DE3502171C1 - Mittel zur Melioration geschädigter Böden - Google Patents

Description

• Mit der Erfindung soll ein Weg vorgeschlagen werden, geschädigte, insbesondere ausgelaugte Böden, aber auch solche mit einem Gehalt an externen Schadstoffen und Böden, deren organisches Gleichgewicht gestört ist, zu verbessern oder regenerieren. Die zu ergreifenden Maßnahmen sollen eine möglichst komplexe Therapie in dem Sinne bewirken, daß der Boden einerseits einen notwendigen Nährstoffhaushalt zurückerhält, andererseits aber auch der Nährstoffkreislauf wieder weitestgehend autark funktioniert. Dabei soll das Mittel in Abhängigkeit vom jeweiligen Boden einstellbar sein.
• Die Erfindung betrifft ein Mittel der eingangs genannten Art aus einer Mischung verschiedener Tonminerale aus der Gruppe Kaoline, Montmorillonite, Serizite und/oder Illite, wobei mindestens ein mineralischer Dünger in die entsprechenden Tonminerale eingelagert ist.
• Aufgrund der Mischung verschiedener Nährstoffträger und Wirkstoffe in der erfindungsgemäßen Kombination wird der wichtige Vorteil erzielt, daß unterschiedlichste Nährstoff- und Wirkstoffkombinationen zusammengestellt werden können. Dies ist deshalb wichtig, weil praktisch jeder Boden unterschiedlich ist, und zwar sowohl in bezug auf seine Nährstoffzusammensetzung, pH-Wert, als auch beispielsweise hinsichtlich seines Wasserdurchlaßvermögens, der Humusbildung etc. Durch Variation der einzelnen Mengenanteile des erfindungsgemäßen Gemisches kann für jeden Boden die optimale Mischung zur Melioration zusammengestellt werden.
• Insbesondere ermöglicht die Erfindung eine gezielt inhomogen hergestellte Mischung der Tonminerale mit den verschiedenen mineralischen Düngern, so daß eine nach Zusammensetzung und Menge unterschiedliche lonenkonzentration in gebundenen Wasserschichten dem jeweiligen Pflanzenbedarf entsprechend zur Verfügung steht. Das erfindungsgemäße Mittel ist damit universell einsetzbar, je nach Wirkstoffkombination. Es ist nicht mehr notwendig, zur Beseitigung vielschichtiger Schäden unterschiedliche Maßnahmen zu ergreifen, so daß der Einsatz dieses Mittels auch eine bedeutende Kosteneinsparung erbringt.
• In dem erfindungsgemäßen Gemisch werden unterschiedliche Tonmineral-Schichtpakete zur Verfügung gestellt, die sich mittel- bis langfristig in kleinste Partikel aufspalten und dadurch immer neue Kationen- und Anionen-Austauschkapazitäten schaffen und als Folge davon das Wasseranlagerungsvermögen regulieren.
• Durch unterschiedliche Quelleigenschaften der verschiedenen Tonminerale in der Mischung wird der Vorteil erzielt, daß insbesondere grobe Sekundärporen geschlossen werden, der erwünschte Anteil an Mittel- und Feinporen aber erhöht werden kann.
• Eine Optimierung der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Mittels wird in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch einen Zusatz eines das Ionenaustauschvermögen aktivierenden und/oder das Wasseranlagerungsvermögen regulierenden Stoff erreicht. Als das Ionenaustauschvermögen aktivierende Stoffe dienen beispielsweise Natriumkarbonat oder Ammoniak.
• Durch den Zusatz derartiger Aktivatoren wird auch eine Veränderung der Schichtgitter der Tonminerale und damit eine Beeinflussung deren Wasseraufnahme und -haltevermögens erreicht, wodurch organische Derivate, insbesondere Humussäuren, gebunden werden können, die dadurch selbst wieder aktiviert werden.
• Durch eine Wasseraufnahme vergrößert sich das Volumen, gesättigt wirkt der Ton wasserstauend, so daß nicht nur eine Auflockerung der Böden und damit eine bessere Luft- und Wasserführung mit einem erfindungsgemäßen Mittel erreicht wird, sondern auch die Bildung von Ton-Humus-Komplexen gefördert wird, was seinerseits wieder den Stickstoffanteil im Boden günstig beeinflußt.
• Soweit erfindungsgemäß von Melioration gesprochen wird, sind hierunter insbesondere auch Verbesserungen aufgrund einmaliger Therapie zu verstehen.
• Mit dem erfindungsgemäßen Mittel wird auch die Adsorption unterschiedlicher Fremd-Kationen, zum Beispiel Schwermetallionen, durch die Tonminerale erreicht.
• Als Beispiele für Dünger seien Kalk, Kalksteinmehl, Dolomit sowie Kaliumdünger genannt, darüber hinaus sind aber auch Doppelsalze, zum Beispiel des Kaliums und Magnesiums in Form des sogenannten Patentkalis oder Ammoniumsalze einsetzbar. Weitere Mineralstoffe können einzeln oder als Bestandteile der Dünger zugegeben werden.
