DE941374C

DE941374C - Process for improving the soil structure

Info

Publication number: DE941374C
Application number: DEF13390A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Becker; Dr Fritz Schmidt; Dr H C Dr E H Otto Bayer Dr
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1953-12-05
Filing date: 1953-12-05
Publication date: 1956-04-12

Description

Verfahren zur Verbesserung :der Bodenstruktur Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, um unfruchtbare Böden einer besseren landwirtschaftlichen Nutzung zuzuführen. Es ist allgemein üblich, die Bodenfruchtbarkeit durch Düngung und Regulierung der Bodenreaktion zu erhöhen. Düngungsmaßnahmen reichen aber allein nicht aus, wenn die Bodenstruktur für das Pflanzenwachstum ungünstig ist. Sandige Böden haben ein zu geringes Haltevermögen für Wasser und Nährsalze. Schwere bindige Lehm- oder Tonböden setzen dem Wurzelwachstum einen zu großen mechanischen Widerstand entgegen und gestatten keine zureichende Belüftung des Bodens, die sowohl indirekt über die Beeinflussung der Bodenflora und direkt für die Wurzeln für das Pflanzenwachstum notwendig ist. Ferner nehmen schwere bindige Böden das Wasser starker Regengüsse nicht auf und begünstigen die Z erschlämmung der Bodenoberfläche. Bei nachfolgender Trockenheit entstehen Risse, die auch die Pflanzenwurzeln verletzen können. Außerdem hat ein solcher Boden eine geringe Wasserkapazität.und gibt auf Grund seines feinen ununterbrochenen Kappillarnetzes das Wasser schnell wieder an die Luft ab.Method of improvement: the soil structure There are several possibilities known to improve the agricultural use of sterile soils. It is common practice to improve soil fertility through fertilization and regulation of the Increase ground reaction. However, fertilization measures alone are not sufficient if the soil structure is unfavorable for plant growth. Sandy soils have a Insufficient holding capacity for water and nutrient salts. Heavy, cohesive loam or clay soils oppose and allow too great a mechanical resistance to the root growth insufficient ventilation of the soil, both indirectly via the influence the soil flora and directly for the roots is necessary for plant growth. Furthermore, heavy cohesive soils do not absorb the water from heavy downpours and favor the silting up of the soil surface. In the event of subsequent drought cracks develop, which can also damage the plant roots. Also has a Such soil has a low water capacity. and gives due to its fine uninterrupted Capillary network quickly releases the water back into the air.

Es ist bekannt, die Struktur schwerer bindiger Böden durch Torf, Kompost, Stallmist usw. zu verbessern. Diese Stoffe verbessern die Bodenstruktur direkt durch ihr eigenes Schwammgefüge und indirekt durch ihre Zersetzungsprodukte, indem diese die Bodenkrümel stabilisieren. Diese Naturstoffe werden zur Strukturverbesserung des Bodens in relativ großen Mengen gebraucht und fallen nicht in ausreichenden Mengen an. Außerdem haben diese Stoffe den Nachteil, daß sie im Laufe der Zeit durch die Bodenflora zerstört werden und erneut zugesetzt werden müssen.It is known that the structure of heavy cohesive soils through peat, compost, To improve manure etc. These substances directly improve the soil structure their own sponge structure and indirectly through their decomposition products by doing this stabilize the crumbs. These natural substances are used to improve the structure of the soil are used in relatively large quantities and do not fall in sufficient quantities Amounts of. In addition, these substances have the disadvantage that they are in the run be destroyed over time by the soil flora and have to be added again.

Es ist weiterhin aus der deutschen Patentschrift 384 576 bekannt, zur Ersparnis von phosphorsäurehaltigen Düngemitteln diese mit gefällter oder kolloidaler Kieselsäure zu versetzen. Für einen ähnlichen Zweck beschreiben die deutschen Patentschriften 5o6 938 und 5o8 Uo die Verwendung von löslichen kieselsäurehaltigen Magnesiumpräparaten. Aus der französischen Patentschrift 756 777 ist weiter bekannt, dem Boden zur Verbesserung der Vegetationsfähigkeit kolloidale Kieselsäure und/oder Aluminiumoxyd zuzusetzen. In letzter Zeit wurde vorgeschlagen, die Struktur schwerer bindiger Böden durch Zusatz von organischen polymeren Verbindungen oder Polyelektrolyten zu verbessern. Diese Stoffe sind durchweg auf Grund ihres hohen Preises für eine breitere Anwendung unwirtschaftlich. Außerdem hat man schon vorgeschllagen, Böden durch Zugabe von Sand oder Kieselgur zu verbessern. Dabei werden aber nur geringe Wirkungen erzielt. Außerdem sind so große Mengen erforderlich, daß nur in Ausnahmefällen davon Gebrauch gemacht wird.It is also known from German Patent 384 576 to add precipitated or colloidal silica to save fertilizers containing phosphoric acid. For a similar purpose, German patents 5o6 938 and 5o8 Uo describe the use of soluble magnesium preparations containing silica. From the French patent specification 756 777 it is also known to add colloidal silica and / or aluminum oxide to the soil in order to improve the vegetation capacity. Recently it has been suggested to improve the structure of heavier cohesive soils by adding organic polymeric compounds or polyelectrolytes. All of these substances are uneconomical for broader application because of their high price. In addition, it has already been suggested that soils be improved by adding sand or diatomaceous earth. However, only minor effects are achieved here. In addition, the quantities required are so large that use is only made in exceptional cases.

