DE4325692A1

DE4325692A1 - Künstliche Bodenstruktur und Verfahren zur Verhinderung der Landverwüstung unter Anwendung derselben

Info

Publication number: DE4325692A1
Application number: DE4325692A
Authority: DE
Inventors: Kinya Ogawa; Yoichi Hirasawa; Takao Oshima; Yoshiaki Nishimura
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1994-02-03
Also published as: US5580192A; CN1084544A; US5472458A; CN1042741C; EG20132A

Description

Die Erfindung betrifft eine neue verbesserte künstliche Bodenstruktur und ein Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung (Wüstenbil dung) unter Anwendung derselben, insbesondere betrifft sie eine künstli che Bodenstruktur, welche fähig ist, die Wasserverdampfung aus dem Bo den zu regulieren, sowie ein Verfahren zur Verhinderung von Landverwü stung und Anwendung derselben.

Die Erfindung kann insbesondere in wirksamer Weise in Umweltschutzan wendungen, wie bei der Verhinderung von Landverwüstung, Wüstenauf forstung und dem Forstschutz, sowie in zahlreichen industriellen Gebie ten, wie etwa der Landwirtschaft und dem Gartenbau und ebenso auf Ge bieten, wie Untergrundstrukturen für öffentliche technische Anlagen und Gebäude eingesetzt werden.

Wie durch das 1992 Earth Environment Summit symbolisiert, hat sich in jüngster Zeit die weltweite Aufmerksamkeit auf Erdumweltschutzproble me konzentriert, und die Frage, wie die Erdumwelt zu schützen ist, ist für die industrielle Technologie zu einem weltweiten Problem geworden.

Beispielsweise sind derzeit etwa 30% der Weltlandfläche von Wüsten be deckt, wobei jedoch deren Fläche kontinuierlich zunimmt. Zwar gibt es hierfür zahlreiche Ursachen, jedoch sind viele dieser umweltzerstörende Faktoren in Verbindung mit der Produktivitätsaktivität des Menschen, wie etwa die übermäßige Holzfällung, Umweltverschmutzung einschließlich dem sauren Regen, dem massiven Abpumpen von Grundwasser und die abnormalen Wetterbedingungen, von denen angenommen wird, daß sie durch die Zerstörung der Ozonschicht und eine Zunahme des Kohlendio xidgases verursacht werden. Gleichzeitig nimmt die Weltbevölkerung Jahr für Jahr zu.

Um die mit dem Bevölkerungswachstum verbundenen Nahrungsmittelver knappungen zu verhindern, ist es notwendig, den als Ergebnis von Verwü stung bzw. Wüstenbildung toten Boden wiederzubeleben, sowie die zu künftige Verwüstung des Bodens zu verhindern.

Es sind herkömmlicherweise Verfahren, welche den Wassergehalt des Bo dens durch Errichtung von Kanälen erhöhen und solche zur Berieselung und künstlichen Verursachung von Regen durchgeführt worden. Diese Verfahren stellen jedoch keine grundsätzliche Verbesserung der Boden struktur dar und das zugeführte Wasser versickert schnell, wodurch eine schlechte Wirksamkeit des Wassereinsatzes resultiert. Daher ist es zur wirksamen Verhinderung von Verwüstung notwendig, die Bodenstruktur selbst zu verbessern.

Zum Zwecke der Vermeidung von Nahrungsmittelknappheiten sind An strengungen unternommen worden, die Ernten selbst zu verbessern unter Anwendung biotechnologischer Verfahren zur Erhöhung der Produktivi tät. Gerade zur Erhöhung der Produktivität der Ernten ist es notwendig, den Boden, in welchem die Feldfrüchte wachsen, zu verbessern, so daß der Boden für jede Feldfrucht geeignet ist. Obwohl jedoch Bodenverbesserun gen, wie etwa Pflügen der Bodenoberfläche oder die Zugabe von Düngemit teln routinemäßig durchgeführt worden sind, gab es gewöhnlicherweise keine Versuche, künstlich in dem Boden Schichten zu bilden zum Zwecke der grundsätzlichen Verbesserung der Bodenumgebung auf Grundlage der Bodenstruktur, das heißt die Bodenstruktur selbst grundsätzlich zu verbessern.

Weiterhin werden in modernen Gesellschaften, teilweise aufgrund des Be völkerungswachstums, zahlreiche Strukturen durch verschiedene öffent liche technische Anlagen, Gebäude, etc. errichtet. Es braucht nicht er wähnt zu werden, daß für diese Strukturen der Untergrund eine sehr wich tige Rolle spielt, wobei es zur Aufrechterhaltung eines stabilen Unter grunds über viele Jahre notwendig ist, die Umgebungscharakteristika des Bodens auf Untergrundniveau grundsätzlich zu verbessern, so daß diese für die Strukturen geeignet sind.

Wie oben beschrieben, wird die Verbesserung der Bodenstruktur notwen dig, um die Umgebungseigenschaften des Bodens für den Menschen auf der gesamten Welt wünschenswert zu machen. Die Umgebungseigen schaften des Bodens werden oft vom Wassergehalt im Boden festgelegt.

Daher ist es vorwiegend notwendig, die Bodenstruktur in der Weise zu ver bessern, daß der Wassergehalt des Bodens künstlich reguliert werden kann.

Herkömmlicherweise sind als Mittel zur Regulierung des Wassergehalts des Bodens beispielsweise eine Mischung aus Boden und wasserzurück haltender Polymerverbindung(en) sowie eine Oberflächenbehandlung des Bodens mit Siloxanpolymeren vorgeschlagen worden, wie in der JP-A-1- 319 585 beschrieben.

Obwohl erwartet werden kann, daß die oben beschriebenen Verfahren als Verfahren zur Regulierung des Wassergehalts im Boden Wirkungen zei gen, muß gesagt werden, daß deren Wirkungen hinsichtlich der Verhinde rung von Landverwüstung unzureichend sind, so daß wirksamere Verfah ren erwünscht sind.

Ein Ziel der Erfindung ist demnach die Bereitstellung einer künstlichen Bodenstruktur, welche die oben beschriebenen Probleme bei Umwelt schutzanwendungen löst, wie etwa bei der Verhinderung von Landverwü stung, bei der Wüstenaufforstung und dem Forstschutz, sowie bei ver schiedenen Arten von Industriegebieten, wie der Landwirtschaft und dem Gartenbau sowie in Gebieten, wie etwa Untergrundstrukturen für öffentli che technische Anlagen und Bauwerke.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer künstlichen wasserzurückhaltenden Bodenstruktur, welche die oben beschriebenen Probleme durch künstliche Verbesserung der Bodenstruktur selbst löst, nicht nur beispielsweise in Industrien, wie verschiedenen Arten der Land wirtschaft und des Gartenbaus, sondern ebenso in Umweltschutzindu strien, wie etwa bei der Verhinderung von Bodenverwüstungen, Wüsten aufforstung und dem Forstschutz.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens der Aufforstung und des Wiederbelebens von Land, welches aufgrund Verwü stung bzw. Wüstenbildung tot ist sowie zur wirksamen Verhinderung zu künftiger Landverwüstung.

Diese Ziele werden erfindungsgemäß erreicht mit einer künstlichen Bo denstruktur gemäß Anspruch 1, einer künstlichen wasserzurückhalten den Bodenstruktur gemäß Anspruch 18 sowie einem Verfahren gemäß An spruch 29. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine künstliche Boden struktur mit einer oder mehreren im wesentlichen aus hydrophoben Teil chen bestehenden hydrophoben Schichten in dem Boden vorgesehen.

Die Teilchengröße der hydrophoben Teilchen kann 2000 µm oder weniger betragen. Die hydrophoben Teilchen können mit einem wasserabweisen den Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sein. Die hydrophoben Teilchen können aus einem hochmolekularen Polymer bestehen. Das was serabweisende Mittel kann ein solches vom Silikon- oder Fluor-Typ sein.

Die Bodenschicht, welche die im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende hydrophobe Schicht von oben berührt, kann eine wasserzu rückhaltende Schicht sein, welche im wesentlichen ein wasserzurückhal tendes bzw. wasserundurchlässiges Material umfaßt. Eine oder mehrere wasserzurückhaltende Schichten mit Wasserrückhaltevermögen können zwischen den im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehenden hy drophoben Schichten in dem Boden und der Oberfläche des Bodens vorge sehen sein. Zwei oder mehrere im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende hydrophobe Schichten in dem Boden können in der Weise vor gesehen sein, daß sich die hydrophoben Schichten nicht berühren. Zwei oder mehrere im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende hy drophobe Schichten in dem Boden können mindestens zwei unterschiedli che Hydrophobizitäten aufweisen. Weiterhin können mindestens zwei hy drophobe Schichten mit unterschiedlichen Hydrophobizitäten unter den im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehenden zwei oder mehre ren hydrophoben Schichten in dem Boden in der Weise vorgesehen sein, daß sie einander berühren.

