AT521231A1 - Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf offenen, nicht überbaubaren Standorten - Google Patents
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Abstract
Ziel ist es, ein umweltfreundliches Pflanzensubstrat für die Pflanzung von Straßenbäumen in der Stadt zu produzieren und zu verwenden, das einerseits den Anforderungen als Baumstandort mit Unterpflanzung (wie zum Beispiel eine ausreichende Durchwurzelbarkeit, ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch, genügend hohe Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Staunässe) gerecht wird und andererseits auch den hohe Belastungen durch Befahren und Erschütterungen standhält. Dabei soll der Umweltgedanke eines Substrates aus regionalen und Rohstoffen zum Tragen kommen. In einer mehrjährigen Versuchsreihe wurde dieses Verfahren zur Herstellung eines solchen Substrates entwickelt, ausgetestet und schließlich bei der Pflanzung Bäumen in der Stadt angewandt. Das dreistufige Verfahren setzt sich aus der Siebung des Donauschlämmmaterial, einem Misch-und Ablagerungsverfahren in einer Zeitspanne von 0,5- 1,5 Jahren des verwendeten zertifizierten kommunal hergestellten Biokompostes gemeinsam mit dem gesiebten Donauschlemm-Material und anschließender Vermengung mit dem Felsbrechgut und dem Rundkornsand in einem Mischverfahren zusammen. Folgende Rohstoffe kommen dabei zum Einsatz: Donauschlämmmaterial Zertifizierter kommunal hergestellter Kompost aus der Biotonne Rundkornsand Felsbrechgut
Description
Verfahren zur Herstellung eines Substrates für Straßenbäume auf offenen, nicht überbaubaren Standorten
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Substrates, welches zur Pflanzung von Straßenbäumen an offenen, nicht überbaubaren Standorten Verwendung finden kann.
In einer mehljährigen Versuchsreihe wurde ein Substrat entwickelt, in welchem Stadtbäume an offenen, nicht überbaubaren Standorten in guter Qualität gedeihen können.
Die Ansprüche eines Baumes an den Standort sind vielfältig. Der Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt des Bodens sind wesentliche Faktoren und durch die Zusammensetzung des Substrats beeinflussbar. So bestimmt zum Beispiel die Beschaffenheit des Feinbodens die Pflanzenverfügbarkeit des Bodenwassers und der Nährstoffe sowie den Lufthaushalt des Substrats.
Die vorhandenen Böden in den Baumgruben der Städte sind in verschiedenen Tiefenstufen stark verdichtet und bestehen aus Material, das oft nicht für Straßenbäume geeignet und zusätzlich auch häufig durch Baumaßnahmen geprägt ist.
Einträge von üblichen winterlichen Streumitteln fuhren zum Zerfall der Bodenbestandteile. In der Folge wird auch die Bodenstruktur durch Auflösung der Ton-Humus-Komplexe sowie der Krümelstruktur und den Zerfall der Feinstruktur zerstört - die Feinporen lösen sich auf. Daher sind herkömmliche Baumgruben für vegetationstechnische Zwecke zumeist ungeeignet.
Um den Stadtbäumen neben den oft widrigen Bedingungen der Stadt (begrenzter Wurzelraum, starke Hitzeentwicklung im Sommer, etc.) zumindest die bestmöglichen Bodenbedingungen zu bieten, wurde bei der Entwicklung des vorliegenden Baumsubstrates für offene, nicht überbaubare Standorte die Zusammensetzung der Sieblinie und damit die Zusammensetzung des Feinbodenbereichs auf die Ansprüche der Baumwurzeln optimiert. Im Substrat werden die gegenüber winterlichen Streumitteln empfindlichen Ton-Humus-Komplexe durch ein mineralisches Gemisch mit entsprechend großer Anzahl Feinporen (siehe Siebkurve) ersetzt.
/ 13
Das durch das nachfolgend beschriebene Verfahren hergestellte Baumsubstrat hält einerseits den Einwirkungen der winterlichen Streumittel und Erschütterungen des Straßenverkehrs stand und ist andererseits für die Bepflanzung mit Begleitgrün konzipiert.
