DE102013102530A1

DE102013102530A1 - Process for the regeneration and treatment of barren soil

Info

Publication number: DE102013102530A1
Application number: DE102013102530.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Asch; Joachim Böttcher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Landflächen mit unfruchtbaren, d. h. schlechten, degradierten oder nur mäßig fruchtbaren Böden vergleichsweise kostengünstig und in vergleichsweise kurzer Zeit zu sehr fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzflächen aufbereitet werden können. Bei dem Verfahren wird in und/oder auf punktuelle Flächenabschnitte der Landfläche, die zu einer fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzfläche (1) aufbereitet werden soll, Terra Preta ein- und/oder aufgebracht, wobei zumindest ein Teil der punktuellen Flächenabschnitte mit jeweils mindestens einer Kulturpflanze bepflanzt wird, die eine Anreicherung der organischen Bodensubstanz und einen dauerhaften Kohlenstoffeintrag bewirken kann.The invention relates to a method by which land areas with infertile, ie. H. poor, degraded or only moderately fertile soils can be processed comparatively inexpensively and in a comparatively short time to very fertile agricultural land. In the method, terra preta is applied and / or applied in and / or on specific areas of the land area that is to be processed into a fertile agricultural area (1), at least some of the specific areas being planted with at least one crop , which can cause an enrichment of the organic soil and a permanent carbon input.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Landflächen mit unfruchtbaren, d. h. schlechten, degradierten oder nur mäßig fruchtbaren Böden vergleichsweise kostengünstig und in relativ kurzer Zeit zu sehr fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzflächen aufbereitet werden können. The invention relates to a method with the land areas with infertile, d. H. poor, degraded or moderately fertile soils can be treated relatively inexpensively and in a relatively short time to very fertile agricultural land.

Um unfruchtbare Böden aufzubereiten (zu kultivieren), d. h. in fruchtbare oder zumindest fruchtbarere Böden umzuwandeln, wird, soweit möglich, eine mindestens 15 bis 25 cm dicke Oberbodenschicht vollflächig auf dem betreffenden Boden aufgebracht. Wenn dies aus bei größeren Flächen nicht möglich ist, werden in der Praxis andere Methoden angewandt, wie z. B. der Anbau von mehrjährigen Gründüngungsmischungen, Luzernen usw.. Zudem werden unterstützend Humusaufbauende oder düngende Substrate, wie Kompost, Mist oder Gülle, ausgebracht. Diese herkömmliche Vorgehensweise hat jedoch einerseits den Nachteil, dass vergleichsweise große Mengen an Oberboden oder Substrat (Humus) pro Fläche erforderlich sind und andererseits die Verteilung und nachfolgende Planierung des Oberbodens/Humus relativ aufwendig ist. Darüber werden eingebrachte Substrate, wie Kompost, Mist oder Gülle, über mikrobielle Stoffwechselvorgänge im Boden relativ schnell wieder abgebaut, sodass nur ein kurzeitiger Wirkungseffekt erzielt wird und Wiederholungsgaben erforderlich sind. Diese bekannten Maßnahmen zur Bodenregenerierung beanspruchen in der Regel mehrere Jahre, in denen keine ertragswirksamen Kulturen auf diesen Flächen angebaut werden können. Entsprechend hoch sind auch die Arbeitsaufwände und Kosten für eine derartige Bodenaufbereitung. To prepare (cultivate) infertile soils, d. H. To convert into fertile or at least more fertile soils, as far as possible, an at least 15 to 25 cm thick topsoil layer is applied over the entire surface of the relevant soil. If this is not possible for larger areas, other methods are used in practice, such. B. the cultivation of perennial green manure mixtures, alfalfa, etc. In addition, supporting humus-building or fertilizing substrates, such as compost, manure or manure, applied. However, this conventional procedure has the disadvantage on the one hand that relatively large amounts of topsoil or substrate (humus) per area are required and on the other hand the distribution and subsequent leveling of the topsoil / humus is relatively expensive. In addition, introduced substrates, such as compost, manure or liquid manure, degraded by microbial metabolic processes in the soil relatively quickly, so that only a kurzeitiger effect effect is achieved and repetition is required. These known measures for soil regeneration usually take several years, in which no yield-effective crops can be grown on these areas. The labor costs and costs for such soil preparation are correspondingly high.

