DE10142407A1

DE10142407A1 - Braunkohle enthaltendes Pflanzsubstrat

Info

Publication number: DE10142407A1
Application number: DE10142407A
Authority: DE
Inventors: Kerstin Papsdorf
Original assignee: MAGMAPLANT RAUM und DACHBEGRUE
Current assignee: MAGMAPLANT RAUM und DACHBEGRUE
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-01-02
Also published as: DE20114294U1

Abstract

Beschrieben wird ein Pflanzensubstrat auf Basis vulkanischer Gesteine oder Gesteinsgemische vorzugsweise in Kornform, wobei das Pflanzensubstrat neben vulkanischen Bestandteilen außerdem Braunkohle enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pflanzsubstrat. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Braunkohle enthaltendes Pflanzsubstrat auf Basis vulkanischer Gesteine vorzugsweise in Kornform und seine Verwendung.
Pflanzsubstrate als Pflanzerdeersatz werden in vielfältigen Anwendungen, so z. B. in gärtnerischen Kulturen, für Außenbegrünungen von Dächern, Terrassen, Kübeln usw. und für Innenbegrünungen in Pflanzkübeln in Gebäuden oder dergleichen eingesetzt. An derartige Pflanzsubstrate werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere im Hinblick auf chemische und/oder physikalische Eigenschaften wie z. B. hinsichtlich der Wasserspeicherkapazität (Wasserhaltefähigkeit), der Kationenaustauschkapazität (KAK), des Luftporengehaltes, gegebenenfalls der Trittfestigkeit, der Frostfestigkeit, der Entmischungsstabilität und der Windbeständigkeit an der Oberfläche für Freilagen.
Bei dem Einsatz derartiger Pflanzsubstrate, insbesondere im Dachbegrünungsbereich, kann insbesondere zwischen sogenannten extensiven und intensiven Bepflanzungen bzw. Begrünungen unterschieden werden.
Extensive Bepflanzungen und Begrünungen werden im allgemeinen so angelegt, daß für Herstellung und Unterhalt ein nur relativ geringer Aufwand notwendig ist. Dabei ist die Aufbauhöhe im allgemeinen geringer als bei einer intensiven Bepflanzung bzw. Begrünung. Bei extensivem Einschichtaufbau wird die Funktion der Vegetationstragschicht und der durchwurzelbaren Drainageschicht (Dränschicht) in einer Schicht zusammengefaßt. Die gezielte Begrenzung der Ressourcen wie Nährstoffpotential und Wassergehalt ermöglicht nur speziellen Pflanzen das Überleben; die Pflanzenauswahl richtet sich daher auf trockenresistente und streßunempfindliche Pflanzen. Trotzdem muß die Pflanze in dem Pflanzsubstrat alle lebensnotwendigen Nährstoffe finden. Extensive Begrünungen und Bepflanzungen dienen vor allem dem ökologischen Ausgleich. Bei entsprechender Konzeption haben Extensivbegrünungen einen nur sehr geringen Pflegeaufwand.
Intensive Begrünungen und Bepflanzungen dagegen weisen eine dickere Vegetationstragschicht auf und gewährleisten eine kontinuierliche Wasser und Nährstoffversorgung. Daher können für diese Begrünungsart höhere Pflanzen herangezogen werden. Intensive Begrünungen finden vor allem dann Anwendung, wenn gestalterische Momente im Vordergrund stehen und die begrünte Fläche als Lebensraum genutzt werden soll. Der Pflegeaufwand bei intensiven Bepflanzungen und Begrünungen ist der eines normalen Gartens vergleichbar.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Pflanzsubstraten bekannt, so z. B. Pflanzsubstrate auf Basis von Torf bzw. mit organischer Substanz aus Torf. Die vielfach für Außenbegrünungen wie Dachbegrünungen oder auch Innenbegrünungen benutzten, Torf enthaltenden Vegetations- bzw. Pflanzsubstrate sind aber problematisch, da sie durch Zersetzung von organischer Substanz und/oder Ausschlämmung von Feinanteilen, Ton und Schluff Stauschichten entwickeln und zur Versumpfung neigen oder aber austrocknen oder nicht windfest und trittfest sind. Bei Austrocknung neigen sie zur Hydrophobie (Wasserabweisung). Auch neigen sie zur Entmischung der einzelnen Bestandteile, wobei Feinteile, Schluff, Ton und dergleichen ausgeschlämmt werden.
Aus der DE-OS 35 29 717 ist ein zur Begrünung von Flachdächern und Terrassen einsetzbares Pflanzsubstrat aus einer Mischung von mineralischen Leichtbaustoffen, wie z. B. Lava, Blähton, Bims oder dergleichen, mit einer Körnung zwischen ungefähr 3 mm bis 16 mm und beigemischtem Düngemittel und Saatgut bekannt. Das Pflanzsubstrat ist aufgrund des gewählten Körnungsbereiches sehr porös, jedoch besteht bei dem ausgewählten Körnungsbereich die Gefahr der Entmischung. Außerdem ist die Austauschkapazität bei der gewählten Körnung relativ gering.
Aus der EP 0 183 639 A1 ist ein Pflanzsubstrat auf Basis mineralischer Gemenge von Gesteinen, Sanden, Humus, Boden und Hilfsstoffen wie Dünger bekannt, das weich und nachgiebig ist und dem zur Erhöhung der Trittfestigkeit und Befahrbarkeit Zuschläge beigegeben werden, die unter Einwirkung von Feuchtigkeit Salze und insbesondere Kalk abgeben.
Die DE 40 24 785 A1 beschreibt ein Pflanzsubstrat auf Basis von Gesteinen in Kornform mit einem Gehalt von mindestens 30 Gew.-% natürlicher, zeolithhaltiger, alkalihaltiger vulkanischer Tuff- bzw. tuffartiger Gesteine bzw. Gesteinsgemische. Aufgrund des relativ hohen Gehalts an Tuff- bzw. tuffartigen Gesteinen weist dieses Pflanzsubstrat ein steinartiges, nicht an Mutterboden erinnerndes Aussehen auf, was für bestimmte Anwendung nicht immer erwünscht ist.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, ein Pflanzsubstrat mit möglichst mutterbodenähnlichem Aussehen bereitzustellen, welches die üblicherweise an Pflanzsubstrate gestellten, zuvor beschriebenen Anforderungen erfüllt. Insbesondere sollte ein solches Pflanzsubstrat eine ausreichende Wasserspeicherkapazität (Wasserhaltefähigkeit), eine gute Kationenaustauschkapazität (KAK) und einen hohen Luftporengehalt besitzen. Des weiteren sind für viele Anwendungen eine gute Verwitterungsresistenz im Hinblick auf die enthaltene(n) organische(n) Substanz(en) erwünscht.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pflanzsubstrat auf Basis anorganischer Gesteine bzw. Gesteinsgemische mit körniger Struktur zu schaffen, das auch den üblicherweise an Pflanzsubstrate gestellten, zuvor beschriebenen physikalischen Erfordernissen genügt, insbesondere Abriebfestigkeit, Frostfestigkeit im Falle von Außenanwendungen, Trittfestigkeit und dergleichen. Zudem sollte ein solches Pflanzsubstrat auch recyclebar sein.