Die künstliche Bodenstruktur kann auf der im Boden vorgesehenen, im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehenden hydrophoben Schicht ein Faservlies bzw. einen Textilverbundstoff aufweisen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält eine künst liche wasserzurückhaltende Bodenstruktur eine hydrophobe Schicht aus hydrophoben Teilchen auf der Oberseite eines Bodens, welcher ein was serzurückhaltendes Mittel enthält.

Die künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur, welche eine hydro phobe Schicht aus hydrophoben Teilchen über dem Boden, welcher ein wasserzurückhaltendes Mittel enthält, aufweist, kann mit einer Boden schicht, welche kein wasserzurückhaltendes Mittel enthält, an der Grenz fläche versehen sein. Die künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruk tur kann eine Bodenschicht ohne ein wasserzurückhaltendes Mittel auf der Oberseite der hydrophoben Schicht aus hydrophoben Teilchen aufwei sen. Die künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur kann eine was serzurückhaltende Schicht aus Bodenteilchen, welche ein wasserzurück haltendes Mittel enthalten, über der hydrophoben Schicht aufweisen.

Die künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur kann nichthydro phobe Bodenbereiche innerhalb der hydrophoben Schicht aufweisen oder diese können die hydrophobe Schicht durchdringen bzw. durchsetzen. Das wasserzurückhaltende Mittel kann eine wasserzurückhaltende hoch molekulare Verbindung sein. Die Teilchengröße der hydrophoben Teilchen kann 2000 µm oder weniger betragen. Die hydrophoben Teilchen können mit einem wasserabweisenden Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sein. Das wasserabweisende Mittel kann ein solches vom Silikon- oder Fluorkohlenstoff-Typ sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung vorgesehen, umfassend das Ein bringen einer hydrophoben Schicht aus hydrophoben Teilchen in einen Boden in einer vorgeschriebenen Tiefe von der Erdoberfläche und das Re gulieren bzw. Kontrollieren des Wassergehalts in dem Boden.

Die einen feinen Boden oder ein wasserzurückhaltendes Mittel enthalten de, wasserzurückhaltende Schicht kann in den Boden in einer vorbe stimmten Tiefe von der Erdoberfläche eingebracht werden, wobei die Tiefe oberhalb der hydrophoben Schicht liegt. Die Teilchengröße der hydropho ben Teilchen kann 2000 µm oder weniger betragen. Die hydrophoben Teil chen können mit einem wasserabweisenden Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sein. Das wasserabweisende Mittel kann ein solches vom Silikon- oder Fluor-Typ sein. Das wasserzurückhaltende Mittel kann eine wasserzurückhaltende Verbindung mit hohem Molekulargewicht sein.

Die wie oben dargelegte Erfindung ermöglicht die Unterdrückung der Was serverdampfung aus dem Zielboden in erwünschtem Ausmaß durch An wendung verschiedener Faktoren, wie etwa den verschiedenen Arten der hydrophoben Teilchen, der unterschiedlichen Dicke der hydrophoben Schicht, Kombinationen aus mehreren hydrophoben Schichten, Vertau schungen und Kombinationen mit anderen Schichten, wie etwa der was serzurückhaltenden Schicht, und Kombinationen mit den äußeren Umge bungsfaktoren, so daß der Wassergehalt der Bodenstruktur für ein er wünschtes Land festgelegt wird, und sie ermöglicht ein neues nützliches Verfahren zur Regulierung der Bodenumgebung.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert. Für die hydrophoben Teilchen zur Bildung der hydrophoben Schichten kann ein beliebiges Ma terial mit hydrophoben Eigenschaften und welches in Teilchenform vor liegt verwendet werden, wobei das Material sowohl anorganisch als auch organisch sein kann. Das Konzept "Hydrophobizität" umfaßt die soge nannte "Wasserabweisung" bzw. das "Wasserabweisungsvermögen.

Gemäß der Erfindung muß mindestens eine hydrophobe Schicht aus hy drophoben Teilchen in der Bodenstruktur, welche den Boden aufbaut, ent halten sein. Eine "Bodenstruktur" ist eine Struktur aus Boden, welche aus mindestens zwei Arten von Schichten besteht, einschließlich der hydro phoben Schicht aus hydrophoben Teilchen gemäß der Erfindung, das heißt ein Bodenblock mit einer dreidimensionalen Struktur. Es ist ausrei chend, wenn die hydrophoben Schichten gemäß der Erfindung im wesent lichen aus hydrophoben Teilchen zusammengesetzt sind, wobei es auch im Rahmen der Erfindung liegt, wenn Teilchen mit anderen Eigenschaften eingemischt werden, solange die hydrophoben Eigenschaften der Schicht insgesamt nicht verlorengehen. Beispielsweise ist es in Abhängigkeit der Anwendung wirksam, eine hydrophobe Schicht mit verringerter Hydro phobizität nur in begrenzten Bereichen vorzusehen, etwa dort wo Pflanzen auf der Bodenoberfläche eingepflanzt werden. Weiterhin können in Ab hängigkeit der Anwendung und innerhalb des Bereichs, in welchem die Hydrophobizität der hydrophoben Schicht insgesamt nicht verlorengeht, Teilchen mit anderen nützlichen Eigenschaften in die hydrophoben Teil chen, welche in der hydrophoben Schicht enthalten sind, eingemischt wer den.

Hinsichtlich dem Teilchensystem der hydrophoben Teilchen gemäß der Erfindung gibt es keine speziellen Beschränkungen, solange dieses inner halb des Bereichs liegt, welcher die Zwecke der Erfindung erfüllen kann. Ein Teilchensystem mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2000 µm oder weniger ist hinsichtlich der Einfachheit der Regulierung des Was sergehaltes bevorzugt. Eine bevorzugtere Größe ist 1000 µm oder weniger.

Für die hydrophoben Teilchen gemäß der Erfindung sind Sand- und/oder Schmutzteilchen, deren Oberflächen mit einem wasserabweisenden Mittel behandelt sind, bevorzugt, wobei diese einzeln oder in Mischung miteinan der verwendet werden können. Bevorzugter ist wasserabweisender Sand, bei dem es sich um einen mit einem wasserabweisenden Mittel behandel ten Sand handelt. Hinsichtlich dem verwendeten wasserabweisenden Mit tel gibt es keine speziellen Beschränkungen, solange es allgemein als ein wasserabweisendes Mittel eingesetzt wird. Bevorzugter ist ein solches vom Silikon- oder Fluor-Typ. Insbesondere bevorzugt ist ein solches vom Fluor-Typ aufgrund dessen langanhaltender Stabilität in der Leistung, wenn es unter strengen Bedingungen eingesetzt wird. Weiterhin kann ein wasser abweisendes Mittel, welches aus einer Mischung vom Silikon-Typ und Flu or-Typ besteht, eingesetzt werden.

Ein Beispiel für ein wasserabweisendes Mittel vom Silikon-Typ ist eine Si likonverbindung der folgenden allgemeinen Formel (1). Es kann direkt (oh ne Lösungsmittel) oder nach Verdünnung in Lösungsmitteln, wie etwa To luol, Xylol oder Trichlorethylen oder in Form einer Emulsion verwendet werden. Ebenso können Härtungskatalysatoren, wie etwa Dibutylzinndi laurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctylzinnlaurat oder Eisenoctat verwendet werden.

R¹aR²bSiO_x (1).

[Die Reste R¹ bedeuten Homo- oder Hetero-, unsubstituierte oder substi tuierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen; die Reste R² bedeuten Ho mo- oder Heterogruppen, gewählt aus hydrolysierbaren Gruppen, -OH und -H; a und b sind durch 0 a < 4, 0 b 4 und 0 < a+b 4 definierte Zah len; und x = (4-a-b)/2].

Beispielsweise ist in der allgemeinen Formel (1) R¹ eine Gruppe, welche dadurch erhalten wird, daß in Gruppen einschließlich Alkylgruppen mit einer Kohlenstoffanzahl von 1-15, wie etwa Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Decylgruppen, Alkenylgruppen, wie etwa Vinyl- und Allylgruppen, Aryl gruppen, wie etwa Phenylgruppen, Cycloalkylgruppen und CH₃-CH₂- CH₂-Gruppen, sämtliche oder ein Teil der an Kohlenstoffatome gebunde nen Wasserstoffatome durch Halogenatome oder Cyanogruppen ersetzt werden.

R² steht für hydrolysierbare Gruppen, wie etwa Alkoxygruppen, Acyloxy gruppen, Ketoximgruppen, Aminogruppen, Aminoxygruppen, Amidgrup pen, Enoxygruppen und Alkenyloxygruppen, Halogenatome, wie etwa Chlor, -OR³ (R³ ist Na oder K), -OH oder -H.

Als Beispiele konkreter Silikonverbindungen können beispielsweise die folgenden durch (2) bis (5) dargestellten Verbindungen oder deren teilwei se hydrolysierte Produkte oder deren cohydrolysierte Produkte verwendet werden.