Aus US 2010/0199734A1 , WO 2009/021528 A1 und WO 2009/149944 A2 sind Verfahren bekannt, mit denen außerordentlich humus- und nährstoffreiche sowie wasserspeichernde Bodensubstrate erzeugt werden können, welche den anthropogenen Schwarzerden (sog. Terra Preta do Indio) entsprechen oder diesen zumindest sehr ähnlich sind. Durch die Verwendung solcher Bodensubstrate kann, im Vergleich zu einem Oberbodenauftrag bzw. den herkömmlichen Verfahren der Humusaufbau beschleunigt und die Wertsteigerung der Böden noch weiter erhöht werden. Darüber hinaus ist ab dem dritten Jahr eine Ertragswirksamkeit auf den Böden gegeben. Out US 2010 / 0199734A1 . WO 2009/021528 A1 and WO 2009/149944 A2 Methods are known with which extremely humus and nutrient-rich and water-storing soil substrates can be produced, which correspond to the anthropogenic black soils (so-called Terra Preta do Indio) or are at least very similar. By using such soil substrates, the humus structure can be accelerated and the increase in value of the soil can be further increased compared to a topsoil application or the conventional method. In addition, starting from the third year on the soil is effective.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, mit dem Landflächen mit unfruchtbaren oder nur mäßig fruchtbaren Böden kostengünstig und in vergleichsweise kurzer Zeit zu sehr fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzungsflächen aufbereitet werden können. The object of the invention is to find a method with which land areas with infertile or only moderately fertile soils can be treated inexpensively and in a comparatively short time to very fertile agricultural land use.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10. The object of the invention is solved by the features of claim 1. Further advantageous embodiments and uses of the invention will become apparent from the claims 2 to 10.

Nach Maßgabe der Erfindung wird bei dem Verfahren zur Aufbereitung von Landflächen, die unfruchtbare oder nur mäßig fruchtbare Böden aufweisen, in und/oder auf punktuelle Flächenabschnitte einer Landfläche, die zu einer fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzfläche (1) aufbereitet werden soll, Terra Preta ein- und/oder aufgebracht, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise alle, der punktuellen Flächenabschnitte mit mindestens einer, vorzugsweise mit genau einer, Kulturpflanze, bepflanzt werden, die eine Anreicherung der organischen Bodensubstanz und einen dauerhaften Kohlenstoffeintrag bewirken kann. Üblicherweise werden die punktuellen Flächenabschnitte in einer (weitgehend) regelmäßigen Anordnung (d.h. gleichmäßig verteilt) auf der aufzubereitenden Landfläche angeordnet. Unter den Begriff Terra Preta sollen alle (außerordentlich) humus- und nährstoffreichen sowie wasserspeichernden Bodensubstrate fallen, welche in ihren Eigenschaften den anthropogenen Schwarzerden (der sog. Terra Preta do Indio) entsprechen oder diesen zumindest sehr ähnlich sind. According to the invention, in the method for the treatment of land areas which have infertile or only moderately fertile soils, in and / or on punctiform surface sections of a land surface, which is a fertile agricultural area ( 1 ), Terra Preta is applied and / or applied, wherein at least a part, preferably all, of the punctiform surface portions are planted with at least one, preferably with exactly one, crop, which cause an enrichment of the organic soil substance and a permanent carbon input can. Usually, the punctiform surface sections are arranged in a (largely) regular arrangement (ie evenly distributed) on the land surface to be reprocessed. The term Terra Preta is intended to cover all (exceptionally) humus-rich and nutrient-rich and water-storing soil substrates whose properties correspond or are at least very similar to the anthropogenic black soils (the so-called Terra Preta do Indio).

Sofern der Boden der aufzubereitenden Landfläche gut zu bearbeiten (vergleichsweise locker) ist, wird vorzugsweise in allen punktuellen Flächenabschnitten die Terra Preta vollständig in den Boden eingebracht. Liegen andererseits zumindest in Bereichen der aufzubereitenden Landfläche sehr harte, steinige Böden vor, kann die Terra Preta (zumindest in einigen der punktuellen Flächenabschnitte) entweder nur teilweise, d. h., ein Teil der Schicht aus Terra Preta wird in den betreffenden punktuellen Flächenabschnitten in den Boden ein- und ein Teil der Schicht wird aufgebracht (befindet sich oberhalb des ursprünglichen Bodens), oder vollständig auf die betreffenden punktuellen Flächenabschnitte aufgebracht werden, d. h., die komplette Schicht aus Terra Preta wird in den betreffenden punktuellen Flächenabschnitten ausschließlich auf den Boden aufgebracht (z. B. in Form eines Häufchens). Liegt ein sehr harter, steiniger Boden vor, so werden mit einem fahrbaren Bohrgerät die Pflanzlöcher vorgebohrt und anschließend mit Terra Preta aufgefüllt. If the soil of the surface to be treated is easy to work (comparatively loose), the Terra Preta is preferably completely introduced into the soil in all punctiform surface sections. On the other hand, if very hard, stony soils are present at least in areas of the surface to be treated, the Terra Preta can (at least in some of the punctiform surface sections) either only partially, i. that is, part of the layer of Terra Preta is buried in the ground in the respective spot areas and a part of the layer is applied (located above the original ground), or completely applied to the respective dot area areas, i. h., the complete layer of Terra Preta is applied in the relevant punctiform surface sections exclusively on the ground (eg in the form of a pile). If a very hard, rocky soil is present, the drilled holes are pre-drilled with a mobile drill and then filled with Terra Preta.

