LU602656B1 - Ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von Bodenmikroorganismen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von Bodenmikroorganismen. Durch den kombinierten Einsatz mikrobieller Präparate wird das Wurzelwachstum der Mikroorganismen während ihres Entwicklungsprozesses gefördert, wodurch eine effektive Wasserbindung und Bodenstabilisierung erreicht wird. Dies verbessert die Wirkung der Wasser- und Bodenerhaltung deutlich und optimiert die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des versteppten Bodens erheblich, wodurch die Wasser- und Nährstoffhaltefähigkeit des Bodens gesteigert wird.Zugleich ermöglicht die speziell gestaltete Struktur der ökologischen Beutel eine zeitlich versetzte Freisetzung der enthaltenen Mikroorganismen. Durch kontinuierliche Zugabe mikrobieller Präparate wird die mikrobielle Aktivität im Boden langfristig aufrechterhalten, sodass die Bodenstabilisierung durch Mikroorganismen nachhaltig gesichert ist. Dies schafft günstige Voraussetzungen für das Pflanzenwachstum und verbessert die Bodenqualität. In Kombination mit biologischen Maßnahmen zur Bodenbefestigung und physikalischen Schutzstrukturen entsteht ein dreidimensionales System zur Wasser- und Bodenerhaltung, das die Geschwindigkeit der Erosion deutlich reduziert, die Wirksamkeit der Karstversteppungsbekämpfung erhöht und Wasser- sowie Bodenverluste wirksam verhindert.

Description

Ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in LU602656

Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von

Bodenmikroorganismen

Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der medizinischen Geräte und betrifft konkret ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in

Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von

Bodenmikroorganismen.

Technologie im Hintergrund

In Karstversteppungsgebieten ist aufgrund spezieller geographischer und klimatischer Bedingungen die ökologische Umwelt besonders fragil und die Erosion von Boden und Wasser gravierend. In der Bekämpfung der Karstversteppung kommen traditionell Maßnahmen zur Wasser- und Bodenerhaltung wie Aufforstung oder der

Bau von Stützmauern zum Einsatz. Diese können den Bodenabtrag zwar bis zu einem gewissen Grad verlangsamen, erweisen sich jedoch in ariden und semi-ariden

Regionen oft als wenig wirksam und bringen zudem hohe Kosten und schwierige

Instandhaltung mit sich. Besonders in Zeiten konzentrierter und intensiver

Niederschläge übersteigt die Erosionsgeschwindigkeit häufig die

Wiederherstellungsgeschwindigkeit der Vegetation, was zu unzureichenden

Ergebnissen führt. Darüber hinaus ist der Boden in Karstversteppungsgebieten karg und nährstoffarm, was die Uberlebensrate der Vegetation niedrig hält. Die effektive

Verbesserung der Wasserspeicher- und Nährstoffhaltefähigkeit des Bodens zur

Förderung eines schnellen Pflanzenwachstums ist daher ein Schlüsselfaktor in der

Bekampfung der Karstversteppung.

Derzeit konzentrieren sich Techniken zur Wasser- und Bodenerhaltung in

Karstversteppungsgebieten hauptsächlich auf physikalische und biologische

Schutzmaßnahmen. Physikalischer Schutz umfasst den Bau von Terrassen,

Steinkörben und Stützmauern, die kurzfristig eine wirksame Kontrolle der

Bodenerosion ermöglichen. Langfristig jedoch beeinträchtigen sie die ökologische

Umwelt erheblich, verursachen hohe Kosten und sind schwer flächendeckend einzusetzen. Biologischer Schutz basiert auf der Bepflanzung mit dürre- und nährstoffarmen Bedingungen angepassten Pflanzen, wie krautigen Pflanzen oder

Sträuchern, zur Bodenbefestigung und Wasserspeicherung. Diese Methode ist zwar ökologisch verträglich, jedoch in stark versteppten Gebieten aufgrund der schlechten

Bodenverhältnisse hinsichtlich Pflanzüberleben und -wachstum oft nur eingeschränkt wirksam.