HO-Si(ONa)(CH₃)-[OSi(ONa)CH₃]n-OH (2)
(n: 0, 1, 2)

CH₃-[SiO(CH₃)₂]_m-[SiO(H)(CH₃)]₁-Si(CH₃)₃ (3)
(1, m: 0 oder eine ganze Zahl)

R⁴-[SiO(CH₃)₂]_k-Si(CH₃)₂R⁴ (4)
(k: eine ganze Zahl, R⁴: -OH, -CH=CH₂, -OCH₃)

CH₃SiCl₃, C₁₀H₂₁SiCl₃, CF₃CH₂CH₂SiCl₃, CH₃Si(OCH₃)₃, CF₃CH₂CH₂Si(OCH₃)₃ (5)

Eine durch die Formel (6) angegebene Silazanverbindung

(CH₃)₃SiNH-Si(CH₃)₃ (6)

ist ebenso als wasserabweisendes Mittel zur Anwendung in der Erfindung geeignet.

Für das wasserabweisende Mittel vom Fluor-Typ können die durch die fol genden allgemeinen Formeln (7), (10) bis (19) und (22) angegebenen Fluor verbindungen als Beispiele genannt werden. Es kann nach Verdünnung in Lösungsmitteln oder, falls erforderlich, in Form einer Emulsion verwendet werden. In den Formeln bedeuten 1, m und n ganze Zahlen.

X bedeutet H oder CH₃, Y bedeutet entweder (8) oder (9)

Y bedeutet -OCF₃ oder entweder (20) oder (21)

R bedeutet eine Cyclohexylgruppe oder eine Butylgruppe.

Als wasserzurückhaltendes Mittel vom Fluor-Typ kann ein durch Organo silan oder Organopolysiloxan denaturiertes eingesetzt werden, wobei ins besondere ein durch Organosilan oder Organopolysiloxan einschließlich einer hydrolysierbaren Gruppe, OH-Gruppe oder H denaturiertes zur Er zielung eines langanhaltenden Wasserrückhaltevermögens nützlich sein kann.

Ein Beispiel einer solchen Silanverbindung ist ein Fluorosilikon der nach folgenden Formel (23)

[n ist eine ganze Zahl von 6 bis 8; p ist 0,1 oder 2 und Me bedeutet CH₃].

Beispiele einer Verbindung der Formel (23) sind Silanverbindungen der Formel (24) oder (25)

Ein anderes Beispiel eines wasserzurückhaltenden Mittels vom Fluor-Typ ist ein Copolymer mit anderen Silanen, wie etwa RSi(OMe)₃, R₂Si(OMe)₂ oder H·RSi(OMe)₂ (R ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen) sowie ein Perfluoracrylat. Ein Copolymer mit einem Alkylsilan mit einer langen Kette ist besonders bevorzugt.

Ein weiteres Beispiel ist ein Copolymer aus:

und

n ist eine ganze Zahl.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Oberflächenbehandlung von Sand- oder Schmutzteilchen mit einem wasserabweisenden Mittel ist es ausreichend, die üblicherweise angewandten Verfahren zur Oberflächenbehandlung von feinen Teilchen zu befolgen. Beispielsweise ist es möglich, verschiede ne Silikonöle mit Sand unter Verwendung mechanochemischer Verfahren zu vermischen, um so eine Oberflächenbehandlung zur Erzeugung hydro phober Teilchen durchzuführen.

Als hydrophobe Teilchen können zusätzlich zu wasserabweisendem Sand, wie oben beschrieben, feine Teilchen aus hochmolekularen Polymeren (Kunststoffen), deren Oberflächen hydrophob sind, verwendet werden. Insbesondere sind Organosilikontypen bevorzugt wobei Polymethyl silsesquioxan besonders bevorzugt ist. Ebenso ist es beispielsweise mög lich, zu Teilchen zerkleinerten Kunststoffabfall zu verwenden, womit zur Lösung des Kunststoffabfallbeseitigungsproblems in wirksamer Weise beigetragen wird. Ebenso ist es möglich, diese hochmolekularen Polyme ren vor deren Anwendung einer wasserabweisenden Behandlung zu unter ziehen.

Zusätzlich zu den oben als Beispiele beschriebenen hydrophoben Teilchen können selbstverständlich auch hydrophobe Teilchen einschließlich hy drophoben teilchenförmigen Metalloxiden, wie etwa Siliciumoxid, Alumi niumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Vanadiumoxid und Eisenoxid, zer kleinerte Produkte aus Glaskügelchen und Ölschiefer sowie Ölsand ver wendet werden. Diese sind bevorzugter, wenn deren Oberflächen mit ei nem wasserabweisenden Mittel vom Fluor- oder Silikon-Typ behandelt worden sind. Ölschiefer und Ölsand können jedoch in wirksamer Weise ohne Silikonbehandlung verwendet werden.

Gemäß der Erfindung ist es erforderlich, daß mindestens eine hydrophobe Schicht, wie oben beschrieben, in der künstlichen Bodenstruktur enthal ten ist, wobei zwei oder mehrere hydrophobe Schichten, falls erforderlich, eingebracht werden können. Bei mehreren hydrophoben Schichten kön nen sämtliche Schichten die gleiche Hydrophobizität aufweisen, wobei Schichten mit unterschiedlichen Hydrophobizitäten ebenso möglich sind.

Sie können einander berühren, ebenso kann eine Bodenschicht, bei der es sich nicht um eine hydrophobe Schicht aus hydrophoben Teilchen han delt, als Grenzfläche vorliegen.

Die Hydrophobizität der hydrophoben Schicht kann nach Bedarf reguliert werden, beispielsweise durch Ändern des Typs der hydrophoben Teilchen und/oder der Dicke der hydrophoben Schicht. Das heißt, die hydrophoben Schichten aus hydrophoben Teilchen im Boden können gemäß der Erfin dung nach Notwendigkeit hinsichtlich des Typs, Größe und Form der hy drophoben Teilchen, welche die Schicht aufbauen, der Tiefe von der Bo denoberfläche, des Wasserregulierfaktors, etc. gewählt werden. Beispiels weise ist es möglich, den Hydrophobizitätsgrad durch geeignetes Vermi schen von wasserabweisendem Sand, welcher aus hydrophoben Teilchen besteht, und gemeinem Sand, welcher nicht mit einem wasserabweisen den Mittel behandelt ist und welcher aus nicht-hydrophoben Teilchen be steht, einzustellen.

Weiterhin ist es gemäß der Erfindung ebenso zweckmäßig, eine wasserzu rückhaltende Schicht mit Wasserrückhaltevermögen im Boden über der hydrophoben Schicht aus hydrophoben Teilchen vorzusehen oder eine Schicht mit Wasserrückhaltevermögen zwischen der hydrophoben Schicht und der Bodenoberfläche vorzusehen. Diese wasserzurückhalten de Schicht kann durch Zugabe feinteiligen Bodens oder irgendeines was serzurückhaltenden Mittels in den Boden erhalten werden. Jedes wasser zurückhaltende Mittel kann verwendet werden, solange der effektive Was sergehalt des Bodens durch den Gehalt dieses Mittels erhöht wird.

Beispiele wasserzurückhaltender Polymere sind PVA, MC und CMC, acry lische hochmolekulargewichtige wasserabsorbierende Polymere, Torf moos, anorganischer Perlit, Montmorillonit und Vermiculit.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft somit ebenso eine künstli che wasserzurückhaltende Bodenstruktur aus einem ein wasserzurück haltendes Mittel enthaltenden Boden mit einer hydrophoben Schicht auf dessen Oberseite. "Auf dessen Oberseite" bedeutet hierin "über der Schicht, welche das wasserzurückhaltende Mittel enthält", dies bedeutet in anderen Worten, daß eine hydrophobe Schicht aus hydrophoben Teil chen auf der oberen Seite, das heißt in Richtung der Erdoberfläche, vor liegt.

Wenn die erfindungsgemäße künstliche wasserzurückhaltende Boden struktur beispielsweise bei Pflanzungsanwendungen verwendet wird, ist es manchmal wirksam, die Hydrophobizität in begrenzten Bereichen, in welchen die Pflanzen auf der Bodenoberfläche vorliegen, zu entfernen. Das konkrete Verfahren hierfür umfaßt die Einpflanzung von in Papiertöpfen gezüchteten Keimlingen bzw. Setzlingen.

Ein Aspekt der Erfindung ist ebenso eine künstliche wasserzurückhalten de Bodenstruktur mit einer hydrophoben Schicht aus hydrophoben Teil chen auf der Oberseite des ein wasserzurückhaltendes Mittel enthalten den Bodens mit einer Bodenschicht ohne wasserzurückhaltendes Mittels an der Grenzfläche. Dies ist ein Aspekt der künstlichen wasserzurückhal tenden Bodenstruktur, bei der die Bodenschicht mit einem wasserzurück haltenden Mittel nicht in Berührung steht mit der darüberliegenden (in Richtung der Erdoberfläche) hydrophoben Schicht.

