DE4325692A1 - Künstliche Bodenstruktur und Verfahren zur Verhinderung der Landverwüstung unter Anwendung derselben - Google Patents
Künstliche Bodenstruktur und Verfahren zur Verhinderung der Landverwüstung unter Anwendung derselbenInfo
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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.
R1aR2bSiOx (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)
(n: 0, 1, 2)
CH₃-[SiO(CH₃)₂]m-[SiO(H)(CH₃)]₁-Si(CH₃)₃ (3)
(1, m: 0 oder eine ganze Zahl)
(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)
(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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
B: Wasserabweisungsvermögen in 40% Methanol,
C: Wasserabweisungsvermögen in 20% Methanol,
D: Wasserabweisungsvermögen in Wasser,
E: kein Wasserabweisungsvermögen in Wasser.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 (33)
1. Künstliche Bodenstruktur, umfassend:
einen Bodenteilchen umfassenden Bodenblock; und
mindestens eine in dem Bodenblock vorgesehene, aus im wesentlichen hy drophoben Teilchen bestehende hydrophobe Schicht.
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.
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.
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.
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