CN110914221A - 用于促进土壤健康的组合物、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于促进土壤健康的组合物、系统和方法，并因此涉及在用该组合物处理过的土壤中生长的植物。本发明可以用于改善缺乏或耗尽养分、矿物质、微生物或水分(或这些中的任何一种或多种)的并需要“康复”的土壤。然而，本发明同样适于建立和维持任何土壤(和植物)生态系统的健康。该组合物包括与植物形成共生关系的活着的固氮细菌和真菌，以提高土壤中氮的生物利用率。

Description

用于促进土壤健康的组合物、系统和方法

对应申请的声明

本申请是基于提交的关于新西兰专利申请No.733015的临时说明书的，其全部内容通过引用合并于本文中。

技术领域

本发明涉及用于促进土壤健康的组合物、系统和方法，并因此涉及在用该组合物处理过的土壤中生长的植物。本发明特别地应用于改善缺乏或耗尽养分、矿物质、微生物或水分(或这些中的任何一种或多种)的并需要“康复”的土壤。然而，本发明同样适于建立和维持任何土壤(和植物)生态系统的健康。

背景技术

土壤的健康在很大程度上取决于其中的养分、元素、矿物质和微生物(以下统称为“养分”)及其含水量。土壤的健康在很大程度上又决定了土壤的肥力；也就是其促进和维持植物生长和健康的能力。这是因为植物需要这些养分来维持生命。对土壤和植物健康重要的一些养分包括磷、钾、锌、铜和氮等等。

氮对植物的生长特别重要，并且假设没有施用含氮肥料，则这种重要的养分主要来源于周围的空气。氮从空气中被吸入土壤中(通常所说的将氮“固定”在土壤中)。

这是通过土壤中存在的固氮细菌(NFB)发生的。NFB将氮气从空气吸引到土壤中，并释放酶(称为固氮酶)，这些酶与氮气化学反应以形成氮化合物，诸如铵、硝酸盐或亚硝酸盐。

当NFB死亡(尤其是被土壤中的“捕食者”诸如原生动物、线虫、节肢动物和蠕虫消耗)时，氮化合物被释放到土壤中。

结果就是，土壤中氮(呈氮化合物的形式)的健康水平与其中存在的适当水平的NFB——也就是，有助于以对于给定类型的土壤的健康足够的速率来固氮的NFB的水平——密切相关。

然而，土壤的肥力不仅是取决于上述养分的量。为了使这些养分为土壤中生长的植物提供营养物，即，为了使土壤足够“肥沃”，必须将上述养分转化为“植物可用形式”，能被植物经由其根部摄取。这可能与养分的化学形式和/或与养分与植物根部在实体上的接近度有关。

土壤中可能存在某些类型的真菌，其用于将土壤中的养分转变为植物可用形式。真菌能够在化学和/或物理两个层面上这样做。

在化学层面上，真菌释放出含碳化合物，上述含碳化合物与土壤中的微生物反应，以将土壤中的某些养分转化成化学上植物可用形式。然后，真菌将这些养分以这种形式储存，直到植物需要它们为止。

真菌还将化学化合物诸如球囊霉素释放到土壤中，这对更好的土壤结构和更高的有机质含量是有帮助的。这又可以使更多的养分变成潜在可供植物使用的。

在物理层面上，真菌在其端部处具有长且多孔的细丝，被称为“菌丝”，通过上述细丝可以从土壤中吸收养分。真菌种群倾向于在土壤中逐渐形成菌丝的网络或“格状结构”。菌丝有效地起到了“高速公路”的作用，经上述“高速公路”，原本会超出根部的物理可及范围的养分可以流向根部，并从而被植物摄取。

此外，一些类型的真菌还可以与植物根部的物理结构组合在一起，被称为“丛枝(arbuscule)”。这些是在植物根部的细胞之间形成的分枝状形成物。丛枝使养分能够甚至更有效地被递送到植物根部。

当NFB死亡时，经由真菌的作用而递送到植物的养分中被释放到土壤中的是氮化合物(诸如铵)。这些沿着由真菌的菌丝和丛枝形成的“高速公路”行进，从而经由植物的根部可供植物使用。以这种方式向植物递送氮化合物比通过植物根部自身直接从土壤中吸收氮化合物更为有效。

因此，将要理解的是，在土壤中存在的养分对植物的可用性方面，土壤的肥力可能与土壤中真菌的水平密切相关。

此外，真菌与植物发展出“共生”关系；提供植物可用形式的养分，同时植物又释放出糖和其他化合物，诸如二氧化碳，真菌依赖其旺盛成长(如上所述，真菌还使用二氧化碳来将其他养分转换为植物可用形式)。