Solche erfindungsgemäßen Aspekte werden je nach Anwendung festge legt. Beispielsweise kann bei der Aufzucht von Pflanzen auf der erfin dungsgemäßen künstlichen wasserzurückhaltenden Bodenstruktur die optimale Bodenstruktur, welche für die Charakteristika der individuellen Pflanzen geeignet ist, innerhalb des Rahmens der Erfindung gewählt wer den.

Ebenso ist es erfindungsgemäß hinsichtlich der Wasserzurückhaltung und Durchführbarkeit erwünscht, daß das wasserzurückhaltende Mittel eine hochmolekulargewichtige Verbindung mit Wasserrückhaltevermö gen ist. Die hochmolekulargewichtige Verbindung kann entweder ein na türliches Polymer oder ein synthetisches Polymer sein. Als zu verwenden des Polymer ist ein gegenüber Enzymen, wie etwa Cellulase, beständiges Polymer bevorzugt. Ebenso ist ein solches, welches toxische Substanzen durch Zersetzung produziert, nicht bevorzugt. Ein solches, welches die Bodenumgebung nicht zerstört, ist bevorzugt. Auf Grundlage dieser Be trachtungen, sind Cellulosederivate, Gummisand, PVA, Absorptionspoly mere vom Acrylsäuretyp, etc. bevorzugt. Insbesondere wenn die Erfindung in sehr trockenen Wüstenbereichen angewandt wird, ist es bevorzugt, eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur zu verwenden, welche ein sogenanntes wasserabsorbierendes Polymer, welches gutes Wasser rückhaltevermögen aufweist und Wasser in einer Menge von mehr als dem einigen 100fachen Eigengewicht absorbieren kann, enthält.

Das Anbringen einer zusätzlichen Bodenschicht auf der Oberseite der hy drophoben Schicht der künstlichen wasserzurückhaltenden Bodenstruk tur gemäß der Erfindung ist darin vorteilhaft, daß es den beispielsweise durch Wind verursachten Verlust der hydrophoben Teilchen und ebenso den Abbau durch beispielsweise Sonnenlicht verhindert, wodurch den die hydrophobe Schicht aufbauenden hydrophoben Teilchen ausgezeichnete Langlebigkeit verliehen wird.

Bei einer Ausführungsform handelt es sich um eine künstliche wasserzu rückhaltende Bodenstruktur, welche eine Bodenschicht ohne ein wasser zurückhaltendes Mittel auf der Oberseite der hydrophoben Schicht auf weist. Beispielsweise wird durch Vorsehen einer 5-500 mm dicken Boden schicht aus Sand oder Schmutz auf der Oberseite der hydrophoben Schicht die hydrophobe Schicht gegenüber Abbau durch Sonnenlicht und/oder Zerstreuung durch Wind geschützt, so daß daher die Anwen dung dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform in Gebieten mit star kem Sonnenlicht und/oder Wind sicherstellt, daß die Wirkung über einen langen Zeitraum ohne Verschlechterung anhält.

Ebenso besitzt eine künstliche Bodenstruktur mit einem Faservlies auf der Oberseite der hydrophoben Schicht den Vorteil, daß eine Verringerung der Hydrophobizität der hydrophoben Schicht aufgrund der Eindringung von nichthydrophoben Teilchen aus der Schicht über der hydrophoben Schicht nicht auftritt.

Die Herstellung einer die erfindungsgemäße künstliche Bodenstruktur (welche ebenso die künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur um faßt) umfassenden Bodenstruktur kann beispielsweise erfolgen durch Ausgraben von Erde eines vorbestimmten Gebiets bis zu einer vorgeschrie benen Tiefe und dann künstliches Einbetten einer wie oben beschriebenen künstlichen Bodenstruktur in den ausgegrabenen Erdbereich, um so künstlich eine Schichtstruktur auszubilden, welche eine oder mehrere im wesentlichen hydrophobe Teilchen umfassende hydrophobe Schichten in dem Boden aufweist. Das Einbetten der künstlichen Bodenstruktur kann durch Einbetten der hydrophoben Schicht aus hydrophoben Teilchen be liebiger Dicke anstelle einer vorhandenen Schicht(en) erfolgen. Die den Rest des Bodens ausmachenden Schichten können belassen werden, bei spielsweise gleich oder ähnlich den umgebenden natürlichen Schichten, oder es ist ebenso möglich, die oben beschriebene wasserzurückhaltende Schicht einzubetten, um die künstliche Bodenstruktur zu vervollständi gen. Die Dicke der hydrophoben Schichten wird durch die Anwendung festgelegt.

Es ist ausreichend, Erde eines vorbestimmten Bereichs oder Gebiets bis zu einer vorgeschriebenen Tiefe auszugraben und dann eine hydrophobe Schicht beliebiger Dicke aus hydrophoben Teilchen darauf einzuschich ten. Die Schichten, welche den Rest des Bodens ausmachen, können bei spielsweise gleich den umgebenden natürlichen Schichten sein.

Um die hydrophobe Schicht beliebiger Dicke aus hydrophoben Teilchen einzubetten, ist es ausreichend, die hydrophoben Teilchen an der Arbeits stelle abzulegen. Als konkretes Beispiel können Sand und ein wasserab weisendes Mittel an der Arbeitsstelle unter Verwendung einer Mischvor richtung ähnlich einem Betonmischer gemischt und dann in den ausge grabenen Bereich gelegt werden. Ebenso ist es möglich, Mischerfahrzeuge von der Betriebsanlage für das wasserabweisende Mittel abzuschicken und die wasserabweisende Behandlung des Sandes durchzuführen, wäh rend das Fahrzeug zu der Arbeitsstelle fährt. Ferner ist es möglich, in der Anlage Würfelbehälter oder Säcke mit Sand, welcher mit einem wasserab welsenden Mittel behandelt worden ist, zu befüllen und diese dann nach einander in den ausgegrabenen Bereich einzuschichten. Zur Herstellung der hydrophoben Teilchen mit einem wasserabweisenden Mittel kann ein Emulsionssprühverfahren angewandt werden.

Dieses Verfahren ermöglicht die genaue und leichte Anordnung der Dicke der hydrophoben Schichten. Durch Befüllen der Behälter mit anderen bo denaufbauenden Schichten, wie etwa wasserzurückhaltenden Teilchen und Düngemitteln und Ablegen dieser, kann in einfacher Weise eine er wünschte künstliche Bodenstruktur beliebigen Ausmaßes (Bereich bzw. Fläche) erhalten werden.

Hinsichtlich der Größe der künstlichen Bodenstruktur gibt es keine be sondere Beschränkung, so daß in Abhängigkeit der Anwendung jeder Ziel bereich und jede Dicke möglich ist. Es ist möglich, große Behälter einer vorbestimmten Höhe mit der kompletten künstlichen Bodenstruktur ein schließlich der hydrophoben Schicht gemäß der Erfindung in einer Anlage zu befüllen und dann diese einfach in einen vorbestimmten ausgegrabe nen Bereich, welcher eine Tiefe entsprechend der Höhe der Behälter be sitzt, abzulegen. Ebenso ermöglicht die Erfindung den Aufbau einer erfin dungsgemäßen Bodenstruktur, bei welcher die Erdausgrabung weggelas sen wird und die erfindungsgemäße künstliche Bodenstruktur auf einen begrenzten Landbereich abgelegt wird, um künstlich eine neue Schicht struktur mit einer im wesentlichen hydrophoben Schicht auf der Erdober fläche zu schaffen. Ebenso ist es möglich, falls notwendig, einen bestimm ten Landbereich aus der künstlichen Bodenstruktur mittels einem Dach bzw. einer Abdeckung einzuschließen und eine spezielle für Feldfrüchte bzw. Getreide geeignete Wachstumsumgebung zu schaffen, welche eine Kombination aus der künstlichen Bodenstruktur und einer äußeren Um gebung mit einer künstlichen Atmosphäre ist.