Des weiteren beabsichtigt die vorliegende Erfindung eine Weiterentwicklung des in der DE 40 24 785 A1 beschriebenen Pflanzsubstrats.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Braunkohle Pflanzsubstraten auf Basis vulkanischer Gesteine bzw. Gesteinsgemische nicht nur ein optisch ansprechendes, an herkömmliche Blumen- bzw. Pflanzerde ("Mutterboden") erinnerndes Aussehen verleiht, sondern auch die substantiellen Eigenschaften des Pflanzsubstrates signifikant beeinflußt, wie insbesondere Wasserhaltefähigkeit (Wasserspeicherkapazität) und Kationenaustauschkapazität (KAK). Zudem ist Braunkohle ein relativ kostengünstiger Rohstoff.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Pflanzsubstrat auf Basis vulkanischer Gesteine oder Gesteinsgemische vorzugsweise in Kornform, welches neben vulkanischen Bestandteilen außerdem Braunkohle enthält.
Bislang ist der Einsatz von Braunkohle für Pflanzsubstrate nicht beschrieben worden. Auch die damit verbundene Wirkung - Verbesserung des äußeren Erscheinungsbildes des Pflanzsubstrats einerseits ("Mutterboden") und die auf die im Pflanzsubstrat vorhandene Braunkohle zurückgehende Verbesserung insbesondere der Wasserspeicherkapazität und Austauschfähigkeit für Pflanzennährstoffe andererseits - sind im Stand der Technik bislang nicht untersucht worden. So wurde überraschend gefunden, daß Braunkohle Pflanzennährstoffe, wie z. B. Kalium oder Ammonium, aus der Bodenlösung aufnehmen und damit für die Pflanzen verfügbar halten kann.
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat enthält - neben Braunkohle - verschiedene mineralische Bestandteile auf Basis von Vulkangesteinen. Insbesondere kann es sich bei den vulkanischen Gesteinen beispielsweise um Lavagestein, Bims, Tuff(e) oder deren Gemische handeln. Anstelle von Lavagestein kann auch ein vergleichbares auskristallisiertes Gestein aus Magmaefluat verwendet werden.
Lava ist eine bei einer vulkanischen Eruption austretende, hochtemperierte Gesteinsschmelze, die relativ schnell an der Erdoberfläche abkühlt. Beispielsweise sind die in der Eifel vorhandenen Lavagesteine im wesentlichen phonolithischer und/oder basaltischer Natur. Erfindungsgemäß können auch SiO₂-reiche Lavagesteine, insbesondere von Rhyolith- oder Trachytzusammensetzung, verwendet werden. Durch den hohen Gehalt an eisen- und manganhaltigen Mineralien in der Lava ist eine ausreichende Versorgung der Pflanzen mit diesen für die Pflanze lebensnotwendigen Nährstoffen sichergestellt. Üblicherweise liegt die erfindungsgemäß eingesetzte Menge an Lavagestein bzw. vergleichbarem Gestein im Bereich von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat.
Bims entsteht ebenfalls bei vulkanischen Eruptionen. Dabei schäumt die Lava infolge hoher Gasgehalte noch vor der Eruption stark auf und kühlt infolge eines explosiven Auswurfes schnell ab. Dies führt zu dem sehr geringen spezifischen Gewicht und der hohen Porosität von Bims. Bims, insbesondere in Form von Bimsstein, Bimssteintuff, Bimssand oder Bimskies, ist also entstanden durch die aus Vulkanen ausbrechenden, circa 1.000°C heißen Lavamassen insbesondere aus Obsidian und Rhyolith, wobei die ursprünglich chemisch gebundenen Gase - insbesondere Chlor, Schwefeldioxid, Stickstoff und Wasserdampf - infolge der plötzlichen Druckentladung explosionsartig austreten, so daß blasiger Bims entsteht. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein kaliumhaltiger Bims. Bims mit hohen Gehalten an pflanzenverfügbarem Kalium stammt beispielsweise aus der Eifel.
Tuffe oder Tuffgesteine sind pyroklastische Gesteine, die durch Verfestigung von vulkanischem Lockermaterial entstanden sind. Tuffe können beispielsweise nach den vorherrschenden Bestandteilen unterteilt werden, z. B. in lithische Tuffe (vorherrschend Gesteinsbruchstücke), Glastuffe (vitrische Tuffe, vorherrschend Bruchstücke von Gesteinsglas und Bimsstein (Bimstuff)) und Kristalltuffe (vorherrschend Kristallbruchstücke und/oder Kristalle). Erfindungsgemäß bevorzugt sind kaliumhaltige Tuffe, insbesondere Tuffe mit hohen Gehalten an pflanzenverfügbarem Kalium.
Üblicherweise liegt die erfindungsgemäß eingesetzte Menge an Bims (z. B. in Form von Bimsstein, Bimssteintuff, Bimssand oder Bimskies) und/oder Tuff(en) im Bereich von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-% oder mehr, vorzugsweise etwa 10 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat. Dabei kann die Menge an Bims insbesondere im Bereich von etwa 5 Vol.-% bis etwa 45 Vol.-% und die Menge an Tuff(en) insbesondere im Bereich von etwa 5 Vol.% bis etwa 65 Vol.-% liegen, bezogen auf das Pflanzsubstrat.
Erfindungsgemäß kann die Braunkohle teilweise durch sogenannten Rindenhumus ersetzt sein. Rindenhumus wird dadurch gewonnen, daß man Baumrinde abschält, eine gewisse Zeit ablagert und auf die gewünschte Größe zerkleinert. Erfindungsgemäß können insbesondere bis zu etwa 70 Vol.-%, vorzugsweise bis zu etwa 60 Vol.-%, besonders bevorzugt bis zu etwa 50 Vol.-% der Braunkohle durch Rindenhumus ersetzt sein.
Um überhaupt einen Effekt zu beobachten, sollte der Mindestgehalt an Braunkohle in dem erfindungsgemäßen Pflanzsubstrat mindestens etwa 5 Vol.-%, vorzugsweise mindestens etwa 10 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat, betragen. Üblicherweise liegt die Menge an eingesetzter Braunkohle im Bereich von etwa 5 Vol.-% bis etwa 50 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat. Für Ausführungsformen, bei denen die Braunkohle teilweise durch Rindenhumus ersetzt ist, beziehen sich die zuvor genannten Gewichtsangaben auf die Menge an Braunkohle und Rindenhumus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen nicht nur die vulkanischen Gesteine bzw. Gesteinsgemische, sondern auch die Braunkohle in Kornform vor. Vorzugsweise weist die kornförmige Braunkohle eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung auf. Bei Ausführungsformen, bei denen ein Teil der Braunkohle durch Rindenhumus ersetzt ist, liegt der Rindenhumus bevorzugt in klassierter Form vor.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die das Pflanzsubstrat bildenden vulkanischen Gesteine bzw. Gesteinsgemische eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung aufweisen. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist also eine Ausführungsform, bei der jedes in dem Pflanzsubstrat enthaltene, gekörnte mineralische Gestein eine vergleichbare, im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie seiner Korngrößenverteilung aufweist und vorzugsweise alle in dem Pflanzsubstrat enthaltenen Bestandteile eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung aufweisen. D. h. gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Gesamtmischung, aus denen das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat besteht, eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Korngrößenverteilung.
