50 °C und ein pH-Wert von 12 erreicht zur Bekämpfung der Krankheitserreger wird.
  • Weiterhin beschreibt WO 96/06060 A1 ein Verfahren zur Verwertung von Klärschlamm, wobei zum Wasserentzug und zur Hygienisierung eine Vermischung mit wasserbindenden, quellfähigen und ionenaustauschenden Bindemitteln und festem, körnigen Mehl aus porösem Gestein und/oder Gasbetonmehl oder Holzmehl und eine mechanische Hochdruckagglomeration erfolgt, wobei eine Erhitzung und Trocknung erfolgt.
  • Ein Nachteil dieser Düngemittel sowie bei einem zeitgleichen Ausbringen von organischen Reststoffen mit Kalk besteht in der Ausgasung von Stickstoff in Form von Ammoniak aus dem Düngemittel, wodurch eine Reduzierung des Nährstoff- bzw. Stickstoffgehalts erfolgt.
  • Klärschlamm aus kommunalen Anlagen findet zudem aufgrund der Belastung mitWirkstoffen aus abgespülten Medikamenten zunehmend keinen Zugang mehr als Düngemittel/Erdsubstrat-Einsatz.
  • Abhängig von den Witterungsverhältnissen haben die genannten Düngemittel weiterhin den Nachteil, dass die Nährstoffe, insbesondere Nitrate, aufgrund der guten Wasserlöslichkeit schnell aus dem Ackerboden ausgewaschen werden. So erfolgt bei stärkerem Regen nach einer Düngung, eine Einleitung von Nährstoffen durch abfließendes Oberflächenwasser in natürliche Gewässer oder eine Ansammlung hoher Nährstoffkonzentration in Senken. Zusätzlich kann auf wasserdurchlässigen Ackerböden über einen längeren Zeitraum die Eintragung von Nährstoffen in tiefere, grundwasserführende Bodenschichten erfolgen.
  • Organisch-native tierische Substrate, wie Schafwolle, Federn, Borsten, Knochen usw. stellen dagegen Düngemittel mit Langzeitwirkung dar. Diese sind in Erden aber schwierig einmischbar, durch:
    • - Splitter bei Knochen,
    • - Knäuelbildung bei Wolle,
    • - Fettschichten, Keratinschichten und andere strukturbedingte Nachteile.
  • In einem Ansatz wurde eine gewisse Einmischbarkeit durch eine Verpressung oder Pelettierung von unbehandelter Schafwolle erreicht (s. z. B. http://www.duengepellets.de/, DE 20 2007 002 569 U1 ). Bei der Verpressung oder Pelettierung erfolgt jedoch eine Erwärmung, die zu Austreibung von Ammoniak (Denitrifikation) und zu einer Denaturierung während dem Herstellungsprozess führt.
  • US 4,743,287 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Huminsäure-Düngers aus organischem Material mit mehreren Mixschritten. Dabei wird die Mischung angesäuert und unter Temperatur- und Druckeinwirkung hydrolysiert.
  • DE 20 2014 006 943 U1 beschreibt eine Zusammensetzung mit einem auf pflanzlicher Biomasse basierenden Hydrogelkomposit mit einem Acrylsäure-Acrylamid-Copolymer als Superadsorberpolymer. Das Acrylsäure-Acrylamid-Copolymer findet man nach Jahren noch in Erden als schlieriges, sich schlecht zersetzendes Gebilde und wird daher trotz ansonsten guter Eigenschaften kritisiert und gemieden.
  • DE 10 2006 051 010 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturkörpers aus organischen und mineralischen Düngerkomponenten, wobei während eines Pressvorgangs ein Härtemittel auf Eiweiß-, Stärke-, Zucker-, Zellulose- und/oder Ligninbasis zugegeben wird.
  • EP 2 279 989 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines stickstoffhaltigen Langzeitdüngers aus vorwiegend pflanzlichem Ausgangsmaterial durch Zerkleinern, Fermentieren, Homogenisieren und Umhüllen von Portionen des Materials. Die Aufwendungen für dieses Düngemittel sind hoch. WO 2005/102965 A1 beschreibt einen Formkörper zum Düngen mit einer Kern-Hülle-Struktur und einer hohen Restfeuchte, wobei die Hülle mit einer Haut und/oder Netzstruktur max. 1 mm dick ist.
  • Bekannt ist, dass Rohschafwolle auf Grund der Keratinschicht und der Nährstoffe gute Eigenschaften zur Düngung besitzt. Beim Düngeeinsatz ist hervorzuheben, dass die beinhalteten Nährstoffe nur langsam durch mikrobiologische Aktivitäten freigegeben werden und sich Schafwolle grundsätzlich als Langzeitdünger eignet. Bekannt sind textile Aufbereitungsverfahren wie Kardiermaschinen, mehrstufige Flockungs- und Legungsprozesse um Vliese, Schnüre und Fasern herzustellen. Wobei bekannt ist, dass das „Rupfen“ von Rohschafwolle schwierig ist und ein Einsatz im Gartenbau von Fasern und ihren homogenen Mischungen, eine Notwendigkeit zur Einbringung in Erden, technologisch schwierig zu lösen ist. Dagegen werden Schnüre, Vliese und Matten im Gartenbau eingesetzt.
  • Eine Verarbeitung von Rohschafwolle mit Zerkleinerungstechnik, insbesondere Hammermühlen, aber auch im Extruder führt zu inhomogenen Faserlängen und Bündeln, die sich nur schwer in Erden einmischen lassen.
  • Erst die Pelletierung (Agglomeration) in Kombination mit vorhergehender Zerkleinerung ermöglicht die Einarbeitung der Schafwollpellets in Substrate. Allerdings wird als nachteilig empfunden, dass sich diese Pellets als größere Faserbündel nach Quellung und Auflösung bis zur Verrottung wiedergefunden werden und an der Erdoberfläche „aufschwimmen“ und als „Haufwerk“ wahrgenommen werden. Das zeigt letztendlich die ungleichmäßige Faserverteilung in der Erde und damit auch die ungleiche Düngewirkung. Bei der Pelletierung werden - technologisch bedingt - hohe Verarbeitungstemperaturen erreicht. Das führt zur Ammoniakbildung und zu einem Verlust von Stickstoffverbindungen bei der Herstellung. Auch eine gewisse Denaturierung dürfte mit den hohen Verarbeitungstemperaturen verbunden sein und ist nachteilig für die Pflanzenverfügbarkeit der Nährstoffe.