Die wie oben beschriebene Erfindung unterdrückt die Wasserverdamp fung aus dem Zielboden in beliebigem Ausmaß durch Anwendung ver schiedener Faktoren, wie etwa den Typen des wasserzurückhaltenden Mit tels und der hydrophoben Teilchen, der Bodeneigenschaften, der Dicke der das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Bodenschicht und der Dicke der hydrophoben Schicht und verschiedenen Kombinationen mit der äußeren Umgebung, wodurch der Wassergehalt der Bodenstruktur re guliert wird und ein neues brauchbares Verfahren zur Regulierung des Bo denwassergehaltes ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung ist die oben beschriebene hydrophobe Schicht aus hydrophoben Teilchen beispielsweise in dem Boden vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß verglichen mit dem Fall, bei dem die hydrophobe Schicht auf der Bodenoberfläche vorgesehen wird, die hydrophoben Teilchen, wel che die hydrophobe Schicht aufbauen, haltbarer sind, da sie im Boden ge schützt sind. Da die hydrophoben Teilchen im Boden weiterhin den Ver lust der hydrophoben Teilchen durch Wind verhindern, hat diese Ausfüh rungsform Vorteile hinsichtlich der Stabilität der die Bodenstruktur auf bauenden hydrophoben Schicht selbst und der Möglichkeit, die hydropho be Schicht in der Bodenstruktur dünner zu machen, da der Verlust an hy drophoben Teilchen verhindert werden kann.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zei gen

Fig. 1 ein Diagramm, welches den Verlauf der Wasserverdampfung in Beispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm, welches den Verlauf der Wasserverdampfung in Beispiel 3, Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 2 zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, welches den Verlauf der Wasserverdampfung in Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 1 zeigt und

Fig. 4 eine Zeichnung, welche ein Verfahren eines Wachstumsversuchs mit Tomatensetzlingen erläutert, um die Wirkungen des Beispiels 15 zu bestätigen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

Künstliche Bodenstruktur

Bei einer künstlichen Bodenstruktur befindet sich eine im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende Schicht unterhalb der Erdoberflä che, das heißt unterhalb der oberen Bodenoberfläche. Bei dieser Anord nung wird die hydrophobe Schicht nicht dem Einfluß von Wind und Son nenlicht ausgesetzt und ist somit geschützt. Bei einer bevorzugten Aus führungsform ist die hydrophobe Schicht in dem Boden oberhalb des Grundwasserspiegels, jedoch unterhalb oder auf gleicher Höhe oder ober halb den Wurzeln von Pflanzen angeordnet. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der künstlichen Bodenstruktur kann die hydrophobe Schicht zwischen etwa 5 und 100 cm unterhalb der Bodenoberfläche lie gen. Wenn die hydrophobe Schicht unterhalb den Wurzeln von Pflanzen angeordnet ist, liegt ihre Tiefe vorzugsweise 40-80 cm unterhalb der Bo denoberfläche. Wenn die hydrophobe Schicht auf gleicher Höhe oder ober halb von Wurzeln von Pflanzen angeordnet ist, beträgt ihre Tiefe vorzugs weise 5 bis 40 cm unterhalb der Bodenoberfläche. Die Tiefe der hydropho ben Schicht wird von der Oberseite der hydrophoben Schicht zur Oberseite der Bodenoberfläche gemessen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Dicke der hy drophoben Schicht mindestens etwa das drei- bis fünffache des durch schnittlichen Durchmessers der hydrophoben Teilchen in der hydropho ben Schicht betragen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der hydrophoben Schicht etwa 1 bis 5 cm, weiter vorzugs weise 2 bis 4 cm.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein wasserzurück haltendes Mittel oder eine wasserzurückhaltende Schicht wahlweise in der künstlichen Bodenstruktur, welche die hydrophobe Schicht enthält, eingesetzt werden. Einige Bodenarten halten Wasser zurück. Wenn der Boden einen hohen Anteil an Sand enthält, das heißt sandiger Boden, der somit wasserzurückhaltend ist, ist es bevorzugt, ein wasserzurückhalten des Mittel in einer Schicht oberhalb der hydrophoben Schicht vorliegen zu haben. Wenn Wasser auf die Bodenoberfläche aufgebracht wird, wird ein Teil des Wassers in dem Boden oberhalb der hydrophoben Schicht zurück gehalten werden, da die hydrophobe Schicht den Durchgang oder den Ab fluß des Wassers durch den Boden verlangsamt. Diese Ausführungsform ist für Großpflanzenkultivierung bevorzugt, insbesondere bei einer gro ßen Anzahl an Topfkultivierung zur Anwendung bei einer großen Wüste oder einer riesigen öden Ebene.

Wenn die Pflanzenwurzel oberhalb der hydrophoben Schicht ist, ist es bes ser, daß die mit der Wurzel auf gleicher Höhe liegende Schicht Wasser rückhaltevermögen aufweist, indem beispielsweise ein feiner Boden oder ein wasserzurückhaltendes Mittel verwendet wird.

Wenn ein eine Pflanze haltender Topf in die hydrophobe Schicht eindringt, gelangt das von der Grundoberfläche vorgesehene Wasser durch den Topf und unterhalb der hydrophoben Schicht. Als Ergebnis breitet sich das Wasser unterhalb der hydrophoben Schicht nicht einfach zur Oberfläche durch die hydrophobe Schicht aus und verdampft. Somit wird Wasser kon tinuierlich den Wurzeln der Pflanze zugeführt.

Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der künstlichen wasserzurück haltenden Bodenstruktur ist eine hydrophobe Schicht etwa 5 bis 50 cm, weiter vorzugsweise etwa 10 bis 20 cm unterhalb der Bodenoberfläche vor gesehen. Die Dicke der hydrophoben Schicht kann etwa das drei- bis fünf fache der durchschnittlichen Größe der hydrophoben Teilchen in der hy drophoben Schicht betragen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der hy drophoben Schicht etwa 1 bis 5 cm, weiter vorzugsweise etwa 2 bis 4 cm. Somit kann bei einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur die Wurzel einer Pflanze auf der Oberfläche durch die hydrophobe Schicht zur wasserzu rückhaltenden Schicht reichen. Diese Ausführungsform wird am bevor zugtesten bei der Topfkultivierung in großem Ausmaß in Wüsten oder trockenen Gebieten etc. angewandt. Die Töpfe dringen in die hydrophobe Schicht ein, so daß die Pflanzenwurzeln in dem Topf die wasserzurückhal tende Schicht erreichen können. Von der Oberfläche vorgesehenes Wasser kann den Topf durchsickern und ebenso leicht die wasserzurückhaltende Schicht erreichen. Der Topf kann ein Papier- oder Kunststofftopf mit Pene trationslöchern an der Seite und dem Boden sein. Die wasserzurückhal tende Schicht kann ein wasserzurückhaltendes Mittel enthalten, bei spielsweise Torfmoos oder feinen Boden etc. Die zweite hydrophobe Schicht kann wahlweise unterhalb der wasserzurückhaltenden Schicht angeordnet werden. Somit kann eine Großtopfkultivierung durchgeführt werden.

Die oben beschriebene Ausführungsform einer künstlichen Bodenstruk tur und einer künstlichen wasserzurückhaltenden Bodenstruktur kann vorzugsweise bei einem Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung bzw. Wüstenbildung eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele näher er läutert.

Beispiel 1

2,5 kg 0,3-%ige C ₁₀H₂₁ Si(Cl)₃/n-Hexan-Lösung werden auf 10 kg Asano- Quarzsand Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße ca. 1000 µm) und eben so auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 7 (durchschnittliche Teilchengröße ca. 100 µm) gegossen. Nach dem Aufrühren werden sie etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Dann werden sie nach dem Filtrieren und Spülen mit Wasser bei 100°C getrocknet, wobei silikonbehandelter hydrophober Quarzsand erhalten wird.

Eine 3,3 cm tiefe Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 wird jeweils in drei Glasbehälter mit 10 cm Durchmesser und 10 cm Tiefe gegeben. Auf diese werden 43 g Wasser gegossen, um nasse Schichten herzustellen. Beim Bei spiel 1 wird eine 3,3 cm Schicht aus dem silikonbehandelten Asano- Quarzsand Nr. 4 auf der Oberseite der nassen Schicht in einem der drei Be hälter und dann eine 2 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 auf deren Oberseite aufgebracht, um eine künstliche Bodenstruktur im Labormaß stab herzustellen, um die Wirkungen der Erfindung zu bestätigen. Diese wird als "Probe A" bezeichnet.

Beispiel 2

Unter Verwendung des silikonbehandelten Asano-Quarzsands Nr. 7 an stelle des in Beispiel 1 verwendeten silikonbehandelten Asano-Quarz sands Nr. 4 wird eine 3,3 cm hydrophobe Schicht in gleicher Weise wie beim silikonbehandelten Asano-Quarzsand Nr. 4 in Beispiel 1 vorgesehen und dann eine 2 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 auf deren Obersei te aufgebracht. Diese künstliche Bodenstruktur wird als "Probe B" be zeichnet.

Vergleichsbeispiel 1

Asano-Quarzsands Nr. 4 ohne Silikonbehandlung wird anstelle des sili konbehandelten Asano-Quarzsands aus den Beispielen 1 und 2 einge bracht, um eine 5,3 cm Asano-Quarzsandschicht ohne hydrophobe Schicht vorzusehen. Diese künstliche Bodenstruktur wird als "Probe C" bezeichnet.