Denn ein gebrochenes und klassiertes gekörntes Gemisch mit einer im wesentlichen stetigen Körnungslinie und einer entsprechenden Korngrößenverteilung neigt nicht zum Entmischen. Mit anderen Worten ist durch entsprechend aufeinander angestimmte Kornverteilungskurven das erfindungsgemäße Material entmischungsstabil und weist nach dem Einbau eine gleichmäßige Kornstruktur auf.
Der Verlauf der Körnungslinie und die entsprechende Korngrößenverteilung können insbesondere bei der Herstellung der einzelnen Pflanzsubstratkomponenten gezielt gesteuert und überwacht werden. Die Kornaufbereitung erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt mit zu diesen Zwecken üblichen Brech- und Klassier- und Sortieranlagen.
Die Korngröße und Korngrößenverteilung richtet sich nach dem Einsatzgebiet des Pflanzsubstrates, z. B. in Abhängigkeit davon, ob es im Bereich der Innenbegrünung oder der Außenbegrünung, bei intensiven oder extensiven Dachbegrünungen wie bei Dachterrassen oder in kleineren oder größeren Pflanzkübeln usw. eingesetzt werden soll, aber auch nach der Art der Bepflanzung.
Für die erfindungsgemäßen Pflanzsubstrate sind in vorteilhafter Ausgestaltung die vulkanischen Gesteine oder Gesteinsgemische in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 8 mm, vorhanden. Bevorzugt ist auch die Braunkohle bzw. gegebenenfalls vorhandener Rindenhumus in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 5 mm, vorhanden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes in dem Pflanzsubstrat enthaltene, gekörnte mineralische Gestein in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 8 mm, vorhanden, und vorzugsweise sind alle in dem Pflanzsubstrat enthaltenen Bestandteile in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 8 mm, vorhanden. Dabei sind vorzugsweise mehr als etwa 70 Gew.-%, insbesondere mehr als 75 Gew.-%, bevorzugt mehr als etwa 80 Gew.-% der Körner im Korngrößenbereich oberhalb von etwa 0,2 mm Durchmesser enthalten. Mit einer solchen Körnung der Bestandteile wird auch die hohe Wasserkapazität und/oder das hohe Luftporenvolumen erreicht. Insbesondere trägt ein gewisser Feinanteil in der Körnung unterhalb von 0,2 mm Durchmesser zu einer verbesserten Wasserhaltefähigkeit bei; zudem sorgt der Feinanteil unterhalb von 0,2 mm Durchmesser für einen engeren und stabileren Wurzel-Bodenschluß und trägt zu einer erhöhten Strukturstabilität bei.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat Zeolithe enthalten. Als Zeolithe können natürliche und/oder synthetische Zeolithe eingesetzt werden.
Als Zeolithe werden im allgemeinen zeolithhaltige Gesteine bezeichnet, die zum Großteil aus Mineralen der Zeolithgruppe bestehen. Der Begriff "Zeolith" bezeichnet insbesondere eine weitverbreitete Gruppe von kristallinen Silikaten, insbesondere wasserhaltigen Alkali- bzw. Erdalkalialumosilikaten der allgemeinen Formel M₂/_zO.Al₂O₃.x SiO₂.y H₂O, wobei M ein ein- oder mehrwertiges Metall (meist ein Alkali- oder Erdalkalikation), H oder NH₄ und dergleichen bezeichnet, z die Wertigkeit des Kations bezeichnet, x = 1,8 bis circa 12 und y = 0 bis circa 8 beträgt.
Die Zeolithe weisen im allgemeinen ein lockeres, dreidimensionales Netzwerk aus SiO₄- und/oder AlO₄-Tetraedern auf, das von einem System von Kanälen und Hohlräumen charakteristischer Dimensionen durchzogen ist, und negative Überschußladungen des Netzwerkes werden durch Kationen, z. B. Natrium-, Kalium- oder Calciumionen, ausgeglichen. Diese Ionen können im Kontakt mit Salzlösungen gegen andere Ionen ausgetauscht werden. Des weiteren sind die Hohlräume der Kristallstruktur unter natürlichen Bedingungen mit Wasser gefüllt.
Heutzutage kennt man mehr als 150 natürliche und synthetische Zeolithe, die sich gegebenenfalls jeweils durch Einbau von Fremdatomen während oder durch Austauschreaktion nach der Synthese bzw. Entstehung modifizieren lassen. Die natürlich vorkommenden Zeolithe sind meist farblos, seltener durch Beimengung gefärbt. Die Zeolithminerale sind durch hydrothermale Umwandlung aus vulkanischen Gläsern bzw. aus tuffhaltigen Ablagerungen entstanden. Nach ihren Kristallgittern lassen sich die natürlichen Zeolithe einteilen in Faserzeolithe (Natrolith, Laumontit, Mordenit, Thomsonit), Blätterzeolithe (Heulandit, Stilbit, Phillipsit, Harmotom) und die sogenannten Würfelzeolithe (Faujasit, Gmelinit, Chabasit, Offretit). Ebenfalls zu den Zeolithen lassen sich Feldspatoide und die mit ihnen verwandten Minerale zählen. Von den natürlich vorkommenden über dreißig verschiedenen Zeolithtypen zählen Chabasit, Clinoptilolith, eine Varietät des Heulandits, Erionit und Mordenit zu den auch technisch eingesetzten Zeolithen.
Durch die hohe innere Oberfläche in Verbindung mit einer großen Kationenaustauschkapazität erhöhen Zeolithe deutlich das Nährstoffspeichervermögen und die Pufferkapazität des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats. Beispielsweise können Zeolithe Pflanzennährstoffe, wie z. B. Ammonium oder Kalium, aus der Bodenlösung durch Ionenaustausch aufnehmen und damit für die Pflanzen verfügbar halten. Der große Vorteil der Zeolithe liegt außerdem in der chemischen und physikalischen Stabilität dieser Minerale. Im Gegensatz zu organischen Substanzen oder Tonen, die ebenfalls Nährstoffe binden, unterliegen Zeolithe keiner Veränderung im Pflanzsubstrat. Dagegen werden organische Substanzen durch Mineralisation bei der Humifizierung zum Großteil abgebaut, und Tonminerale können durch ihre schlechte Vergießfestigkeit vor allem die Dränfähigkeit des Pflanzsubstrates negativ beeinflussen.
Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform enthält das Pflanzsubstrat die Zeolithe in Form natürlicher zeolithhaltiger Gesteine, vorzugsweise in Form von zeolithhaltigen Tuffen, besonders bevorzugt in Form natürlicher, zeolithhaltiger, alkalihaltiger vulkanischer Tuffgesteine, tuffartiger Gesteine und Gesteinsgemischen hiervon. Die bevorzugten vulkanischen Gesteine sind also zeolithhaltige vulkanische Gesteine, insbesondere Tuffe, wegen der Fähigkeit der Zeolithe zum Ionenaustausch. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß Ergußgesteine basisch reagieren und Silikatpuffer sind, d. h. Säurepuffer, die nur einen sehr geringen Ballastsalzgehalt aufweisen und sich daher als besonders pflanzenfreundlich und das Wachstum fördernd bzw. nicht negativ beeinflussend erweisen.
Von der Form her wird vorzugsweise vulkanischer Tuff ausgewählt, der aus Sedimentgesteinen aus lockeren vulkanischen Auswurfmassen, die nachträglich durch Diagenese verfestigt sind, entstanden ist. Diese Tuffe lassen sich wiederum auf einfache Weise zu geeigneten Kornverteilungen für die erfindungsgemäßen Pflanzensubstrate zerkleinern.
