NL9020066A - Werkwijze voor bereiden van een middel voor het verbeteren van de bodem. - Google Patents

Description

Werkwijze voor bereiden van een middel voor het verbeteren van de bodem.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een korrelvormig middel voor verbeteren van beschadigde en/of gebrekkige grond, in het bijzonder in de landbouw en bosbouw.

De laatste jaren wordt in toemenende mate een verslechtering waargenomen van het groeien respectievelijk de gezondheid van talrijke planten. Grote delen van de bossen zijn ziek.

Er zijn reeds grote bosgebieden, waar de bomen praktisch geen groei meer vertonen, bladeren en naalden geelkleuren en afvallen en zonder aanvullende ingrepen van buiten afsterven. Hetzelfde geldt in wezen voor de landbouw.

De oorzaken, die ten grondslag liggen aan de beschadiging van de bossen zijn nog niet geheel duidelijk, maar ze zijn onder andere terug te voeren op het toevoeren van schadelijke stoffen uit de atmosfeer, die oorzaak zijn van een daling van de pH-waarde in de bodem en als gevolg daarvan storingen veroorzaken in de voedingselementenkring-loop in de vegetatie.

In dit verband speelt in het bijzonder de zogenaamde "zure regen", derhalve de belasting van de bodem met S02 en dergelijke een belangrijke rol.

De voedingselementenkringloop heeft in het bijzonder een grote betekenis bij de bossen. De bomen nemen via hun wortels voor het leven noodzakelijke voedingselementen uit de bodem op, waarbij een deel in het nieuwe gevormde hout, takken en naalden wordt vastgelegd, een aanzienlijk groter deel echter weer via takken, naalden en bladeren naar buiten treedt en bijvoorbeeld door de regen wordt afgewassen en teruggevoerd in de bodem. Verder worden door loof- en naaldafval, door vruchten, dode takken, schors enzovoort grote hoeveelheden voedingselementen op het bodemoppervlak teruggevoerd. Terwijl men vroeger van mening was, dat de verzorging van voedingselementen van het bos op deze wijze eens en voor altijd verzekerd zal zijn, weet men tegenwoordig, dat deze aanname in het bijzonder voor plaatsen met arme of gedegradeerde bodem en eveneens gebieden, waarin de voedingsstoffenkringloop bijvoorbeeld door onvoldoende omzetting van de ruwe umus of door gebruik van stro verstoord is en gebieden met hoge luchtvervuiling, niet geldt.

Daarnaast spelen echter ook voor de verstoring van de voedingselementenkringloop factoren zoals de aard van de bodem, de water toe- en afvoer, een rol.

Tot nog toe zijn pogingen de kwaliteit van de bodem weer te verbeteren om de voedingsstoffenkringloop weer correct in te stellen, in wezen gekenmerkt door een geselecteerde minerale bemesting, om zo vooral stikstof, fosfor en kalium, maar ook magnesium, calcium en sporenelementen aan de bodem toe te voegen. Nadat werd vastgesteld, dat het kalken van sterk overzuurde bodems de verschijnselen van voedingsmiddel gebrek niet karakteristiek opheft, is men ertoe over gegaan, vreemde voedingsstoffen bevattende kalk inplaats van een kalksteenmeel toe te passen. In ieder geval vormt zich echter gips en daarmee een inerte korst, zodat weliswaar een beïnvloeding van de pH-waarde plaatsheeft, maar geen duurzame verbetering van de bodem.

Doelstelling van de uitvinding is een middel aan te bieden voor verbeteren van beschadigde en/of gebrekkige bodems respectievelijk een werkwijze voor de bereiding daarvan, waarmee de plantengroei, in het bijzonder de boomgroei, duurzaam en niet slechts kort-, maar ook langdurig kan worden verbeterd, waarbij in het bijzonder een continue, van de tijd afhankelijke achtereenvolgende kwaliteitsbeinvloeding van de behandelde bodem wordt gewenst.

Aan de uitvinding ligt in de eerste plaats de tot nu toe verwaarloosde kennis ten grondslag, dat de verzorging van de genoemde bodems met een voldoende hoeveelheid magnesium beslissend is voor de behandeling van beschadigde en/of gebrekkige bodems respectievelijk de daarin groeiende planten.

Magnesium heeft als essentieel voedingselement in de stofwisseling van planten een hele reeks belangrijke functies te vervullen. Het is structuur bestanddeel van chlorofielen, ribosomen en celwandcomponenten, en neemt als co-factor deel aan de activering van talrijke enzymen.

Uit onderzoek is bekend, dat het Mg-gehalte van naalden van een den of spar tenminste 0,03 gew.% moet zijn om de boom langdurig een overleven te verzekeren (zogenaamde letale traject).

Het opheffen van het tekort aan voedingstoffen in het verlengde van de genoemde, bekende bemestingsmaatrege-len is slechts een overgangsoplossing, omdat de werkzaamheid van de betreffende mest slechts kortstondig is. Daarenboven bevatten bekende meststoffen magnesium hoofdzakelijk in de zoutvorm, bijvoorbeeld als MgS04. 2H20 (kiese-rit) of als MgS04. 7H20 (bitterzout), waardoor verdere ongewenste werkzame stoffen, zoals "S" in de bodem worden gebracht.