Es wurde nun gefunden, daß man eine sehr gute Aufbereitung des Bodens durch Zufügen von Kieselsäureestern oder von Aluminium-, Titan-oder Zirkonalkoholaten erzielen kann. Diese Verbindungen werden im Boden. leicht zu .den be- treffenden gelartigen Hydroxyden umgewandelt. Ganz besonders geeignet sind die Ester der Kieselsäure, die durch das im -Boden stets vorhandene Wasser zur Kieselsäure hydrolysiert werden, wie z. B. .der Methylester, Äthylester, Propylester der Kieselsäure usw. und von diesen wiederum die soggenannten Polykieselsäureester, Zn denen der Kieselsäuregehalt höher isst als in den monomeren Estern.It has now been found that the soil can be very well prepared by adding silicic acid esters or aluminum, titanium or zirconium alcoholates. These connections are in the ground. easily converted to .the loading encountered gelatinous hydroxides. The esters of silicic acid, which are hydrolyzed to silicic acid by the water that is always present in the soil, are very particularly suitable, such as, for. B.. The methyl ester, ethyl ester, propyl ester of silicic acid, etc. and of these in turn the so-called polysilicic acid esters, Zn whose silicic acid content is higher than in the monomeric esters.

Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß schon 5o bis ioo g dieser Kieselsäu.reester in der Oberfläche i qm Lehmbodens eingearbeitet eine deutliche Erhöhung des Mikroporenvolumens und eine Bödenkrümelung verursachen, die eine wesentlich bessere Belüftung, Wasserdurchlässigkeit und Wasserhaltefähigkeit bedingen und den mechanischen Widerstand, den sonst der schwere Lehmboden dem Wurzelwachstum entgegensetzt, erheblich verringern. Dadurch wurde das Wachstum der Pflanzen, z. B. der Bohnen und Cinerarien, ganz erheblich gefördert bzw. erst ermöglicht.Tests have shown that as little as 50 to 100 g of this silicic acid residue A significant increase in the micropore volume is incorporated into the surface of the 1 qm clay floor and cause soil crumbling, which means much better ventilation and water permeability and water retention and the mechanical resistance that otherwise the heavy clay soil opposed to root growth, significantly reduce it. Through this the growth of plants, e.g. B. the beans and cineraries, quite considerably promoted or made possible in the first place.

Gegenüber den obengenannten organischen Substanzen hat die Kieselsäure :den Vorteil, daß sie von den Bodenbakterien nicht angegriffen wird. Da .die Kieselsäureester leicht zugänglich sind, ist somit die Bodenverbesiserung auf wirtschaftliche Weise möglich.Compared to the organic substances mentioned above, the silica has : the advantage that it is not attacked by the soil bacteria. There. The silicic acid esters are easily accessible, soil renovation is therefore economical possible.

Beispiele i. Ein Lehmboden, der zur Verkrustung und Bildung harter Schollen, neigt und infolgedessen landwirtschaftlich kaum nutzbar ist, wird pro Quadratmeter mit 150 g Polykiesel!säureäthylester (Si 02-Gehalt = 36,5 %) besprüht. Danach wird der Boden io bis 15 cm tief leicht durchgearbeitet. Nach 24 Stunden hat er eine krümelige Struktur und ein besseres Wasserhaltevermögen angenommen. Der Boden ist dann als guter Acker- oder Gartenboden zur Bestellung vorbereitet. Derselbe .Effekt wird, je nach Beschaffenheit des Bodens, mit ioo bis 300 g Aluminiumäthylat, Titanpropylat, Zirkonbutylat usw. erzielt.Examples i. A loam soil, which tends to encrust and form hard clods, and which is consequently hardly usable for agriculture, is sprayed with 150 g of ethyl polysilicate (SiO2 content = 36.5%) per square meter. Then the floor is worked through slightly to a depth of 15 cm. After 24 hours it has assumed a crumbly structure and better water retention capacity. The soil is then prepared for cultivation as good arable or garden soil. The same .Effekt is achieved with 100 to 300 g of aluminum ethylate, titanium propylate, zirconium butylate, etc., depending on the nature of the soil.