Daher besteht ein dringender Bedarf an einem Verfahren zur Wasser- und

Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten, das sowohl die Erosion wirksam verhindert als auch die Bodenbedingungen verbessert und das Pflanzenwachstum fördert. Dieses Verfahren sollte zugleich kostengünstig, leicht großflächig anwendbar sowie langfristig wartungsarm sein, um den Anforderungen einer nachhaltigen ökologischen Sanierung in Karstversteppungsgebieten gerecht zu werden.

Inhalt der Erfindung

Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in LU602656

Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von

Bodenmikroorganismen. Dieses Verfahren kombiniert mikrobielle und physikalische

Maßnahmen zur Stabilisierung von Apfelanbauflächen in Wüstengebieten und verbessert wirksam die Leistung der Wasser- und Bodenbindung. Das

Wurzelwachstum der Mikroorganismen umschließt den Boden und verstärkt so zusätzlich die Stabilisierung. Gleichzeitig sorgt die schichtweise Anordnung ökologischer Beutel für eine kontrollierte mikrobielle Zersetzung, wodurch die

Wirksamkeit der Wasser- und Bodenhaltung verlängert wird.

Zur Erzielung des oben beschriebenen technischen Effekts umfasst das Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten auf der

Grundlage der Regulierung von Bodenmikroorganismen folgende Schritte:

S1: Bodenstabilisierung und -verbesserung

In einer Tiefe von 20-30 cm unter der Bodenoberfläche wird ein organischer

Dünger ausgebracht, der fest eingebracht wird. Dem Dünger werden 1/4 bis 1/3

Volumenanteil Sägespäne und mikrobieller Bodenhilfsstoff beigemischt. Entlang der

Tropflinie der Baumkrone — mit dem Apfelbaum als Zentrum — werden gleichmäßig ökologische Beutel vergraben und anschließend mit Erde bedeckt.

S2: Biologische Bodenstabilisierung durch Bepflanzung

Es werden standortgerechte Pflanzenarten ausgewählt, um durch

Bodenbedeckung den Oberflächenabfluss zu verringern und die Erosionsbeständigkeit des Bodens zu erhöhen.

S3: Physikalischer Erosionsschutz

An Hanglagen werden Steine, Strohmatten und netzartige physikalische

Barrieren installiert, um die Fließgeschwindigkeit von Wasser zu verringern und den

Bodenabtrag zu reduzieren. Gleichzeitig erfolgt die Düngung mit mikrobiellen

Bodenhilfsstoffen, organischem Dünger und mineralischem Dünger über

Tröpfchenbewässerung oder Flutbewässerung, um die Bodenstruktur nicht durch herkömmliche Düngemaßnahmen zu stören und so Erosion zu vermeiden.

Weiterhin ist im Schritt S1 der ökologische Beutel mit einem mikrobiellen

Präparat gefüllt, wobei als mikrobielles Präparat ein Bacillus-Präparat verwendet wird.

Weiterhin ist die Pflanzmethode im Schritt S2 wie folgt: Am Rand der

Obstplantage werden hochwüchsige Gräser aus der Familie der Süßgräser gepflanzt, um die Abflussgeschwindigkeit von Wasser und Nährstoffen zu verlangsamen; innerhalb der Obstplantage werden niedrigwüchsige Süßgräser gepflanzt, deren oberirdische Pflanzenteile den Oberflächenabfluss behindern und die

Wasserverdunstung verringern.

Weiterhin wird im Schritt S2 die Pflanzmethode in Form von Breitsaat durchgeführt, mit einer Pflanzdichte von 30-50 Pflanzen pro Quadratmeter, um eine dichte Pflanzendecke zu bilden und den Wasser- und Bodenverlust wirksam zu verhindern.

Weiterhin ist das Bewässerungsverfahren wassersparend und bodenstabilisierend:

Es wird ein Tröpfchenbewässerungssystem zur Wasser- und Düngerausbringung eingesetzt. Gleichzeitig werden Sammelgräben und Speichertanks errichtet, um LU602656

Regenwasser zu sammeln und für die Bewässerung zu nutzen, wodurch die

Nutzungseffizienz der Wasserressourcen verbessert wird.