  • Alle bekannten Verfahren sind technologisch aufwendig und damit teuer oder führen zu geringen Durchsätzen und ungenügendem Aufschluss, also Faserqualität, die das Einstreuen und Mischen in Erden erschwert.
  • Derzeit werden viele Begrünungssysteme in der Mischung Holzfaserstoffe, Grassamen und anorganischen Dünger (mit längerer Düngewirkung) hergestellt und angeboten.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Substrat aus Reststoffen und nachwachsenden Rohstoffen bereitzustellen, welches eine gute Einmischbarkeit in den Boden und eine gute Wasserbindekapazität und hohes Luftporenvolumen aufweist.
  • Das Substrat soll ferner einen hohen Nährstoffgehalt, insbesondere von N-Verbindungen und P-Verbindungen, und Langzeitdüngewirkung sowie eine gute Pflanzenverfügbarkeit aufweisen, ohne zu einer Überdüngung der Pflanzen zu führen, aber gleichzeitig ein geringes Abschwemmverhalten.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Substrat umfassend die organischen, nativen Komponenten
    1. (1) mindestens einen Fasern enthaltenden tierischen Reststoff und
    2. (2) Biokohle,
    3. (3) optional einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil, wie z. B. Holzhackschnitzel, Miscanthus u. a.,
    wobei der mindestens eine tierische Reststoff und die Biokohle und ggf. der Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil, bevorzugt durch Coextrusion aufgeschlossen, d. h. aufgefasert, und homogen gemischt sind.
  • Die Biokohle und der Fasern enthaltende tierische Reststoff führen nach der Bearbeitung, bevorzugt durch Coextrusion im Bioextruder, zu einem gesteigerten Aufschlussverhalten und Auffaserung des im Substrat enthaltenen Fasergemisches und damit zu einer feineren Faser mit vergrößerter Oberfläche. Vorteilhaft weist das Substrat eine gute Homogenisierung, eine intensive Vermischung von Inhaltsstoffen und eine hohe Stickstoffverfügbarkeit auf.
  • Vorteilhaft weist das Substrat eine hohe Wasserspeicher- und Austauschkapazität, wodurch die Durchlüftung von landwirtschaftlichen, insbesondere ackerbaulich, forstwirtschaftlichen und gartenbaulich, nutzbaren Flächen verbessert wird. Ebenfalls weist das Substrat durch eine große Oberfläche eine hohe Kationenaustauschkapazität auf.
  • Das Substrat ist es eine Lebensgrundlage für Mikroorganismen und verbessert den Zuwachs an Bodenbakterien und Bodenlebewesen.
  • Durch das Substrat werden höhere Feuchtigkeitsgehalte ausgeglichen und beherrschbar. Die Nährstoffauswaschung wird vermindert. Dadurch resultiert ein erhöhtes besseres Pflanzenwachstum.
  • Biokohle wird durch pyrolytische Verkohlung biogener Ausgangsstoffe hergestellt. Die biogenen Ausgangstoffe sind pflanzlicher und/oder tierischen Ursprungs. Da der Hauptausgangstoff zur Herstellung von Biokohle Holz ist, wird diese häufig auch Holzkohle genannt. Die Biokohle ist herstellbar über verschiedene biogene Ausgangsstoffe wie Holz, Nussschalen, Durchforstungsholz, Stroh oder strohähnliche Stoffe, Gräser, Mehrjahrespflanzen wie Miscanthus, Bambus, Gärreste aus Biogasanlagen, tierische Exkremente u.a. nach bekannten Verfahren.
  • Die Biokohle ist ein Düngemittelträger und dient der Nährstofffixierung über längere Zeit und begünstigt das Verhalten im Substrat.
  • Die Biokohle kompensiert Kohlendioxid-Emissionen. Weiter vorteilhaft werden Mineralstoffe in Poren und an der Oberfläche der Biokohle gebunden. Das Besondere der Biokohlebeimischung ist eine zusätzliche Hohlraumbildung. Daraus resultiert eine hohe Wasseraufnahmekapazität, ein hohes Luftporenvolumen, eine hohe Wasserspeicher- und Kationenaustauschkapazität. Darüber hinaus verbessert die Biokohle den Aufschluss bis ins Zellgefüge bei der Herstellung des Substrats, insbesondere durch Bioextrusion.
  • Je nach Qualität der Biokohle (Herstellungsverfahren, Art der Ausgangsstoffe) ist der Porenanteil und die damit zu erzielende Oberfläche unterschiedlich groß und beeinflusst damit die positiven Eigenschaften.
  • Der Anteil an Biokohle verbessert die Pflanzengesundheit und bremst den Klimawandel.
  • Erfindungsgemäß wird unter „Fasern enthaltender tierischer Reststoff“ ein Neben- oder Kuppelprodukt der Pflege und Verarbeitung von Tieren verstanden. In einer Ausführungsform ist der mindestens eine tierische Reststoff aus Stallanlagen. Bevorzugt ist der mindestens eine Fasern enthaltende tierische Reststoff ausgewählt aus Federn, Knochen, Hornsubstanz oder Wolle, insbesondere Schafwolle, Schweineborsten, Mist aus Tierhaltung, Blutmehl und Häuten.
  • Optional enthält das erfindungsgemäße Substrat einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil. Vorteilhaft wirken Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Substrate in der Erfindung als Strukturmaterial. Bevorzugt ist der mindestens ehe Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil ausgewählt aus Holz, bevorzugt Hack- und Holzfasern; Stroh, Gras, Grünabfall, und/oder pflanzlichen Verarbeitungsrückständen. Unter „Grünabfall“ werden organische Abfälle aus Gärten und Haushalten verstanden. Zweckmäßig sind faserhaltige Grünabfälle ausgewählt aus Laub, Blumen, Unkraut, Baum-, Hecken- und/oder Rasenschnitt. Unter „pflanzlichen Verarbeitungsrückständen“ werden Rückstände aus der Aufbereitung und Produktion von Lebensmitteln verstanden. Zweckmäßig sind pflanzliche Verarbeitungsrückstände ausgewählt aus Verarbeitungsrückständen aus Nutzpflanzen, bevorzugt Rapsstroh, Tomatenstengel, Kokosfasern, Bagasse oder Schäben. Unter Schäben werden gebrochene, holzähnliche Nebenprodukte der Erzeugung von Bastfasern, vor allem von Flachs- oder Hanffasern, verstanden.