2. Schwach feuchter Lehm wurde mit o, i Gewichtsprozent Polykieselsäuremethylester bzw. Wasserglas und Tonendenatrium innig gemischt, in Tonschalen gefüllt und 2 Wochen lang täglich mit gleichen Wassermengen und scharfem Strahl bespriiht. Nach Austrocknen der Proben war der unbehandelte Lehm ziegelsteinartig fest, während der mit Polykieselsäuremethylester behandelte Lehm auf leichten Druck völlig zerkrümelte. Einen ähnlichen Effekt in etwas schwächerem Maße 'brachte Kaliwasserglas und Tonerdenatron.2. Slightly moist loam was mixed with 0.1 percent by weight of methyl polysilicate or water glass and clay disodium mixed intimately, filled in clay bowls and 2 weeks Sprayed daily with equal amounts of water and a sharp jet for a long time. After drying out of the samples, the untreated clay was brick-like in strength, while that with methyl polysilica treated clay crumbled completely under light pressure. A similar effect in Potash water glass and alumina soda brought a somewhat weaker measure.

3. In Glastuben von 35 cm Länge und 4,6 cm lichter Weite wurden ioo g Lehm in schwach feuchtem, gekrümeltem Zustand locker eingefüllt, nachdem der Boden der Röhre mit Glaswolle verschlossen worden war. Darüber wurden Zoo ccm Wasser geschichtet und das abtropfende Wasser aufgefangen. Die nach 15 Minuten durchg.el-aufenen Mengen wurden festgestellt. Dabei ergab sich bei unbehandeltem Lehm ein Durchlauf von 10 ccm/15 Min., bei Kieselsol, mit o,i Gewichtsprozent dem Lehm zugesetzt, 27 ccm, bei Kaliwasserglas in entsprechender Konzentration 2o ccm, bei Tonerdenatron 17 ccm, bei Polykieselsäuremethyl.ester 30 ccm, bei Polykieselsäureäthylester 28 ccm.3. 100 g of loam in a slightly moist, crumbled state were loosely poured into glass tubes 35 cm long and 4.6 cm wide, after the bottom of the tube had been sealed with glass wool. Zoo ccm of water was layered on top and the dripping water was collected. The amounts elapsed after 15 minutes were determined. This resulted in a flow rate of 10 ccm / 15 min. For untreated loam, 27 ccm for silica sol with 0.1 percent by weight added to the loam, 20 ccm for potassium waterglass, 17 ccm for alumina soda, and 30 ccm for methyl silicas , for ethyl polysilicate 28 ccm.

4.. In luftundurchlässige Schalen wurde Lehm eingefüllt und in diesen Senf ausgesät. In unbehandeltem Lehm ergab sich ein Auflauf von 56% und indem Lehm, dem o,i Gewichtsprozent Polykieselsäuremethylester zugesetzt worden war, 8o 0/0. Keimschädigungen traten auch nach Zusatz von i Gewichtsprozent Polykieselsäuremethylester zum Lehm, selbst wenn die Aussaat unmittelbar nach der Bod-enme4iandlung erfolgte, nicht auf.4 .. Clay was poured into airtight bowls and into these Sown mustard. In untreated clay there was a casserole of 56% and when clay, to which 0.1 percent by weight of polysilicic acid methyl ester had been added, 80 0/0. Germ damage also occurred after the addition of 1 percent by weight of methyl polysilica to the clay, even if the sowing was carried out immediately after the soil treatment, not on.

Claims

PATENT CLAIM: Process for improving the soil structure by adding water-containing inorganic gel formers, characterized in that silicic acid esters or alcoholates of polyvalent metals, in particular aluminum, titanium or zinc, are used as additives to soils. Cited publications: German Patent Nos. 384 576, 5o6 938, 5 0 8 17o, 699 130, 716 169, 716 275, 72 0 831; French Patent Nos. 748 471 569 967, 756 777; French Patent Specification No. 3o 648; German patent application S 33487 IV a / i6 (patent 940 404).