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise also vulkanische Gesteine mit infolge der Zeolithanteile erhöhten Kationenaustauschfähigkeiten und darüber hinaus mit Kaliumgehalten für einen permanenten Düngereffekt ausgewählt, wobei die Austauscheigenschaften hier an Grobkornanteil und nicht an abschlämmbare Feinanteile (Schluff, Ton) gebunden sind.
Erfindungsgemäß kann als Zeolith beispielsweise ein Kalium/Calcium-Zeolith eingesetzt werden, so z. B. Phillipsit, natürlich vorkommend in Eifelzeolithen. Bei dieser Ausführungsform enthält das zeolithhaltige Gestein, vorzugsweise Phillipsit, Kaliumionen, d. h. ist kaliumnormativ mit hohen Gehalten an K₂O. Dies hat den Vorteil, daß ein solcher Zeolith Kalium gegen entsprechende Gegenionen pflanzenverfügbar austauscht, ohne jedoch - wie bei verfahrenstechnisch vergleichbaren kaliumfreien Zeolithen - technisch vorbehandelt werden zu müssen. Dieser vulkanische, zeolithhaltige Gesteinsanteil ist in seinen bodenchemischen und physikalischen Eigenschaften wertbestimmend für die vegetationstechnischen Eigenschaften des Pflanzsubstrates und ersetzt die in Feinböden sonst an Tonminerale oder organische Substanz gebundene Nähstoff und Pufferkapazität, ohne den Nachteil der Verschlämmbarkeit. Er ist ohne Aufbereitung und zusätzliche Düngung sofort vegetationsfähig.
Gleichfalls möglich ist die Verwendung eines Zeolithgesteins mit Hauptbestandteil Mordenit, einem Natrium/Kalium-Zeolith. Mordenit unterscheidet sich von Phillipsit schon erheblich durch das Si/Al-Verhältnis, in der modalen mineralogischen Zusammensetzung und in dem Ionenaustauscherverhalten. Wenn als Zeolith Mordenit verwendet wird, wirkt der Mordenit ohne technische Aufbereitung als Ionenaustauscher wie ein Ionenfänger für pflanzenverfügbare Nährstoffionen. Dieser Ionenaustauschereffekt ist in der Allgemeinheit besser bekannt unter dem Begriff Ionen- oder Molekularsieb. Um vegetationstechnisch zu funktionieren, muß - wenn Zeolithe vom Mordenittyp verwendet werden - dieser Zeolith - im Unterschied zu Phillipsit - technisch mit entsprechenden Nährstoffionen beladen werden, vergleichbar den aus der Hydrokultur oder bei der Wasseraufbereitung bekannten organischen Ionenaustauscherharzen. Andernfalls würden dem Pflanzsubstrat die Nährstoffkationen, insbesondere Kalium, Calcium, Magnesium und Ammonium, entzogen und die Pflanzen ohne erhebliche Zusatzdüngung im Pflanzsubstrat quasi "verhungern" (Dieser Effekt wird z. B. bei der Wasseraufbereitung genutzt, indem der Algenwuchs mit natürlichem Mordenit-Zeolith bekämpft wird, wobei den Algen die notwendigen Nährstoffe für das Wachstum entzogen werden.). Mit anderen Worten muß ein ungetauschtes Mordenit enthaltendes Begrünungssubstrat vor dem Einsatz als Vegetationssubstrat erheblich auf und nachgedüngt werden, um keine Pflanzenmangelschäden zu induzieren.
Darüber hinaus können aber bei der Ausführungsform, bei der das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch Zeolithe enthält, auch andere, natürliche zeolithhaltige Gesteine als die zuvor genannten verwendet werden. Des weiteren ist es auch möglich, Mischungen verschiedener Zeolithe bzw. verschiedener zeolithhaltiger Gesteine zu verwenden. Weiter ist es möglich, Mischungen zeolithhaltiger Gesteine mit jeweils unterschiedlichem Zeolithgehalt einzusetzen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist dabei die Verwendung von zeolithhaltigen Gesteinen mit relativ hohen Zeolithgehalten, insbesondere von mindestens 20 Gew.-%.
So kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat als vulkanische zeolithhaltige Gesteine z. B. alkalitrachytische Traßgesteine und/oder Schweißschlacke und/oder Palagonittuff enthalten.
Die alkalitrachytischen Traßgesteine (z. B. in Form von alkalitrachytischem Tuff) sind wegen ihrer ausgezeichneten Kapillarität besonders geeignet für den Pflanzenaufbau; dadurch wird den in diesem Gestein eingesetzten Pflanzen über eine entsprechende Höhe pflanzenverfügbares Wasser zur Verfügung gestellt. Alkalitrachytische Traßgesteine bilden zugleich einen Silikatpuffer mit extrem geringer Stickstoff und Kohlenstoffversorgung. Des weiteren zeichnen sich die alkalitrachytischen Traßgesteine durch einen durchschnittlichen Kaligehalt von bis zu 5 Gew.-%, in Ausnahmefällen auch höher, bezogen auf K₂O, aus. Eine weitere Eigenschaft von alkalitrachytischen Traßgesteinen ist ihre latent hydraulische Eigenschaft, d. h. bei Einwirken von Wasser, wie z. B. Regenwasser oder Gießwasser, werden durch Umkristallisation Kristallite an der Oberfläche der Traßgesteine gebildet, wodurch eine Bindemittelwirkung entfaltet wird, welche die Pflanzsubstratteilchen zusammenhält, so daß sie bei Windeinwirkungen nicht wegfliegen.
Wenn das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat Schweißschlacken enthält, werden bevorzugt Schweißschlacken in Form von tuffartigen vulkanischen Ablagerungen verwendet, die durch ausgeschleuderte glutflüssige Lavafetzen beim Niederfallen entstanden sind und in Grundwasserbereichen hydrolysiert wurden. Derartige Schweißschlacken haben den Vorteil, daß sie bei Verwendung im gebrochenen, zerkleinerten Zustand als Pflanzsubstrat bei Berührung mit Wasser im wesentlichen im pflanzenverträglichen pH-Neutralbereich bis 8 verbleiben.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch Zeolithe enthalten kann, kann der Gehalt an Zeolith(en) und/oder zeolithhaltigen Gesteinen in weiten Grenzen variieren und beispielsweise, bezogen auf das Pflanzsubstrat, mindestens etwa 5 Vol.-%, insbesondere etwa 20 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-% oder mehr, betragen. Hierdurch werden eine ausreichende Kationenaustauschkapazität und Oberfläche gewährleistet.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch andere geeignete vulkanische Gesteine enthalten. Erfindungsgemäß geeignete vulkanische Gesteine sind beispielsweise leuzitreiche Arten der Phonolithe, Leuzite, Leuzitporphyrit, Leuzitophyr und Leuzit-Noseanphonolith. Die zuvor genannten vulkanischen Gesteine, z. B. leuzitreiche Phonolithe, können dem erfindungsgemäßen Pflanzsubstrat beispielsweise zur Erhöhung des Kaligehaltes zugesetzt werden.
