DE2742606B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Lockerung landwirtschaftlich genutzten Bodens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lockern landwirtschaftlich genutzten Bodens, insbesondere zur Tiefenlockerung verdichteten Bodens, bei dem eine «> Sonde in den Boden eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für die Lockerung landwirtschaftlich genutzten Bodens sind bereits eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden. Ausgehend von den *5 Primitivwerkzeugen, wie Grabstock und Faustkeil bis zum modernen Pflug, zur Fräse oder der Spatenmaschine beruhen sie verfahrensmäßig, soweit sie in der Praxis Bedeutung erlangt haben, auf dem Prinzip, mit Hilfe eines möglichst harten, scharfen und spitzen Werkzeuges den Boden mechanisch aufzureißen, zu lockern, zu rühren oder zu wenden. Stets wird dabei mit Gewalt in den Boden eingegriffen und es wird dieser willkürlich in seiner gewachsenen Struktur zerstört, obwohl zwischenzeitlich eindeutig erkannt ist, daß insbesondere für die unterhalb des eigentlichen Saatbettes liegende Bodenschicht aus biologischen Gründen lediglich eine Lockerung des vorhandenen Gefüges erfolgen sollte. Trotz dieser Erkenntnis hat sich aber an den vorgeschilderten Arbeitsmethoden im Prinzip nichts geändert und es werden diese sowohl zur Tiefenlockerung — hier in Verbindung mit besonders schweren Vorrichtungen — als auch zur Saatbettbereitung eingesetzt.

Die Nachteile, die durch diese Bodenbehandlung erwachsen und die sich aus der dadurch bedingten Zerstörung des Bodens als natürlichem Organismus ergeben, versucht man dadurch auszugleichen, daß man mineralische Düngemittel in immer größeren Mengen einsetzt.

Hier zeigt sich aber zwischenzeitlich, daß das natürliche Bodenleben und die natürliche Bodenstruktur auch durch noch so große Düngemittelgaben auf Dauer nicht ersetzt werden können, die Erträge vielmehr trotz dieses Überangebotes an durchaus geeigneten, mineralischen Düngern zu sinken beginnen. Insbesondere ergibt sich aber auch eine Minderung der Erträge in ihrer biologischen Wertigkeit, wie sich dies nicht zuletzt in sogenannten Musterbetrieben durch Zuchtschwierigkeiten bemerkbar macht.

Zur Lockerung landwirtschaftlich genutzten Bodens ist weiter auch bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt geworden (US-PS 33 03 800), bei dem über die Sonde, die hierzu an das Wasserleitungssystem angeschlossen ist. Wasser in den Boden hineingedruckt wird. Hierdurch ist es aber grundsätzlich ebenfalls nicht möglich, eine Lockerung des Bodens unter Erhalt des vorhandenen Gefüges, also ein Aufbrechen des Bodens entlang seinen vorgebildeten Bruchstellen zu erreichen, da der Boden, soweit er vom Wasser erreicht wird, durch dieses zwar erweicht wird, aber nicht aufbricht, sondern insgesamt vielmehr verschmiert. Durch das Einbringen von Wasser wird also das Luftporenvolumen des Bodens nicht vergrößert, sondern eher verkleinert und es ergibt sich damit im Endeffekt eher eine Bodenverdichtung als eine Bodenlockerung. Hieran ändert sich im Prinzip auch nichts, wenn bei dem bekannten Verfahren über die Sonde dadurch mit Luft angereichertes Wasser in den Boden eingebracht wird, da'J die Sonde einen Anschluß an die Atmosphäre aufweist und als Wasserstrahlpumpe arbeitet. Die insoweit in den Boden eingebrachte Luft kann nämlich innerhalb des durch die WasserzufShrung geschaffenen Bodenbreies allenfalls die Bildung von Luftblasen zur Folge haben, nicht aber ein Aufbrechen des Bodens. Dementsprechend muß der Hauptzweck: des bekannten Verfahrens darin gesehen werden, eine Bewässerung von unten zu ermöglichen, wobei gegebenenfalls mit dem Wasser Nähr- und Düngestoffe eingegeben werden können, deren Zumischung zum Wasser durch Anschluß der als Strahlpumpe arbeitenden Sonde an entsprechende Vorratsbehälter erfolgen kann.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Lockern landwirtschaftlich genutzten Bodens aufzuzeigen, das nicht nur

gesunde Böden in ihrer natürlichen Struktur erhält sondern — langfristig gesehen — auch mittlerweile zerstörten Böden wieder zu ihrer gesunden Struktur verhilft und das insbesondere auch mit den bisherigen Verfahren nicht nur wirtschaftlich vergleichbar ist, sondern diese zumindest hinsichtlich des erforderlichen Energieeinsatzes auch übertrifft

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Sonde in oder unterhalb einer Mindestaufiockerungstiefe eingebracht wird und daß dann Druckluft durch die Sonde hindurch freigegeben wird.