• Kalk dient hauptsächlich als Mittel zur Verbesserung des Reaktionszustandes (Erhöhung des pH-Wertes) und trägt zur Entsäuerung der Böden entscheidend bei. Daneben bewirkt die Aufkalkung des Bodens aber auch eine Erhöhung der Wirksamkeit anderer Nährstoffe.
• Bei alkalischen, kalkreichen, ton- oder silikatarmen Böden wirkt das erfindungsgemäße Mittel, zum Beispiel als Gemisch mit Superphosphat, Kalium-Magnesium-Sulfat und Ammoniumsulfat, pH-Wert senkend und gesundes Pflanzenwachstum erheblich steigernd.
• Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Mittels jedoch nicht nur - entsprechend den einzelnen Bestandteilen - eine Addition der einzelnen Einflußfaktoren zu beobachten ist, vielmehr wird der gesamte Nährelementkreislauf besonders auffällig gefördert, offensichtlich aufgrund eines synergistischen Zusammenwirkens der einzelnen Bestandteile und der aktivierten reversiblen lonenaustauschkapazität. Das erfindungsgemäße Mittel wirkt kurzfristig, aber auch langfristig stabilisierend und wasserspeichernd. So wird der Wasserhaushalt des Bodens in einer vorteilhaften Weise beeinflußt, so daß auch eine Rezirkulation der einzelnen Nährelemente günstig beeinflußt wird. Eine Vergrößerung der sich im Kreislauf bewegenden Mineralstoffe erfolgt aber auch durch eine erhöhte biologische Bindung von atmosphärischem Stickstoff, insbesondere im Humus, durch die Verwitterung der Mineralstoffe im Boden, ebenso wie durch eine Verbesserung der Grundwasserbewegung. Gerade der letztgenannte Einflußfaktor scheint erheblich die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Mittels zu beeinflussen, da die Tonminerale aufgrund ihres Wasseraufnahme- und -adsorptionsvermögens nicht nur die Anbindung organischer und anorganischer Schadstoffe ermöglichen, sondern auch ein Ablaufen des Grundwassers erschweren, was stets auch mit einer Abfuhr der im Grundwasser an- und abtransportierten Nährelemente verbunden wäre.
• Die erfindungsgemäß als Bestandteile des Mittels vorgesehenen montmorillonitischen serizitischen und/ oder illitischen Tone bringen mit ihrer eigenen mineralogischen und chemischen Zusammensetzung selbst wichtige Nährstoffe in den Boden.
• Das erfindungsgemäße Mittel bewirkt auch eine Erhöhung der Festigkeit und »Elastizität« des Bodens aufgrund des gesteuerten bildsamen Fließens durch aktivierte Tonmineral-Mischungen. Hierdurch können mögliche Schäden aufgrund eines hohen statischen Drucks sowie sonstige Ursachen möglicher mechanischer Bodenschäden vermieden werden.
• Als besonders bevorzugtes Mittel zur Melioration geschädigter Böden wird erfindungsgemäß eine Mischung aus einem Kalksteinmehl oder kalkhaltigem Dünger, wie Dolomit, mit einem Kaliumdünger, sowie einem Anteil einer Mischung montmorillonitischer, illitischer und/ oder serizitischer Tonminerale angesehen. Ein derartiges Mittel stellt praktisch sämtliche Mangelstoffe im Boden zur Verfügung und bietet darüber hinaus die erwähnten Vorteile der Adsorption von Schadstoffionen.
• Die Herstellung der Mischung kann sowohl herstellerseitig erfolgen als auch unmittelbar am Einsatzort.
• Ein erfindungsgemäßes Mittel ist in verschiedenen Formen konfektionierbar. Es bietet sich an, es in Pulverform herzustellen, um später am Einsatzort aufgeschlämmt und verspritzt zu werden. Auch eine Granulierung ist ohne weiteres mcglich, oder die Bereitstellung in mehr oder minder größen Stücken, soweit keine Vermischung mit vorhandenen Bodenarten vorgesehen ist.
• In Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Bodenverhältnissen kann ein erfindungsgemäßes Mittel oberflächlich aufgetragen oder in den Boden eingebracht werden, zum Beispiel mittels Streu- oder Sprengverfahren.
• Häufig wird sich ein flächendeckendes Aufbringen als besonders vorteilhaft erweisen.
• Für einen geschädigten, insbesondere ausgelaugten, sauren Boden (pH = 3) wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Mittel folgender Zusammensetzung angegeben: 2 Gewichtsteile mit 3% Na2CO3 aktivierter montmorillonitischer Ton 2 Gewichtsteile wie vor illitischer-serizitischer Ton 1 Gewichtsteil wie vor kaolinitischer Ton 3 Gewichtsteile Dolomitmehl 2 Gewichtsteile Kaliummagnesiumsulfat 1 Gewichtsteil Ammoniumphosphat