Terra Preta breitet sich im (bzw. auf dem) Boden aus, sobald von außen Biomasse in die Terra Preta eingetragen wird, denn die im Terra Preta vorhandenen aktiven Mikroorganismen (Bakterien und Pilze) zersetzen die eingebrachte Biomasse zu Terra Preta, d. h. aus der Biomasse wird weitere Terra Preta gebildet. Von den eingesetzten Kulturpflanzen (von der eingesetzten Gattung von Kulturpflanzen) werden in vergleichsweise kurzer Zeit große Mengen (d. h. viel und schnell) Biomasse gebildet, was, sofern die Biomasse dem Boden, in dem die Kulturpflanzen wächst, (zumindest teilweise) zugeführt wird, zu einer raschen Anreicherung der organischen Bodensubstanz führt. Die Kulturpflanzen bewirken einen dauerhaften Kohlenstoffeintrag in den Boden, auf denen sie wachsen. Terra Preta spreads in (or on) the ground, as soon as biomass is registered in the Terra Preta from the outside, because the existing active in the Terra Preta microorganisms (bacteria and fungi) decompose the biomass introduced to Terra Preta, ie from the biomass Further Terra Preta is formed. Of the crops used (by the type of crops used) large quantities (ie much and fast) biomass are formed in a relatively short time, which, if The biomass leads to the soil in which the crops grow, (at least partially), leading to a rapid accumulation of soil organic matter. The crops cause a permanent carbon input into the soil on which they grow.

Als Kulturpflanze (Gattung) wird üblicherweise Miscanthus verwendet. Denkbar ist es jedoch auch, als Kulturpflanzen Luzerne, Switchgras oder Gerste (inkl. Stroh) einzusetzen. Von den genannten Kulturpflanzen kann mit Miscanthus pro Jahr die höchste Anreicherung mit organischer Bodensubstanz, nämlich 8,5 t/ha und Jahr (Tonnen pro Hektar und Jahr), erreicht werden. Bei dem Einsatz von Luzerne (6,5 t/ha und Jahr), Switchgras (5,8 t/ha und Jahr) und Gerste (4,8 t/ha und Jahr) werden (zwar auch relativ hohe, jedoch) geringere Anreicherungen mit organischer Bodensubstanz erreicht. Mit Miscanthus erzielt man zudem die höchste Reproduktionswirkung von Bodenkohlenstoff, nämlich ein dauerhafter Kohlenstoffeintrag von bis zu 50 cm Tiefe in den Boden. As a crop (genus) usually Miscanthus is used. However, it is also conceivable to use alfalfa, switchgrass or barley (including straw) as crops. Of the crops mentioned, Miscanthus can achieve the highest concentration of organic soil substance per year, namely 8.5 t / ha and year (tonnes per hectare and year). With the use of alfalfa (6.5 t / ha and year), switchgrass (5.8 t / ha and year) and barley (4.8 t / ha and year) are (although relatively high, but) lower enrichments achieved with organic soil substance. With Miscanthus one achieves the highest reproductive effect of soil carbon, namely a permanent carbon input of up to 50 cm depth into the soil.

Wird zur Aufbereitung von Landflächen Terra Preta in Verbindung mit Miscanthus genutzt, ist es in den meisten Fällen ausreichend, zu Beginn der Aufbereitung lediglich in/auf einen geringen Flächenanteil der Gesamtfläche (der der Summe der Flächen aller punktuellen Flächenabschnitte entspricht) von 0,5 bis 10 %, vorzugsweise 2 bis 5 %, Terra Preta zu bringen. Hierzu werden die Kulturpflanzen/Miscanthuspflanzen samt Ballen, der aus den Wurzeln der Kulturpflanze und Terra Preta besteht, in einer üblicherweise (weitgehend) regelmäßigen Abfolge/Anordnung in die aufzubereitende Landfläche gesetzt. Die punktuellen Flächenabschnitte werden entsprechend durch die eingesetzten Wurzelballen gebildet. Die Fläche der punktuellen Flächenabschnitte wird jeweils von dem betreffenden, nach oben weisenden (d. h. nicht eingegrabenen) Teil des Wurzelballens bestimmt. If Terra Preta is used in conjunction with Miscanthus for the treatment of land surfaces, it is sufficient in most cases, at the beginning of the treatment, only to cover a small area of the total area (which corresponds to the sum of the areas of all punctiform areas) from 0.5 to 10%, preferably 2 to 5%, to bring Terra Preta. For this purpose, the crops / Miscanthus plants including bales, which consists of the roots of the crop and Terra Preta, set in a usually (largely) regular sequence / arrangement in the reprocessed land area. The punctiform surface sections are formed accordingly by the root ball used. The area of the punctiform surface portions is determined by the respective up-facing (i.e., not buried) portion of the root ball.