Das Aufbrechen des Bodens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat keinerlei Schädigungen der Bodenstruktur zur Folge, sondern führt lediglich zu einer Lockerung des vorhandenen Gefüges. Der Boden wird hier nämlich nicht wie beim Arbeiten mit den üblichen Werkzeugen in seiner Struktur willkürlich zerschnitten und zerstört sondern durch die Druckkräfte, die durch die in ihn eingebrachte Druckluft aufgebaut werden, lediglich aufgebrochen. Das Aufbrechen erfolgt dabei entlang der vorgebildeten Bruchstellen des Bodens — z. B. den Nahtstellen der Bodenkrümel. Es bleibt also das Bodengefüge praktisch erhalten und es wird dementsprechend das Bodenleben auch nicht beeinträchtigt wie bei den mechanischen Bearbeitungsverfahren, bei denen der aufgebrochene Boden der plötzlich einstrahlenden Sonne oder ätzenden Düngerlösungen unmittelbar ausgesetzt wird. Abgesehen davon, daß nicht mit Gewalt zerkleinert und verändert wird, sondern daß lediglich an den organisch vorgegebenen Bruchlinien aufgebrochen, aufgerissen und durchlässig gemacht wird, erfährt der Boden durch das Einblasen von Luft durchgreifend und tief eine starke Belüftung sowie eine hohe Sauerstoffgabe.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zu weitflächigem, gröberem als auch zu engmaschigem, feinerem Aufbrechen des Bodens eingesetzt werden, und es ist insbesondere auch geeignet, tiefliegende Verdichtungszonen aufzubrechen. Dies gilt für verdichtete Böden aller Art und bewirkt bei feuchten Böden gleichzeitig eine hervorragende Drainage.

Soll weitflächig aufgebrochen werden, so wird die in den Boden eingeführte Druckluft erst nach Erreichen der vorgesehenen Endauflockerungstiefe freigegeben, und zwar insbesondere bei vollem Luftdruck möglichst schlagartig. Durch diese Freigabe über möglichst große Querschnitte wird ein eruptionsartiges, weitflächiges Aufbrechen erreicht. Je nach Bodenart und Zustand können sich dabei bis zu mehreren Quadratmetern Bodenfläche leicht anheben und unter Bildung von Rissen aufbrechen. Die Wirkung ist dabei um so stärker, je dichter der Boden lagert. Da relativ weitflächig aufgebrochen wird, können die Abstände, in denen die Druckluft in den Boden eingebracht wird, verhältnismäßig groß sein und bevorzugt in der Größenordnung von einem Meter liegen. Die Drücke, die bei dieser Vorgehensweise Verwendung finden, liegen vor?ugsweise im Bereich zwischen etwa 5 und 12 Atmosphären, können insbesondere zum Aufbrechen von stark geschädigten und sehr hoch verdichteten Böden aber μ auch höher liegen.

Soll der Boden engmaschiger, feiner aufgebrochen werden, so ist es zweckmäßig, wenn die Sonde unterhalb der durch die Bodenbeschaffenheit vorgegebenen Mindestauflockerungstiefe unter kontinuierlicher Druckluftzufuhr weiter in den Boden eingebracht wird. Der Boden bricht bei einer derartigen Vorgehensweise weniger weitflächig auf und es sind deshalb auch die Abstände kleiner, in denen die Druckluft in den Boden eingebracht wird. Bevorzugt liegen sie im Bereich zwischen etwa 40 und 60 cm.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet des weiteren auch die Möglichkeit die Bodenstruktur dauerhaft in der erreichten Form zu erhalten, indem in die durch das Aufbrechen des Bodens geschaffenen Hohlräume FQIl- und/oder Düngestoffe eingebracht werden. Diese Substanzen, wie Humus, Torf oder dergleichen lagern sich dann in den entstandenen Hohlräumen an, füllen diese auf und sorgen so dafür, daß diese als wasser- und luftdurchlässige Adern und Kanäle erhalten bleiben.

Die Auswirkungen des Verfahrens sind nicht nur langfristig, sondern auch unmittelbar merkbar. Wird das Verfahren nämlich in verdichteten Zonen mit stauender Nässe durchgeführt, also in einer Bodenstruktur, wie sie nach dem Befahren der Böden mit schweren Arbeitsund Erntemaschinen, insbesondere aber auch in den Fahrspuren von Reihenkulturen usw. auftritt, so führt das Hineindrücken der Luft in den Boden zunächst zu einem teilweise springbrunnenartigen Heraustreten des Wassers. Mit tiefergreifender Auflockerung und einem entsprechenden Aufbrechen der Verdichtungshorizonte zieht das Wasser dann ab. Abgesehen von derartigen Drainageeffekten werden durch die erfindungsgemäße Art der Auflockerung ohne Zerstörung der Bodenstruktur auch Faulgase verdrängt und somit stickige Bodenzonen belüftet und belebt.

