DE838084C - Verfahren und Vorrichtung zur Förderung des Pflanzenwachstums durch künstliche Bodenbelüftung - Google Patents

Description

In folgendem soll eine Anordnung beschrieben werden, die es ermöglicht, die landwirtschaftlichen Erträge und die des Gartenbaus zu steigern.

Im Erdlxxlen entwickelt sich durch den Zerfall von organischen Stoffen Kohlensäure. Zur Förderung des Pflanzen Wachstums ist es erforderlich, die Kohlensäure zu entfernen und dem Boden möglichst viel Sauerstoff zuzuführen. Die dem ErdiKxlen zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge bestimmt in erster Linie seine Fruchtbarkeit, die bei gleichen Hodentypen im selben Maße schwankt wie die Oxydationsvorgänge. Der Sauerstoff ermöglicht hauptsächlich die Tätigkeit der Bodenbakterien, die die Zersetzung des Bodens bewirken. Hierdurch wird der Vorrat an Pflanzennährstoffen vergrößert und die Bedingungen für das Pflanzenwachstum Ivegünstigt. je schneller und intensiver die Umsetzungen im Boden mit Hilfe von Sauerstoff vor sich gehen, desto produktiver ist der Boden. Eine absolut stetige Sauerstoffzufuhr ist dabei nicht unbedingt erforderlich, da die Bodenteilchen selbst das Bestreben 'haben, durch Adsorption (Ansaugung, Haftung) möglichst viel Sauerstoff festzuhalten.

Hieraus ergibt sich von selbst, daß eine künstliche Bodenbelüftung von hohem Nutzen für alle Pflanzen, auch für die Kulturpflanzen ist. Der Boden l>elebt sich auf größere Tiefen. Die Wurzeln dringen tiefer in ihn ein und nutzen die Feuchtigkeit und die in die Tiefe hinabgewaschenen Düngerstoffe noch aus, die ihnen sonst unerreichbar blieben.

Zur künstlichen Bodenbelüftung braucht man nur Luft dauernd oder zeitweise in den Erdboden

in der Nähe der Kulturpflanzen einzudrücken oder abzusaugen. Zur Ausbreitung der Luft auf größere Flächen benutzt man zweckmäßig eine unter der oberen humushaltigen Bodenschicht oder auch tiefer gelegene grundwasserfreie Kies- oder Sandschicht. Die Luft verteilt sich dort leicht auf größere Entfernungen und dringt durch die darüberliegenden Bodenschichten nach oben. Beim Absaugen dagegen strömt sie in umgekehrter Rich-

xo tung von der Erdoberfläche durch die humushaltige und die darunterliegenden Bodenschichten zur Kiesschicht, in der sie zur Absaugstelle fließt und in die freie Luft abgeleitet wird.

Ist in dem zu belüftenden Boden eine Drainage vorhanden, kann man sie leicht zur (künstlichen Bodenbelüftung benutzen. Es ist nur nötig, die künstliche Be- bzw. Entlüftungseinrichtung mit den Drainagerohren zu verbinden. Man muß dabei für einen Abschluß der Wasseraustrittsöffnungen

ao der Drainage sorgen. Die öffnungen können nach dem Ablaufen des Frühjahrswassers verstopft werden, oder man kann sie durch einen genügend großen Wassersack (Siphon) für den Wasseraustritt dauernd geöffnet und für den Luftaustritt bzw. -eintritt ständig verschlossen "halten. Weiter kann man zum öffnen und Schließen der Wasseraustrittsöffnungen der Drainagerohre handbetätigte oder automatisch sich öffnende und schließende Ventile anbringen.

Durch das Einpressen oder Absaugen wird auf die oben beschriebene Weise der für das ver-] >esserte Pflanzenwachstum notwendige Sauerstoff den tiefer liegenden Bodenschichten zugeführt. Ist die Kiesschicht im Verhältnis zu den darüberliegenden Bodenschichten für Luft leicht durchlässig oder das Drainagesystem sehr groß, so kann es erforderlich sein, um eine ausreichende Belüftung der darüberliegenden Bodenschichten zu erzeugen, daß mehrere oder auch eine große Anzahl von

^₀ Bodenlüftern angeordnet werden müssen.