Üblicherweise werden 0,8 bis 1,8, vorzugsweise 1,1 bis 1,4, Kulturpflanzen (mit einem Wurzelballen mit Terra Preta) pro Quadratmeter in den Boden der aufzubereitenden Landfläche eingepflanzt (gesetzt). Besonders gut hat es sich bewährt, ca. 1,3 Kulturpflanzen pro Quadratmeter Landfläche einzusetzen. Usually, 0.8 to 1.8, preferably 1.1 to 1.4, crops (with a root ball of Terra Preta) per square meter are planted in the soil of the land surface to be treated. It has proven particularly good to use about 1.3 crops per square meter of land area.

Die Wurzelballen der Kulturpflanzen haben ungefähr die Geometrie von Standardtöpfen, da die Kulturpflanzen üblicherweise in Standardtöpfen mit Durchmessern von 10 bis 25 cm, vorzugsweise für 14 bis 20 cm, angezüchtet und erst vor dem Einsetzen in den aufzubereitenden Boden aus den Töpfen entnommen werden. Die Höhe des Wurzelballens beträgt, wie auch bei Standardtöpfen üblich, das ca. 0,8 bis 0,95-fache des Durchmessers, also 8 cm bis 24 cm, vorzugsweise 11 cm bis 19 cm. Die Höhe des Wurzelballens entspricht der Schichtdicke an Terra Preta in dem betreffenden punktuellen Flächenabschnitt. Wenn es der Boden der aufzubereitenden Landfläche erlaubt, wird üblicherweise der gesamte Wurzelballen in den Boden eingegraben. The root bales of the crop plants have approximately the geometry of standard pots, since the crop plants are usually grown in standard pots with diameters of 10 to 25 cm, preferably for 14 to 20 cm, and removed from the pots only prior to insertion into the soil to be processed. The height of the root ball is, as usual with standard pots, about 0.8 to 0.95 times the diameter, ie 8 cm to 24 cm, preferably 11 cm to 19 cm. The height of the root ball corresponds to the layer thickness at Terra Preta in the respective punctiform surface section. If the bottom of the land to be treated allows it, usually the entire root ball is buried in the ground.

Zur Aufbereitung von Landflächen mit besonders unfruchtbaren Böden kann, zumindest ein Teil der punktuellen Flächenabschnitte noch zusätzlich mit jeweils einer Schicht aus Terra Preta umgeben werden, die jedoch eine geringere Schichtdicke (an Terra Preta) aufweist, als die Schicht des zugehörigen punktuellen Flächenabschnitts. Die Schichtdicke an Terra Preta von mindestens einer der Schichten (üblicherweise von allen dieser Schichten), welche einen der punktuellen Flächenabschnitte umgibt, kann zudem graduell (stetig/ im Wesentlichen stetig) mit dem Abstand vom Zentrum des zugehörigen, punktuellen Flächenabschnitts abnehmen. Auch können die die punktuellen Flächenabschnitte umgebenden Schichten aus Terra Preta so groß gewählt werden, dass die gesamte aufzubereitende Landfläche mit Terra Preta bedeckt ist. Bei einem solchen vollflächigen Einsatz von Terra Preta haben sich, für die Schichten, welche die punktuellen Flächenabschnitte umgeben, Schichtdicken von 1 bis 8 cm (vorzugsweise 3 bis 6 cm) bewährt, also Schichtdicken die wesentlich dünner sind als die bei den üblichen Verfahren zur Aufbereitung von Landflächen eingesetzten Oberbodenschichten (15 bis 25 cm). For the treatment of land areas with particularly infertile soils, at least a portion of the punctiform surface sections may additionally be surrounded in each case by a layer of terra preta, which, however, has a smaller layer thickness (on terra preta) than the layer of the associated punctiform surface section. The layer thickness at Terra Preta of at least one of the layers (usually of all these layers) which surrounds one of the punctiform surface sections may also decrease gradually (steadily / substantially steadily) with the distance from the center of the associated, punctiform surface section. Also, the Terra Preta layers surrounding the punctiform surface sections can be chosen to be so large that the entire land surface to be treated is covered with Terra Preta. In such a full-surface use of Terra Preta have, for the layers surrounding the punctiform surface sections, layer thicknesses of 1 to 8 cm (preferably 3 to 6 cm) proven, ie layer thicknesses are significantly thinner than those in the usual processes for processing used by land surfaces topsoil layers (15 to 25 cm).

Der Aufbereitungsvorgang kann beschleunigt werden, indem während der ersten ein bis vier Jahre (nach Beginn der Aufbereitung), vorzugsweise während der ersten zwei Jahre, das gesamte von der Kulturpflanze gebildete Biomaterial der Landfläche/landwirtschaftlichen Nutzfläche zugeführt wird. Hierzu werden üblicherweise in regelmäßigen Abständen, z. B. jährlich oder halbjährlich, die gesamten Kulturpflanzen geschreddert und die geschredderten Teile (der Kulturpflanzen), vorzugsweise in den Bereichen, in denen sich bereits Terra Preta befindet, auf dem Boden der aufzubereitenden Landfläche verteilt. Wird z. B. Miscanthus eingesetzt, dann können während der ersten zwei Jahre die gesamten Miscanthus-Pflanzen geschreddert und nach dem Ablauf von zwei Jahren die Miscanthus-Pflanzen (üblicherweise deren Stile) geerntet werden. So fällt auch nach Ablauf des Zeitraums von 2 Jahren regelmäßig ein Großteil der Blätter der Miscanthus-Pflanzen auf den Boden, wodurch (auch nach dem Ablauf der zwei Jahre) die Menge/das Volumen der Terra Preta ständig zunimmt, d. h., die Dicke und/oder die Fläche, die von der Terra Preta bedeckt wird, wächst ständig. The conditioning operation can be speeded up by supplying the entire biomaterial formed by the crop to the land area / agricultural area during the first one to four years (after the start of the treatment), preferably during the first two years. For this purpose, usually at regular intervals, z. Annual or biannually, the entire crops are shredded and the shredded parts (of the crops), preferably distributed in the areas where Terra Preta is already located, on the soil of the treated land surface. If z. For example, when Miscanthus is used, the entire Miscanthus plants may be shredded during the first two years and, after two years have elapsed, the Miscanthus plants (usually their styles) harvested. For example, even after two years, a large part of the leaves of the miscanthus plants regularly fall to the ground, increasing (even after two years) the volume / volume of the terra preta, ie. that is, the thickness and / or area covered by the Terra Preta is constantly increasing.

Der Aufbereitungsvorgang kann beschleunigt werden, indem mit der Bestandsgründung (z.B. bei Miscanthus) die gesamte Fläche mit Mulch (z.B. Stroh- oder Miscanthushäcksel) abgedeckt wird. Dies verringert den Aufwand zur Bestandspflege (Beikräuter), bewirkt eine gleichmäßigere Bodenfeuchte und bringt zusätzliche Biomasse (Kohlenstoff) in den Prozess ein. The preparation process can be accelerated by covering the entire area with mulch (eg straw or miscanthus shrimp) with the founding of the stock (eg Miscanthus). This Reduces the effort required to maintain the crop (weeds), causes a more even soil moisture and introduces additional biomass (carbon) into the process.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Rekultivierung von Bergbaufolgelandschaften (ehemaligen Tagebauflächen) und Kippenflächen. Es kann jedoch auch vorteilhaft für alle ertragsschwachen Standorte mit sehr schlechten oder degradierten Böden eingesetzt werden. The inventive method is particularly suitable for the recultivation of mining pastures (former open pit areas) and tilting surfaces. However, it can also be used advantageously for all low-yielding locations with very poor or degraded soils.