Vorrichtungen, über die Substanzen gezielt dem Wurzelbereich von Pflanzen zuzuführen sind, sind auch anderweitig bekannt. Bei einer derartigen Vorrichtung (US-PS 36 59 539) ist eine Sonde vorgesehen, die an ein Leitungssystem angeschlossen ist und die aus einem zentralen Dorn, einer Führungshülse für diesen Dorn und einem diese umschließenden Mantel besteht. Dorn und Mantel sind axial unverschiebbar miteinander verbunden und gemeinsam gegenüber der Führungshülse wegbegrenzt verschiebbar. Wird diese Sonde in den Boden eingeschoben, so bildet der Dorn die Sondenspitze und die Einschubarbeit soll dadurch verringert werden, daß ein zwischen Führungshülse und Dorn in Einschubrichtung austretender Flüssigkeitsstrahl den Boden aufweicht. Ist so die angestrebte Einstecktiefe erreicht, so wird der Dorn mit dem Mantel gegenüber der Führungshülse zurückgezogen und es entsteht dadurch zwischen dem Mantel und dem der Dornspitze benachbarten Bereich der Führungshülse ein radialer Spalt, über den die Flüssigkeit nunmehr radial in das umliegende Erdreich austritt. Eine Lockerung desselben im Sinne der Erfindung ist damit nicht verbunden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (FR-PS 21 49 650) handelt es sich um eine Sonde, die einen in einem Mantel geführten und gegenüber dem Mantel axial verschiebbaren Dorn aufweist, dessen Schaftdurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Mantels ist und dessen Spitze bei Anlage an der Stirnseite des Mantels den vorderen Abschluß der Sonde bildet. Auf den durch den Mantel gegenüber dem Dorn begrenzten Ringkanal mündet eine Versorgungsleitung aus, die an ein Füllrohr angeschlossen ist, demgegenüber ein der Vorrichtung zugeordneter Vorratsbehälter höhenverschiebbar ist, so daß durch Verschiebung des Vorratsbehälters gegenüber dem Füllrohr die jeweils in diesem enthaltene flüssige, pulvrige oder granulierte Substanz in den Ringkanal und über diesen in den Boden eingepumpt werden kann. Hierzu ist der Mantel der Sonde, die zunächst bei den Mantel nach unten abschließender Dornspitze in den

Boden hineingedrückt wird, gegenüber der Dornspitze zurückgezogen, so daß zwischen dieser und der Stirnfläche des Mantels ein Spalt entsteht, über den die Substanz in den Boden austreten kann. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Sonde somit zwar auf die vorgesehene Endtiefe in den Boden eingeschoben, bevor die jeweilige Substanz in den Boden injiziert wird, mit dieser Injektion, die ebenso wie das Eindrücken der Sonde manuell erfolgt, ist aber keinerlei Auflockerung des umliegenden Erdreiches verbunden und eine solche wird auch nicht angestrebt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl manuell als auch maschinell mit vergleichsweise einfachen Vorrichtungen durchführbar, bei denen die Sonde im Bereich ihres unteren Endes mit wenigstens einer Auslaßöffnung versehen ist, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Sonde eine absperrbare Druckluftzuführung besitzt. Hierdurch kann die Sonde zunächst auf die vorgesehene Mindestauflockerungstiefe eingeschoben werden, bevor die zur Lockerungsarbeit erforderliche Druckluftzuführung freigegeben wird.

Die Absperrung der Druckluftzuführung erfolgt zweckmäßigerweise durch ein Schnellschlußventil, das für eine manuell einsetzbare Sonde deren an ihrem oberen Ende vorgesehener Handhabe zugeordnet ist.

Neben dem manuellen Einsatz ist auch ein maschineller Einsatz möglich, wozu zweckmäßigerweise mehrere Sonden an einer gemeinsamen Halterung, insbesondere an einem Tragrahmen angebracht sind. Dieser kann seinerseits beispielsweise an einer Dreipunktaufhängug eines Schleppers oder dergleichen befestigt werden, wobei dieser Schlepper dann auch die Druckluftquelle, also einen entsprechenden Kompressor tragen und antreiben kann.

Der Tragrahmen kann in einfachster Ausführung im wesentlichen aus einem Tragbalken bestehen, längs dessen mehrere Sonden vorgesehen sein können, die in ihrem Abstand zueinander einstellbar sind. Es können so beispielsweise eine größere Anzahl von Sondenhalterungen am Tragbalken vorgesehen werden, die ein Umstecken der Sonden ermöglichen oder es kann der Tragbalken mit Aufnahmen für die Sondenhalterungen versehen sein, so daß die Sonden mit ihren Halterungen umsteckbar sind. Schließlich kann der Tragbalken auch mit Schiebeführungen für die Sondenhalterungen, oder mit Schiebehalterungen für die Sonden versehen sein, so daß die Sonden in ihrem Abstand zueinander im wesentlichen stufenlos einstellbar sind. Bei entsprechender Ausgestaltung kann der Tragbalken dabei gleichzeitig als Druck'uftführung dienen oder es können dem Tragbalken Anschlüsse für die Druckluftversorgung der Sonden zugeordnet sein. Diese können beispielweise durch Schnellanschlußventile gebildet sein, welche über entsprechende Schlauchverbindungen an die Sonden anschließbar sind.

Neben einer Verstellung der Sonden in Längsrichtung des Tragbalkens können diese auch in Höhenrichtung gegenüber dem Balken verstellbar sein, um eine Anpassung an unterschiedliche Einstecktiefen vornehmen zu können.

Der Tragrahmen kann des weiteren auch aus mehreren Tragbalken oder einem Netz von Tragbalken bestehen, um größere Arbeitsflächen überdecken zu können. Die Befestigung der Sonden an einem derartigen Tragrahmen kann wiederum in der vorgeschilderten Weise erfolgen.