Zur Erzeugung des zur Bodenbelüftung erforderlichen Über- oder Unterdruckes im Verhältnis zum jeweiligen Barometerstand kann man jede beliebige Energiequelle, besonders, weil sie überall leicht zur Verfügung steht, die Windenergie benutzen. In der Abb. 1 ist ein einfacher Stautrichter mit einem in den Erdboden führenden Rohr dargestellt. Soll durch den Wind in der Hauptsache ein Überdruck erzeugt werden, so wird er so aufgestellt, daß die öffnung des Stautrichters gegen die Hauptwindrichtung zeigt. Will man dagegen die meiste Zeit mit Unterdruck arbeiten, ordnet man die öffnung des Trichters entgegengesetzt an. Im Boden innerhalb der Kiesschicht setzt sich das Rohr in einem gut luftdurchlässigen feinporigen Filterrohr, ähnlich wie man es in Rohrbrunnen verwendet, fort. In der Erde standfest verankert wird die Einrichtung durch ein konusförmiges, den direkten Luftaustritt am Rohr entlang verhütendes Betonfundament.

In der Ausführung nach Abb. 1 wurden die Windrichtungen nicht ausgenutzt, die quer zum Trichter strömen, während von der Energie des

Windes in den Sektoren zwischen dieser p

losen Richtung und der Achse des Trichters nur die in Richtung der Trichterachse fallenden Komponenten zweckdienlich verwendet werden. Will man nun alle Richtungen ausnutzen, so muß der Trichter horizontal drehbar auf das Rohr aufgesetzt werden. Derartige Anordnungen sind in der Abb. 2 dargestellt. Der Trichter mündet in ein Rohr, das in einem fest im Fundament verankerten Rohr drehbar gelagert ist. Eine Stopfbuchse verhindert den Austritt bzw. den Eintritt der Luft am Übergang vom beweglichen zum feststehenden Rohr.

In Abb. 2 a wird die Drehung des Stautrichters entgegen der Windrichtung durch eine Windfahne, ähnlich einer Wetterfahne, bewirkt. Will man wahlweise Luft in den Boden eindrücken oder absaugen können, so kann das Ruder der Windfahne nach Abb. 2 a um 90⁰ beliebig drehbar angeordnet werden, so daß es einmal horizontal und ein andermal vertikal gerichtet ist. Steht es senkrecht, so wirkt die Anordnung wie eine normale Windfahne, und¹ die öffnung des Trichters stellt sich dem Wind entgegen. Damit wird ein Überdruck hervorgerufen. Schwenkt man es um 90⁰, so daß seine Fläche horizontal liegt, ist es unwirksam. Der Wind dreht den Trichter so, daß seine öffnung dem Wind abgewendet ist. So entsteht in ihm ein Unterdruck.

In Abb. 2b ist die öffnung des Trichters durch eine Kröpfung des beweglichen Rohres so weit hinter die Drehachse verlegt, daß sie sich selbsttätig dem Winde entgegen einstellt. _s

Die in Abb. 2 c dargestellte Einrichtung dient zur Erzeugung eines Unterdruckes im Boden. Der drehbare Trichter stellt sich immer so ein, daß seine öffnung der jeweils herrschenden Windrichtung abgewendet steht. Der am Trichter vorbeiströmende Wind erzeugt durch seinen Sog im Trichter einen Unterdruck, dej sich durch die Rohre bis in den Erdboden in eine möglichst luftdurchlässige Schicht überträgt. Der dann dort herrschende Unterdruck bewirkt ein ständiges Nachfließen von Luft aus der Atmosphäre in den Erdboden.

Zur Erzeugung eines Unterdruckes kann weiter an Stelle eines Trichters ein rotierender Dachentlüfter, ähnlich wie er auch zum Entlüften von Omnibussen usw. verwendet wird, angebracht werden.