Weiter kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch geeignete, poröse mineralische Leichtstoffe enthalten. Erfindungsgemäß geeignete, poröse mineralische Leichtstoffe sind beispielsweise Tuffe aller Art, insbesondere auf Basis vulkanischen Gesteins (z. B. Bimssteintuff oder Palagonittuff). Die Porosität der Tuffgesteine wird für die Erzielung eines ausreichenden Porengehaltes des Pflanzsubstrates genutzt, hinzu kommt die Kapillarität und Wasserspeicherfähigkeit von Tuffen. Darüber hinaus dienen Tuffe als Füllstoff für das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat zur Gewichtsverminderung. Darüber hinaus enthält z. B. Palagonittuff Zeolithe (mindestens 5 Gew.-%, je nach Lagerstätte sogar bis zu 40 Gew.-% und mehr), d. h. erfüllt eine mehrfache Funktion im Hinblick auf das Pflanzsubstrat ( = vulkanischer Bestandteil, Zeolith und Leichtstoff). Weiter hat Palagonittuff eine relativ große Anzahl an offenen Grobporen und Mittelporen und ist härter als die alkalitrachytischen Traßgesteine, so daß er zur Mischungsstabilität des Pflanzsubstrates beitragen wie auch die Trittfestigkeit und Abriebfestigkeit aufgrund seiner Härte erhöhen kann. Andererseits trägt er durch die erhöhte Porigkeit zur Erhöhung der Wasserkapazität und des Luftporenvolumens bei.
Auch die übrigen, gegebenenfalls vorhandenen Bestandteile - vulkanische Gesteine, Zeolithe bzw. zeolithhaltige Gesteine, Tuffe etc. - liegen bevorzugt in Kornform und mit einer einer im wesentlichen stetigen nichtintermittierenden Körnungslinie entsprechenden Korngrößenverteilung vor. Dies verhindert eine Entmischung des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch Additive und Zuschlagsstoffe enthalten, so z. B. Düngemittel wie Ammoniumaustauscher, Polysaccharide, Polyuronide, NPK-Dünger etc. Als Ammoniumaustauscher können mineralische Grobstoffe, die z. B. mit Gülle angeteigt sind, eingesetzt werden, wobei Ammoniak angereichert wird, das dann später im Pflanzsubstrat an die Pflanzen wieder abgegeben wird. Zur Calciumdüngung kann beispielsweise Gips zugesetzt werden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch latent hydraulische, pulverförmige oder gekörnte Stoffe (Hydraulite) enthalten. Hierdurch kann beispielsweise das Ausblasen der Pflanzsubstrate bei Windeinwirkung verringert und eine erhöhte Trittfestigkeit zu erzielt werden. Erfindungsgemäß geeignete, latent hydraulische Stoffe sind beispielsweise Hochofenschlacke, Flugasche, Ziegelmehl oder puzzolanische Gesteinmehle. Bevorzugt wird ein latent hydraulisches vulkanisches Gestein, da es weitere vorteilhafte Eigenschaften wie Ionenaustauschfähigkeit, Kaligehalt und dergleichen aufweist.
Damit eine Versorgung der Pflanzen mit Kalium als einem essentiellen Element für alle Organismen langfristig, insbesondere auswaschungsresistent, durch das Pflanzsubstrat gewährleistet ist, muß das Pflanzsubstrat einen gewissen Gehalt an pflanzenverfügbarem Kalium aufweisen. Im allgemeinen beträgt der Gesamtgehalt an pflanzenverfügbarem Kalium, berechnet als K₂O und bezogen auf das Pflanzsubstrat, mindestens 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%. Der Kaliumgehalt kann durch den in den verwendeten Gesteinen natürlich vorkommenden Kaliumgehalt oder aber durch nachträgliche Aufdüngung bereitgestellt werden.
Eine wichtige Kenngröße für das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat ist das Porenvolumen. Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat kann ein entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbares Gesamtporenvolumen von etwa 25 bis etwa 75 Vol.-% aufweisen. Diese Einstellbarkeit des Gesamtporenvolumens ist erforderlich, um eine Anpassung an die unterschiedlich zu kultivierenden Pflanzen zu erreichen. Die Gesamtwasserkapazität des Substrates beträgt dann etwa 25 bis etwa 75 Vol.-%.
Das Gesamtluftporenvolumen wird gemessen als Gesamtporenvolumen abzüglich des Volumens an Wasserkapazität des Pflanzsubstrates. Das Pflanzsubstrat kann ein entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbares Gesamtluftporenvolumen von etwa 25 bis etwa 50 Vol.-% aufweisen. Das Gesamtluftporenvolumen kann jedoch bei geringer porösem Material, bei dem insbesondere nur ein größerer Anteil von Grobporen vorhanden ist, auch bis auf etwa 10 Vol.-% fallen.
Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Kationenaustauschkapazität des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats. Die Kationenaustauschkapazität ist - neben der Art der Bestandteile - auch abhängig von der Korngröße und Korngrößenverteilung. Bei sehr hoher Vergröberung der Korngröße und geringen feinteiligen Anteilen wird die an den Kornoberflächen verfügbare Kationenaustauschkapazität sehr gering und kann auf bis zu 5 mmol/Z/100 g abfallen. Die Kationenaustauschkapazität wird nach der Methode Mehlich des mit destilliertem Wasser gewaschenen, im allgemeinen zerkleinerten Substrats in Originalkörnung nach DIN 19 684/2 gemessen, wobei Z die Anzahl der elektrischen Wertigkeit darstellt. Für die Bestimmung der Kationenaustauschkapazität werden im allgemeinen Körnungen d ≤ 2 mm verwendet, die bei Böden durch Absiebung und bei gröberen Schüttstoff-Körnungen durch Zerkleinerung, insbesondere Mahlen, erhalten werden. Die Kationenaustauscher können Pflanzennährstoffe, wie z. B. Kalium- und Ammoniumionen, aus Lösungen durch Ionenaustausch aufnehmen und damit für die Pflanze verfügbar halten. Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat eine entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbare Kationenaustauschkapazität von etwa 5 bis etwa 800 mmol/Z/100 g und mehr, insbesondere etwa 5 bis etwa 300 mmol/Z/100 g, vorzugsweise von mindestens etwa 40 mmol/Z/100 g, auf.
Eine weitere wichtige Kenngröße des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates ist das Volumengewicht (Dichte). Im trockenen Zustand beträgt das entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbare Volumengewicht des Pflanzsubstrates etwa 0,5 g/cm³ bis etwa 1,6 g/cm³ und im lieferfeuchten Zustand etwa 0,7 g/cm³ bis etwa 1,7 g/cm³. Bei maximaler Wasserkapazität liegt das entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbare Volumengewicht des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats im Bereich von etwa 0,8 g/cm³ bis etwa 2,0 g/cm³.
Die maximale Wasserkapazität (WK_max) des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates beträgt im allgemeinen mindestens etwa 30 Vol.-%, insbesondere mindestens etwa 45 Vol.-%, vorzugsweise etwa mindestens 55 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat.
Die Wasserdurchlässigkeit (Infiltrationsrate, mod. K_f) des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates im verdichteten Zustand beträgt im allgemeinen mindestens etwa 0,005 cm/s, insbesondere mindestens etwa 0,001 cm/s und mehr.
Die erfindungsgemäßen Pflanzsubstrate erhalten auf Basis der vulkanischen Gesteine eine unterschiedliche Zusammensetzung, je nach Anwendungsbereich und Bepflanzung.
Eine typische Zusammensetzung für ein erfindungsgemäßes Pflanzsubstrat ist beispielsweise wie folgt:

- Braunkohle (gegebenenfalls teilweise ersetzt durch Rindenhumus), vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 50 Vol.-%,
- Lavagestein und/oder ein vergleichbares auskristallisiertes Gestein aus Magmaefluat, vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%,
- Bims und/oder Tuff(e), vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-%,
- gegebenenfalls Zeolithe, insbesondere in Form natürlicher zeolithhaltiger Gesteine, vorzugsweise in Mengen von mindestens 5 Vol.-%,

Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat weist eine Reihe von Vorteilen auf:
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auf Basis vulkanischer Gesteine und Braunkohle enthält keine organischen Stoffe wie Torf bzw. Kompost und weist damit einen extrem niedrigen Kohlenstoff und Stickstoffgehalt auf, der einstellbar ist. Somit entfällt die Mineralisierung, Sackungen und Stauschichten treten nicht auf.
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat zeichnet sich dadurch aus, daß es dauerhaft setzungsfrei ist und auch die Bedingungen von Pflanzen an Extremstandorten, wie beispielsweise Dachgärten, erfüllt. Dabei ist es besonders vegetationsförderlich und frei von Schwermetallen, strahlungsfrei und voll recyclebar.
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat erfüllt alle üblichen vegetationstechnischen Bewertungskriterien, d. h. Anforderungen der Pflanze an das Pflanzsubstrat, nämlich insbesondere Wasserversorgung, Nährstoffversorgung und -speicherung, großes Luftporenvolumen bei gleichzeitig großer Wasserspeicherkapazität Nährstoffversorgung, pH-Pufferung, Sauerstoffversorgung, Wurzelraum und Schädlingsresistenz. Nährstoffe wie Ammonium, Phosphor, Kalium, Magnesium und Stickstoff können dauerhaft im Pflanzsubstrat zurückgehalten werden.
Auch die physikalischen Bewertungskriterien, d. h. die Anforderung des Pflanzsubstrats an Bauwerk werden eingehalten, nämlich insbesondere Dränfähigkeit, Scher- bzw. Druckfestigkeit, Trittfestigkeit, Setzungs- bzw. Strukturstabilität, Verschlämmungssicherheit, Frostbeständigkeit, Windsogstabilität und Verwehsicherheit, Entmischungsstabilität und schwerste Entflammbarkeit. Insbesondere weist das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat aufgrund seiner mineralischen Zusammensetzung eine Verwehsicherheit auf und ist auch bei vollständiger Austrocknung nicht brennbar. Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat genügt den Vorschriften der Brandfestigkeit gemäß U.V.P. Zusätzlich vermoost die Vegetationstragschicht nicht und hat einen verringerten Schädlingsbefall (z. B. Dickmaulrüssler).
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat erfüllt auch alle Anforderungen der Umweltverträglichkeit. Insbesondere sind alle Pflanzsubstratbestandteile schadstoffarm bzw. schadstofffrei, so daß kein belastetes Überschußwasser entsteht. Das Pflanzsubstrat ist ohne weiteres, beispielsweise bei einer Abräumung von einer Dachterrasse, recyclebar und kann in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt werden (z. B. Wiederverwendung als Dachgartensubstrat, Verwendung für die Mörtel- und Bindemittelindustrie, als Wegebaumaterial, als wassergebundene Decken etc.).
Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats ist in der Tatsache zu sehen, daß es neben Braunkohle ausschließlich aus mineralischen, vorzugsweise vulkanischen Gestein besteht, also keinerlei leicht abbaubare organische Substanzen enthält. Die vulkanischen bzw. mineralischen Anteile (z. B. Ergußgesteine) reagieren basisch bzw. bilden sogenannte Silikatpuffer, d. h. Säurepuffer, die nur einen sehr geringen Ballastsalzgehalt aufweisen.
Von weiterem Vorteil ist die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat entmischungsstabil ist, da es in einer im wesentlichen stetigen, nichtintermitierenden Körnungslinie klassiert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats ist seine Rieselfähigkeit, so daß es voll blasfähig mit Silozügen ist.
Des weiteren wurde überraschenderweise ein synergistischer Effekt im Hinblick auf das Zusammenwirken von Braunkohle mit vulkanischen Gesteinen oder Gesteinsgemischen, insbesondere porösen vulkanischen Gesteinen oder Gesteinsgemischen wie Tuffen, beobachtet: Neben anderen Effekten wirken die hydraulischen Kräfte von insbesondere porösen vulkanischen Gesteinen oder Gesteinsgemischen wie Tuffen zusammen mit Braunkohle stark strukturstabilisierend im Hinblick auf das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat und erhöhen somit dessen Trittfestigkeit.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres ersichtlich.
Das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat ist sehr vielfältig verwendbar. So eignet es sich insbesondere für Außen- wie für Innenbegrünungen und -bepflanzungen, für extensive wie für intensive Bepflanzungen und Begrünungen. Gleichermaßen kann das erfindungsgemäße Pflanzsubstrat auch zur Bodenauflockerung oder besseren Bodenbelüftung eingesetzt werden. Hierzu wird herkömmliche Pflanzerde mit dem erfindungsgemäßen Pflanzsubstrat vermengt und dieses Gemisch quasi als "Pflanzerde" eingesetzt. Durch den Einbau des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrats wird dann einer verbesserte Bodenbelüftung und eine Bodenauflockerung erreicht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Pflanzverfahren, insbesondere zur Erstellung von Außen- wie für Innenbegrünungen und -bepflanzungen und für extensive wie intensive Bepflanzungen und Begrünungen, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Pflanzsubstrates als Pflanzerdeersatz.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Braunkohle in Pflanzsubstraten bzw. zu deren Herstellung, insbesondere zur Verbesserung des äußeren Erscheinungsbildes ("mutterbodenähnliches Aussehen") und/oder zur (signifikanten) Beeinflussung bzw. Verbesserung bestimmter Eigenschaften bzw. relevanter physikalisch-chemischer Parameter (z. B. Wasserspeicherkapazität, Austauschfähigkeit für Pflanzennährstoffe, insbesondere Kationenaustauschkapazität etc.).
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht und erläutert, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen. Weitere Ausführungsformen, Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der vorliegenden Anmeldung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.

Ausführungsbeispiele

Es wurden zwei erfindungsgemäße, Braunkohle enthaltende Pflanzsubstrate hergestellt. Die einzelnen Bestandteile - Braunkohle, Lavagestein, Bims und Ettringer Tuff - werden unter Beachtung einer im wesentlichen stetigen, nichtintermittierenden Körnungslinie gekörnt, und zwar bevorzugt im Körnungsbereich von 0,0001 mm bis 16 mm.
In der Fig. 1 ist der Verlauf der Körnungslinie des Gesamtgemisches 1 und in der Fig. 2 der Verlauf der Körnungslinie des Gesamtgemisches 2 wiedergegeben.
Die Beurteilung der beiden Gemische erfolgte manuell, visuell und durch Bestimmung der Korngrößenverteilung.
Des weiteren wurden Untersuchungen hinsichtlich der vegetationstechnischen Eigenschaften durchgeführt. Die Überprüfung der vegetationstechnischen Eigenschaften wurde am Institut für Gartenplanung und Gartenarchitektur der Universität Hannover durchgeführt. Die Untersuchung umfaßt die in den "Richtlinien für Dachbegrünungen" der FLL (1995) angegebenen Eigenschaften und erfolgt nach den darin vorgegebenen Untersuchungsmethoden, ergänzt durch die Bestimmung der Porengrößenverteilung.
Die Bestimmungen wurden mit jeweils drei Wiederholungen durchgeführt und Mittelwerte gebildet. Die Analysen zum Nährstoffhaushalt erfolgten an der Bayerischen Hauptversuchsanstalt für Landwirtschaft an der Technischen Universität München in Freising.
Die folgende Tabelle gibt die Korngrößenverteilung für die beiden erfindungsgemäßen Gesamtgemische wieder. Korngrößenverteilung mit Zwischenstufen in den Kornfraktionen

Volumengewicht (Rohdichte) trocken, lieferfeucht und bei maximaler Wasserkapazität im verdichteten Zustand

Wasserkapazität und Wasserdurchlässigkeit (Infiltrationsrate) im verdichteten Zustand

Porengrößenverteilung im verdichteten Zustand

Gesamtporenvolumen und Luftvolumen im verdichteten Zustand

pH-Wert, Carbonatgehalt und Salzgehalt

Gehalt an organischer Substanz, C/N-Verhältnis und Adsorptionskapazität

Gehalt an pflanzenverfügbaren Nährstoffen

Gegenüberstellung zu den Anforderungen an die vegetationstechnischen Eigenschaften von Vegetationssubstraten für Intensivbegrünungen (FLL, 1995)
Beide erfindungsgemäßen Gemische erfüllen die Anforderungen an die vegetationstechnischen Eigenschaften entsprechend den Vorgaben in den "Richtlinien für Dachbegrünungen" der FLL (1995).
Das sandreiche erfindungsgemäße Gemisch 2 unterscheidet sich von erfindungsgemäßen Gemisch 1 durch

- ein etwas höheres Gesamtporenvolumen,
- eine etwas höhere maximale Wasserkapazität,
- eine etwas geringere aber gleichwohl hohe Wasserdurchlässigkeit,
- ein etwas günstigeres C/N-Verhältnis und
- eine höhere Adsorptionskapazität.

Während die Versorgung mit löslichem Stickstoff in beiden Gemischen niedrig ist, liegt die Kali-Versorgung als Folge der Tuff-Anteile extrem hoch.
Die erfindungsgemäßen Gemische 1 und 2 eignen sich beispielsweise insbesondere als Pflanzsubstrate für Intensivbegrünungen.
Nichterfindungsgemäße Gemische ohne entsprechenden Braunkohleanteil zeigten ein geringeres Gesamtporenvolumen, eine geringere maximale Wasserkapazität, ein ungünstigeres C/N-Verhältnis und eine geringere Adsorptionskapazität.