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Mittel zur Melioration geschädigter oder mängelbehafteter Böden, auf der Basis mindestens eines in ein Tonmineral eingelagerten mineralischen Düngers, gekennzeichnet durch eine Mischung verschiedener Tonminerale aus der Gruppe Kaoline, Montmorillonite, Serizite und/oder Illite.
2. 2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz eines das lonenaustauschvermögen aktivierenden und/oder das Wasseranlagerungsvermögen der Tonminerale regulierenden Stoffes.
3. 3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in einer Menge von höchstens 3 Gew.-% zugesetzt ist.
4. 4. Mittel nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünger Kalk, Dolomit, Kalium-, Ammonium- und/oder Magnesiumsalz ist.
5. 5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer inhomogenen Mischung verschiedener aktivierter Tonminerale besteht.

   Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Melioration geschädigter oder mangelbehafteter Böden auf der Basis mindestens eines in ein Tonmineral eingelagerten mineralischen Düngers.

   In den letzten Jahren konnte zunehmend eine Verschlechterung des Wachstums bzw. der Gesundheit zahlreicher Pflanzen beobachtet werden, was nicht zuletzt auf mineralische oder chemische Mängel in den Böden zurückgeführt wird. Insbesondere sind größere Teile des Waldbestandes erkrankt. Weiter sind Schäden durch Auswaschungen und Erosionen der Böden zu beobachten.

   Es gibt bereits große Waldbereiche, in denen die Bäume praktisch kein Wachstum mehr zeigen, Blätter und Nadeln verlieren und ohne zusätzliche Eingriffe von außen absterben. Gleiches gilt im wesentlichen für den landwirtschaftlichen Bereich.

   Infolgedessen hat es an Versuchen nicht gefehlt, die Ursachen derartiger Schäden zu erforschen und Gegenmaßnahmen einzuleiten.

   Den Waldschäden liegen zahlreiche Ursachen zugrunde, unter anderem die Störung des Nährelementkreislaufes sowie Schadstoffzufuhr von außen.