Wird ein Tragrahmen vorgesehen, so ist praktisch nur ein absatzweises Arbeiten möglich, d.h., daß der Tragrahmen mit dem Schlepper oder einem vergleichbaren Vorrichtungsträger jeweils um einen entsprechenden Arbeitsabschnitt versetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch in kontinuierlichem Fahrbetrieb durchführbar, wenn eine entsprechende Abstimmung zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Einsatzzeit der Sonden in den Boden vorgenommen wird. Prinzipiell können hierfür geeignete Vorrichtungen haspelartig mit gesteuerten Zinken

ίο ausgebildet sein, wobei über den Umlauf der Haspel die Sonden, den Haspelzinken vergleichbar, im wesentlichen vertikal in den Boden eingeführt und wieder aus diesem herausgezogen werden. Die Druckluftzufuhr kann dabei wiederum über die Haspelbalken zu den Sonden erfolgen, wobei die Steuerung der Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der Drehstellung der Haspel geregelt sein kann. Eine solche, auf den kontinuierlichen Fahrbetrieb abgestimmte Vorrichtung ist insbesondere für die engmaschige Auflockerungsarbeit geeignet.

Haspelartige Vorrichtungen der vorstehend angesprochenen Art können sowohl rotierend als auch umlaufend ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer Vorrichtung, die ein kontinuierliches Fahren ermöglicht, besteht darin, über Parallelogrammgestänge Schiebemuffen aufzuhängen, die den Ausgleich der Vorschubbewegungen ermöglichen. Die Verstellung der Sonden sowohl vertikal aus auch horizontal kann auf pneumatischem, hydraulischem oder mechanischem Weg erfolgen, und zum Einschieben der Sonden in den Boden kann gegebenenfalls auch, bei schleppermontierten Sonden, auf die den Schleppern zugeordneten Hebevorrichtungen zurückgegriffen werden. Auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit Schleppern oder dergleichen als fahrbaren Kraftstationen durchgeführt wird, sind die dadurch sich ergebenden Bodenverdichtungen im Vergleich gering, da keine Zugkräfte aufgebracht werden müssen.

Um insbesondere im unmittelbaren Anschluß an die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichte Auflockerung des Bodens organische Stoffe oder Düngestoffe in den Boden einbringen zu können, erweist es sich im Rahmen der Erfindung als zweckmäßig, wenn an der Druckluftzuführung zur Sonde oder der Sonde ein Anschluß für Füll- und/oder Düngestoffe angeordnet ist. der absperrbar ausgebildet sein kann. Dieser Anschluß kann zweckmäßigerweise einen Injektor umfassen, über den die Zuführung der Stoffe in die Sonde erfolgt. Dem Anschluß kann aber

so auch eine gesonderte Förderpumpe für die Füll- und/oder Düngestoffe zugeordnet sein. Zur Einbringung der Füll- oder Düngestoffe können ferner auch spezielle Sonden Verwendung finden.

Wird nicht manuell gearbeitet, so kann im Hinblick auf die Einbringung der Füll- und/oder Düngestoffe der Tragrahmen mit entsprechenden Anschlüssen für die Zuführung der genannten Stoffe zu den Sonden versehen sein. Das als Träger für den Tragrahmen eingesetzte Fahrzeug, also insbesondere ein Schlepper wird dann zweckmäßigerweise als Träger auch für einen entsprechenden Vorratsbehälter eingesetzt

Werden bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lockerung des Bodens Füll- und/oder Düngesloffe eingebracht, so geschieht dies unmittelbar anschließend an das Aufbrechen des Bodens, damit sich die genannten Stoffe in den durch das Aufbrechen geschaffenen Hohlräumen anlagern können und diese offen halten.

Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Boden tiefgründig aufgelockert und es ist somit beispielsweise zur Saatbettbereitung lediglich noch erforderlich, die Bodenoberfläche mit einem gezogenen oder einem rotierenden Werkzeug flachgründig zu lockern oder zu krümeln, wobei Gründüngungen, Kompost, Stalldung, gegebenenfalls ergänzt durch mineralische Dünger miteingearbeitet werden können.

Bei dieser Vorgehensweise wird das Bodenleben zunächst an der luft- und sauerstoffreichen Oberfläche mit all den erforderlichen Stoffen versorgt, die zum Erhalt des Bodens und zum Gedeihen der Pflanzen erforderlich sind. Durch Versickern des Oberflächenwassers gelangen diese Stoffe im übrigen bei der erreichten Auflockerung auch in die tieferen Schichten !5 und werden so infolge der dort neu geschaffenen gesunden Bodenstruktur genutzt. Ein so versorgter Boden wird auch in den tieferen Bodenschichten bezüglich zusätzlicher Zufuhr organischer Substanzen, wie Torf, Humus oder dergleichen mehr und mehr unabhängig und es kommt aufgrund der natürlichen Prozesse zu einer Selbstversorgung, so daß es nicht erforderlich ist, in Verbindung mit jeder Bearbeitung der oberen Bodenzone, also beispielsweise in Verbindung mit der Saatbettbereitung erneut tiefgründig aufzulockern. Dies gilt umsomehr, als wegen der zum Beispiel für die Saatbettbereitung zwar notwendigen, aber nur sehr flachgründigen Bearbeitung die immer wieder anfallenden Wurzelmassen ungestört im Boden verbleiben und ebenso wie anfallende sonstige Pflanzenreste durch das Bodenleben selbst in die tieferen Schichten transportiert werden, in denen durch die erfindungsgemäß erreichte Auflockerung ein dauerhaftes, wirkungsvolles Versorgungsadernetz geschaffen ist, das tür ein üppiges Bodenleben erforderlich ist.