结果就是，可以将NFB和真菌视为“促进者”，其对土壤中的养分起作用，从而决定土壤的肥力。NFB和真菌对养分起作用的相应方式可以被认为是它们在土壤中的“功能”。

健康的土壤天然地包含有足够水平的养分和促进者(NFB和真菌)两者。然而，有害因素诸如过度的农业实践(或者总体上受到人类活动的破坏)和不利的环境条件(诸如污染或气候事件)可能耗尽养分和促进者两者的水平，从而影响土壤的肥力，并因此影响在其中生长的植物的健康。

有鉴于此，许多旨在改善土壤健康的组合物(诸如肥料)都包含NFB和真菌(或上述这些NFB和真菌中的一种或另一种)，以及以上描述的养分中的任何混合物。

在本领域中还已知这种组合物包括“基体”，一些或全部养分和促进者经由该基体被输送至土壤。基体通常采取多孔或渗透性物质的形式，养分和促进者(或养分和/或促进者中的一些)被吸收到其中。

在应用组合物之前和之后，基体都有益于为被吸收到其中的成分提供保护性“壳体”。基体既有助于储藏相关成分，也潜在地有助于一旦进入土壤则发挥其相应功能的能力。

假设这种组合物被正确地施用，一旦应用则NFB和真菌成倍增加，即繁殖。当他们成倍增加时，则存在逐渐变大的NFB和真菌种群，以执行固氮和将养分转化成植物可用形式的相应功能。

现有的用于促进土壤健康的包括NFB和/或真菌的组合物以“休眠”形式采用这些NFB和/或真菌；也就是说，NFB和/或真菌分别以NFB孢子和真菌孢子的形式(与“活着的(live，存活的)”或萌发(germinate，发芽)形式相对)应用于土壤。

休眠的NFB和真菌相对不那么脆弱且更有复原力。因此，涉及它们的组合物的制备和应用有所简化。例如，NFB和/或真菌的来源可以是粉末形式，并且在制备组合物时使用常规的调合方法与其他粉末成分混合。

然而，使用休眠的NFB和/或真菌具有很多缺点。在它们相应的功能(上面已经讨论过的)方面，休眠的NFB和真菌是无活性的。在它们能起作用前，它们需要萌发。结果就是，在现有的组合物被应用到土壤后变得有效之前，NFB和真菌在此期间萌发，同时现有的组合物不可避免地涉及到延迟。

此外，它们成功地萌发是一个微妙的过程，并取决于许多因素，包括有利的环境条件(通常在有限的可接受参数内)诸如外界和土壤内两者的温度和化学条件以及其他条件。

可替代地或另外地，一些类型的NFB和/或真菌可能需要触发事件，以便进行萌发。该触发事件可以是热冲击或冷冲击的形式。

因此，相对常见的是，在给定的常规组合物的应用中，高比例的休眠NFB和/或真菌可能无法萌发，甚至无法存活。因此，通过这样的组合物在土壤中建立的活着的NFB和/或真菌的最终有功能的种群可能比经由这样的组合物应用的休眠NFB和/或真菌的种群相对小得多。这意味着在使用常规组合物时存在一些浪费。

已经成功萌发的活着的NFB和/或真菌的初始种群也会影响组合物的持续效能。如上所述，在成功引入到土壤中之后，NFB和/或真菌开始繁殖。

繁殖基本上趋于指数性的，结果就是，随着时间推移，较小的初始种群可能转变为相对慢得多的种群生长率；因此，转变为以相对慢得多的速率向土壤和植物提供养分的系统。

此外，在萌发期间不利的环境条件也可能影响那些确实成功萌发了的NFB和/或真菌的功能效能。在不适宜的条件下萌发的NFB和/或真菌在它们在土壤中的相应功能上倾向于比在更适宜的条件下萌发的NFB和/或真菌的效能低。

因此，一方面，土壤中的氮水平可能以相对较慢的速率建立；另一方面，养分(包括氮)可能以相对较慢的速率转换为植物可用形式。也就是说，真菌在与植物建立共生关系方面可能相对不太有效。

因此，将会应当理解的是，应用休眠形式的NFB和/或真菌可能导致成分的巨大浪费，因为潜在地，大部分休眠的NFB和/或真菌由于不适宜的条件而需要进行萌发；还需要延迟——NFB和/或真菌在此期间萌发。

此外，可能导致土壤中活着的NFB和/或真菌的初始种群明显较小(相对于应用的休眠的NFB和/或真菌的种群)，这随着时间可能对土壤中的NFB和/或真菌的种群产生累进(progressive：渐进)效果；又会影响向土壤和植物供应养分的速率。另外，尽管条件不适宜但仍设法萌发的NFB和/或真菌的功能效能可能比在有利条件下萌发的NFB和/或真菌的功能效能低。