Weiterhin umfasst der physikalische Schutz im Schritt S3 auch die Anlage von

Vegetationspufferstreifen an Dämmen und Boschungen, um die

Abflussgeschwindigkeit von Bodenmaterial an Hanglagen zu verlangsamen.

Darüber hinaus offenbart die Erfindung die Struktur des im Schritt S1 beschriebenen ökologischen Beutels. Die Struktur des ökologischen Beutels umfasst: eine erste äußere Hülle, eine zweite Hülle und eine dritte Hülle; die erste, zweite und dritte Hülle sind nacheinander ineinander gesteckt, und zwischen den einzelnen

Hüllen ist mikrobielles Präparat eingefüllt.

Die Seitenwand der ersten Hülle weist mehrere gleichmäßig verteilte Nuten auf, auf denen mehrere Vorsprünge in Reihe angeordnet sind; am oberen Ende der

Vorsprünge ist jeweils ein keilförmiger Kopf fest angebracht, wobei der keilförmige

Kopf nach außen geneigt ist.

Weiterhin sind die Nuten bogenförmig gekrümmt ausgeführt.

Weiterhin bestehen die erste, zweite und dritte Hülle aus einem abbaubaren

Material.

Die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung sind wie folgt:

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Wasserspeicherung und

Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von

Bodenmikroorganismen. Durch den kombinierten Einsatz mikrobieller Präparate kann das Wurzelsystem der Mikroorganismen während ihres Wachstums ausgedehnt werden, wodurch eine effektive Wasserspeicherung und Bodenstabilisierung erreicht wird. Dadurch wird die Wirkung der Wasser- und Bodenerhaltung deutlich verbessert.

Gleichzeitig werden die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des versteppten Bodens erheblich verbessert und die Wasser- und

Nährstoffhaltefähigkeit des Bodens gesteigert.

Zudem ermöglicht die eingesetzte Ökologische Beutelstruktur die zeitlich versetzte Freisetzung der im Inneren enthaltenen Mikroorganismen. Durch kontinuierliche Nachfüllung mikrobieller Präparate kann die Anzahl der

Mikroorganismen im Boden stabil gehalten werden, sodass eine dauerhafte

Bodenstabilisierung durch Mikroorganismen gewährleistet ist. Dies schafft günstige

Bedingungen für das Pflanzenwachstum, verbessert die Bodenqualität und bildet zusammen mit biologischer Bodenstabilisierung und physikalischem Schutz ein dreidimensionales Wasser- und Bodenschutzsystem. Dadurch wird die

Geschwindigkeit der Erosion deutlich reduziert und die Wirksamkeit der

Versteppungsbekämpfung wesentlich verbessert, wodurch Wasser- und Bodenverluste wirksam verhindert werden.

Beschreibung der beigefügten Zeichnungen

Zur besseren Verdeutlichung der technischen Lösung des Ausführungsbeispiels dieser Gebrauchsmuster-Erfindung wird nachfolgend eine kurze Beschreibung der dazu verwendeten Abbildungen gegeben:

Bild 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht der Struktur des ökologischen

Beutels: LU602656

Bild 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des ökologischen Beutels.

In den Abbildungen stehen die Bezugszeichen für folgende Bauteile: 1 — erste äußere Hülle, 11 — Spitze, 12 — Nut, 13 — Sperrleiste, 131 — Vorsprung, 132 — keilfôrmiger Kopf, 14 — zweite Hülle, 15 — dritte Hülle, 2 — mikrobielles Präparat.

Detaillierte Beschreibung

Ausführungsbeispiel 1

Fin Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in

Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von

Bodenmikroorganismen umfasst folgende Schritte:

S1: Bodenstabilisierung und -verbesserung:

In einer Tiefe von 25 cm unter der Erdoberfläche wird ein organischer Dünger ausgebracht, wobei diesem 1/4 bis 1/3 der Menge an Sägespänen und mikrobiellen

Präparaten beigemischt wird. Anschließend werden entlang der Tropflinie der

Baumkrone, zentriert um den Apfelbaum, gleichmäßig ökologische Beutel im Boden vergraben. Die ökologischen Beutel enthalten mikrobielles Präparat, wobei dabei ein

Bacillus-Präparat zum Einsatz kommt. Danach wird der Boden wieder bedeckt.