Obwohl, wie dargelegt, das erfindungsgemäße Verfahren dort besonders wirkungsvoll einsetzbar ist, wo der Boden dicht lagert (Einzelkornstruktur oder Pressung), ergibt sich auch in locker lagernden Böden durch die tiefgründige Sauerstoffversorgung eine wesentliche Bodenbelebung, insbesondere dann, wenn zusätzlich organische Substanzen oder Düngestoffe eingeblasen werden. In solchen, an sich gesunden Böden stellt die erreichte Auflockerung dann im wesentlichen eine Pflegemaßnahme dar, die das Aufkommen vorbeschriebener Bodenschäden und Bodenstrukturen verhindern und den Boden gesund zu halten hilft.

Anwendungs- und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit einer schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und deren Einsatz bei der Verbesserung der Durchlässigkeit tieferer Bodenschichten im Hinblick auf die Beseitigung stauenden Wassers,

Fig.2 eine der Darstellung gemäß Fig. 1 entsprechende Vorrichtung beim Einbringen von insbesondere organischen Füll- oder Düngestoffen, mineralischem Dünger oder dergleichen in den aufgelockerten Boden, «>

F i g. 3a—3c eine Vorrichtung gemäß F ΐ g. 1 bei einer allgemeinen, insbesondere engmaschigen Bodenlockerung und Bodenbelüftung in drei verschiedenen Phasen,

F i g. 4 eine Vorrichtung gemäß Fi g. 1 beim Einbringen insbesondere organischer Füll- oder Düngestoffe, mineralischem Dünger oder dergleichen in einen gemäß F i g. 3 aufgelockerten Boden,

Fig.5 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 beim Aufbrechen tiefer und extrem tiefliegender Bodenverdichtungszonen zur Beseitigung stauender Nässe, und

Fig. 6 das Einbringen von Füll- und gegebenenfalls auch Düngestoffen in den gemäß F i g. 5 aufgelockerten Boden.

In den Figuren, anhand derer verschiedene Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bodenlockerung erläutert werden, findet der Einfachheit halber jeweils nur die gleiche, schematisch dargestellte und auf die arbeitsbedingt wesentlichen Merkmale reduzierte Vorrichtung Verwendung. Diese umfaßt dabei einen Kompressor 1, an den in der gezeigten Schemadarstellung über eine Rohr- oder Schlauchleitung 2 ein Ausgleichs- und Vorratsbehälter 3 angeschlossen ist. Vom Behälter 3 führt die Leitung 2 im Ausführungsbeispiel zum Arbeitsteil 4, der eine Handhabe 5 mit Schnellschlußventil und eine daran angeschlossene, rohrförmige Sonde 6 umfaßt. Im Bereich des Überganges zur Sonde, die an ihrem unteren, bevorzugt zugespitzten Ende mit wenigstens einer, bevorzugt aber mehreren Luftaustrittsöffnungen 7 versehen ist, mündet über einen Injektor 10 mit Absperrventil eine Zufuhrleitung 9 in der Sonde 6, die an einen Vorratsbehälter 8 angeschlossen ist und über die insbesondere organische Füll- oder Düngestoffe sowie mineralischer Dünger od. dgl. dem Luftstrom zugesetzt werden können. Der Zufuhrleitung kann, was hier nicht dargestellt ist, auch eine gesonderte Förderpumpe zugeordnet sein, über die die Füll- und/oder Düngestoffe nach Aufbrechen des Bodens eingebracht werden, wobei die Zufuhr der genannten Stoffe über ein Absperrventil gesteuert werden kann. Mit dem die Druckluftversorgung steuernden Schnellschlußventil kann dieses Absperrventil zu einem Folgeventil zusammengefaßt sein.

Fig. 1 zeigt nun den Einsatz einer derartigen Vorrichtung bei der Verbesserung der Durchlässigkeit tieferer Bodenschichten, um auf diesem Wege stauendes Wasser zum Versickern zu bringen und den verhärteten Boden zu lockern, so daß dieser für die Pflanzenwurzeln aufgeschlossen und belüftet wird.

Hierzu wird die Sonde 6, die hier rohrförmig ausgebildet dargestellt ist, zunächst auf die gewünschte Endtiefe in den Boden eingestoßen, wobei die gewünschte Endtiefe der angestrebten Aufiockerungstiefe entspricht. Danach wird möglichst schlagartig die Druckluft eingelassen, wobei im Hinblick auf die möglichst schlagartige Wirkung auf den Boden mit hohem Druck und möglichst großen freien Druckluft-Zuleitungsquerschnitten gearbeitet wird. Die Druckluft dringt dann zunächst in den die Austrittsöffnungen 7 — siehe gestrichtelte, abgesenkte Stellung der Sonde — umgebenden Boden ein und staut sich hier in den Spalten, Rissen und Hohlräumen, die auch bei höher verdichteten Böden noch vorhanden sind. Hierdurch werden die Spalten, Risse und Hohlräume an den Rändern aufgebrochen und erweitert, so daß die Luft sich im Boden weiter verbreitet Die Ausdehnung der Luft auf vorbeschriebenem Wege und die dadurch bedingte Wirkung des Luftdruckes auf immer größere Flächen hat zur Folge, daß schließlich die Druckbelastung der beaufschlagten Flächen größer ist als die entsprechende, von der Einstecktiefe abhängige Flächenbelastung samt Widerstand des Bodengefüges. Der Boden wird entsprechend der Ausbreitung der Luft relativ großflächig eruptionsartig aufgebrochen, und zwar unter Bildung einer Vielzahl von Bruchstellen, Spalten, Rissen und Hohlräumen, wie dies in F i g. 1

durch die Bruchlinien 11 angedeutet ist.