Die Proben A, B und C aus den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispiel 1 werden bei einer Raumtemperatur von 30°C stehengelassen und die Ge wichtsveränderung (Wasserverdampfung) jeder der Proben gemessen. Die Meßergebnisse sind im Diagramm der Fig. 1 gezeigt. Dieses Diagramm zeigt, daß die künstlichen Bodenstrukturen der erfindungsgemäßen Bei spiele, verglichen mit der künstlichen Bodenstruktur des Vergleichsbei spiels, die Wasserverdampfung in einem größeren Ausmaß unterdrücken und regulieren.

Beispiel 3

Eine künstliche Bodenstruktur wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen daß Polymethylsilsesquioxan (Teilchengröße 800 µm), ein granuliertes hydrolysiertes Produkt aus CH₃SiCl₃, anstelle des silikonbehandelten Sands verwendet wird, wobei die Gewichtsände rung in genau der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen wird. Diese künstliche Bodenstruktur wird als "Probe D" bezeichnet.

Beispiel 4

Eine künstliche Bodenstruktur wird in gleicher Weise wie in Beispiel 1 her gestellt, ausgenommen daß Polymethylsilsesquioxan (Teilchengröße 100 µm), ein granuliertes hydrolysiertes Produkt aus CH₃SiCl₃, anstelle des silikonbehandelten Sands verwendet wird, wobei die Gewichtsänderung in genau der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen wird. Diese künstli che Bodenstruktur wird als "Probe E" bezeichnet.

Vergleichsbeispiel 2

Asano-Quarzsand Nr. 7 ohne Silikonbehandlung wird anstelle des silikon behandelten Quarzsands aus den Beispielen 3 und 4 eingebracht, um eine 5,3 cm Asano-Quarzsandschicht ohne hydrophobe Schicht vorzusehen. Diese künstliche Bodenstruktur wird als "Probe F" bezeichnet.

Die Ergebnisse der Gewichtsänderungs-(Wasserverdampfung)-Messung jedes der Beispiele sind zusammen mit der Messung für Vergleichsbeispiel 2 im Diagramm der Fig. 2 gezeigt. Dieses Diagramm zeigt, daß die künst lichen Bodenstrukturen aus den Beispielen 3 und 4, verglichen mit der künstlichen Bodenstruktur aus dem Vergleichsbeispiel 2 in einem größe ren Ausmaß die Wasserverdampfung unterdrücken und regulieren.

Beispiel 5

Eine künstliche Bodenstruktur wird in gleicher wie in Beispiel 1 herge stellt, ausgenommen daß

a) eine 0,5-%ige Xylollösung aus HO-Si(ONa)(CH₃)-[OSi(ONa)CH₃]_n-OH (Mischung aus n: 0,1 und 2),
b) eine 0,5-%ige Xylollösung von (CH₃)₃SiNH-Si(CH₃)₃ und
c) eine 0,5-%ige Xylollösung eines teilweise hydrolysierten Produkts aus CH₃Si(OCH₃)₃ (Produktname KC-89 von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) verwendet werden. Proben aus a), b) und c) werden mit G, H und I be zeichnet und bei einer Raumtemperatur von 30°C stehengelassen, danach wird die Gewichtsänderung (Wasserverdampfung) jeder dieser Proben ge messen. Die Meßergebnisse sind in dem Diagramm in Fig. 3 gezeigt. Die ses Diagramm zeigt, daß die Ergebnisse für G und I nahezu die gleichen sind und daß die künstlichen Bodenstrukturen jedes dieser Beispiele, ver glichen mit der künstlichen Bodenstruktur aus Vergleichsbeispiel C zu ei nem größerem Ausmaß die Wasserverdampfung unterdrücken und regu lieren.

Beispiel 6

Es werden ein wasserabweisendes Mittel vom Silikon-Typ (Produktname Polon-MR von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) und ein wasserabweisendes Mittel vom Fluor-Typ (Produktname AG710 von ASAHI GLASS Co., Ltd.) hergestellt bzw. vorbereitet.

1 kg Quarzsand Nr. 7 wird in einen 5 l Mörtelmischer gegeben und 80 g ei ner wasserabstoßenden Flüssigkeit, welche 2,5%, auf Feststoffbasis, ent weder des obigen wasserabweisenden Mittels vom Silikon-Typ oder Fluor- Typ enthält, werden in den Quarzsand eingetropft, dann wird der Quarz sand während 2 Stunden bei 150°C getrocknet. In dieser Weise wird was serabweisender Sand, welcher gegenüber dem Quarzsand 0,2% des was serabweisenden Mittels enthält, erhalten.

Danach werden 40 g Wasser auf Quarzsand Nr. 4 gegossen, um nasse Schichten herzustellen, danach werden 75 g und 150 g des wasserabwei senden Sands vom Silikon-Typ oder Fluor-Typ auf die nassen Schichten gegeben, um Bodenstrukturen zu erhalten. Die Bodenstrukturen werden in einem Warmluft-Zirkulationstrockner bei 40°C gealtert. Nach der Alte rung werden die Mengenänderungen der Wasserverdampfung in den Bo denstrukturen gemessen und die Wassertransportmengen miteinander verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, gibt es keinen Unterschied zwischen dem wasserabweisenden Sand vom Silikon-Typ und dem wasserabweisenden Sand vom Fluor-Typ hinsichtlich der Menge an Verdampfungswasser, wel ches durch die wasserabweisenden Sandschichten hindurchgeht, so daß mittels den zwei wasserabweisenden Sanden die gleiche Wirkung erzielt werden kann.

Beispiel 7

Die in Beispiel 6 erhaltenen wasserabweisenden Sande vom Silikon-Typ und Fluor-Typ werden mit einer Standardflüssigkeit mit pH4, pH7 oder pH10 getränkt und mehrere Stunden bei 50°C gealtert. Dann wird das Wasserabweisungsvermögen dieser Sande gemessen, um deren Dauerhaf tigkeit zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. In Tabelle 2 haben A bis E die folgenden Bedeutungen:

A: Wasserabweisungsvermögen in 60% Methanol,
B: Wasserabweisungsvermögen in 40% Methanol,
C: Wasserabweisungsvermögen in 20% Methanol,
D: Wasserabweisungsvermögen in Wasser,
E: kein Wasserabweisungsvermögen in Wasser.

Tabelle 2

Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, besitzt der wasserabweisende Sand un ter Verwendung des wasserabweisenden Mittels vom Fluor-Typ den Vorteil eines langandauernden Wasserabweisungsvermögens, verglichen mit dem wasserabweisenden Sand unter Verwendung des wasserabweisenden Mittels vom Silikon-Typ, ausgenommen im Neutralbereich.

Die obigen Beispiele demonstrieren, daß die erfindungsgemäße künstliche Bodenstruktur in der Lage ist, den Wassergehalt im Boden zu regulieren und daß sie, auf größeren Maßstab übertragen, in der Lage ist, die Boden struktur auf Gesamtumweltniveau zu verbessern.

Beispiel 8

2,0 Gew.-% des wasserzurückhaltenden Mittels Acryhope (von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), welches hochmolekulares Natriuma crylat als Hauptbestandteil enthält, werden gründlich mit Asano-Quarz sand Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße 1000 µm) vermischt, um das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Boden bzw. Sand zu erhalten. Dann werden 2,5 kg 0,3-%ige C₁₀H₂₁Si(Cl)₃/n-Hexan-Lösung auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße 1000 µm) und ebenso auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 7 (durchschnittliche Teilchengrö ße 100 µm) gegossen. Nach dem Aufrühren werden sie etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Dann werden sie nach dem Filtrieren und Spülen mit Wasser bei 100°C getrocknet, um silikonbehandelten hy drophoben Quarzsand, welcher aus hydrophoben Teilchen besteht, zu er halten.

Eine 10 cm Schicht aus dem das oben beschriebene wasserzurückhalten de Mittel enthaltenden Boden wird in einen Glasbehälter mit 10 cm Durch messer und 30 cm Tiefe gegeben, eine 3,3 cm Schicht des oben erhaltenen silikonbehandelten Asano-Quarzsands Nr. 4 auf die Oberseite dieser das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Schicht gelegt und dann eine 2 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 auf deren Oberseite gegeben, wo bei eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur im Labormaß stab gebildet wird, um die Ergebnisse der Erfindung zu bestätigen.

Beispiel 9

2,0 Gew.-% des wasserzurückhaltenden Mittels Acryhope (von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), welches hochmolekulares Natriuma crylat als Hauptbestandteil enthält, werden gründlich mit Asano-Quarz sand Nr. 7 (durchschnittliche Teilchengröße 100 µm) vermischt, um einen das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Boden zu erhalten. Dann werden 2,5 kg 0,3-%ige C₁₀H₂₁Si(Cl)₃/n-Hexan-Lösung auf 10 kg Asano- Quarz Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße 1000 µm) und ebenso auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 7 (durchschnittliche Teilchengröße 100 µm) ge gossen. Nach dem Aufrühren werden sie etwa 12 Stunden bei Raumtempe ratur stehengelassen. Dann werden sie nach dem Filtrieren und Spülen mit Wasser bei 100°C getrocknet, wobei silikonbehandelter hydrophober Quarzsand, welcher aus hydrophoben Teilchen besteht, erhalten wird.