Bovendien is de oplossnelheid van de genoemde magnesiumverbindingen in de bodem midden-specifiek constant, dat wil zeggen, er kan slechts een kwasie eenmalige ^ werking worden verkregen.

De uitvinding berust verder op het inzicht, dat ook de toepassing van magnesiumcarbonaat alleen bepaalde nadelen heeft. Enerzijds is de oplosbaarheid van het carbonaat relatief laag. Om dit te verhogen moeten materialen worden toegepast met een groot oppervlak. Het materiaal kan weliswaar theoretisch in geschikte poedervorm worden geconfectioneerd, maar is als poeder moeilijk te verspreiden en werd bijvoorbeeld bij afwerpen uit een vliegtuig ongecontroleerd verwaaid respectievelijk droog of als suspensie in de naalden of bladeren geadsorbeerd en komt slechts geleidelijk in de bodem. Een preparaat van het carbonaat met een bindmiddel, bijvoorbeeld Sorel cement, maakt weliswaar een toepassing-specifieke confectionering mogelijk, maar lost het probleem niet op, dat een Mg- afgifte aan de zo behandelde bodem slechts op de lange duur en binnen een relatief nauw tijdinterval mogelijk is. Bovendien belast het toegevoegde bindmiddel de bodem zelf.

Een meststof met Mg-kauster alleen geeft weliswaar een snelle stijging van het Mg-gehalte in de bodem door een veel grotere oplosbaarheid vergeleken bij magnesiumcarbo-naat, maar ook hier treden weer problemen op van de confec-tionering en de van de tijd afhankelijke werkzaamheid.

De uitvinding betreft nu in de algemene uitvoeringsvorm een werkwijze, waarbij fijne deeltjes magnesium-carbonaat met fijne deeltjes magnesiumoxyde onder toevoegen van water worden gemengd, gegranuleerd en vervolgens worden de aldus bereide korrels tot een korrelvormig verbeterings-middel gedroogd.

Verrassenderwij ze resulteert het mengen van Mg-kauster en Mg-carbonaat niet tot een additie van de hiervoor genoemde eigenschappen, maar resulteert het veeleer in een synergistisch samenwerken van de beide componenten, wat als volgt toegelicht kan worden.

Voor de uitvindingsgedachte is de fijnheid van de uitgangsmaterialen een belangrijke voorwaarde. Door de grote oppervlakken worden grote reactievlakken aangeboden. Door het toevoegen van water bij het mengen van de componenten reageert dit met MgO onder vorming van magnesiumhy-droxyde, dat een in-situ-bindmiddel functie overneemt en tijdens het granuleren (pelletiseren) zonder afzonderlijk bindmiddel agglomereren en compacteren van de afzonderlijke mengbestanddelen mogelijk maakt.

Bij het aansluitend droogproces, dat in het bijzonder moet plaatshebben in een C02-rijke atmosfeer, waarvoor bijvoorbeeld ovengassen kunnen worden gebruikt, treedt een gedeeltelijk carbonatisering (hercarbonatise-ring) van de gevormde reactiecomponenten op, zodat in het uiteindelijke, gedroogde produkt de volgende componenten naast elkaar aanwezig zijn:

MgC03 (uit oorspronkelijke mengcomponenten)

MgC03 (hercarbonatiseermateriaal)

MgOH2 (als reactieprodukt)

MgO (uit oorspronkelijk mengcomponenten).

Op grond van een toenemende oplosbaarheid van -carbonaat over het -hydroxyde tot het -oxyde wordt daardoor allereerst een uit drie trappen bestaand reactiemechanisme in één middel aangeboden, dat wil zeggen, er staan in één middel verschillende componenten ter beschikking, die op verschillende ogenblikken hun werkzaamheid in de bodem ontvouwen. Verrassenderwijze is daarbij gebleken, dat het in de korrels aanwezige magnesiumcarbonaat uit het oorspronkelijke materiaal een geringere oplossnelheid heeft als het hercarbonatiseerde materiaal, dat overigens rönt-gen-amorf aanwezig is, zodat een vierde reactietrap in-situ wordt gevormd en wel uitgaande van uitsluitend twee-traps aanwezige Mg-bevattende stoffen in een eenvoudig proces, waarbij een korrelvormig middel wordt bereid, dat gemakkelijk kan worden verspreid en op grond van het hoge soortelijke gewicht niet verwaaid en bij afworp uit een vliegtuig niet op takken, bladeren of naalden blijft kleven, maar direct op en in de bodem komt.

De verschillende oplosbaarheidsnelheden van de afzonderlijke componenten van het middel voeren daartoe, dat uitgaande van een directe werking, in het bijzonder door het bestanddeel MgO, een langdurige werking, tot 10 jaren en langer kan worden aangenomen (waarbij dan in het bijzonder het moeilijk oplosbare carbonaat uit het oorspronkelijke materiaal zijn werking zal ontvouwen). Natuurlijk zijn de hoeveelheden in het mengsel van de afzonderlijke reactiecomponenten afhankelijk van de oorspronkelijke mengverhouding, magnesiumcarbonaat/magnesiumoxyde. Deze moet bij voorkeur tussen 10:1 en 2:1 zijn, waarbij een exacte mengverhouding aan de hand van de gegeven bodemkwaliteit respectievelijk de gewenste, van de tijd afhankelijke werkzaamheid, kan worden ingesteld.