Zur zusätzlichen Steigerung der Erträge und/oder zur Beschleunigung der Rekultivierung kann eine begleitende Bewässerung, z. B. mit gereinigtem Ab- oder Prozesswasser aus kommunalen oder gewerblichen Kläranlagen, vorgenommen werden. Diese gereinigten Ab- oder Prozesswässer erfüllen aufgrund der vorgelagerten Reinigung in der Kläranlage die gesetzlich vorgeschriebenen Anforderungen an die Einleitung in Gewässer, sodass eine breitflächige Bewässerung von stark wasseraufnehmenden Pflanzen, wie z. B. Miscanthus, aus gewässerökologischer Sicht eine Verbesserung darstellt. Im Sinne des Ressourcenschutzes und der regionalen Kreislaufwirtschaft und Wertschöpfung ist die Bewässerung von Energiepflanzen mit gereinigtem Abwasser eine vielversprechende Alternative zur Nutzung von Grundwasser. Bei bestimmten Abwässern kann im Anschluss an die vorhandene Kläranlage eine Nachreinigungsstufe zur Eliminierung von Mikroschadstoffen (z. B. bewachsene Bodenfilter) vorgesehen werden. Anstelle von gereinigtem Abwasser können zur Bewässerung auch die Flüssigphasen aus entwässerter Gülle oder Gärresten verwendet werden. Die Zuführung erfolgt über geeignete Bewässerungsanlagen, wobei darauf zu achten ist, dass die Aufnahmefähigkeit des Bodens bzw. der Pflanze nicht überschritten wird. To additionally increase the yields and / or to accelerate recultivation, an accompanying irrigation, z. B. with purified wastewater or process water from municipal or commercial sewage treatment plants, made. These purified waste or process water meet due to the upstream cleaning in the sewage treatment plant, the statutory requirements for discharge into the water, so that a widespread irrigation of highly water-absorbing plants, such. As Miscanthus, from an aquatic ecological point of view represents an improvement. In terms of resource conservation and the regional circular economy and added value, the irrigation of energy crops with purified wastewater is a promising alternative to the use of groundwater. For certain wastewaters, an after-treatment stage for the elimination of micropollutants (eg overgrown soil filters) may be provided following the existing treatment plant. Instead of purified wastewater, the liquid phases from dehydrated manure or digestate can be used for irrigation. The supply takes place via suitable irrigation systems, whereby care must be taken that the absorption capacity of the soil or the plant is not exceeded.

Zudem kann der aufzubereitenden Landfläche, vorzugsweise in den Bereichen, in denen bereits Terra Preta vorhanden ist, biologisches Material in Form von biogenen Reststoffen, wie z. B. Klärschlamm oder landwirtschaftlichen Reststoffen (Erntereste, Gärrückstände, Gülle oder Mist), zugeführt werden. In addition, the land surface to be reprocessed, preferably in the areas where Terra Preta is already present, biological material in the form of biogenic residues such. As sewage sludge or agricultural residues (crop residues, digestate, manure or manure) are supplied.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der bisherige Rekultivierungszeitraum von ursprünglich ca. sieben Jahren (mit dem üblichen Oberbodenauftrag) auf ca. drei Jahre verkürzt werden, da nach ca. zwei bis drei Jahren der gesamte Boden der aufzubereitenden Landfläche mit (einer ausreichend dicken Schicht) Terra Preta bedeckt ist. Die Kosten der Rekultivierung fallen geringer aus; ein wirtschaftlicher Ertrag ist wesentlich früher möglich, da Miscanthus bereits im dritten Jahr geerntet werden kann. By applying the method according to the invention, the previous reclamation period of originally about seven years (with the usual topsoil order) can be shortened to about three years, because after about two to three years, the entire soil of the reprocessed land area with (a sufficiently thick layer ) Terra Preta is covered. The costs of recultivation are lower; an economic yield is possible much earlier, since Miscanthus can be harvested already in the third year.

Generell haben mit Terra Preta aufbereitete Böden (und entsprechend die mit Terra Preta aufbereiteten Landflächen) zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlich (mit Oberbodenauftrag) aufbereiteten Böden. Terra-Preta-Böden (mit Terra Preta behandelte Böden) zeichnen sich durch eine hohe Wasser- und Nährstoffspeicherfähigkeit (und entsprechend durch eine hohe Bodenfruchtbarkeit) aus, wodurch trockenheitsbedingte Ernteausfälle reduziert und Düngergaben nachhaltig verringert werden können. Aufgrund der gesteigerten Wasserspeicherungsleistung von Terra-Preta-Böden ist eine bessere Regulierung von Gebietswasserhaushalten möglich (Regenwasserspeicherung und Hochwasserprävention). Bodenerosionen können eingedämmt und die Austrocknung von Landschaften kann verhindert werden. In general, Terra Preta treated soils (and Terra Preta treated land areas) have many advantages over traditional (topsoil treated) soils. Terra Preta soils (soils treated with Terra Preta) are characterized by a high water and nutrient storage capacity (and thus by a high soil fertility), which can reduce drought-related crop failures and sustainably reduce fertilizer inputs. Due to the increased water storage capacity of Terra-Preta soils, better regulation of river basins is possible (rainwater retention and flood prevention). Soil erosion can be contained and the dehydration of landscapes can be prevented.