Bei dem anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgehen wird der Boden zwar in Flächen bis zu mehreren Quadratmetern um die Einstichstelle der Sonde herum angehoben, bewegt und aufgebrochen, die erreichte Auflockerung ist aber verhältnismäßig großmaschig und stellt deshalb im wesentlichen eine Maßnahme dsir, die als Schnellhilfe für besondere Situationen, so insbesondere verhältnismäßig hoch verdichtete Böden gedacht ist. Die Einstichstellen der Sonden können dabei in verhältnismäßig großen Abständen, d. h. in Abständen bis zu etwa einem Meter liegen, so daß auf ein ar nur ca. 100 Einslichstellen entfallen. Da das Einstechen auch bei dem hier zur Erläuterung lediglich dargestellten Handverfahren mit handbedienter Einfachsonde nur etwa 5 bis 10 Sekunden dauert, kann, wie es sich gezeigt hat, eine Fläche von einem ar mit einer hier dargestellten Sonde in etwa zwei Stunden behandelt werden. Vorrichtungen mit Mehrfachsonden und insbesondere solche Vorrichtungen, bei denen die Sonden mit Hilfskraft in den Boden eingedrückt werden, ermöglichen naturgemäß weit höhere Flächenleistungen.

F i g. 2 veranschaulicht die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn nach Aufreißen des Bodens Füll- und/oder Düngestoffe in diesen eingebracht werden.

Die Einbringung dieser Stoffe erfolgt dadurch, daß diese Stoffe nach öffnen des Schnellschlußventils im Griffstück 5 über den Injektor 10 mit zugeordnetem Absperrventil aus dem Vorratsbehälter 8 von der Druckluft mitgerissen und in den Boden durch die in diesen eingesenkte Sonde 6 eingeblasen werden. Die genannten Stoffe treten dabei in die geschaffenen Hohlräunie, die mit !2 bezeichnet sind, ein und lagern sich sowohl in diesen als auch in den Spalten und Bruchstellen 11 ab. Durch dieses Ablagern erfolgt ein sogenanntes »Verbauen« der Hohlräume 12 und Spalten und Risse 11, d.h., daß die genannten Räume und Spalten durch die insbesondere in Mehl- oder Granulatform eingebrachten trockenen Substanzen ausgefüllt und auch ausgesteift werden, da diese organischen Substanzen nach Feuchtigkeitsaufnahme quellen und ihre Volumina vergrößern. Zusätzlich nehmen sie Feuchtigkeit auf, erbringen also eine gewisse Speicherwirkung und sind luftdurchlässig.

Als Verbaustoffc, also als erfindungsgemäß bevorzugt im Nachgang zur eigentlichen Auflockerung eingebrachte organische Futter- und Düngestoffe kommen u. a. feingekrümelter oder gekörnter Humus, Sand, organische Kunststoffverbindungen (Polystyrol-Mull), gekörnter oder gemahlener Dünger, mineralischer Dünger und dergleichen in Frage.

Abgesehen von der vorgenannten Verbauung und der dadurch erreichten Belüftung und Düngung eignet sich das vorgeschilderte Vorgehen auch zum Entseuchen durch Zusatz entsprechender Mittel, z.B. gegen Nemathoden im Wege der direkten Impfung des Bodens mit Bakterienkulturen, die einer dafür geeigneten Substanz, also beispielsweise Humus beigegeben -werden, bzw. in diesem angesiedelt sind. Neben der Belüftung, die durch die Verbauung erreicht wird, dient diese auch dem Ziel, den mechanischen Widerstand des Bodens herabzusetzen, seine Durchlässigkeit für Wasser zu steigern und ihn für das Bodenleben und die Pflanzenwurzeln zu erschließen.

Anhand der Fig.3a bis 3c wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der allgemeinen Bodenlockerung und Bodenbelüftung erläutert, wobei im vorrichlungsgemäßen Aufbau keine Änderungen gegeben sind.

Bei der allgemeinen Bodenlockerung und Belüftung wird die Sonde zunächst nur bis auf eine bodenartabhängige, im Hinblick auf die Luftverteilung im Boden notwendige Mindesttiefe, in der Regel zwischen 10 und 15 cm eingestoßen, und es wird danach die Sonde bei Druckluftzufuhr weiter abgesenkt. Dabei wird der

ίο Boden, wie aus den F i g. 3a bis 3c ersichtlich ist, mit zunehmender Einstecktiefe auch auf eine größere Breite aufgebrochen.

Im einzelnen ist in Fig. 3a der Beginn der Bodenlockerung dargestellt, wobei die Sonde, wie strichliert gezeigt, auf etwa 15 cm Tiefe eingesteckt ist, bevor die Druckluftzufuhr beginnt. Unter weiterem Eindrücken der Sonde wird die Stellung gemäß F i g. 3b erreicht, in der unter Verbreiterung der Aufbruchzone eine Einstecktiefe von etwa 30 cm erreicht wird. Bei weiterem Vorschieben der Sonde wird die Endstellung gemäß F i g. 3c erreicht, in der auf eine Tiefe von etwa 60 cm aufgelockert wird und zugleich der maximale Auflockerungskegel erhalten ist.