Naarmate het materiaal fijner is, is het reactie-oppervlak groter en is de werkzaamheid van het middel in totaal hoger. Ook in zoverre wordt de reactie van de uitgangscomponenten met elkaar en met het water beïnvloed. Bij voorkeur moeten de uitgangsstoffen aanwezig zijn in een korrelfractie kleiner dan 200 jum, waarbij het bijzonder de voorkeur verdient, dat het grootste deel (meer dan 50 gew.%) aanwezig is in een korrelfractie kleiner dan 40 μη.

Verdere voordelen van de uitvinding blijken uit de kenmerken van de overige conclusies, en verder de overige aanvrage.

In dit verband wordt er op gewezen, dat naar behoefte aan het middel volgens de uitvinding respectievelijk de uitgangscomponenten daarvan ook toevoerstoffen kunnen worden toegevoegd, in het bijzonder om eventueel een nog complexere bodemverbetering mogelijk te maken. In deze samenhang wordt aan de meest uiteenlopende stoffen gedacht: enerzijds kunnen dit kleinere hoeveelheden aanvullend bindmiddel zijn, bij voorkeur gaat het echter om vreemde-voedingsstoffen, afhankelijk van de gegeven bodemkwaliteit. Ook kan er aan worden gedacht toevoegmiddelen zoals zeolieten tot te voegen, die het ionen-uitwisselvermogen activeren en/of het wateropnamevermogen regelen. Ook het toevoegen van kleinere hoeveelheden van bekende meststoffen is mogelijk, hoewel de kerngedachte van de uitvinding gelegen is op het ter beschikking stellen van een Mg-bevattend middel.

Zoals hiervoor reeds opgemerkt, kan het middel met de hand of uit geschikte voertuigen op de bodem worden gestrooid, maar het kan ook uit een vliegtuig over bossen worden afgeworpen. In ieder geval bewerkt het toepassen van het middel volgens de uitvinding niet alleen een correctie van de pH-waarde, afhankelijk van de gekozen uitgangsstoffen en de concentraties daarvan, maar ook een optimalisering van de voedingsmiddelenkringloop van de planten in de met het middel behandelde bodem.

Claims (15)

1. Werkwijze voor bereiden van een korrelvormig middel voor verbeteren van beschadigde en/of gebrekkige bodems op basis van een Mg-bevattende stof, door fijn verdeeld Mg-carbonaat met fijn verdeeld MgO onder toevoegen van water te mengen, te granuleren en vervolgens de aldus bereide korrels te drogen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de Mg-bevattende uitgangsstoffen toegepast worden in een korrelfractie kleiner dan 200 μιη.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de Mg-bevattende uitgangsstoffen toegepast worden in een korrelfractie met een grootste deel kleiner dan 100 /xm.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de mengcomponenten Mg-carbonaat en MgO toegepast worden in de gewichtsverhouding 10:1 tot 2:1.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4,met het kenmerk, dat het drogen van de korrels plaatsheeft in een C02-rijke atmosfeer.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, waarbij voor het drogen van de korrels warme oven-afvalgas- sen worden toegepast. . ^

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het granuleren zo plaatsheeft, dat de gevormde korrels een diameter tussen 0,5 en 8mm hebben.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het granuleren zo plaats heeft, dat de gevormde korrels een gemiddelde diameter tussen 1 en 4 mm hebben.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, waarbij als aanvullende bindmiddel-component voor de granulering van het Mg-carbonaat worden toegepast Sorelce-ment, sulfietloog, melasse, carboxymethylcellulose, zetmeel, klei, bentoniet en/of schimmelmycellen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij het gehalte aan aanvullende bindmiddel-componenten beperkt wordt tot maximaal 20 gew.% berekend op de mengcomponenten MgO en Mg-carbonaat.

11. Werkwijze volgens een der conclusies 1-10, met hét kenmerk, dat een magnesiumcarbonaat wordt toegepast met een CaO-gehalte kleiner dan 25 gew.%, bij voorkeur kleiner dan 15 gew.%, een Fe^Oj-gehalte kleiner dan 3,5 gew.% en een SiC^-gehalte kleiner dan 1,5 gew.%.

12. Werkwijze volgens een der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat aan het middel een stof wordt toegevoegd, die het ionen-uitwisselvermogen van het middel activeert en/of het wateropnamevermogen reguleert.

13. Middel voor het verbeteren van beschadigde en/of gebrekkige bodems op basis van een Mg-bevattende stof dat bereid is met een werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-12.

14. Toepassen van het middel volgens conclusie 13 voor de correctie van de pH-waarde van bodems.

15. Toepassen van het middel volgens conclusie 13 voor het optimaliseren van de voedingselementenkringloop van de planten in de met het middel behandelde bodem.