  • Der Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil als Aufschlussmittel führt mit dem Fasern enthaltenden tierischen Reststoff im Bioextruder dazu, dass man einen torfähnlichen Charakter der Stoffverbindungen und ein gutes Aufschlussverhalten erreicht.
  • Je nach Anteil der Biokohle sowie ggf. des Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils kann das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis eingestellt werden. Damit lassen sich entsprechend des Bedarfes der Pflanze unterschiedliche Substrate herstellen. Der Zersetzungsgrad des Substrates wird verringert und eine höhere Langzeitstabilität des Fasergemisches erreicht.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich insbesondere als Langzeitdünger. Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Substrat einen hohen Nährstoffgehalt bzw. einen für den Bedarf zahlreicher Feldfrüchte passenden Nährstoffgehalt auf. Die beladenen Biokohlepartikel vermindern den Zersetzungsgrad gegenüber anderen organischen Düngern und sind damit eine Langzeitnährstoffquelle mit den eingelagerten inertisierten Nährstoffen aus dem mindestens einen tierischen Reststoff, insbesondere Schafswolle. Somitverbessern sie über viele Monate mit dem Fasern enthaltenden tierischen Reststoff die Langzeitdüngewirkung (zumindest über die Vegetationsperiode). Auf ein Nachdüngen kann verzichtet werden.
  • Das erfindungsgemäße Substrat kann in einer Ausführungsform mit einem Startdünger, z. B. bei der Pflanzenanzucht kombiniert werden, um insbesondere die beobachtete Nährstoffbindung in den ca. ersten 14 Tagen bis zur Freisetzung der Nährstoffe durch sich herausbildende Bakterien und Mykorrhizen auszugleichen.
  • Ideal ist dagegen der Nährstofffreisetzungsprozess des Substrats in Substraten für die Anzucht von Samen. Die Nährstofffreisetzung deckt sich mit dem Pflanzenbildungsprozess und der Herausbildung der Grünmasse. Diese ist zielgerichtet erzeugbar (nach Bedarf der Pflanze).
  • Weiterhin vorteilhaft ist mit dem erfindungsgemäßen Langzeitdüngemittel eine Langzeit-Nährstoffversorgung von Kulturpflanzen bei verringerter Nährstoffauswaschung möglich (Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition (CULTAN)-Effekt, kontrollierte Langzeitammoniumernährung). Das Wurzelgeflecht der Kulturpflanzen kann das Langzeitdüngemittel gut durchdringen. Durch die Adsorption und Absorption der Nährstoffe an der Biokohle, ggf. in die Fasern des mindestens einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils oder auch im tierischen Reststoff enthaltene Fasern wird eine erhöhte Stabilität gegenüber einer Auswaschung in Oberflächen- und Grundwasser, insbesondere durch Regenwasser, erhalten.
  • Weiterhin vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Langzeitdüngemittel geringe Ansprüche an die Lagerung bzw. die Lagerbedingungen auf.
  • Weiter vorteilhaft werden Emissionen, insbesondere Ammoniak (Nhb)- und Lachgas (N2O)-Emissionen, sowohl beim Transport als auch bei der Lagerung und Ausbringung des Langzeitdüngemittels, deutlich reduziert, da Stickstoff gebunden ist.
  • Erfindungsgemäß wird unter „aufgeschlossen“ der Zustand nach einem thermomechanischen und/oder hydrothermalen Aufschluss längs der Faserstruktur der Pflanzeund damit Freisetzung von Bestandteilen, insbesondere Nährstoffen, verstanden. Bevorzugt erfolgt der Aufschluss durch Co-Extrusion des tierischen Reststoffs und des als Strukturmaterial wirkenden Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils. Dabei wird ein Aufschluss bis ins Zellgefüge und eine sehr gute Faserqualität bei hohem technologischem Durchsatz erreicht. Ein vorhergehender thermischer Aufschluss oder eine Pelletierung der Komponenten ist nicht notwendig. Gegebenenfalls erfolgt nur eine Vorzerkleinerung größerer Bestandteile (wie z. B. Holz).
  • Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Langzeitdüngemittel schwer entmischbar und weist aufgrund der aufgeschlossenen Komponenten keine geschlossenen, durchgängigen Fettschichten und Keratinschichten auf oder zumindest (gegenüber den Ausgangskomponenten) wesentlich verminderten Anteil an Fettschichten und Keratinschichten mit Barrierewirkung auf, wodurch eine erhöhte Nährstoffverfügbarkeit und ein hoher Porenanteil für Kulturpflanzen und tierische Rohstoffe erreicht wird. Das gegebenenfalls im Langzeitdüngemittel enthaltene Fett oder Keratin (z. B. aus der Schafwolle) ist vielmehr mit dem als Strukturmaterial wirkenden Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil vermischt, wodurch die Durchlässigkeit für Wasser, die Wasseradsorption und damit die Nährstoffverfügbarkeit erhöht wird. Durch den Aufschluss wird auch die Oberfläche der organischen, nativen Komponenten vergrößert.
  • Erfindungsgemäß werden unter „nativen Komponenten“ Komponenten verstanden, webhe natürlich vorkommen und keine chemischen Zusätze aufweisen.
  • Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Substrat aufgrund des Aufschlusses und der homogenen Mischung keine störenden Bestandteile, insbesondere Knochensplitter, Hautpartikel, Federkiele, Schafwollnester, Strohanteile und/oder Holzsplitter auf und ist gut streufähig und in Pflanzenerde einmischbar. Vorteilhaft ist dazu keine Pelletierung, Trocknung oder Konditionierung notwendig.
  • In Ausführungsformen weist das erfindungsgemäße Substrat mindestens einen Faserhaltigen tierischen Reststoff mit einem Anteil von 50 % bis 95 % (m/m), bevorzugt 70 % bis 95 % (m/m), besonders bevorzugt 90 % (m/m), und Biokohle mit einem Anteil von 5 % bis 50 % (m/m), bevorzugt 5% bis 30 % (m/m), besonders bevorzugt 10 %, auf.