Darüber hinaus können durch den Einsatz von Terra Preta erhebliche Mengen an Kohlendioxid in Form von stabilen Dauerhumus, nämlich bis zu 250 t Kohlenstoff pro Hektar, im Boden gebunden werden, wodurch, insbesondere bei einer globalen Anwendung von Terra Preta, eine erhebliche aktive CO₂-Reduktion (Reduktion von Kohlendioxyd in der Atmosphäre) möglich wäre (hochgerechnet ca. 9,5 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr). Hinzu kommt, dass bei der Verarbeitung und Umsetzung von biologischen Reststoffen zu Terra Preta praktisch kein Kohlendioxid gebildet wird, da ca. 95 % des Kohlenstoffs der Ausgangsbiomasse im Terra Preta erhalten bleibt, wohingegen bei der sonst üblichen Kompostierung 50 bis 70 % der Biomasse, unter Bildung von Kohlendioxid, Wasser und Huminsäuren, biologisch abgebaut werden. In addition, the use of Terra Preta can bind significant amounts of carbon dioxide in the form of stable long-lived humus, namely up to 250 t of carbon per hectare in the soil, which, in particular in a global application of Terra Preta, results in a significant active CO ₂ . Reduction (reduction of carbon dioxide in the atmosphere) would be possible (extrapolated about 9.5 billion tonnes of carbon per year). In addition, in the processing and conversion of biological residues to Terra Preta practically no carbon dioxide is formed, since about 95% of the carbon of the starting biomass is preserved in Terra Preta, whereas in the usual composting 50 to 70% of the biomass, below Formation of carbon dioxide, water and humic acids, biodegraded.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in vorteilhafter Weise für die Bestandsgründung mit Rhizomen eingesetzt werden, wobei dann die Terra Preta in der als durchgehenden Streifen ausgeführten Pflanzfurche gleichzeitig mit den Rhizomen eingebracht wird. The method according to the invention can also be advantageously used for the foundation of rhizomes, in which case the Terra Preta is introduced simultaneously into the rhizome in the plant furrow which is in the form of continuous strips.

Ein vollständiger regionaler Kreislauf zur Regenerierung von Böden gem. des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch vollzogen werden, dass die auf den Flächen produzierte Biomasse, z. B. Miscanthushäcksel, für die Herstellung der Terra Preta verwendet wird. Dabei könnte aus einer Teilmenge in stationären oder mobilen Karbonisierungsanlagen Biokohle hergestellt werden; die andere Teilmenge könnte demgemäß direkt in die Terra Preta eingemischt werden. Dabei wäre es vorteilhaft, eine Karbonisierungsanlage zu verwenden, die neben der Biokohle gleichzeitig Strom und Wärme produziert. A complete regional cycle for the regeneration of soils acc. The process according to the invention can be carried out by the fact that the biomass produced on the surfaces, for. B. Miscanthushäcksel, is used for the production of Terra Preta. It could be made of a subset of stationary or mobile Karbonisierungsanlagen biochar; the other subset could accordingly be mixed directly into the Terra Preta. It would be advantageous to use a Karbonisierungsanlage that produces electricity and heat in addition to the biochar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; hierzu zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment; show:

1: die Verteilung von Terra Preta auf einer aufzubereitenden Landfläche bei Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 : the distribution of Terra Preta on a land surface to be treated at the beginning of the process according to the invention;

2: die Verteilung von Terra Preta auf einer aufzubereitenden Landfläche ca. ein Jahr nach Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 : the distribution of Terra Preta on a land surface to be processed about one year after the beginning of the process according to the invention;

3: die Verteilung von Terra Preta auf einer aufzubereitenden Landfläche ca. drei Jahre nach Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 : the distribution of Terra Preta on a land surface to be treated about three years after the start of the method according to the invention.

Zur Aufbereitung der Landfläche 1 werden in regelmäßiger Verteilung pro Quadratmeter ca. 1,3 Miscanthus-Pflanzen (nicht dargestellt), die einen Wurzelballen 2 mit einem Durchmesser von ca. 20 cm und einer Höhe von ca. 18 cm haben, in die Landfläche gesetzt (1). Der Wurzelballen 2 wird praktisch vollständig in den Boden der aufzubereitenden Landfläche 1 eingebracht (eingegraben). Der Bedeckungsgrad (Flächenanteil mit Terra Preta), der sich aus dem Verhältnis aus der (nach oben weisenden) Fläche der Wurzelballen und der Gesamtfläche bestimmt, beträgt 3 bis 4 %. For processing the land area 1 In regular distribution per square meter are about 1.3 Miscanthus plants (not shown) that form a root ball 2 with a diameter of about 20 cm and a height of about 18 cm, placed in the land area ( 1 ). The root ball 2 becomes practically completely in the soil of the land surface to be reprocessed 1 introduced (buried). The degree of coverage (area fraction with Terra Preta), which is determined by the ratio of the (upwardly facing) surface of the root ball and the total area, is 3 to 4%.