   Der Nährelementkreislauf spielt insbesondere beim Wald eine große Bedeutung. Die Bäume nehmen über ihre Wurzeln lebensnotwendige Nährelemente aus dem Boden auf, wobei ein Teil im neu gebildeten Holz festgelegt wird, ein wesentlicher größerer Teil aber wieder aus Zweigen, Nadeln oder Blättern austritt und beispielsweise über den Regen abgewaschen und in den Boden rückgeführt wird. Ferner werden durch Laub-und Nadelfall, durch Früchte, tote Zweige, Rinden etc.

   erhebliche Nährelementmengen auf die Bodenoberfläche zurückgeführt. Während man früher der Meinung war, daß die Nährstoffversorgung des Waldes auf diese Weise ein für allemal gesichert sei, weiß man heute, daß diese Annahme insbesondere für Standorte mit armen oder degradierten Böden ebenso für Gebiete, in denen der Nährstoffkreislauf beispielsweise durch ungenügende Umwandlung des Rohhumus oder durch Streunut- zung gestört ist und Gebiete mit hoher Luftverschmutzung, nicht zutrifft.

   Daneben spielen aber auch für die Störung des Nährelementkreislaufes Faktoren wie Art des Bodens, Wasserzu- und -abfuhr eine Rolle. Gerade die Wasser- und Luftzu- bzw. -abfuhr beeinflußt den Humus- und damit den Stickstoffgehalt des Bodens erheblich.

   Bisherige Versuche, die Bodenqualität wieder zu verbessern, um den Nährstoffkreislauf wieder richtig einzustellen, sind im wesentlichen durch eine ausgewählte mineralische Düngung gekennzeichnet, um so vor allem Stickstoff, Phosphor und Kalium, aber auch Magnesium, Kalzium und Spurennährelemente dem Boden zuzuführen.

   Aus den DE-OS 28 51 701 und 26 48 119 sind Düngemittel bekannt, die einem gebrannten/geblähten Ton, der als Trägermaterial dient, zugegeben werden, um von diesem langsam über ein längeres Zeitintervall wieder in den Boden abgegeben zu werden. Das weitestgehend inerte Trägermaterial nimmt dabei an einer Reaktion mit dem Boden nicht teil.

   Aus der DE-OS 15 92 812 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von langsam und nachhaltig wirkenden Düngemitteln bekannt, wobei in ein Kaolinitschichtgitter Moleküle mit Düngerwirkung eingelagert werden sollen. Aufgrund eines definierten Gitterabstandes eines Kaolinitschichtgitters ist dessen lonenaufnahme- und -austauschkapazität begrenzt. Anpassungen an beispielsweise unterschiedliche Böden sind praktisch nur über die Menge möglich.

   So müssen zum Beispiel bei sehr starker Übersäuerung der Böden (pH-Werte zwischen 2 und 3 sind nicht selten) erhebliche Mengen eines derartigen Düngers eingesetzt werden, um den Sollwert von pH 4,5 bis 6 zu erreichen. Ferner haben Langzeitversuche gezeigt, daß die bekannten mineralischen Düngungen nur eine vorübergehende Steigerung des Wachstums und der Gesundung der Bäume bewirken. Der Düngung liegt insbesondere der Mangel zugrunde, daß nur einzelne Nährstoffe zugeführt werden.

   Nachdem man so beispielsweise festgestellt hat, daß die Kalkung stark versäuerter Böden Nährstoffmangelerscheinungen insgesamt nicht beseitigt, ist man dazu übergegangen, Fremd-Nährstoffe enthaltende Kalke anstelle von einem Kalksteinmehl einzusetzen.

   Nach einem neueren Vorschlag soll deshalb die Kalkung mit Gesteinsmehlzufuhr zusammen erfolgen, und zwar insbesondere für an verwitterbaren Silicaten armen, lößüberdeckten Böden (unveröffentlichter Vorschlag von Prof. B. Ulrich, Institut für Bodenkunde und Waldernährung, forstliche Fakultät der Universität Göttingen).

   Derartige Lösungsvorschläge sind jedoch auch nur unvollständig, da sie die komplexen Verhältnisse im Boden ausschließlich durch externe Nährstoffzufuhr zu lösen versuchen und damit nur teilweise den lebensnotwichtigen eigenen Nährstoffkreislauf wieder einstellen können.