  • Der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil ist in Ausführungsformen mit einem Anteil von 10 % bis 70 % (m/m), bevorzugt 10 % bis 30 % (m/m), besonders bevorzugt 20 % bis 30 % (m/m), enthalten, je nach Substrateinsatz und Ziel.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Substrat - gegebenenfalls nach Trocknung - einen Trockensubstanzanteil in einem Bereich über 80 %, bevorzugt von 80 % bis 90 % (m/m), auf. Folglich weist das Langzeitdüngemittel einen Wasseranteil von bevorzugt 10 % bis 20 % (m/m) auf.
  • In einer Ausführungsform weist das Substrat einen Porenanteil von 70 bis 97 % (v/v) auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Substrat zudem eine Wasseraufnahmekapazität von 54 bis 84 % (m/m) auf. Die Wasseraufnahmekapazität entspricht dabei der Masse an flüssigem Wasser, welches das Langzeitdüngemittel bei Atmosphärendruck aufnehmen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Substrat zudem eine Luftkapazität von 45 bis 85 % (v/v), besonders bevorzugt 45 bis 65 % (v/v), auf. Die Luftkapazität entspricht dabei dem Volumen des Substrats, das mit Luft gefüllt ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der mindestens eine tierische Reststoff und/oder die Biokohle und/oder ggf. der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil zerkleinert vor.
  • Bevorzugt weist der mindestens eine tierische Reststoff und/oder die Biokohle und/oder ggf. der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil im Langzeitdüngemittel (d. h. nach Aufschluss) eine Faserlänge von maximal 15 mm auf.
  • Zweckmäßigerweise weist das erfindungsgemäße Substrat einen für viele Pflanzen günstigen pH-Wert im Bereich von pH 5 bis pH 9 auf.
  • In weiteren Ausführungsformen umfasst das Substrat mindestens einen weiteren nativen Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Erden, Kompost unterschiedlichen Reifegrades, Tone, Xylit, Schwarzerde, Tonmineralen, Vulkangestein-Sand, Braunkohle mit hohem Huminsäureanteil, Grünsteinmehl, Gärresten aus Biogasanlagen, Resten aus der Gülleaufbereitung. Unter dem Begriff „Xylit“ wird eine Braunkohle mit geringem Inkohlungsgrad verstanden. Vorteilhaft bewirkt der mindestens eine weitere native Bestandteil eine Erhöhung des Nährstoffgehalts, eine erhöhte Langzeit-Nährstoffversorgung von Kulturpflanzen bei verringerter Nährstoffauswaschung eine Erhöhung der Wasserspeicherkapazität und/oder eine Verbesserung der Kationenaustauschkapazität.
  • In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Substrat mindestens den weiteren nativen Bestandteil, bevorzugt mit einem Anteil von 5 % bis 20 % (m/m), besonders bevorzugt mit einem Anteil von 10 % (m/m).
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Substrat zusätzlich Nährstoffe und/oder Spurenelemente.
  • Vorteilhaft wird durch zusätzliche Nährstoffe und/oder Spurenelemente der Nährstoffgehalt erhöht und individuell an die Kulturpflanzen angepasst.
  • Bevorzugt sind Nährstoffe und Spurenelemente aus Manganverbindungen, Eisenverbindungen und Schwefelverbindungen ausgewählt. Vorteilhaft wird durch Nährstoffe und/oder Spurenelemente in dem erfindungsgemäßen Substrat das Wachstum sowie die Chlorophyllbildung der Kulturpflanzen, insbesondere von Erdbeer-, Brombeer-, Himbeerpflanzen, Rosen, Hortensien, Magnolien, Rhododendren, Azaleen, Apfelbäumen, Tomaten oder Paprika; erhöht. Vorteilhaft wird durch die große Oberfläche des erfindungsgemäßen Substrats eine ausgeglichene Aufnahme der Nährstoffe gewährleistet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Substrat mindestens eine Eisenverbindung, wobei die Eisenverbindung aus Eisen (III)-oxid, Eisen (III)-oxidhydrat, Eisen (II)-sulfat, Eisen (III)-Phosphat und Eisenchelaten (Ethylendiamintetraessigsäure, EDTA) ausgewählt ist.
  • In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Substrat Nährstoffe und/oder Spurenelemente mit einem Anteil von 1 % bis 5 % (m/m), besonders bevorzugt mit einem Anteil von 2 % (m/m).
  • Das Mischungsverhältnis und die Zumischung bestimmt darüber, ob das Substrat in die Düngeverordnung oder als Erdsubstrat insbesondere nach dem
    • N Stickstoff-
    • P Phosphor-
    • K Kaliumgehalt
    einzuordnen ist.
  • Das erfindungsgemäße Substrat wird bevorzugt als Düngemittel, insbesondere zur Düngung im Gartenbau, aber auch in der Landwirtschaft und Forstwirtschaft verwendet.
  • Vorteilhaft weist das Substrat eine Langzeitdüngewirkung auf, bevorzugt eine Düngewirkung über mindestens 5 Monate, besonders bevorzugt über 8 bis 10 Monate. Unter „Düngewirkung“ wird die Abgabe von Nährstoffen durch das Düngemittel verstanden. Vorteilhaft weist das Langzeitdüngemittel eine Düngewirkung über mindestens eine Vegetationsperiode auf.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich auch zur Grasdüngung und Baumdüngung, z. B. als Kutan-Düngung (in Nester) im Umfang der Baumkrone.
  • Das Substrat kann weiter als Mulch- oder Düngeschicht (z. B. gestreut oder mit Rechen ausgebracht), insbesondere für Beete, Wege, Baumscheiben u.a. eingesetzt werden.
  • Die Benetzung dieser Schicht mit Wasser erfolgt bevorzugt mit oder nach der Ausbringung. Die Vliesbindung erfolgt über Wasseranteil auf Grund des hohen Aufschlussgrades und z.T. über die Wasserstoffbindebrücken und Bindung aus bei der Bioextrusion frei gesetzten Ligninen aus lignozellulosehaltigen Substraten.