Obwohl das Einstoßen der Sonde kontinuierlich erfolgt, geht das Aufbrechen des Bodens deutlich merkbar in Einzelvorgängen vor sich. Dies beruht darauf, daß wesentliche Aufbrüche immer erst nach Erreichen des dafür notwendigen Druckniveaus in den sich bildenden Druckkammern erfolgen. Da diese Bruchvorgänge hörbar sind (dumpfe Geräusche), ist auch ohne Einsicht in den Boden das Erreichen des Arbeitszieles jeweils kontrollierbar.

Bei einer derartigen Bodenlockerung, die ebenfalls zu Kanälen in Form von Spähen und Rissen 11 sowie zu Hohlräumen !2 führt, ergibt sich im Vergleich zur Voi gehensweise gemäß Fi g. 2 ein engmaschigeres und feineres Aufbrechen des Bodens. Ferner ist der jeweilige Aufbrechbereich auch kleiner und hat einen Radius von etwa 40 bis 80 cm bezogen auf die Sonde als Zentrum. Der Einfluß von Bodenart und Bodenzustand auf das jeweilige Bruchgefüge ist auch bei dieser Vorgehensart erheblich, und es kann festgestellt werden, daß die an der Oberfläche wahrnehmbare Wirkung ein deutlicher Gradmesser für den Pflegezustand des Bodens ist. Bei biologisch intakten, in gutem Pflegezustand befindlichen Böden kann nämlich eine sichtbare Bruchwirkung im wesentlichen ausbleiben. Trotzdem ist aber auch dann eine solche Bodenbehandlung nützlich und zweckmäßig, da so ein hervorragender Gasaustausch im Boden bewirkt wird und eine intensive Sauerstoffversorgung mit entsprechend stimulierender Wirkung auf Pflanzen, Wurzeln und Bodenleben erreicht wird. ]e schlechter der Bodenzustand ist, desto mehr werden die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch

ss nach außen hin sichtbar, nämlich durch entsprechende Riß- und Spaltbildungen.

Bei der anhand der Fig.3a bis 3c geschilderten Vorgehensweise ist die erzielbare Flächenleistung wegen der geringeren Breitenwirkung rund um die einzelne Sonde etwas geringer als bei der anhand der Fig. 1 geschilderten Vorgehensweise. In Verbindung mit einem flachgründigen, etwa 4 bis 6 cm tiefen mechanischem Auflockern der obersten Bodenschicht stellt eine derartige Bodenlockerung aber dennoch eine ideale Regenerations- und Pflegemaßnahme dar, die zu hervorragenden Saat- und Wachstumsbedingungen führt.

Obwohl bei Böden, die gemäß der anhand der F i g. 3a

bis 3c geschilderten Vorgehensweise behandelt werden, die Grundvoraussetzungen für ein geregeltes Wachstum noch nicht so schlecht sind wie bei Böden, die nach der anhand der F i g. 1 geschilderten Vorgehensweise zu behandeln sind, erweist es sich auch hier ein »Verbauen« der geschaffenen Hohlräume und Risse als zweckmäßig, um die Auswirkungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zu optimieren und insbesondere auch längerfristig sicherzustellen.

Die Vorgehensweise beim »Verbauen« nach einer Bodenauflockerung gemäß F i g. 3a bis 3c unterscheidet sich von jener, die anhand der F i g. 2 geschildert wurde, grundsätzlich dadurch, daß nicht nur in der erreichten maximalen Auflockerungstiefe Verbaustoffe, also Füll- und Düngestoffe eingeblasen werden, sondern im wesentlichen über die gleiche Höhe, über die der Aufbruchvorgang von oben nach unten durchgeführt wurde. Im Gegensatz zum Aufbrechen erfolgt die Einbringung der Verbaustoffe bevorzugt aber nicht von oben nach unten, sondern von unten nach oben, so daß sich der Vorgang des Verbauens kontinuierlich an den Vorgang des Aufiockerns oder Aufbrechens anschließen kann, der bei Erreichen der maximalen Auflockerungstiefe beendet ist. Entsprechend wird mit dem Einblasen von Verbaustoffen, das bei der maximalen Auflockerungstiefe begonnen wurde, bevorzugt auch in der »Mindestauflockerungstiefe« von etwa 10 bis 15 cm aufgehört. Unter dieser Mindestauflockerungstiefe wird dabei, wie vorher auch beim Aufbrechen des Bodens jene Tiefe verstanden, bei der die Druckluft schon Auflockerungsarbeit leistet, d. h. seitlich in den Boden eindringt und nicht im wesentlichen nur entlang der Sonde nach oben herausströmt.

Die Verbauung der Hohlräume 12 und Spalten und Risse Il erfolgt bei der Vorgehensweise gemäß Fig.4 also von unten nach oben, womit sichergestellt ist, daß die beim Aufbrechen von oben nach unten geschaffenen Hohlräume für das Einbringen der Verbaustoffe nicht nur offen geblieben sind, sondern zusätzlich erneut druckbeaufschlagt werden, nunmehr aber von unten nach oben, wobei sich gerade unter dem Einfluß der zusätzlich eingebrachten Verbaustoffe eine weitere Verfeinerung des Bodengefüges ergibt.