Das Produkt wird einerseits den Anforderungen als Baum- und Pflanzenstandort (wie zum Beispiel eine ausreichende Durchwurzelbarkeit, ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch, ein genügend hohes Infiltrationsvermögen und Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Staunässe sowie eine hohe Wasserkapazität und nutzbare Feldkapazität zur Wasserversorgung der Pflanzen) gerecht und hält andererseits auch den hohen Belastungen durch Befahren und Erschütterungen stand. Dies wird mit einer Mischung aus drei mineralischen Komponenten und einem organischen Mischungspartner erreicht. Bei dieser Mischung bleiben über einen relativ breiten Komgrößenverteilungsbereich die geforderten Eigenschaften stabil. So kann das Baumsubstrat auf offenen, nicht überbaubaren Standorten auch als Pflanzsubstrat für Rasen bzw. Ziersträucher oder Stauden dienen.
Bei der Herstellung des Substrates wird auf nachhaltig verfügbare, nachwachsende Rohstoffe zurückgegriffen, die in einer Stadt bzw. im unmittelbaren Umland anfallen, beziehungsweise preisgünstig erzeugt werden sowie leicht zu handhaben sind. Dadurch entsteht ein umweltfreundliches (Transportwege/Materialgewinnung) Produkt.
/ 13
Beschreibung der Substanzen für den dreistufigen Misch- und Ablagerungsvorgang (19):
Das Felsbrechgut (12) aus Dolomitsplitt stellt mit einem Anteil von 30 - 35 Vol.-% den Hauptbestandteil des fertigen Produkts dar. Es liefert das Stützkom vor allem für die Begeh- und bedingte Befahrbarkeit des Substrates.
Der Komgrößenverteilungsbereich stellt sich wie folgt dar:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 0,7 | 2,5 |
| 0,0063 | 1,4 | 3,2 |
| 0,02 | 2,6 | 4,5 |
| 0,063 | 4,0 | 7,0 |
| 0,2 | 6,4 | 10,5 |
| 0,63 | 8,7 | 13,9 |
| 2 | 16,0 | 20,0 |
| 3,15 | 23,6 | 29,1 |
| 6,3 | 33,8 | 44,2 |
| 8 | 42,2 | 60,2 |
| 10 | 49,6 | 70,5 |
| 16 | 65,1 | 87,3 |
| 20 | 72,8 | 92,9 |
| 31,5 | 96,0 | 100 |
Der Silikatische Rundkorn-Sand (13) ist mit einem Anteil von 20 - 30 Vol.-% enthalten. Zusammen mit dem Felsbrechgut bildet er stabile Poren für den ausreichenden Gasaustausch und die ausreichende Wasserdurchlässigkeit. Gemeinsam mit dem gesiebten Donauschlämmmaterial (4) ist der Rundkomsand verantwortlich für die Ausbildung von stabilen Mittelporen, die pflanzenverfügbares Wasser speichern können. Durch den Einsatz von vorwiegend silikatischem Rundkom-Sand (mit einem Karbonatgehalt von < 10 %) wird der Säurestatus des Substrates den Anforderungen für einen Pflanzenstandort gerecht.
/ 13
Der Komgrößenverteilungsbereich stellt sich wie folgt dar:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 0,5 | 1,2 |
| 0,0063 | 0,8 | 1,4 |
| 0,02 | 1,2 | 1,8 |
| 0,063 | 1,6 | 2,5 |
| 0,2 | 8,3 | 12,8 |
| 0,63 | 48,0 | 53,5 |
| 2 | 65,4 | 72,0 |
| 3,15 | 79,6 | 85,3 |
| 6,3 | 97,0 | 100 |
Das gesiebte Donauschlämmmaterial (4) ist zu 20 - 30 Vol.-% im fertigen Produkt enthalten. Es handelt sich bei dem Aushub um fluvatiles Sediment, das am Donauufer anlandet. Die Korngrößenverteilung dieses natürlich vorkommenden Materials kann variieren. Mittels Analyse der Massenanteile nach Komdurchmesser wird die Einhaltung des benötigten Komgrößenverteilungsbereiches überprüft.
Der Komgrößenverteilungsbereich stellt sich wie folgt dar::
Korngröße Minimale Massenanteile kumuliert Maximale Massenanteile kumuliert
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 3,0 | 14,0 |
| 0,0063 | 7,0 | 19,0 |
| 0, 02 | 12,0 | 33,0 |
| 0,063 | 31,0 | 50,0 |
| 0,2 | 84,0 | 96,0 |
| 0,63 | 98,0 | 100,0 |
Dieses Feinsediment liefert den Tongehalt von 2 - 6 % des fertigen Produktes. Durch seine Speicherkapazität stellt dieses die Komponente des fertigen Substrates dar, die für einen ausgeglichenen Wasser- und Nährstoffhaushalt verantwortlich ist.
/ 13
Der Kompost (6) ist mit einem Anteil von ca. 15 - 20 Vol.-% des endgültig produzierten Substrates der Bestandteil, der hauptsächlich für die Nährstofifbereitstellung verantwortlich ist. Er stammt aus der kommunalen Kompostieranlage und wird durch eine SchnellverfahrenKompostierung aus dem Inhalt der städtischen Biotonnen hergestellt. Bei diesem Schnellverfahren entstehen beim Verrottungsprozess Temperaturen bis über 70° Celsius. Durch die hohen Temperaturen werden die meisten Unkrautsamen abgetötet, was ein Dämpfen des Kompostes erspart.
/ 13
Dreistufiger Herstellungsprozess (19):
1. Stufe: Siebung des Donauschlämmmaterials (1)
Da das Donauschlämmmaterial (2) auch große Korngrößen enthält wird es mittels Siebung (3) auf eine maximale Korngröße von 5 mm gebracht. Dadurch werden die zu groben Anteile des Materials entfernt.
2. Stufe: Misch- und Ablagerungsprozess von Kompost und gesiebtem DonauschlemmMaterial (5)
Da der frische Kompost (6) einen sehr hohen Salzgehalt aufweist und dadurch im ersten Jahr Chlorid und Nitratstickstoff ausgewaschen wird, ist er für eine sofortige Verwendung nicht geeignet. Durch die Mischung mit dem gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) kann sich das Bodengefüge mit Ton-Humus-Komplexen bilden. Es ist eine bessere Nährstoffspeicherung bzw. Nährstoffpufferung möglich.
Daher wird der Kompost (6) und das gesiebte Donauschlämmmaterial (4) in einem speziellen Mischxmgs- und Ablagerungsverfahren (5) gemischt und für mindestens ein Jahr abgelagert: Nach der Lieferung werden der Kompost und das Donauschlämmmaterial gemischt (7). Die Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (8) besteht aus zirka 40 Vol.-% Kompost (6) und zirka 60 Vol.-% gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) und wird in ca. 1,5 m hohen Schütten für zumindest ein Jahr ohne Abdeckung abgelagert (9). In dieser Zeit stabilisieren sich die Chlorid und Nitratstickstoff-Gehalte. Eine ausreichende Entwässerung an der Sohle der Mieten gewährleistet die Vermeidung von anaeroben Bedingungen.
Nachdem die Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (10) ein Jahr mittels oben beschriebenen Ablagerungsprozess abgelagert wurde, ist sie bereit für den Mischvorgang mit den anderen Bestandteilen.
/ 13
3. Stufe Mischprozess (11):
Hierbei werden die 40 - 45 Vol.-% Biokompost-Donauschlämmmaterial -Mischung (10), die ca. 30 - 35 Vol.-% Felsbrechgut (12) und die 20 - 30 Vol.-% Rundkomsand (13) zu einem erdfeuchten, homogenen Gemisch, dem offenen, nicht überbaubaren Baumsubstrat (15) mechanisch zusammengemischt.
Eine Entmischung des Substrates durch die Lagerung ist nicht zu erwarten. Nachdem das gesamte Substrat für offen, nicht überbaubare Standorte (15) fertig produziert wurde, erfolgt die Lagerung bis zur Verwendung in Schütten mit maximal 1,5 m Höhe ohne Abdeckung. Eine ausreichende Entwässerung an der Sohle der Mieten gewährleistet die Vermeidung von anaeroben Bedingungen. Vor dem Einbau (18) wird das Substrat ausreichend homogenisiert (17).
Das fertige Gemisch enthält folgende Korngrößenverteilung:
| Korngröße | Minimale Massenanteile kumuliert | Maximale Massenanteile kumuliert |
| (mm) | (%) | (%) |
| 0,002 | 2 | 6 |
| 0,0063 | 4 | 8 |
| 0,02 | 7 | 11 |
| 0,063 | 13 | 21 |
| 0,2 | 25 | 40 |
| 0,63 | 36 | 55 |
| 2 | 48 | 67 |
| 3,15 | 54 | 73 |
| 6,3 | 65 | 82 |
| 8 | 69 | 85 |
| 10 | 72 | 89 |
| 16 | 80 | 96 |
| 20 | 85 | 100 |
| 31,5 | 95 |
Mit dieser Mischung werden unter den erforderlichen Einbaubedingungen mit einer Proctordichte zwischen 83 - 87 % optimale Eigenschaften als Baumsubstrat für offen, nicht überbaubare Standorte geschaffen.
/ 13
Das Substrat gewährleistet folgende Eigenschaften:
- Wasserdurchlässigkeit > 5,0*IO'6m/s
- Wasserkapazität > 35 Vol.-%
- Luftkapazität (pF 1,8) > 15 Vol.-%
- pH-Wert < 8,0
- Salzgehalt <100 mg /100 g
- Nutzbare Feldkapazität >17 mm/dm
- Porenvolumen > 43 Vol.-%
Unter diesen Bedingungen ist das Substrat noch durchwurzelbar und bietet eine ausreichend hohe Luftkapazität für den Gasaustausch sowie eine genügend hohe Wasserdurchlässigkeit zur Vermeidung von Stauwasser.
Mischverhältnis des Substrates für Straßenbäume an offenen, nicht überbaubaren Standorten (100%)
Biokompost (6) 15 - 20 Vol.-%
Gesiebtes Donauschlämmmaterial (4) 20 - 30 Vol.-%
Rundkomsand (13) 20-30 Vol.-%
Felsbrechgut (12) 30 - 35 Vol.-%
Wichtig ist die Verwendung von qualitativ hochwertigen Materialien um eine qualitative Pflanzenentwicklung zu ermöglichen. Daher werden sowohl die Ausgangsmaterialien als auch das Endprodukt einer Qualitätskontrolle (insbesondere die Korngrößenverteilung) unterzogen. Für den erfolgreichen Einsatz des Produkts sind die folgenden Grundvoraussetzungen und Einbaubestimmungen maßbeglich:
- Baumscheibenmindestvolumen/Volumen des durchwurzelbaren Raums
- Eignung des Untergrundes
- Einbaudichte: 1,45 - 1,58 g/cm3
- Einbauwassergehalt: < 12 Masse-%, <80 %wpr
- Verdichtungsgrad Dpr: >83-87 %
- Verformungsmodul EV2: keine Anforderungen
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, mittels Zeichnung dargestellt.
Es wird gezeigt:
Abb.l: Darstellung dreistufiger Mischprozess (19)
Claims (1)
- Patentanspruch;1. Verfahren zur Herstellung eines Substrates, welches zur Pflanzung von Bäumen in der Stadt an offenen, nicht überbaubaren Standorten verwendet werden kann und sich aus einem dreistufigen Herstellungsprozess (19) und aus folgenden angeführten Komponenten in folgender Reihenfolge und Menge zusammensetzt:> Siebung (3) des Donauschlämmmaterials (2) auf die benötigte Korngröße von maximal 5 mm.> Mischen (7) von Kompost (6) und gesiebtem Donauschlämmmaterial (4) sowie Ablagem (9) der Kompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (8) in einem speziellen Misch- und Ablagerungsprozess (5), welcher in einer Zeitspanne von 0,5 - 1,5 Jahren durchgeführt wird, wonach eine abgelagerte Biokompost-Donauschlämmmaterial-Mischung (10) vorliegt.> Mischverfahren (14) mit folgenden Komponenten: 15-40 Vol.-% abgelagerte KompostDonauschlämmmaterial-Mischung (10), 60-85 Vol.-% Felsbrechgut (12) und 60-85 Vol.% Rundkomsand (13).
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- 2018-05-09 AT ATA135/2018A patent/AT521231B1/de active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT521231B1 (de) | 2020-03-15 |
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