  • Ziel einer Mulchschicht von bevorzugt 1,5-2,5 cm Dicke, ist es
    • o Unkrautwuchs stark einzuschränken
    • o Wasserverdunstung zu minimieren
    • o Wasserzuführung zu ermöglichen
    • o Fäulnis zu verhindern durch oberflächliche trockene Faserstruktur (z.B. für Erdbeeren)
    • o Düngewirkung für jeweilige Nutzpflanzen zu sichern und wird der Pflanze bei Bewässerung zugeführt
    • o Schneckenbefall einzuschränken (da Schnecken zu viel Schleim an die Fasern verlieren)
    • o Vielfalt von Bodenlebewesen zu verbessern.
  • Nach der Vegetationsperiode dient die Mulchschicht der Humusversorgung des Bodens. Das erfindungsgemäße Substrat kann auch als Düngesystem für Rasen, Bäume, Sträucher oberflächlich oder nestförmig in den Boden eingebracht werden. Eine dosierte oberflächliche Ausbringung verbessert die Humusversorgung, bringt eine naturnahe Düngewirkung nach Bedarf der Pflanzen und wirkt positiv auf die Pflanzenentwicklung und den Wasserhaushalt. Damit verbessert sich auch die Chlorophyll- und Mikroklimaentwicklung einschließlich der damit verbundenen Staubbindung. Die dosierte Einbringung in Nestform bringt Cultan-Effekte und stärkt das Pflanzenwachstum.
  • In Ausführungsformen liegt das Substrat in Form von streufähigem, feinfasrigem Material in Kurzfaserform, Flocken, Vlies oder in Form einer Matte oder eines Kissens vor.
  • Vorteilhaft weist das Substrat eine Wasserspeicherkapazität des 5- bis 6-fachen des Eigengewichts auf.
  • Aufgrund der hohen Wasserspeicherkapazität eignet sich das Substrat auch als Wasserspeichermatte und ist ein idealer Feuchtigkeitsspeicher für die Pflanzenzucht und verbessert die Wachstumsbedingungen. Zudem wirkt das Substrat der Auswaschung des Bodens entgegen.
  • Das Substrat, insbesondere als Vlies oder Matte, platziert im unteren Bereich oder unter Pflanzgefäßen (z. B. innenliegend in einer Auffangschale oder eingelegt in Pflanzbehälter, in Vertikalgärten oder Balkonkästen) dient vorteilhaft sowohl der Bewässerung durch die Vliesmatte als auch der Nährstoffspeicherung für die Pflanze(n).
  • Eine weitere Anwendung des Substrates ist als Bewässerungssystem oder Wasser-Plus-System. Dazu wird das Substrat (z. B. über ein Netz / Gitter) mit in die Wasserschicht hängenden Dochten durch die Kapillarwirkung mit Feuchtigkeit versorgt. Im, auf oder über dem Pflanzsubstrat wachsende Pflanzen nehmen notwendiges Wasser durch ihr Wurzelsystem auf.
  • Weiter vorteilhaft ist das Substrat eine natürliche Barriere für Schnecken und andere Schädlinge.
  • Vorteilhaft weist das Substrat in Form von streufähigem, feinfasrigen Material oder Flocken eine einfache und exakte Dosierbarkeit auf. Zur Ausbringung des Substrats können konventionelle Methoden der Landwirtschaft und des Gartenbaus verwendet werden.
  • Weiter eignet sich das erfindungsgemäße Substrat als Aufwuchsträger, insbesondere zur Wurzelstabilisierung z.B. für Tomaten- oder Gurkenpflanzen. Das Gemisch bildet dabei ein Vlies nachdem es leicht verdichtet wurde. Es kann so Matten ersetzen, sowohl mit mineralischem als auch mit organisch nativem Ursprung. Das erfindungsgemäße Substrat dient auch der Nährstoffversorgung der Pflanze. Nach der Vegetationsperiode kann sowohl die Pflanze als auch das nicht verbrauchte erfindungsgemäße Substrat kompostiert werden, im Gegensatz zu mineralischen Aufwuchsträgern, die Sondermüll sind.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich auch zur Herstellung einer pflanzfertigen Bodenmischung mit höherem Anteil an Holzfasern und /oder Biokohlepartikeln, bereits voreingestellt auf den Nährstoffbedarf der Pflanze und kann anwendungsfertig in Säcken oder Behältnissen verpackt, gelagert und transportiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Substrat lässt sich auch mit Begrünungs- oder anderen Samen ausstatten. Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich damit insbesondere zur Begrünung.
    Durch den feinen Aufschluss der Biokohle, ggf. der Lignozellulose- Fasern (z. B. Holzfasern) und dem Fasern enthaltenden tierischen Reststoff (bevorzugt Schafwolle) ist eine aerodynamische oder eine wässrige Ausbringung mittels Sider-Verfahren des Substrats möglich. Brückenbildung und Verstopfungen nach Einmischung in die Flüssigkeit oder beim Austragen über Luftsysteme oder Wasserpumpensysteme sind ausschließbar. Damit ist das Verfahren auf organisch-nativer Basis bei großer Leistung auch für Blumensamenmischungen und Feldsamen großflächig einsetzbar.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich auch zur Anspritzbegrünung, insbesondere im Nassspritzverfahren oder Blasverfahren (trocken). Bei diesen Verfahren erfolgt in der Regel eine Benetzung des auszublasenden Substrats an der Düse.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich zur Herstellung von Kissen (Pad) über einen einfachen Nassprozess in verschiedenen Stärken. Es stellt eine kostengünstige technologische Möglichkeit dar. Das Bindeverhalten des Schaftwoll-Fasergemisches ist über die große Oberfläche nach An- und Auflösung der trennenden Keratinschicht über Wasserstoffbrücken aus einem Nassprozess oder einem Dampfprozess technologisch überschaubar zu realisieren. Nach Trocknung sind die Kissen fest und lassen sich günstig unter der Erdschicht in Behältnissen einlegen.
  • Das erfindungsgemäße Substrat mit Biokohle und ggf. geringen Mengen an Ligno-Zellulosefasern ist auch in Gießwasser einmischbar, schwimmt nicht auf, lässt sich gut unterrühren bei hoher Mischgüte und ist damit flüssig ausbringbar.
  • Das erfindungsgemäße Substrat eignet sich durch seine hohe Feuchtigkeitsbindung (Saugvermögen) und Geruchsbindung auch als Tierstreu.