Zur Erzeugung eines Unterdruckes kann weiter der zur Bodenbelüftung Verwendung finden soll, kann die Energie des Windes ferner in einem »15 Windrad nutzbar gemacht werden, das einen Kompressor bzw. eine Vakuumpumpe antreibt. Die Luft wird dabei wie in den zuvor beschriebenen Fällen durch Rohre dem Boden zugeführt oder von ihm abgesogen. In der Abb. 3 ist als Beispiel eine derartige Anordnung dargestellt.

Bei sehr hohem Grundwasserstand läßt sich nach den vorhergehenden Ausführungen die künstliche Bodenbelüftung nicht anwenden. Die Luft müßte sehr flach unter der Erdoberfläche eingeleitet werden, so daß der Wirkungsbereich klein würde. Mit

Hilfe der von einem Windrad angetriebenen Pumpe kann man jedoch die Luft auch unter dem Grundwasserspiegel ausströmen lassen. Ein erheblicher Teil der Luft löst sich im Grundwasser und wird von der Grundwasserströmung weitergeleitet. Der Auftrieb der nicht gelösten Luft erzeugt dabei noch künstlich eine Grundwasserumwälzung. Damit wird eine Belebung der tieferen Bodenschichten 1>ewirkt.

ίο Es kann erforderlich sein, daß zeitweise, z. B. in Zeiten, in denen der Boden unbestellt ist, die Bodenl>elüftung unterbrochen werden soll. Das kann geschehen, indem an irgendeiner Stelle in den die Luft leitenden Rohren ein beliebig verschließ- und offenbarer Absperrschieber angebracht wird, der die Luftströmung im geschlossenen Zustand verhindert.

An Stelle des Absperrschiebers oder Ventils kann auch eine öffnung im Luftrohr angeordnet werden, die beliebig auf- und zugemacht werden kann. Diese öffnung verbindet das Innere des Rohres mit der Außenluft und bewirkt im offenen Zustande, daß kein Über- oder Unterdruck im Boden entsteht. Die Belüftungseinrichtung ist also dann wirkungslos.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Förderung des Pflanzen Wachstums durch künstliche Bodenbelüftung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einleiten oder Absaugen von Luft aus der humushaltigen Oberfläche oder aus darunterliegenden Bodenschichten im Erdboden eine intensive Sauerstoffzufuhr und Ableitung von Kohlensäure bewirkt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, · dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle die Windenergie l>enutzt wird unter Verwendung von Einrichtungen, wie z. B. Stautrichter, mit deren Hilfe durch den Wind ein Über- oder Unterdruck erzeugt wird, der durch Rohre und Filter in den unter der Kulturschicht liegenden Bodenschichten und im Kulturboden selbst eine Belüftung bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausnutzung aller Windrichtungen ein rotierender Entlüfter, wie sie zur Entlüftung auf Dächern oder Omnibussen angebracht werden, verwendet wird, oder die Gefäße, in denen der Über- oder Unterdruck entsteht, nicht fest an den Rohren angebracht werden, sondern drehbar angeordnet sind und durch Einrichtungen, wie Windfahne, Kröpfung usw., sich so einstellen, daß alle Windrichtun-

, gen zur Erzeugung des Über- oder Unterdruckes ausgenutzt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie des Windes über ein Windrad in mechanische Energie umgewandelt wird, mit der eine Luftpumpe zur Erzeugung des benötigten Über- bzw. Unterdruckes angetrieben wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei hohem Grundwasserstand die Druckluft in der erforderlichen Tiefe in das Grundwasser einleitet, wobei sie durch feine Austrittsöffnungen verteilt wird, sich im Wasser teilweise löst und durch ihren Auftrieb eine Wasserströmung hervorruft, die das mit Luft angereicherte Wasser auf eine größere Bodenfläche verteilt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbreitung der Belüftung auf große Flächen die in dem Boden vorhandenen Drainröhren unter Verwendung geeigneter Verschlüsse für die Wasserablauföffnungen mit benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen