DE3341745A1 - Verfahren zur verbesserung der vegetationsbedingungen fuer freilandkulturen durch bodenbehandlung, insb. fuer erkrankte waelder - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Verbesserung der Vegetationsbedingenen
• für Freilandkulturen durch Bodenbehandlung, insb.
• für erkrankte Wälder" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Vegetationsbedingungen für Freilandkulturen durch Bodenbehandlung, insb. für erkrankte Wälder.
• Uber die Ursachen der Schädigung der Wälder ist die Wissenschaft zerstritten. Es gibt in diesem Zusammenhang verschiedene Auffassungen und Ansatzpunkte (vgl. beispielsweise den Artikel "Der Wald stirbt einzelen - Baum nach Baum" von Claus Lafrenz aus der Zeitschrift FAZ Nr. 245 vom 21.Okt.1983 S. 7 und 8 oder die Nachrichtenzusammenstellung "Wald-Rätsel" in der Zeitschrift Welt am Sonntag Nr. 43 vom 23.10.1983, S.6). Die gravierende Folge dieser Unsicherhti in der Kenntnis der Ursachenzusammenhänge besteht vor allem darin, daß keine groß angelegten und aufeinander abgestimmten sinnvollen Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
• Einigkeit besteht nur darüber, daß das Problem komplex ist und - der als Verursacher am häufigsten genannte "saure Regen" nicht ausschließlich und vielleicht auch nicht direkt für die zunehmenden Schäden an unseren Wäldern verantwortlich gemacht werden kann. Deshalb empfiehlt der Verband der chem. Industrie eine zusammenfassende Bewertung aller Forschungsergebnisse (vgl.
• die Veröffentlichung "Chem. Industrie" Nr. 10, Okt. 1983, s. 557-559).
• Es ist Aufgabe der Erfindung einen einfachen und sofort anwendbaren Weg aufzuzeigen, um den kranken Wäldern zu helfen oder noch gesunde Waldgebiete prophylaktisch zu behandeln, ohne daß schädliche Nebenwirkungen zu befürchten sind. Es soll dabei vor allem ein Weg aufgezeigt werden, der sofort beschritten werden kann, ohne daß die Ergebnisse der weiteren Forschungen abgewartet oder alle Ursachen und Zusammenhänge erkannt worden sind, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Waldboden mit C02 feinimprägniertes Wasser zugeführt wird.
• Es wird von folgenden Erkenntnissen ausgegangen.
• Ca. 50% aller Bausteine für den molekularen Aufbau der Pflanzen bildet der Kohlenstoff. Dieser wird von den Pflanzen und Bäumen über die Photosynthese und über die Assimilation von Kohlendioxydmolekülen über die Aufnahme durch die Stomata (Blattöffnungen) aus der Luft erzeugt. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die bodenbürtige Entstehung von C02 durch Zersetzung von organischen Substanzen (Humusbildung). Über die Bodenmikroorganismen wird der Humusbestandteil in Kohlendioxyd und in Mineralien zerlegt, die anschließend wieder durch den Kreislauf in die Pflanzenmaterie eingebaut werden. Die großflächigen Nadelwälder leiden unter einem mehr oder weniger starken Humusmangel und damit unter einer Unterversorgung von bodenbürtigem C02. Bei Laubwäldern liegen die Verhältnisse günstiger durch die Selbstdüngung über den jahreszeitlich bedingten Laubabwurf.
• Neben der Versorgung der Pflanzen mit bodenbürtigem C02 durch Zersetzung organischer Bestandteile über Mikro-Organismen erfolgt auch eine C02-Versorgung des Bodens über den Regen und durch Respiration über das Wurzelsystem. So kann 1 ltr.
• Regenwasserkondensat bei +20°C ca, 0,88 ltr. Kohlendioxyd unter Atmosphärendruck absorbieren. Unter den gleichen Bedingungen können in 1 ltr. Regenwasserkondensat 40 ltr.
• Schwefeldioxyd, also etwa das fO-fache von Kohlendioxyd gelöst werden. Das bedeutet, daß bei Verbrennung fossiler Stoffe durch Regenwasser in erster Linie eine Absorption von S02-Verbindungen erfolgt. Damit wird der C02-Rücktransport aus der Atmosphäre in den Boden über das Regenwasser durch die Absorption von S02-Molekülen blockiert.Damit kann der Mangel an bodenbürtigem C02 nicht mehr durch den Rücktransport von CO2 aus der Atmosphäre ausgeglichen werden. Es ergibt sich somit in Bodennähe ein zunehmendes Defizit an C02, Eine weitere schädliche Nebenwirkung dieses Sachverhaltes ist darin zu sehen, daß durch den gestörten Rücktransport von C02 aus der Atmosphäre über den Regen eine zunehmende CO2-Konzentration in der Troposphäre erfolgt, die zu weiteren schweren ökologischen und klimatischen Schäden führen kann (vgl. VDI-Nachrichten Nr. 44/4.Nov.1983, Seite 33). In den bisherigen Untersuchungen über die CO2-Konzentration in der Troposphäre wurden nur die bei der Verbrennung fossiler Stoffe gebildeten C02-Gase berücksichtigt, nicht aber die Tatsache, daß die natürliche Rückführung von C02 aus der Atmosphäre durch den Regen weitgehend gestört ist.
• Mit dem neuen Verfahren werden die Folgen der Störung der natürlichen ökologischen Zusammenhänge gemildert oder aufgehoben, indem den Waldböden das fehlende C02 in einer Form zugeführt wird, die der bodenbürtigen Erzeugung von C02 und deren Wirkung auf die Kulturen, insb. Waldbäume, weitgehend nachzubilden imstande ist.
• Dabei wird auch von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Widerstandsfähigkeit der Bäume gegen Säureeinflüsse größer ist als allgemein angenommen wird. Sofern also den Waldbäumen eine dem natürlichen Bedarf entsprechende ausreichende Menge an C02 zur Verfügung steht, reicht die Widerstandskraft der Wälder im allgemeinen aus, den "sauren Regen?? zu verkraften. Dieser Hinweis soll zeigen, daß den Wäldern unmittelbar und sofort geholfen werden kann, soll aber nicht dazu anregen die Beseitigung der Ursachen für den sauren Regen zu unterlassen oder zu beseitigen.
• Eingehende Versuche mit Nutz- und Zierpflanzen haben erwiesen, daß auch holzbildende Pflanzen in sehr starkem Umfange auf das bodenbürtige C02 angewiesen sind. Es konnte sogar festgestellt werden, daß neben der Steuerungsfunktion für den Pflanzenwuchs durch das Licht auch das C02 einen eigenen Pflanzenwuchssteuerungsmechanismus darstellt, auf den die Pflanzen, selbst holzbildende Pflanzen, mit einer "Umdirigierung" der Wuchsrichtung reagieren. (Phototropismus bzw. Chemotropismus).
• Das neue Verfahren ist technisch einfach durchzuführen und in Anbetracht der großen Verluste durch das Waldsterben auch wirtschaftlich vertretbar. Das kohlendioxydimprägnierte Wasser wird den Waldböden im Bereich kranker Bäume aber auch prophylaktisch den Böden von noch gesunden Waldbeständen in regelmäßigen Abständen zugeführt. Dabei wird auf die üblichen Methoden der Wasserimprägnierung aus wirtschaftlichen Gründen verzichtet und das Wasser jeweils mit lokal erstellbaren Drücken und ohne Rücksicht auf die jeweils vorherrschende Temperatur des Wassers dieses mit Kohlendioxyd in optimaler Weise feinimprägniert.
• Unter einer Feinimprägnierung wird hier eine Imprägnierung des Wassers mit dem Kohlendioxydgas verstanden, bei dem der Anteil an im Wasser noch aufsteigenden größeren Gasbläschen vernachlässigbar klein ist, so daß der weitaus größte Teil des Gasgehaltes beim Einbringen des Wassers in den Waldboden mit in den Waldboden eindringt und von dort nur allmählich, ähnlich dem bodenbürtigen C02-Gas, freigesetzt wird.
• Das feinimprägnierte Wasser kann in lokal installierten oder transportablen Tanks untergebracht oder bevorzugt direkt in den Boden eingebracht werden. Um C02-Verluste möglichst klein zu halten wird das Wasser nur leicht über seinen natürlichen Absorptions- oder Sättigungspunkt hinaus mit C02 feinimprägniert. Dieser Absorptionspunkt liegt bei 200C bei 0,88 ltr.C02 pro ltr. Wasser und bei 10°C bei 1,19 ltr. C02 pro ltr. Wasser.
• Die Imprägnierung erfolgt vorzugsweise unter Ausnutzung eines Unterdruckes, indem das Wasser an Ort und Stelle durch Einleiten in ein Injektordüsensystem mit wenigstens zwei Gasinjektorstufen feinimprägniert wird, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des.Wassers stufenweise so verändert wird, daß bei jedem Übergang zwischen zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Injektorstufen die Durchflußgeschwindigkeit abrupt verändert wird. Hierdurch erhält man auf sehr wirtschaftliche Weise ein feinimprägniertes Wasser ohne Anwendung hoher Drücke und unabhängig von der jeweiligen Temperatur des Wassers. Damit eignet sich dieses Verfahren ganz besonders zur Anwendung an Ort und Stelle, z,B. auf Fahrzeugen, die mit Wassertank und Injektordüsensystem sowie mit C02-Casflaschen ausgerüstet sind, um das imprägnierte Wasser unmittelbar vor oder beim Ausbringen zu erzeugen, Es können solche, das Verfahren ausführende Anlagen auch standortunabhängig überall in den Einsatzgebieten montiert und zur Füllung von Tanks oder transportfähigen Behältern eingesetzt werden.
• Die Bereiche von erkrankten Bäumen werden über oder unter Flur, beispielsweise in einer Tiefe zwischen 5 bis 50 cm, mit dem feinimprägnierten Wasser versorgt. Hierbei kann nach kurzer Zeit eine Kräftigung der Wurzeln festgestellt werden. Das allmählich aus dem Boden freigesetzte reine C02 kann von den Stomatas der Pflanzen und Bäume aufgenommen werden1 wodurch sich eine schnelle Regeneration ergibt.
• Da das C02 technisch auch aus Abgasen gewonnen werden kann, bietet sich eine Verarbeitung von Abgasen in großem Maßstabe an, wodurch gleichzeitig die Abgabe von C02 an die Atmosphäre verringert und die Zunahme der CO2-Dichte in der Troposphäre verlangsamt und ebenfalls, soweit notwendig, die Einstellung der Isotopenrelation 12c:14c auf das natürliche Verhältnis korrigiert wird.
• Die Einbringung von feinimprägniertem Wasser in die Waldböden bietet zugleich die Möglichkeit bedarfsweise weitere Stoffe oder Substrate zur Ernährung oder Behandlung der Bäume mit dem Wasser in den Boden einzubringen.
• Eine gesunde Pflanze zeigt eine Produktionssteigerung durch Anwendung des angemeldeten Verfahrens bis zu 50%. Die Ursachen liegen nicht nur in der besseren C02-Düngung, sondern darin, daß gleichzeitig bei jeder C02-Wasser-Imprägnierung, sich jeweils bestimmte Anteile an Kohlensäure H2C03 gesetzmäßig bilden. Diese Säure ist außerordentlich instabil und läßt sich allein nicht darstellen. Sie zerfällt in dem Moment, wo sich durch Wasserentzug das Verhältnis zum Kohlensäureanteil vermindert.
• Nach letzten Erkenntnissen werden durch Kohlensäurebestandteile auch wichtige Nährstoffe einschließlich Spurenelemente gelöst und damit für den Pflanzenkreislauf bereitgestellt.
• Uber Respiration erfolgt auch eine Bodenversorgung mit C02 über das Wurzelsystem. Diese C02-Abgabe ist aber limitiert und kann im allgemeinen bis etwa max. 30% des Boden-C02-Gas-Anteils betragen. Das bedeutet, daß bei Mangel an bodenbürtigem C02, durch mangelnde Anteile an Humus und anderen organischen Substanzen, die Ernährung der Pflanze nicht aufrechterhalten werden kann,ebenfalls, wenn der Regen nicht genügend C02 mehr in den Boden transportiert und auch über Bindung von S02-Molekülen nicht mehr ausreichend H2C03 durch Respiration der Pflanzen gebildet werden kann. Dies ist ein wesentlicher Grund für das Waldsterben.

Claims (5)

1. Ansprüche 1. Verfahren zur Verbesserung der Vegetationsbedingungen für Freilandkulturen durch Bodenbehandlung, insb. für erkrankte Wälder, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man dem Waldboden C02-imprägniertes Wasser und mit diesem H2C03 im Verhältnis von ca. 1:1000 zuführt und dabei die bei der Wasserabgabe eintretenden C02-Entspannungsverluste klein hält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Wasser - unabhängig von seiner jeweiligen Temperatur -an Ort und Stelle mit C02 feinimprägniert und in lokal installierten oder in transportable Tanks eingebracht oder bevorzugt direkt in den Boden eingebracht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Wasser nur leicht über einen natürlichen Absorptions- oder Sättigungspunkt hinaus mit C02 feinimprägniert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das Wasser an Ort und Stelle durch Einleiten in ein Injektordüsensystem mit wenigstens zwei Gasinjektorstufen ferimprägniert wird, indem die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers stufenweise so verändert wird, daß bei jedem Übergang zwischen zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Injektorstufen die Durchflußgeschwindigkeit abrupt verändert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß Wasser verwendet wird, das mit einer Mischung aus 14CO2 und 12CO2 feinimprägniert worden ist.