Claims

1. Pflanzsubstrat auf Basis vulkanischer Gesteine oder Gesteinsgemische vorzugsweise in Kornform, dadurch gekennzeichnet, daß es neben vulkanischen Bestandteilen außerdem Braunkohle enthält.

2. Pflanzsubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem vulkanischen Gestein um Bims und/oder Tuff(e) handelt.

3. Pflanzsubstrat nach Anspruch 2, enthaltend Bims und/oder Tuff(e) in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, vorzugsweise etwa 10 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat.

4. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem vulkanischen Gestein um Lavagestein oder ein vergleichbares auskristallisiertes Gestein aus Magmaefluat handelt.

5. Pflanzsubstrat nach Anspruch 4, enthaltend Lavagestein und/oder ein vergleichbares auskristallisiertes Gestein aus Magmaefluat in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat.

6. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohle teilweise, insbesondere zu bis zu etwa 70 Vol.-%, vorzugsweise zu bis zu etwa 60 Vol.-%, besonders bevorzugt zu bis zu etwa 50 Vol.-%, durch Rindenhumus ersetzt sein kann.

7. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend Braunkohle und gegebenenfalls Rindenhumus in Mengen von insgesamt etwa 5 Vol.-% bis etwa 50 Vol.-%, bezogen auf das Pflanzsubstrat.

8. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohle in Kornform vorliegt und eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung aufweist.

9. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Pflanzsubstrat bildenden vulkanischen Gesteine oder Gesteinsgemische eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung aufweisen.

10. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes in dem Pflanzsubstrat enthaltene, gekörnte mineralische Gestein eine vergleichbare, im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie seiner Korngrößenverteilung aufweist und daß vorzugsweise die Gesamtmischung aller in dem Pflanzsubstrat enthaltenen Bestandteile eine im wesentlichen stetige nichtintermittierende Körnungslinie ihrer Korngrößenverteilung aufweist.

11. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vulkanischen Gesteine oder Gesteinsgemische in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 8 mm, vorhanden sind.

12. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunkohle in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 5 mm, vorhanden ist.

13. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes in dem Pflanzsubstrat enthaltene, gekörnte mineralische Gestein und vorzugsweise alle in dem Pflanzsubstrat enthaltenen Bestandteile in Körnungen von etwa 0,0001 mm bis etwa 16 mm Durchmesser gemäß Siebung nach DIN 18 123, insbesondere etwa 0,0001 mm bis etwa 12 mm, vorzugsweise etwa 0,0001 mm bis etwa 8 mm, vorhanden sind.

14. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als etwa 70 Gew.-%, insbesondere mehr als 75 Gew.-%, bevorzugt mehr als etwa 80 Gew.-% der Körner im Korngrößenbereich oberhalb von etwa 0,2 mm Durchmesser enthalten sind.

15. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem Zeolithe enthält.

16. Pflanzsubstrat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeolithe insbesondere in Form natürlicher zeolithhaltiger Gesteine, vorzugsweise in Form von zeolithhaltigen Tuffen, besonders bevorzugt in Form natürlicher, zeolithhaltiger, alkalihaltiger vulkanischer Tuffgesteine, tuffartiger Gesteine und Gesteinsgemischen hiervon, vorliegen.

17. Pflanzsubstrat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zeolithhaltigen Gesteine einen Zeolithgehalt von mindestens etwa 20 Gew.-% aufweisen.

18. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeolithe pflanzenverftigbares Kalium enthalten und insbesondere ausgewählt sind aus der Gruppe von Kalium/Calcium- Zeolithen wie Phillipsit und Natrium/Kalium-Zeolithen.

19. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als vulkanische zeolithhaltige Gesteine alkalitrachytische Traßgesteine und/oder Schweißschlacke vorgesehen sind.

20. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 15 bis 19, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zeolith und/oder zeolithhaltigen Gesteinen, bezogen auf das Pflanzsubstrat, von mindestens etwa 5 Vol.-%, insbesondere etwa 20 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-% oder mehr.

21. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an pflanzenverfügbarem Kalium, berechnet als K₂O und bezogen auf das Pflanzsubstrat, mindestens 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%, beträgt.

22. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch ein entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbares Gesamtporenvolumen von etwa 25 bis etwa 75 Vol.-%.

23. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch ein entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbares Gesamtluftporenvolumen von etwa 25 bis etwa 50 Vol.-%.

24. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch ein entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbare Kationenaustauschkapazität von etwa 5 bis etwa 800 mmol/Z/100 g und mehr, insbesondere von etwa 5 bis etwa 300 mmol/Z/100 g, vorzugsweise von mindestens etwa 40 mmol/Z/100 g.

25. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch eine entsprechend der Zusammensetzung des Pflanzsubstrates einstellbares Volumengewicht (Dichte) im trockenen Zustand von etwa 0,5 g/cm³ bis etwa 1,6 g/cm³, im lieferfeuchten Zustand von etwa 0,7 g/cm³ bis etwa 1,7 g/cm³ und bei maximaler Wasserkapazität von etwa 0,8 g/cm³ bis etwa 2,0 g/cm³.

26. Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

- Braunkohle und gegebenenfalls Rindenhumus, vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 50 Vol.-%,

- Lavagestein und/oder ein vergleichbares auskristallisiertes Gestein aus Magmaefluat, vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%,

- Bims und/oder Tuff(e), vorzugsweise in Mengen von etwa 5 Vol.-% bis etwa 70 Vol.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Vol.-% bis etwa 60 Vol.-%,

- gegebenenfalls Zeolithe, insbesondere in Form natürlicher zeolithhaltiger Gesteine, vorzugsweise in Mengen von mindestens 5 Vol.-%,

bezogen auf das Pflanzsubstrat.

27. Verwendung eines Pflanzsubstrates nach den Ansprüchen 1 bis 26 insbesondere zur Erstellung von Außen- und Innenbegrünungen und -bepflanzungen und/oder für extensive und intensive Bepflanzungen und Begrünungen.

28. Verwendung eines Pflanzsubstrates nach den Ansprüchen 1 bis 26 insbesondere zur Bodenauflockerung oder Bodenbelüftung.

29. Verwendung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß herkömmliche Pflanzerde mit dem Pflanzsubstrat nach den Ansprüchen 1 bis 26 vermengt und das erhaltene Gemisch als Pflanzsubstrat eingesetzt wird.

30. Pflanzverfahren, insbesondere zur Erstellung von Außen- oder für Innenbegrünungen und -bepflanzungen und/oder für extensive wie intensive Bepflanzungen und Begrünungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pflanzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 26 als Pflanzerdeersatz verwendet wird.