S2: Biologische Bodenstabilisierung durch Bepflanzung:

Es werden standortgerechte Pflanzenarten ausgewählt. Am Rand der

Obstplantage werden hochwüchsige Gräser aus der Familie der Süßgräser gepflanzt, um den Abfluss von Wasser und Nährstoffen zu verlangsamen; innerhalb der

Obstplantage werden niedrigwiichsige Süßgräser gepflanzt, deren oberirdische

Pflanzenteile den Oberflächenabfluss hemmen und die Verdunstung verringern. Die

Aussaat erfolgt durch Breitsaat mit einer Pflanzdichte von 40 Pflanzen pro

Quadratmeter, um eine dichte Pflanzendecke zu bilden und so Wasser- und

Bodenverluste effektiv zu verhindern. Die Bodenbedeckung durch die Vegetation reduziert den Oberflächenabfluss und erhöht die Erosionsresistenz des Bodens.

S3: Physikalischer Erosionsschutz:

An Hanglagen werden Steine, Strohmatten und netzartige physikalische

Barrieren installiert, um die FlieBgeschwindigkeit des Wassers zu verringern und

Bodenverluste zu reduzieren. Zudem werden mikrobieller Düngemittel, organischer

Dünger und mineralischer Dünger über Trôpfchenbewässerung oder Flutbewässerung ausgebracht, um Bodenstôrungen durch konventionelle Düngung zu vermeiden.

Gleichzeitig werden an Dämmen und Bôschungen Vegetationspufferstreifen angelegt, um die Geschwindigkeit des Bodenabtrags an Hängen zu verlangsamen. Während des gesamten Prozesses wird ein Trôpfchenbewässerungssystem zur Wasser- und

Düngerausbringung verwendet. Es werden außerdem Sammelgräben und

Wasserspeicherbecken errichtet, um Regenwasser zu sammeln und für die

Bewässerung zu nutzen, wodurch die Effizienz der Wassernutzung verbessert wird.

Ausführungsbeispiel 2

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Struktur des ökologischen Beutels im

Detail beschrieben: Die Struktur des ökologischen Beutels umfasst eine erste äußere

Hülle, eine zweite Hülle und eine dritte Hülle. Die erste, zweite und dritte Hülle sind der Reihe nach ineinander eingesetzt, wobei zwischen den einzelnen Hüllen mikrobielles Präparat eingefüllt ist. Durch die Zugabe mikrobieller Präparate LU602656 zwischen den verschiedenen Hüllenschichten kann das mikrobiologische Material nach und nach freigesetzt werden, wenn die erste Hülle durch Umwelteinflüsse zersetzt wird und das zwischen erster und zweiter Hülle befindliche Präparat freigibt, 5 woraufhin dann sukzessive auch die zweite und dritte Hülle abgebaut werden und das darin enthaltene mikrobiologische Material freisetzen.Um die Nutzungsdauer effektiv zu verlängern und gleichzeitig eine intermittierende Freisetzung der mikrobiellen

Präparate zu ermöglichen, bestehen die erste, zweite und dritte Hülle aus abbaubarem

Material. Jede Schicht wird dabei etwa alle zwei Jahre abgebaut. Als abbaubares

Material kann beispielsweise Polymilchsäure (PLA) verwendet werden.

Ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich während des

Abbaus Mikroorganismen aus der Umgebung gezielt ansiedeln können. Zu diesem

Zweck sind an der Seitenwand der ersten Hülle mehrere gleichmäßig verteilte Nuten angebracht. Auf diesen Nuten sind mehrere Vorsprünge in Reihe angeordnet, deren obere Enden jeweils mit einem keilförmigen Kopf fest verbunden sind. Zwischen den keilförmigen Köpfen und den Vorsprüngen entsteht ein Hohlraum, der die Ansiedlung von Mikroorganismen erleichtert und dadurch den biologischen Abbau der ersten, zweiten und dritten Hülle fördert. Die keilförmigen Köpfe sind dabei nach außen geneigt. Die Nuten sind in bogenförmig gekrümmter Form ausgeführt, wodurch bei

Regen die Fläche für das Eindringen und Einwirken des Wassers vergrößert wird.

