CN105873883A

CN105873883A - 用于为农业用地施肥的组合物及其制造方法和用途

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Publication number: CN105873883A
Application number: CN201480062584.3A
Authority: CN
Inventors: 绕维亚·卢特菲·曼苏尔; 阿瓦德·费克里
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-08-17
Also published as: ES2964905T3; US20160264483A1; EP3063111C0; EP3063111A1; FR3012445B1; AU2014343840B2; AU2014343840A1; EP3063111B1; RS64933B1; MA38985A1; FR3012445A1; TN2016000141A1; MA38985B1; US10087113B2; WO2015063059A1

Abstract

本发明涉及一种用于为沙漠化土地施肥并使其成为农用地的组合物，其包括动物排泄物、植物废物、含量大于10％的膨润土、必需的宏量营养素、必需的微量营养素、农用硫磺粉、藻类和有效微生物。本发明将在农业中使用，特别是用于增加并不是很肥沃的土壤(例如形成北非和中东等大多数国家的沙漠)的产量。沙漠是唯一未被由于过度放牧和大量使用化肥所污染的土地。因此，尊重这些土地并且限制其受到污染是至关重要的。根据本发明的组合物包括动物废物和植物废物。通过限制对环境和人类健康有害的废物焚烧，农业废物的回收再利用有助于改善大气和土壤污染。该组合物还能够应对全球变暖，尤其是回收利用废物和节约用水，80％使用于发展中国家的农业。通过创建新的农业用地，可以提供就业机会并且改善这个国家的粮食供给。该组合物的应用是可持续发展和绿色技术的手段。

Description

用于为农业用地施肥的组合物及其制造方法和用途

本发明涉及用于为农业用地施肥的组合物、制造该组合物的方法以及该组合物的用途。

本发明可应用于农业中，尤其是用于增加并不是很肥沃的土壤的产量。

由于缺水耕种和受沙漠限制耕地的影响，土地大部分为沙漠的国家面临着养活其民众的问题。人们正从形成北非和中东的大多数国家的沙漠的贫瘠土壤和沙质土壤中夺得新的农业用地。例如，在埃及，尼罗河流域两侧的土地正在转化为可耕种的土地，特别是在尼罗河三角洲，但有机物质的量特别少，低于0.1％，且产量平平。

这些土地必须通过各种肥料变得肥沃，但土壤的沙质性质妨碍其保留。肥料被灌溉用水带走，阻碍了高产率并污染地下水导致生态破坏。沙漠是唯一未被过度放牧和大量使用化肥污染的土地。因此，尊重这些土地和限制其受到污染是至关重要的。

申请人已经通过提出用施肥组合物提高土地生产的方案测试专利申请WO 2012/097827的主题。

然而，申请人认为，特别是发展中国家生活在贫困线以下的南部地区，特别是在埃及南部，该组合物对于农民来说特别昂贵。该组合物也出现没有专用设备而难以使用的情况。化石能源价格上升，也正因为如此，由石油制成的化肥在这些国家造成不稳定，对养活其民众的需求而言，无法变为自给自足。

本发明提出一种用于为农业用地施肥的组合物，该组合物能以更低的成本生产并达到非常令人满意的效果。

为此，本发明的组合物主要使用可回收再生的和便宜的组分。本发明尤其包括由动物和植物产生的废物，其在农业中作为必需的宏量营养素(macronutrients)和微量营养素(micronutrients)的主要来源。根据本发明的组合物不会给环境带来危害，尤其是没有使土壤和环境恶化(环保eco-friendly)。

非常有利地是，该组合物包括膨润土，是具有非常高的保水能力的胶态粘土。膨润土具有与其他粘土相比非常强的阳离子交换量。膨润土是一种在埃及十分丰富的产品，并且在经济上是容易获得的。膨润土是存在于沙漠中的天然产物。然而，这在农业领域不是公知的。

有利的是，本发明包括必需的微量营养素和宏量营养素，其优选地以矿石的形式添加。

有利的是，藻类被引入到该组合物中。有利地，藻类是氮的重要来源。

优选地，该组合物包括有效微生物(EMs)，以促进该有机物质的分解。

该组合物因此可被很容易地制成具有丰富的成分。

根据本发明的组合物包括动物和植物的废物。通过限制对环境和人类健康有害的废物焚烧，回收该农业废物有助于改善大气和土壤污染。该组合物的应用形成了可持续发展和绿色技术过程的一部分。

此外，根据本发明的组合物表现出无需专用设备而快速且容易的发酵。出人意料的是，与现有技术的组合物相比，这种加速发酵可能是由于在该组合物中大量存在的膨润土(至少10％，优选12％至15％)。因为粘土的大量存在并不是肥料领域中的常规工艺，该较高的比例是特别新颖的。在膨润土和组合物中存在的微生物之间的协同作用可以解释这些良好的发酵结果。

应当指出，本发明涉及一种用于为农业用地施肥的组合物，其包括：动物排泄物、植物废物、含量按重量计大于最终组合物的10％的膨润土、必需宏量营养素、必需微量营养素，农用硫磺粉(Agricultural sulphur)、藻类和有效微生物。

根据优选的但非限制性的变型，本发明为：

—膨润土，含量按重量计为最终组合物的10％至25％，优选为12％至15％；

—动物排泄物为鸡粪；

—植物废物包括堆肥和/或非发酵植物废物，例如稻草或切碎的农业废物；

—发酵21天后，碳：氮比为14：1；

—微量营养素选自硫酸亚铁、锌、锰和硫酸铜；

—宏量营养素选自过磷酸钙、硝酸铵、硫酸钾和硫酸镁；

—发酵42天后，组合物的阳离子交换量(CEC)增加80％至120％；

—发酵42天后，阳离子交换量(CEC)增加100％；

—动物排泄物，含量按重量计为最终组合物的10％至25％，优选为10％；

—植物废物，含量按重量计为最终组合物的40％至60％，优选为47％；

—堆肥，含量按重量计为最终组合物的10％至20％，优选为12％；

—非发酵植物废物，含量按重量计为最终组合物的30％至40％，优选为35％；

—藻类，每吨最终组合物中加入有2升至3升；

—有效微生物，每吨最终组合物中加入有2至3升；

—对于一吨最终组合物，该组合物包括：

本发明的另一个主题涉及一种用于制造该组合物的方法，以便以机械方式和微生物方式将成分转化为有效组合物为土壤施肥。本发明的方法有助于惊人地加速发酵时间。

本发明涉及一种用于制造为农业用地施肥的组合物的方法，其包括以下步骤：

—将动物排泄物和植物废物切碎成小块，优选尺寸为1厘米至2厘米，其促进快速发酵；

—在不透光且密闭的容器内，形成动物排泄物和植物废物的连续层，然后形成混合有必需的宏量营养素和微量营养素的膨润土；

—用混合有藻类和有效微生物的水将每个层润湿，以便获得20％至25％的湿度；

—每周混合两次，至少混合三周，用于发酵，检查湿度和温度，并在必要时喷洒水以保持20％至25％的湿度和40℃至55℃的温度。

有利的是，有效微生物的一半的量与水混合以将每个层润湿，有效微生物的另一半的量与水混合以灌溉在第一次喷洒期间已施肥的土地。

本发明的另一个方面涉及用于为农业用地施肥的组合物的用途，根据土壤及种植的类型每费丹(feddan)的土地混合5吨至7吨的组合物。

将地表翻耕至30厘米的深度是有利的。

根据另一个方面，本发明涉及一种用于为农业用地施肥的方法，其包括以下步骤：

—在约1费丹的土地上，散布5吨至7吨的如上所述的组合物；

—翻耕土地；

—用水和1升至1.5升的有效微生物灌溉已施肥的土地。

其他目的和优点将在以下优选实施例的描述中呈现。

根据本发明，由动物产生的废物优选的是动物排泄物。优选地，动物排泄物是鸡粪、马粪或牛粪，它们的有机物质和宏量营养素(例如氮)非常丰富。其他类型的粪便也可以使用，例如马粪。粪便数量为100千克至250千克/吨组合物，优选为100千克/吨组合物是有利的。

植物废物包括已发酵废物，例如堆肥和/或非发酵废物。优选地，将堆肥和非发酵废物两者混合，以便提供针对植物分解的微生物。非发酵植物例如稻草、玉米植株、棕榈枝或甘蔗或其他农业废物。优选地，该组合物包括300千克至400千克/吨组合物的植物废物，或更精确地包括350千克/吨组合物的植物废物。根据一优选实施方案，该组合物还包括堆肥，例如150千克至200千克的量，优选为120千克的量。回收再利用植物废物限制了对地下水和空气的污染。

有利的是，将膨润土以约100千克至250千克/吨组合物的相对高的量加入到该组合物中，优选为120千克/吨组合物。高比例的膨润土(高于10％，优选为大于或等于12％)使得能够获得这样的组合物，其由膨润土保留组合物中宏量营养素和水分并因此可用于植物。膨润土也似乎构成了对微生物的发展必不可少的结构，从而加速了组合物的发酵。

根据本发明，组合物中含有的藻类优选为富含氮的藻类。富含氮的意思是其氮含量大于干重的1.5％，例如氮含量为1.8％蓝藻(cyanobacteria)或氮含量超过2％的褐藻褐藻纲(Phaeophyceae)。

这些藻类优选为蓝藻培养的混合提取物，例如：念珠藻属(Nostoc sp.)、鱼腥藻属(Anabeana sp.)。这些蓝藻分泌对土壤肥沃和植物生长有益的元素。藻类的混合物还可以包括褐藻纲(Phaeophyceae)或褐藻。因此根据本发明的组合物特别富含氮，其为对植物生长必不可少的宏量营养素。在该组合物中添加2升至3升/吨组合物的藻类，优选添加2.5升/吨组合物的藻类。藻类溶液的密度优选为约1.5克/厘米³。

该组合物包括有效微生物(EMs)。这些有效微生物可包括基本上分布在五个家系的高达80个不同的种类；乳酸菌，酵母菌，放线菌，光合菌和发酵霉菌。微生物增加必需的微量营养素和宏量营养素的可用性。根据本发明，在组合物中有效微生物的量为2升至3升/吨组合物，优选为2.5升/吨组合物。有利的是，微生物EMs分两步加入：根据以下描述的制造方法将微生物总量的50％加入到组合物中，而其余部分的微生物，即微生物总量的50％与已施肥土地的第一次喷洒期间使用的灌溉用水，提供微量营养素和宏量营养素更好的可用性。优选地，1升微生物混合50升水。此外，直接在根部加入有效微生物以限制根部疾病的发展。

申请人认为，对于初始发酵，较小量的微生物就足够，并且在第一次灌溉期间进一步加入微生物使得能够直接在已施肥的土地原位上重新开始有机物质的转化过程。

根据一有利的实施方案，该组合物包括堆肥发酵剂(compost starter)。该发酵剂为放线菌、细菌和真菌的混合物，例如哈茨木霉(Trichoderma harzianum)，促进纤维素的分解以及加速发酵过程。

农用硫磺粉(Agricultural sulphur)为微粉化形式的硫磺，在农业中容易被同化吸收。硫磺对植物的生长至关重要，也能起到杀菌剂的作用。在组合物中加入20千克至40千克/吨组合物的硫磺，优选为每吨组合物中加入30千克。

该组合物优选富含宏量营养素，例如氮、磷、钾和镁。

加入到组合物中的宏量营养素优选为由过磷酸钙和长石产生。一个有利的例子是加入40千克过磷酸钙和30千克长石。宏量营养素为例如磷酸盐、硝酸铵、硫酸钾和硫酸镁。有利的是，其各自的数量按每吨组合物计分别为：过磷酸钙25千克至35千克，优选为30千克；硝酸铵50千克至70千克，优选为60千克；硫酸钾25千克至35千克，优选为30千克；硫酸镁8千克至12千克，优选为10千克。

该组合物优选为富含微量营养素，例如铁、锌、锰和铜。

加入到组合物中的微量营养素优选为硫酸亚铁、锌、锰和硫酸铜，其各自的量以每吨组合物计分别为10千克、5千克、5千克和3千克是有利的。

在该组合物中加入水以便润湿整体。限定加入的水的量，达到1000千克。例如，湿度的比例为20％至25％，优选为23％。

根据本发明，采用作为本发明的主题的制造方法制造该组合物。根据本发明的方法无需专用工具。因此可以很容易地在常规的农业操作中建立。

该制造方法有利的是允许组合物发酵以促进营养素的可用性。因此，当该组合物在土地上使用时，该组合物是快速有效的。与已有方法不同，根据本发明的方法出人意料地提供快速发酵。这是因为，在本方法中，发酵的持续时间至少为二十一天，而有别于现有方法中的发酵至少为一百二十天。

根据该方法，为了以小片的形式存在，动物排泄物和植物废物被磨碎，优选尺寸为1厘米至2厘米。这些成分被放置在一个不透光且密闭的容器中，例如黑色塑料容器或更简单地用塑料防水布。有利的是，动物排泄物和植物废物放置在一个层中，与混合有必需的宏量营养素和微量营养素的膨润土层相交替。优选地，测量每层厚度为5厘米至20厘米，或更精确地为15厘米至20厘米。优选地，测量整体高度为1米至1.5米。

有利的是，每一层用水、藻类和有效微生物润湿。该组合物的湿度优选为20％至25％。

在至少三周内，每周两次混合该组合物，并且检查温度和湿润，以便将温度维持在40℃至55℃，将湿度维持在20％至25％。此步骤可以持续长达六周。

根据本发明的方法使组合物的发酵和转化以宏量营养素非离子形式进行，促进了植物的利用。

膨润土通过在铵基NH₄或亚硝酸盐NO₃的形式中捕获大生物体(例如氮)转化成由膨润土捕获的可吸收的形式，从而发挥重要作用。

碳/氮的比例使得能够监控发酵的正确进展。因此，根据本发明的组合物具有高的C：N比例，例如在制造方法开始时C：N约为31：1。当发酵结束，该比率下降到14：1并在该水平稳定。

根据本发明，在21天后，C：N比例下降并稳定。在42天时，该比例仍是稳定的。

根据本发明的方法还能获得具有95毫克当量/100克(95meq/100g)样品的阳离子交换量(CEC)的特别有效成分。

因而宏量营养素和微量营养素能够被植物利用，并因此不会灌溉用水带走而可能污染环境。

此外，选择膨润土降低了已施肥土地的需水量。水由膨润土捕获并且保留给植物而无需重复灌溉。

根据本发明的组合物可直接用于土地上以进行施肥。优选地，根据土壤和种植的类型，对于为一费丹的土地施肥需要5吨至7吨的组合物。该组合物被遍布在土地上，有利的是，随后地表被翻耕至30厘米的深度。优选地，有效微生物(EMs)的剩余量与水混合用于已施肥土地的第一次灌溉。

根据本发明的组合物已在属于申请人的场地中秘密使用。

与现有技术的有机肥料的产量相比，小胡瓜(courgette)产量增加44％。洋葱(onions)的种植产量增加约60％，秋葵(gumbo)的栽培产量增加约95％，以及西葫芦(marrow)产量增加约63％。

此外，施肥组合物的使用量是常规化肥的一半。

根据本发明的组合物为必要实现这些产量也能够减少27％至33％体积的水。水的节约量高达滴注(drip feed)装置的60％。

在制造方法和在T＝0的发酵开始前，对本发明的组合物进行分析：

颜色	褐色—黄色
		气味	难闻气味
密度(千克/米³)	814
		pH值	7.6
饱和率(％)	207
		湿度(％)	35.4
导电率(西门子/米decisiemens/m)	6.30
		有机物质(％)	48.7
有机碳(％)	37.5
		灰分(％)	70.4
氮(％或ppm)	1.3或13,000
		氨基(％)	2642
硝酸盐(％)	196
		C:N比例	31.1
阳离子交换量(毫克当量/100克)	47.6
		磷(％)	0.62
钾(％)	1.36
		铁(ppm)	943
锰(ppm)	306
		锌(ppm)	185
铜(ppm)	42

在进行本方法的21天后：T＝21天

在进行本方法的42天后：T＝42天

Claims

1.一种用于为农业用地施肥的组合物，其包括：

—动物排泄物；

—植物废物；

—膨润土，含量按重量计大于最终组合物的10％；

—必需的宏量营养素；

—必需的微量营养素；

—农用硫磺粉；

—藻类；

—有效微生物。

2.根据前述权利要求所述的组合物，其中所述膨润土含量按重量计为最终组合物的10％至25％，优选为12％至15％。

3.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中所述动物排泄物为鸡粪。

4.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中在发酵21天后，碳：氮的比例为14：1。

5.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中所述微量营养素选自硫酸亚铁、锌、锰和硫酸铜。

6.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中宏量营养素选自过磷酸钙、硝酸铵、硫酸钾和硫酸镁。

7.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中在发酵42天后，所述组合物的阳离子交换量增加80％至120％。

8.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中在发酵42天后，所述组合物的阳离子交换量增加100％。

9.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中所述动物排泄物含量按重量计为最终组合物的10％至25％，优选为10％。

10.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中所述植物废物包括堆肥和/或非发酵植物废物。

11.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中所述非发酵植物废物含量按重量计为最终组合物的30％至40％，优选为35％。

12.根据前述两个权利要求任一所述的组合物，其中所述堆肥含量按重量计为最终组合物的10％至20％，优选为12％。

13.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中每吨最终组合物中加入有2升至3升的所述藻类。

14.根据前述权利要求任一所述的组合物，其中每吨最终组合物中加入有2升至3升的所述有效微生物。

15.根据前述权利要求任一所述的组合物，一吨最终组合物包括：

16.一种制造根据前述权利要求任一所述的用于为农业用地施肥的组合物的方法，包括以下步骤：

—将所述动物排泄物和植物废物切碎成小块，优选尺寸为1厘米至2厘米；

—用混合有所述藻类和有效微生物的水将每个层润湿，以便获得20％至25％的湿度；

—每周混合两次，至少混合三周，用于发酵，检查湿度和温度，并根据需要喷洒水以保持20％至25％的湿度和40℃至55℃的温度。

17.根据前述权利要求任一所述的方法，其中有效微生物的一半的量与水混合以将每层润湿，有效微生物的另一半的量与水混合以灌溉在第一次喷洒期间已施肥的土地。

18.一种用于为农业用地施肥的组合物的用途，每费丹土地混合5吨根据权利要求1-15任一所述的组合物。

19.根据前述权利要求所述的用途，其中将地表翻耕至30厘米的深度。

20.一种用于为农业用地施肥的方法，包括以下步骤：

—在约1费丹的土地上，散布5吨至7吨的根据权利要求1-15任一所述的组合物；

—翻耕土地；

—用水和1升至1.5升的有效微生物灌溉已施肥的土地。