Eine 10 cm Schicht aus dem das oben beschriebene wasserzurückhalten de Mittels enthaltenden Boden wird in einen Glasbehälter von 10 cm Durchmesser und 30 cm Tiefe gegeben, eine 3,3 cm Schicht des obigen sili konbehandelten Asano-Quarzsands Nr. 7 auf die Oberseite dieser das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Schicht gelegt und dann eine 2 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 7 auf deren Oberseite gelegt wobei eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur im Labormaßstab gebildet wird, um die Wirkungen der Erfindung zu bestätigen.

Vergleichsbeispiel 3

Eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur wird hergestellt durch Verwendung von Asano-Quarzsand Nr. 4, welcher nicht silikonbe handelt worden ist, anstelle des silikonbehandelten Asano-Quarzsands aus den Beispielen 8 und 9.

50 cm³ destilliertes Wasser werden jeweils in die wasserzurückhaltende Schicht des Beispiels 8, Beispiels 9 und Vergleichsbeispiels 3 gegossen. Das Wasser wird in jeder Bodenschicht, welche das wasserzurückhalten de Mittel enthält, gehalten. Sie werden dann bei Raumtemperatur von 35°C stehengelassen und dann deren Gewichtsänderung gemessen. Die Er gebnisse zeigen, daß die künstlichen wasserzurückhaltenden Boden strukturen der erfindungsgemäßen Beispiele die Wasserverdampfung stärker unterdrücken als die künstliche wasserzurückhaltende Boden struktur des Vergleichsbeispiels.

Beispiel 10

3,0 Gew.-% des wasserzurückhaltenden Mittels Acryhope (von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), welches hochmolekulares Natriuma crylat als Hauptbestandteil enthält, werden gründlich mit Asano-Quarz sand Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße 1000 µm) vermischt, um ei nen das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Boden zu erhalten. Dann wird Polymethylsilsesquioxan (Teilchengröße 800 µm), ein granu liertes hydrolysiertes Produkt aus CH₃SiCl₃, für die hydrophoben Teil chen der hydrophoben Schicht verwendet.

Eine 10 cm Schicht des das oben beschriebene wasserzurückhaltende Mit tel enthaltenden Bodens wird in einen Glasbehälter mit 10 cm Durchmes ser und 30 cm Tiefe eingebracht, eine 3,3 cm Schicht aus Asano-Quarz sand Nr. 4 auf die Oberseite dieser das wasserzurückhaltende Mittel ent haltenden Schicht gelegt und dann eine 2 cm Schicht der hydrophoben Schicht aus Polymethylsilsesquioxan auf deren Oberseite gegeben, wobei eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur im Labormaßstab gebildet wird, um die Wirkungen dieser Ausführungsform der Erfindung zu bestätigen.

Beispiel 11

5,0 Gew.-% des wasserzurückhaltenden Mittels Acryhope (von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.) welches hochmolekulares Natriuma crylat als Hauptbestandteil enthält, werden gründlich mit Asano-Quarz sand Nr. 7 (durchschnittliche Teilchengröße 100 µm) vermischt, um einen das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Boden zu erhalten.

Dann wird Polymethylsilsesquioxan (Teilchengröße 800 µm), ein granu liertes hydrolysiertes Produkt aus CH₃SiCl₃ für die hydrophoben Teilchen der hydrophoben Schicht verwendet.

Eine 10 cm Schicht des das oben beschriebene wasserzurückhaltende Mit tel enthaltenden Bodens wird in einen Glasbehälter von 10 cm Durchmes ser und 30 cm Tiefe gegeben, eine 3,3 cm Schicht des Asano-Quarzsands Nr. 7 auf die Oberseite der das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Schicht gelegt, dann eine 2 cm Schicht der hydrophoben Schicht aus Poly methylsilsesquioxan auf deren Oberseite gelegt und schließlich eine 3,3 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 7 auf deren Oberseite gegeben, wo bei eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur im Labormaß stab gebildet wird, um die Wirkungen dieser Ausführungsform der Erfin dung zu bestätigen.

Beispiel 12

2,0 Gew.-% des wasserzurückhaltenden Mittels Acryhope (von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), welches hochmolekulares Natriuma crylat als Hauptbestandteil enthält, werden gründlich mit Asano-Quarz sand Nr. 4 (durchschnittliche Teilchengröße 1000 µm) vermischt, um ei nen das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Boden zu erhalten. Dann werden 2,5 kg 0,3-%ige HO-Si(ONa)(CH₃)-[OSi(ONa)CH₃]-OH/n- Hexan-Lösung auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 4 (durchschnittliche Teil chengröße 1000 µm) und ebenso auf 10 kg Asano-Quarzsand Nr. 7 (durch schnittliche Teilchengröße 100 µm) gegossen. Nach dem Aufrühren wer den sie etwa 12 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Dann wer den sie nach dem Filtrieren und Spülen mit Wasser bei 100°C getrocknet, um silikonbehandelten hydrophoben Quarzsand, welcher aus hydropho ben Teilchen besteht, zu erhalten.

Eine 10 cm Schicht des das oben beschriebene wasserzurückhaltende Mit tel enthaltenden Bodens wird in einen Glasbehälter von 10 cm Durchmes ser und 30 cm Tiefe gegeben, eine 3,3 cm Schicht des oben erhaltenen sili konbehandelten Asano-Quarzsands Nr. 4 auf die Oberseite dieser das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Schicht gegeben und dann ei ne 2 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 auf deren Oberseite gelegt, wobei eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur im Labor maßstab erhalten wird, um die Wirkungen der Erfindung zu bestätigen.

Vergleichsbeispiel 4

Eine künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur wird unter Ver wendung von Asano-Quarzsand Nr. 7 anstelle der hydrophoben Schicht der Beispiele 11 und 12, welche aus Polymethylsilsesquioxan hergestellt ist, hergestellt.

100 cm³ destilliertes Wasser werden auf die Bodenstrukturen des Bei spiels 10, Beispiels 11, Beispiels 12 und Vergleichsbeispiels 4 gegossen, wobei das Wasser in jeder Bodenschicht, welche das wasserzurückhalten de Mittel enthält, gehalten wird. Dann werden sie bei Raumtemperatur von 38°C stehengelassen und deren Gewichtsänderung (Menge an verdampf tem Wasser) gemessen. Die Ergebnisse zeigen, daß die künstlichen was serzurückhaltenden Bodenstrukturen der erfindungsgemäßen Beispiele die Wasserverdampfung stärker unterdrücken als die künstliche wasser zurückhaltende Bodenstruktur des Vergleichsbeispiels.

Die oben beschriebenen Beispiele demonstrieren, daß die künstliche was serzurückhaltende Bodenstruktur gemäß der Erfindung, verglichen mit der künstlichen wasserzurückhaltenden Bodenstruktur, welche durch Vermischen eines wasserzurückhaltenden Mittels mit dem Boden erhalten wird, eine wesentlich bessere Regulierung der Wasserverdampfung aus dem Boden ergibt. Wenn dies auf größeren Maßstab auf Gesamtumweltni veau übertragen wird, ist es somit möglich, die Bodenstruktur in trocke nen Regionen, wie etwa Wüsten, zu verbessern, so daß das Wasserrückhal tevermögen des Bodens über einen langen Zeitraum beibehalten wird und die Bodenstruktur für das Wachstum von Feldfrüchten bzw. Getreide ge eignet wird.

Beispiel 13

Eine 10 cm Schicht aus Asano-Quarzsand Nr. 4 wurde in einen Polystyrol schaumtopf gegeben. Eine 10 cm Schicht des das wasserzurückhaltende Mittel enthaltenden Bodens aus Beispiel 8 wird auf deren Oberseite gelegt und dann eine 3 cm Schicht der hydrophoben Schicht aus Beispiel 8 auf deren Oberseite. Darauf wird eine 2 cm Schicht aus Asano-Quarz Nr. 4 ge geben. Darin wird ein Baumwollsetzling in einem Papiertopf mit 10 cm Durchmesser und 10 cm Tiefe, welcher mit Alluvialboden gefüllt ist, aufge zogen. Dieser Papiertopf für den Baumwollsetzling wird in der Weise einge setzt, daß der Boden des Papiertopfes die Bodenschicht, welche das was serzurückhaltende Mittel enthält, erreicht. Unter Berieselung von 40 g/m² Wasser pro Woche und einer Temperatur von 35°C wächst die Baum wolle in zufriedenstellender Weise. Als Vergleichsbeispiel zieht man einen Baumwollsetzling in einem Papiertopf in gleicher Weise und unter den glei chen Bedingungen wie in Beispiel 12, mit Ausnahme, daß eine 3 cm Schicht aus Asano-Quarzsand anstelle der hydrophoben Schicht einge bracht wird, wobei die Baumwolle nicht wächst.