Diese Vorgehensweise führt zu einer besonders tiefgründigen Bodenpflege, die für Düngung, Nachdüngung, Belüftung und dergleichen beste Voraussetzungen schafft. Insbesondere bei mehrmaliger Behandlung eines Bodens nach der beschriebenen Vorgehensweise wird so letztlich eine Bodenstruktur erreicht, die auch für das Wachstum recht anspruchsvoller, hochgezüchteter Kulturpflanzen beste Voraussetzungen erbringt.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen, daß das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin zum Aufbrechen tiefer und extrem tiefliegender Verdichtungszonen geeignet ist, die das Wachstum der Kulturpflanzen behindern und zu stauender Nässe und zum Versauern des Bodens führen können. Bei Einsatz des Verfahrens kann dabei auf die bisher zur Beseitigung solcher Verdichtungszonen gebräuchlichen Geräte, die alle mechanisch arbeiten und sämtlich erhebliche Antriebsleistungen bedingen, verzichtet werden. Es kann somit mit einem wesentlich verringerten Kapitaleinsatz gearbeitet werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die gleiche Grundausrüstung prinzipiell gesehen für der Bodenpflege nahestehende Auflockerungsarbeiten wie für zur Beseitigung von Verdichtungszonen notwendige Auflockerungsarbeiten eingesetzt werden kann.

Bei der anhand der F i g. 5 geschilderten Vorgehensweise wird die aufzureißende Verdichtungszone, die mit 13 bezeichnet ist, mit den Luftaustrittsöffnungen 7 der Sonde unterfahren, d. h., daß die Sonde entsprechend tief eingefahren werden muß. Hierfür kann zum Erleichtern der Einschiebearbeit eine gewisse, verringerte Luftzufuhr zu den Austrittsöffnungen auch während des Einschiebens insbesondere in tiefere Zonen zweckmäßig sein. Ist die Verdichtungszone 13 mit den Luftaustrittsöffnungen 7 unterfahren, so hat die Luftzufuhr zur Folge, daß die Verdichtungszone insgesamt angehoben und aufgebrochen wird. Der Boden wird also großflächig angehoben und aufgebrochen. Insbesondere läßt sich auf diese Weise stauendes Wasser aus einer größeren Fläche rasch zum Abzug bringen, zumal von einem Sondeneinstich eine Wirkung über mehrere Quadratmeter erreicht werden kann. Nebeneinander eingeführte Sonden unterstützen sich dabei in ihrer Wirkung.

Bei der Vorgehensweise gemäß Fig.6 wird die Sonde mit ihren Luftaustritlsöffnungen 7 in die Verdichtungszone 13 unmittelbar eingebracht und es wird dadurch die Verdichtungszone von innen her, und damit differenzierter aufgebrochen. Da in die Verdichtungszone selbst injiziert wird, muß hier feinfühliger und aufmerksamer gearbeitet werden. Darüber hinaus kann es sich gerade bei dieser Vorgehensweise als zweckmäßig erweisen, mit einem besonders hohen Luftdruck bis etwa zu 18 Atmosphären zu arbeiten, um die Verdichtungszone als solche von innen her möglichst fein aufzureißen.

Sowohl bei der Vorgehensweise nach F i g. 5 als auch bei der nach Fig.6 eignet sich das Verfahren im besonderen 7iir Untergrundlockerung bei Böden hohen Feuchtigkeitsgehaltes., weil sich hier die Sonde mit geringem Druck in den Boden einführen läßt und weil dabei darüber hinaus die für die Druckentwicklung in den Hohlräumen erforderliche Dichtigkeit größer ist, so daß die Entstehung neuer Risse und Spalten begünstigt wird.

Auch bei der Vorgehensweise nach F i g. 5 und 6 kann im Anschluß an das Aufbrechen der Verdichtungszoiien die »Verbauung« der Hohlräume vorgenommen werden, um so zu einer dauerhaften Verbesserung des Bodengefüges auch in größeren Tiefen zu kommen und insbesondere ein erneutes Schließen der bisherigen Verdichtungszone auszuschließen.

1st die Auflockerung der Verdichtungszone erreicht, so können die darüberliegenden Bodenzonen in der Weise aufgeschlossen werden, wie dies anhand der vorhergehenden Figuren beschrieben wurde.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Lockern landwirtschaftlich genutzten Bodens, insbesondere zur Tiefenlockerung verdichteten Bodens, bei dem eine Sonde in den Boden eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde in oder unterhalb einer Mindestauflockerungstiefe eingebracht und daß dann Druckluft durch die Sonde hindurch freigegeben wird. ίο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde unterhalb der Mindestauflockerungstiefe unter kontinuierlicher Drudduftzufuhr weiter in den Boden eingebracht wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die durch das Aufbrechen des Bodens geschaffenen Hohlräume Füll- und/oder Düngestoffe eingebracht werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sonde im Bereich ihres unteren Endes mit wenigstens einer Auslaßöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (6) eine absperrbare Druckluftzuführung besitzt

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (6) an ihrem oberen Ende eine Handhabe (5) mit einem SchnellschluClventil besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer gemeinsamen Halterung, insbesondere an einem Tragrahmen, mehrere Sonden angebracht sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckluftzuführung zur Sonde (6) oder der Sonde (6) ein Anschluß für Füll- und/oder Düngestoffe angeordnet ist, der absperrbar ausgebildet sein kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß einen Injektor (10) *o umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anschluß eine gesonderte Förderpumpe für die Füll- und/oder Düngestoffe zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Injektor (10) ein Absperrventil zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellschlußventil für die Druckluft mit dem Absperrventil des Injektors (10) zu einem Folgeventil zusammengefaßt ist.