Wie aus 2 ersichtlich, haben sich bereits nach ca. einem Jahr um die Wurzelballen 2 herum größere Flächenabschnitte 3 gebildet, die mit Terra Preta bedeckt sind. Nach ca. drei Jahren (3) ist die gesamte Fläche der aufbereiteten landwirtschaftlichen Nutzfläche 1 mit Terra Preta bedeckt; es erfolgt ein stetiger Zuwachs von Terra Preta, solange das Miscanthus-Feld besteht. How out 2 As you can see, after about one year, the root balls have already become 2 around larger surface sections 3 formed, which are covered with Terra Preta. After about three years ( 3 ) is the total area of treated agricultural land 1 covered with Terra Preta; There is a steady increase in Terra Preta as long as the Miscanthus field exists.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2010/0199734 A1 [0003] US 2010/0199734 A1 [0003]
WO 2009/021528 A1 [0003] WO 2009/021528 A1 [0003]
WO 2009/149944 A2 [0003] WO 2009/149944 A2 [0003]

Claims

Verfahren zur Regenerierung und Aufbereitung von Landflächen mit unfruchtbaren oder mäßig fruchtbaren Böden zu fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzflächen (1), dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder auf punktuelle Flächenabschnitte der Landfläche, die zu einer fruchtbaren landwirtschaftlichen Nutzfläche (1) aufbereitet werden soll, Terra Preta ein- und/oder aufgebracht wird, wobei zumindest ein Teil der punktuellen Flächenabschnitte mit jeweils mindestens einer Kulturpflanze bepflanzt wird, die eine Anreicherung der organischen Bodensubstanz und einen dauerhaften Kohlenstoffeintrag bewirkt. Process for the regeneration and treatment of land with infertile or moderately fertile soils to fertile agricultural land ( 1 ), characterized in that in and / or on punctiform surface sections of the land surface, the (to a fertile agricultural area ( 1 ), Terra Preta is applied and / or applied, wherein at least a portion of the punctiform surface portions is planted with at least one crop, which causes an enrichment of the organic soil substance and a permanent carbon input.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kulturpflanzen Miscanthus-Pflanzen verwendet werden. A method according to claim 1, characterized in that cultivated plants Miscanthus plants are used.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aller Flächen der punktuellen Flächenabschnitte 0,5 bis 10 % von der Gesamtfläche der aufzubereitenden Landfläche (1) beträgt. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the sum of all areas of the punctiform surface sections 0.5 to 10% of the total area of the land surface to be reprocessed ( 1 ) is.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Quadratmeter der aufzubereitenden Landfläche (1) 0,8 bis 1,8 Kulturpflanzen im Boden der Landfläche (1) eingesetzt werden. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that per square meter of the surface to be treated ( 1 ) 0.8 to 1.8 crops in the soil of the land area ( 1 ) are used.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulturpflanzen einen Wurzelballen (2) mit einem Durchmesser von 14 bis 20 cm aufweisen, und die Wurzelballen (2) der Kulturpflanzen in den Boden der aufzubereitenden Landfläche (1) gesetzt werden. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the crop plants a root ball ( 2 ) with a diameter of 14 to 20 cm, and the root ball ( 2 ) of the crops in the soil of the area to be treated ( 1 ).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die punktuellen Flächenabschnitte jeweils mit einer Schicht aus Terra Preta umgeben werden, die eine geringere Schichtdicke an Terra Preta aufweist, als die Schicht des zugehörigen punktuellen Flächenabschnitts. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the punctiform surface portions are each surrounded by a layer of Terra Preta, which has a smaller layer thickness of Terra Preta, as the layer of the associated punctiform surface portion.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke an Terra Preta mindestens einer der Schichten, welche einen der punktuellen Flächenabschnitte umgibt, graduell mit dem Abstand vom Zentrum des zugehörigen punktuellen Flächenabschnitts abnimmt. A method according to claim 6, characterized in that the layer thickness at Terra Preta at least one of the layers, which surrounds one of the punctiform surface portions, gradually decreases with the distance from the center of the associated punctiform surface portion.

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die punktuellen Flächenabschnitte umgebenden Schichten aus Terra Preta so groß ausgeführt werden, dass die gesamte aufzubereitende Landfläche mit Terra Preta bedeckt ist. Method according to one of claims 6 and 7, characterized in that the layers of terra Preta surrounding the punctiform surface portions are made so large that the entire surface of land to be treated is covered with Terra Preta.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte gebildete Biomaterial der Kulturpflanzen der Landfläche (1) während ein bis vier Jahren nach Beginn der Aufbereitung zugeführt wird. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the total formed biomaterial of the cultivated plants of the land area ( 1 ) during one to four years after the beginning of the treatment is supplied.

Verwendung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 zur Rekultivierung von ehemaligen Tagebauflächen. Use of the method according to claims 1 to 9 for recultivation of former open-cast mining areas.