  • Bevorzugt erfolgt die Herstellung des Substrats durch ein Verfahren umfassend die Schritte
    • • Bereitstellen mindestens eines Faser-haltigen tierischen Reststoffes,
    • • Bereitstellen von Biokohle,
    • • ggf. Bereitstellen mindestens eines Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils,
    • • Aufschluss und Mischen des mindestens einen tierischen Reststoffes, der Biokohle und des mindestens einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils bei einer Temperatur unter 57 °C,
    • • Optionale Lagerung des so erhaltenen Substrats, ggf. nach Trocknung und/oder Konditionierung (Stabilisierung).
  • Vorteilhaft werden tierische Reststoffe, insbesondere aus Tieranlagen, verwertet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Aufschluss und das Mischen des mindestens einen tierischen Reststoffes, der Biokohle und ggf. des mindestens einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils bei einer Temperatur von 0 °C bis 55 °C, besonders bevorzugt 10 °C bis 40 °C.
  • Bevorzugt erfolgt der Aufschluss und das Mischen des mindestens einen tierischen Reststoffes, der Biokohle und ggf. des mindestens einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils in mindestens einem Intensivmischer, bevorzugt einem Doppelschneckenextruder, insbesondere ein Doppelschneckenextruder wie in DE 10 2012 200 167 B4 offenbart. Vorteilhaft ermöglicht der Intensivmischer einen Wechsel zwischen Druck und Entspannung, wodurch eine intensive Vermischung der Fasern des Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils mit dem tierischen Reststoff durch Aufschluss erfolgt.
  • Diese schonende, nicht stickstoffentfrachtende Verarbeitung macht tierische Rohstoffe, Biokohle und Reststoffe als Dünger einmischbar und verarbeitbar. Vorteilhaft ist die Einmischbarkeit des Substrats auch in loser Form (d. h. ohne Pelletierung) gegeben.
  • Eine Trocknung, Konditionierung oder Pelletierung ist bei der Herstellung des Substrats nicht notwendig.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Substrats umfassend
    1. i. eine Aufschlusseinheit mit integrierter Mischeinheit.
  • Vorteilhaft ermöglicht die Vorrichtung, die Verarbeitung der organischen, nativen Komponenten des erfindungsgemäßen Substrats, insbesondere eine Zerkleinerung bzw. einen Aufschluss und eine Mischung, wobei niedrige Verarbeitungstemperaturen, bevorzugt eine Temperatur von maximal 57 °C, gewährleistet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlusseinheit ein Bioextruder ist. Unter einem „Bioextruder“ wird ein Intensivmischer für biologisches Material verstanden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit ein Intensivmischer ist, besonders bevorzugt ein Doppelschneckenextruder, insbesondere ein Doppelschneckenextruder wie in DE 10 2012 200 167 B4 offenbart.
  • Bevorzugt ist die Aufschlusseinheit und die Mischeinheit ein Bioextruder oder modifizierter Bioextruder.
  • Der Doppelschneckenextruder ist bevorzugt ein Bioextruder. Mittels Bioextrusion - insbesondere unter Einbeziehung von Strukturmaterial und/oder Biokohle - werden die zu mengenden Einsatzstoffe durch die Desintegration quasi unlösbar verbunden und sind nicht oder nur sehr schwierig entmischbar, weder bei Transport noch bei weiterer Verarbeitung. In der Intensivmischung stellt es eine neue Qualität auch für die Pflanzenverfügbarkeit dar.
  • Dies unterscheidet wesentlich von mechanisch zugemischten und gemengten Einsatzstoffen.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine weitere Einheit, wobei die mindestens eine weitere Einheit ausgewählt ist aus einer Dosiereinheit, bevorzugt für feste biogene Stoffe; einer Dosierschnecke, einem Rohr, einem Ventil, einem Fördersystem, einer Agglomerationsvorrichtung und/oder einer Verpackungseinrichtung. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung mindestens eine Dosiereinheit für feste biogene Stoffe.
  • In einer Ausführungsform ist die Agglomerationsvorrichtung ausgewählt aus einer Außenwandagglomeration mittels Kompaktierextruder oder einer Pelletpresse.
  • Die Vorrichtung wird bevorzugt zur Herstellung eines Substrats, bevorzugt des erfindungsgemäßen Substrats, verwendet.
  • Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren.
  • Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.
    • 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Substrats. Die Vorrichtung umfasst eine Dosiereinheit für einen tierischen Reststoff 4, eine Dosiereinheit für einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil 5, eine Aufschlusseinheit 1 zum Aufschluss des tierischen Reststoffes und des Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteils, eine Mischeinheit 2 zum intensiven Mischen, eine Agglomerationsvorrichtung 6, eine Trocknungseinheit 3 zur Lagerung, wobei eine Trocknung erfolgt, sowie Fördersysteme 7 zum Transport der Komponenten und der Mischungen.
    • 2 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats im Gartenbau durch Einsträuen.
    • 3 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats in der Grasdüngung bzw. Baumdüngung mit Kultantaschen.
    • 4 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats als Nährstoffflies ohne Wassertasche (4A) und mit Wassertasche (4B).
    • 5 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats als Pad/Kissen zum Einlegen in Blumenkästen oder Vertikalgärten.
    • 6 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats für Großsysteme mit Nährlösung.
    • 7 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats als Mulch, z. B. für Erdbeerbeete.
    • 8 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats zur Flüssigausbringung, z. B. durch Einstreuen ins Gießwasser.
    • 9 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Substrats für Rollrasen.
  • Herstellung eines Substrats
  • 20 % (m/m) vorzerkleinerte Holzkohle werden mittels eines Dosierers mit 80 % (m/m) Schafwolle über Fördersysteme einem Bioextruder B60 der Firma Lehmann-UMT GmbH zugeführt. In dem Bioextruder erfolgen das Intensivmischen, die Zerkleinerung und der Aufschluss.
  • Eine Trocknung des Gemisches ist nicht notwendig.
  • Der pH-Wert des erhaltenen Substrats beträgt 6-8.
  • Der Trockensubstanzanteil des erhaltenen Substrats beträgt 60 bis 90% (m/m).
  • Aussehen: lockere Flocken.
  • In einer alternativen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels erfolgt eine Zugabe von 20 % (m/m) Holzhackschnitzel zu 10 % (m/m) vorzerkleinerte Holzkohle und 70 % (m/m) Schafwolle.