Dies erhöht die Auswaschung und unterstützt den zeitgerechten Abbau der

Hüllmaterialien.

Die oben offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung. Sie stellen keine vollständige Beschreibung aller Einzelheiten dar und beschränken die Erfindung nicht auf die konkret genannten

Ausführungsformen.

Claims (9)

Ansprüche LU602656

1. Ein Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in Karstversteppungsgebieten auf der Grundlage der Regulierung von Bodenmikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: S1: Bodenstabilisierung und -verbesserung: In einer Tiefe von 20-30 cm unter der Erdoberfläche wird ein organischer Dünger ausgebracht, dem 1/4 bis 1/3 Volumenanteil Sägespäne und mikrobieller Bodenhilfsstoff beigemischt wird; anschließend werden entlang der Tropflinie der Baumkrone mit dem Apfelbaum im Zentrum gleichmäßig ökologische Beutel vergraben; danach wird der Boden wieder aufgefüllt; S2: Biologische Bodenstabilisierung durch Bepflanzung: Auswahl standortgerechter Pflanzenarten zur Bodenbedeckung, Reduzierung des Oberflächenabflusses und Erhöhung der Erosionsbeständigkeit; S3: Physikalischer Erosionsschutz: An Hanglagen werden Steine, Strohmatten und netzartige physikalische Barrieren installiert, um die Fließgeschwindigkeit von Wasser zu verringern und Wasser- und Bodenverluste zu reduzieren. Die Ausbringung von mikrobiellen Düngern, organischen Düngern und chemischen Düngemitteln erfolgt über Tröpfchen- oder Flutbewässerung, um eine Störung des Bodens durch konventionelle Düngemethoden zu vermeiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt S1 genannten ökologischen Beutel mit mikrobiellen Präparaten gefüllt sind, wobei als mikrobielles Präparat ein Bacillus-Präparat verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S2 am Rand der Obstplantage hochwüchsige Gräser aus der Familie der Süßgräser gepflanzt werden, um den Abfluss von Wasser und Nährstoffen zu verzögern, und innerhalb der Obstplantage niedrigwüchsige Süßgräser gepflanzt werden, deren oberirdische Pflanzenteile den Oberflächenabfluss behindern und die Verdunstung verringern.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S2 die Bepflanzung durch Breitsaat erfolgt, mit einer Pflanzdichte von 30-50 Pflanzen pro Quadratmeter, um eine dichte Vegetationsdecke zu bilden und den Wasser- und Bodenverlust wirksam zu verhindern.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser- und Bodenhaltung folgende Maßnahme umfasst: Wassersparende Bodenstabilisierung durch ein Tröpfchenbewässerungssystem zur Wasser- und Düngerausbringung, wobei gleichzeitig Sammelgräben und Speichertanks errichtet werden, um Regenwasser zu sammeln und für die Bewässerung zu nutzen, wodurch die Effizienz der Wassernutzung verbessert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Erosionsschutz in Schritt S3 zusätzlich die Anlage von Vegetationspufferstreifen an Feldrändern und Böschungen umfasst, um die Geschwindigkeit des Bodenabtrags an Hanglagen zu verlangsamen.

7. Ökologischer Beutel für das Verfahren zur Wasserspeicherung und Bodenerhaltung in Apfelanbaugebieten in Karstversteppungsgebieten nach einem der

; Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er eine erste Hülle, eine zweite LU602656 Hülle und eine dritte Hülle umfasst; die erste, zweite und dritte Hülle sind der Reihe nach ineinander eingesetzt, wobei zwischen den einzelnen Hüllen mikrobieller Bodenhilfsstoff eingefüllt ist; die Seitenwand der ersten Hülle ist gleichmäßig mit mehreren Nuten versehen, auf denen mehrere Vorsprünge in Reihe angeordnet sind, an deren oberen Enden keilförmige Köpfe befestigt sind, die nach außen geneigt sind.

8. Ökologischer Beutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten bogenförmig gekrümmt ausgeführt sind.

9. Ökologischer Beutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Hülle aus einem abbaubaren Material bestehen.