Beispiel 14

136 g Sand Nr. 7 werden in einen 200 ml Becher gegeben, um eine etwa 30 mm dicke Sandschicht vorzusehen. Darauf wird Wasser gegossen, bis das Wasser die obere Oberfläche des Sandes erreicht. 136 g wasserabweisen der Sand, welcher aus mit 0,05% der Silikonverbindung KL3103 (von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) behandeltem Sand Nr. 7 besteht, werden auf die Oberseite des wasserhaltigen Sandes gelegt. Dann werden darauf 136 g Sand Nr. 7 aufgebracht, um eine Dreischicht-Bodenstruktur zu er halten. Danach läßt man den Becher während 20 Stunden bei 38°C ste hen, wobei die durchschnittliche Wasserverdampfung pro Stunde 0,033 g/h beträgt.

Vergleichsbeispiel 5

Eine Bodenstruktur wird unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 ausgebildet, ausgenommen daß unbehandelter Sand Nr. 7 anstelle des wasserabweisenden Sands verwendet wird. Dann wird der Sand unter den gleichen Bedingung wie in Beispiel 14 stehengelassen. Als Ergebnis zeigt sich, daß nach dem Stehenlassen während 20 Stunden die durchschnittli che Wasserverdampfung pro Stunde 0,54 g/h beträgt.

Wie aus dem obigen hervorgeht, zeigt die Bodenstruktur aus Beispiel 14 1/10 oder weniger der Wasserverdampfung des Vergleichsbeispiels 5, wo durch eine bemerkenswerte Unterdrückung der Wasserverdampfung aus dem Boden angezeigt wird.

Beispiel 15

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird Humus in einen 500 mm tiefen Polystyrol schaumtopf 10 eingebracht, um eine 200 mm Humusschicht 11 zu bilden. Darauf wird Sand Nr. 4, welcher mit dem gleichen wasserabweisenden Mit tel wie in Beispiel 14 behandelt ist, gelegt, um eine 50 mm dicke wasserab weisende Schicht 12 zu bilden, auf welche wiederum unbehandelter Sand gelegt wird, um die 50 mm Sandschicht 13 zu bilden, so daß eine Drei schicht-Bodenstruktur ausgebildet wird. Der Boden 22 wird in den Kunst stofftopf 20 von 50 mm Durchmesser gegeben, welcher am Boden und in ei nem Teil der Seiten ein Metallnetz 21 aufweist. Dann wird ein Tomaten setzling 23 in den Boden eingepflanzt. Der Tomatensetzling 23 in dem Kunststofftopf wird in der Weise eingepflanzt, daß das Metallnetz 21 10 mm tief in die Humusschicht 11 reicht. Dann wird die Temperatur bei 30°C gehalten und es werden 2 l/m² Wasser wöchentlich von oben aufberie selt.

Vergleichsbeispiel 6

Eine Dreischicht-Bodenstruktur wird unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 15 ausgebildet, ausgenommen daß unbehandelter Sand an stelle des wasserabweisenden Sands verwendet wird. Dann wird ein Toma tensetzling in gleicher Weise wie in Beispiel 15 gepflanzt um diesen Ver such durchzuführen.

Der Tomatensetzling aus Vergleichsbeispiel 6 ging an Wassermangel ein, der Setzling aus Beispiel 15 wächst jedoch in zufriedenstellender Weise nach 50 Tagen. Somit bestätigt sich, daß Bodenstrukturen gemäß Beispiel 15 sehr wirksam für die Landaufforstung sind.

Claims

1. Künstliche Bodenstruktur, umfassend:
einen Bodenteilchen umfassenden Bodenblock; und
mindestens eine in dem Bodenblock vorgesehene, aus im wesentlichen hy drophoben Teilchen bestehende hydrophobe Schicht.

2. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht in dem Boden oberhalb des Grundwasserspiegels und unterhalb den Wurzeln einer Pflanze angeordnet ist.

3. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht in dem Boden oberhalb des Grundwasserspiegels und oberhalb oder auf Höhe der Wurzeln einer Pflanze angeordnet ist.

4. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht etwa 40 bis 80 cm unterhalb der oberen Bodenoberfläche angeord net ist.

5. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht etwa 5 bis 40 cm unterhalb der oberen Bodenoberfläche angeord net ist.

6. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht eine Dicke von etwa dem drei- bis fünffachen der durchschnittli chen Größe der hydrophoben Teilchen in der hydrophoben Schicht auf weist.

7. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydrophobe Schicht eine Dicke von etwa 1 bis 5 cm aufweist.

8. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydropho ben Teilchen eine Größe von 2000 µm oder weniger besitzen.

9. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei aus im wesentlichen hydrophoben Teilchen bestehende, hydrophobe Schichten in dem Bodenblock in der Weise vorgesehen sind, daß die hydro phoben Schichten einander nicht berühren.

10. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende, hydrophobe Schichten in dem Bodenblock vorgesehen sind, wobei die mindestens zwei hydrophoben Schichten unterschiedliche Hydrophobizitäten aufweisen.

11. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei auf der hydro phoben Schicht ein Faservlies vorgesehen ist.

12. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydropho ben Teilchen mit einem wasserabweisenden Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sind.

13. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die hydropho ben Teilchen aus einem hochmolekularen Polymer bestehen.

14. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei eine wasserzu rückhaltende Schicht, welche im wesentlichen wasserzurückhaltend bzw. wasserundurchlässig ist, oberhalb der hydrophoben Schicht und in Be rührung mit der hydrophoben Schicht vorgesehen ist.

15. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei eine wasserzu rückhaltende Schicht, welche im wesentlichen wasserzurückhaltend bzw. wasserundurchlässig ist, zwischen der hydrophoben Schicht und einer Oberfläche des Bodenblocks, welche frei liegt, vorgesehen ist.

16. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 12, wobei das wasserab weisende Mittel ein solches vom Silikon- oder Fluor-Typ ist.

17. Künstliche Bodenstruktur nach Anspruch 14, wobei die wasserzu rückhaltende Schicht ein Polymer mit hohem Molekulargewicht umfaßt.

18. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur, umfassend:
einen Bodenteilchen umfassenden Bodenblock, wobei der Bodenblock ein wasserzurückhaltendes Mittel enthält; und
eine im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehende, oberhalb oder auf dem Bodenblock vorgesehene hydrophobe Schicht.

19. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophobe Schicht in dem Boden oberhalb des Grundwas serspiegels und oberhalb oder auf gleicher Höhe mit den Wurzeln einer Pflanze angeordnet ist.

20. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophobe Schicht etwa 5 bis 40 cm unterhalb der oberen Bodenoberfläche angeordnet ist.

21. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophobe Schicht eine Dicke von etwa dem drei- bis fünffa chen der durchschnittlichen Größe der hydrophoben Teilchen in der hy drophoben Schicht aufweist.

22. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophobe Schicht eine Dicke von etwa 1 bis 5 cm aufweist.

23. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei eine wasserzurückhaltende Schicht aus Bodenteilchen, welche ein wasserzurückhaltendes Mittel enthalten, oberhalb der hydrophoben Schicht vorgesehen ist.

24. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei ein nicht-hydrophober Bodenbereich innerhalb der hydropho ben Schicht vorgesehen ist, um die hydrophobe Schicht zu durchdringen bzw. zu durchsetzen.

25. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei das wasserzurückhaltende Mittel eine Polymerverbindung mit Wasserrückhaltefähigkeit ist.

26. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophoben Teilchen eine Teilchengröße von 2000 µm oder weniger besitzen.

27. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 18, wobei die hydrophoben Teilchen mit einem wasserabweisenden Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sind.

28. Künstliche wasserzurückhaltende Bodenstruktur nach Anspruch 27, wobei das wasserabweisende Mittel ein solches vom Silikon- oder Flu or-Typ ist.

29. Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung, umfassend die Stufen:
Einbringen einer im wesentlichen aus hydrophoben Teilchen bestehenden hydrophoben Schicht in einen Boden in einer vorgeschriebenen Tiefe von der Erdoberfläche; und
Regulieren des Wassergehalts in dem Boden.

30. Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung nach Anspruch 29, wobei eine ein wasserzurückhaltendes Mittel enthaltende, wasserzu rückhaltende Schicht in dem Boden in einer vorgeschriebenen Tiefe von der Erdoberfläche vorgesehen wird, wobei die Tiefe oberhalb der hydro phoben Schicht liegt.

31. Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung nach Anspruch 29, wobei die hydrophoben Teilchen eine Teilchengröße von 2000 µm oder weniger besitzen.

32. Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung nach Anspruch 29, wobei die hydrophoben Teilchen mit einem wasserabweisenden Mittel behandelter Sand und/oder Schmutz sind.

33. Verfahren zur Verhinderung von Landverwüstung nach Anspruch 32, wobei das wasserabweisende Mittel ein solches vom Silikon- oder Flu or-Typ ist.