  • In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels erfolgt eine Zugabe von 2 % (m/m) Eisen (III)oxidhydrat zu 10 % (m/m) Biokohle und 88 % (m/m) Schafwolle.
  • Herstellung eines Handgelegten Vlies
  • In Kästen/Gefäßen aber unter den Pflanzen wird ein Vlies ca. 1-2 cm stark aus den in Beispiel 1 erhaltenen lockeren Flocken gelegt (gestreut), leicht verfestigt und verdichtet, ggf. mit Wasser benetzt - bevor die Pflanzerde eingebracht wird.
  • Eine weitere Möglichkeit ist es, das Vlies unter Töpfen mit Pflanzen in einer Höhe bis zu 2 cm auszubringen. Es dient der Wasserhaushaltung, über die Löcher des Gefäßes wird über Kapillarwirkung die Erde des Gefäßes mit Wasser versorgt.
  • Herstellung einer festen Matte (PAP)
  • Die in Beispiel 1 erhaltenen Flocken werden gewässert, leicht gewalkt und aus der wässrigen Lösung in einen Presskasten mit Abflussmöglichkeit gleichmäßig eingestreut.
  • Mittels Pressdruck wird Wasser ausgepresst und anschließend das PAD entnommen und getrocknet.
  • Maße werden nach Gefäßgröße ausgelegt.
  • Anwendungsbeispiele:
    • 1. Verwendung als Dünger
      • ▪ streufähig einmischen nach Bedarf der Pflanzen
    • 1.1. Gartenbau (s. 2)
      • - lockern und streuen
      • - einarbeiten
      • - pflanzen / säen
    • 1.2. Bodenmischung
      • - abgelagerte Komposterde
      • - erfindungsgemäßes Substrat
      • - Holzfaser
      Für
      • - Vertikalgärten
      • - Blumenkästen
      • - Zimmerpflanzen
    • 1.3. Zur Grasdüngung / Baumdüngung (s. 3)
      • - dünn streuen [300 ml/m2]
      • - als Kutan-Düngung (in Nester) im Umfang der Baumkrone, da sind die Nährstoffnehmenden jungen Wurzeln (je Loch 300 ml)
    • 2. als Wasserbinder / Nährstoffvlies
      • ▪ nimmt das 5,8-fache des Gewichtes an Wasser auf
    • 2.1. ohne Wassertasche (s. 4A)
      • - sorgt für Wasserversorgung über mehrere Tage
      • - Pflanzenwurzeln in Schafwollflocken und nutzen die Nährstoffe nach Bedarf
      • - günstig für Saataufzucht
    • 2.2. mit Wassertasche (s. 4B)
      • - Wasser-Plus-System
      • - für Kübel und Kästen
    • 2.3. Pad (Kissen) (s. 5)
      • - zum Einlegen in Blumenkasten, Vertikalgarten
      • - hergestellt im Nassverfahren aus Schafwoll-Holz(kohle)-Faser
    • 2.4. Für Großsysteme mit Nährlösung (s. 6)
      • - geeignet für Gewächshaus
      • - Schafwollvlies als Ersatz für mineralische Vliese (Steinwolle) und Matten aufgetragen über Netze und Siebböden
      • - Vorteil: keine Entsorgungsprobleme
    • 3. Mulchsystem
      • ▪ 1,5-2,5 cm stark aufgetragen
      • ▪ Bringt wichtige Vorteile:
        • o vermindert Unkrautwuchs
          • - regt die Bodenaktivität an
          • - verbessert Wasserhaushalt durch Verdunstungseinschränkung und Wasserbindung
          • - verringert Fäulnisbefall der Früchte, da sie nicht auf der Erde liegen
          • - düngt die Pflanzen
          • - ist Schwarz - verbessert Wirkung der Sonnenstrahlung (hält warm)
      • ▪ Wird mittels Rechen, AiR-System oder im Nassverfahren ausgebracht.
    • 3.1. Erdbeermulch (s. 7)
      • - Holzfaser, Holzkohle, Schafwolle, Flocken
    • 3.2. Für Beete
      • - Schneckenfeind (Barriere für Schleimer)
    • 3.3. Für Wege
      • - Verhindert Auswaschung des Bodens; macht Wege begehbar; ist Humus
    • 3.4. Für Baumscheiben
    → Mulchsystem - idealer Humusgeber ←
    • 4. Substrat
      • ▪ Basis für neue Floraansaat
    • 4.1. Ausspritzbegrünung
      • - Ideales Gemisch Grassamen - Biokohle - Holzfaser - Schafwollflocken Ausgebracht im Nassspritzverfahren oder Blasverfahren (trocken) Für
        • o Dachbegrünung
        • o Bankettbegrünung
        • o Erosionsschutzmatten
        (Datenblatt 036 und 036.1)
    • 4.2. Blumensamen-Substrat
    • 4.2.1. als Gemisch für
      • o Blühstreifen
      • o Neubelebung von Wiesen
    • 4.2.2. Als Pad (Kissen) mit eingebauten
      • o Blumensamen
      • o Nutzpflanzensamen
    • 4.3. Einbaufertiges Pflanzensubstrat Für verschiedene Anwendungen und verschiedenen Mischungsverhältnissen
      • - Blumenkasten-Substrat
      • - Friedhofs-Substrat (Moorpflanzen; abgesenkter PH-Wert)
      • - Beetpflanzen-Substrat
    • 4.4. Ausstreusubstrate nach Maß
      • - Schneckenfeind (Schleimer mögen Fasern nicht)
      • - Brennnesseltod (legt Nährstoffdepot an; entzieht den Pflanzen den Stickstoff)
      • - Antimoosmittel (mit Eisenpulver)
      Fasersubstrat eingestellt mit unterschiedlicher Zusammensetzung je nach Zielsetzung.
    • 5. Flüssigausbringung (s. 8)
      • ▪ Einstreubar ins Gießwasser
      • ▪ Nach Rühren aussprühbar
    • 6. Rollrasen (s. 9)
      • ▪ Basis Substrat
    • 7. Fußballplatzsubstrat
      • ▪ 2 bis 5 % erfindungsgemäßes Substrat und 95 bis 98 % sandige Erde
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Misch/Aufschlusseinheit
    2
    Trocknungseinheit
    3
    Dosiereinheit für tierischen Reststoff
    4
    Dosiereinheit für Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulosehaltigen Bestandteil
    5
    Agglomerationsvorrichtung
    6
    Fördersystem
    7
    Kultantaschen
    8
    Erde
    9
    Schnitt
    10
    Flockengemisch
    11
    Netz-/Siebeinlage
    12
    Flüssigkeit
    13
    Substrat
    14
    PAD
    15
    Schafwollmatte aus Fasern
    16
    Nährlösung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2523628 A1 [0006]
    • DE 3317241 C2 [0006]
    • DE 3518905 A1 [0006]
    • DE 4409649 C1 [0006]
    • WO 9606060 A1 [0007]
    • DE 202007002569 U1 [0012]
    • US 4743287 A [0013]
    • DE 202014006943 U1 [0014]
    • DE 102006051010 A1 [0015]
    • EP 2279989 A2 [0016]
    • WO 2005/102965 A1 [0016]
    • DE 102012200167 B4 [0089, 0095]

Claims (16)

  1. Substrat umfassend die organischen, nativen Komponenten (1) mindestens ein Fasern enthaltender tierischer Reststoff und (2) Biokohle, wobei der mindestens eine tierische Reststoff und die Biokohle bevorzugt durch Coextrusion aufgeschlossen und homogen gemischt sind.
  2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Wasseraufnahmekapazität 54 bis 90 % (v/v) beträgt
  3. Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Porenanteil von 70 bis 97% (v/v) aufweist.
  4. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine tierische Reststoff ausgewählt ist aus Federn oder Wolle.
  5. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine tierische Reststoff mit einem Anteil von 70 % bis 95 % (m/m) und die Pflanzenkohle mit einem Anteil von 5 % bis 30 % (m/m) vorliegt.
  6. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat einen Trockensubstanzanteil in einem Bereich von 80 % bis 90 % aufweist.
  7. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich einen Hemizellulose-haltigen oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil aufweist.
  8. Substrat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil ausgewählt ist aus Holz, Stroh, Gras, Grünabfall, und/oder pflanzlichen Verarbeitungsrückständen.
  9. Substrat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil mit einem Anteil von bis zu 30 % (m/m) vorliegt.
  10. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine tierische Reststoff, die Biokohle und/oder der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltigen Bestandteil zerkleinert vorliegen.
  11. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine tierische Reststoff und der mindestens eine Hemizellulose-haltige oder Lignozellulose-haltige Bestandteil eine Faserlänge von maximal 15 mm aufweisen.
  12. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat einen pH-Wert im Bereich von pH 5 bis pH 9 aufweist.
  13. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfassend mindestens einen weiteren nativen Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Tonmineralen, Vulkangestein-Sand oder Grünsteinmehl.
  14. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfassend zusätzlich Nährstoffe und/oder Spurenelemente, bevorzugt ausgewählt aus Manganverbindungen, Eisenverbindungen und Schwefelverbindungen.
  15. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Langzeitdüngewirkung aufweist, bevorzugt eine Düngewirkung über mindestens 5 Monate.
  16. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in Form eines Fasergemisches, einer Matte, von Pellets oder streufähigem, feinkörnigen Material.
DE202019103796.2U 2018-07-13 2019-07-10 Organisch natives Substrat Active DE202019103796U1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202018104045 2018-07-13
DE202018104045.6 2018-07-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202019103796U1 true DE202019103796U1 (de) 2019-07-24

Family

ID=67550761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202019103796.2U Active DE202019103796U1 (de) 2018-07-13 2019-07-10 Organisch natives Substrat

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202019103796U1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115152583A (zh) * 2022-05-27 2022-10-11 上海师范大学 一种玉兰的栽植基质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115152583A (zh) * 2022-05-27 2022-10-11 上海师范大学 一种玉兰的栽植基质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103214315B (zh) 一种含采石场渣土、畜粪、秸秆和木炭粉的绿化基质及其制备方法
DE102011010329A1 (de) Wasser speicherndes und abgebendes organisch basiertes Kompositmaterial sowie dessen Herstellung und Anwendung
DE102009034137A1 (de) Flüssigkeiten speicherndes und expandierbares Kompositmaterial sowie dessen Herstellung und Anwendung
KR101243104B1 (ko) 자연친화적인 식생매트
EP1740517A1 (de) Formkörper zum düngen und verfahren zu seiner herstellung
DE102007031783A1 (de) Kultursubstrat aus organischen, faserigen Material
DE102006038901A1 (de) Biosynthetisches Substrat
EP3247690A2 (de) Bodenhilfsstoffe sowie verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
DE102009035616A1 (de) Langzeitdünger auf Basis von vorwiegend pflanzlichem Material mit Harnstoff
WO2008133488A1 (es) Proceso de composteo semi -estático mejorado para la producción de un sustrato humectante de baja densidad, para su uso en viveros e invernaderos
CN107032838A (zh) 一种城市污泥基营养土及其制作方法
DE202007002569U1 (de) Organisches Düngemittel
EP3630706A1 (de) Dauerhumus-wasserspeicherhybrid
EP1869236B1 (de) Vlies, gewebe, faschine mit bzw. aus braunkohlestämmigen faserstoffen
DE10123903B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsstoffes aus Braunkohlenxylit und seine Verwendung
KR100698388B1 (ko) 돈분을 이용한 퇴비 제조방법 및 그 제조방법에 의해제조된 퇴비
EP3628148B1 (de) Verfahren zur herstellung eines einstreuzusatzes für die tierhaltung, und einstreuzusatz für die tierhaltung
DE3336249C2 (de) Formkörper, bestehend aus zerkleinerter Baumrinde und Düngemittel
DE202019103796U1 (de) Organisch natives Substrat
EP1669336A1 (de) Langzeitdünger/Bodenverbesserer mit wildabweisender Wirkung
JP2003009654A (ja) 植物・動物性廃棄物の培地化処理法とその処理法により製造された培養土とそれを用いた育苗用基盤材と圧縮成形培土と生分解樹脂固形化肥料と緑化袋体。
Caba et al. Improving the composting of waste materials from agricultural farms, a step towards sustainable agriculture
DE202006021265U1 (de) Biosynthetisches Substrat
CN109516886A (zh) 一种海绵城市土壤改良生化透水介质及其制备方法与应用
DE102018121783A1 (de) Herstellungsverfahren für Pflanzerden und Torfersatzstoffe

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years