这些缺点可能会共同降低现有技术的常规组合物的效能；另一结果是，为了保持土壤和植物的健康可能需要相对更为频繁地重复应用常规组合物，致使使用这些常规组合物的成本增加。

本发明的目的是解决现有技术的前述问题；或至少为公众提供有用的选择。

所有参考文献，包括本说明书中可能引用的任何专利或专利申请，通过引用并入本文。不承认任何参考文献构成现有技术。对参考文献的讨论是陈述其作者的主张，并且申请人保留对所引用文献的准确性和针对性提出质疑的权利。将要清楚地理解，尽管本文提及了许多现有技术出版物，但在新西兰或任何其他国家，这种提及并非承认这些文献中的任何文献形成了本领域公知常识的一部分。

除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应以包含性的含义理解，而不应以排他的或详尽无遗的含义理解，即以“包括但不限于”的含义理解。

根据下文仅通过示例的方式给出的描述，本发明的其他方面和优点将变得明显。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了用以改善或维持土壤健康的组合物，其中，该组合物包括：

基体；

固氮细菌；和

真菌

其中，固氮细菌和真菌以活着的状态存在于组合物中。

在整个本说明书中，术语“土壤”应当被理解为意指植物或农作物在其中可以生长或被种植的土地的上层。通常，土壤由有机物、粘土、岩石颗粒、矿物质、有机体、气体和液体或它们的任何混合物构成。

在整个本说明书中，提及“土壤健康”应当理解为意指土壤的下述的含量的方面的状态：养分、矿物质、微生物(或它们的任何组合——以下统称为“养分”)和/或土壤水含量以及细菌和真菌。本领域技术人员将是熟悉用于确定给定的土壤样本的土壤健康的技术的。

养分、细菌和真菌的期望量可能会根据所考虑的土壤类型和/或该土壤预期的用途例如用于栽培特定的农作物而进行变化。可能还存在其他需要考虑的相关情况。技术人员将容易地明确已经对所有相关情况考虑了养分、细菌和真菌的期望数量。

在本发明的优选实施方式中，组合物还包括附加的提供养分的成分。将理解的是，提供养分的成分可以是呈养分自身的形式(诸如硼、矿物质和微生物)；它们可以是包含养分的成分的形式；或者它们可以包含养分的前体，当上述前体与其他化学物或微生物反应时则形成相关的养分。

优选地，本领域技术人员将会明确组合物中所包括的与土壤健康以及其他相关因素有关的提供养分的成分的类型和量。例如，在本发明的优选实施方式中，组合物还包括鱼粉(其提供蛋白质和磷的养分)以及水。

此外，在该实施方式中，组合物还包括有益于组合物的细菌和/或真菌的生长和健康的提供养分的成分。具体地，该提供养分的成分包括：糖蜜，其为细菌和真菌提供能量；以及堆肥和牛粪肥，其为细菌提供食物。

组合物还包括“真菌养分”，这些“真菌养分”是为真菌提供必需营养物——特别是蛋白质(例如，燕麦球蛋白)、脂肪(诸如，脂质、蜡或固醇)和维生素b——的成分。可以提供这种营养物的真菌养分可以包括坚果，种子或燕麦，以及包括或来源于鱼、海带、血液或骨头的产品。本领域技术人员可以辨识可能适合于用作真菌养分的其他成分。

将理解的是，在使用中，所制备的组合物为液体形式。这对于允许固氮细菌和真菌以活着的状态存在于组合物中是必要的。技术人员将容易地设想到可以以液体形式提供组合物的具体方式；例如，直接作为被倾倒或被喷洒的液体，或者是被包装在适合于插入土壤中的胶囊中的液体的形式。

在整个本说明书中，术语“基体”应当被理解为意指组合物的下述成分：所述成分对组合物的其他成分的一些或全部起到承载、容宿或以其他方式提供保护性环境的作用。

优选地，在将组合物应用于土壤之前和在将组合物应用于土壤至少一段时间之前，基体容宿相关成分。

优选地，基体可以具有相对地吸附性、多孔性和/或渗透性特性。这可以改善其作为用于相关成分的容宿体的功效。该基体还可以促进合成物在应用之后在整个土壤中基本均匀地分配，提高植物对提供养分的成分的获取。该基体还可以帮助“分馏”提供养分的成分，提高植物、真菌和/或细菌消耗该提供养分的成分的速率。

在本发明的优选的实施方式中，该基体容宿固氮细菌。这可以用于保护细菌免受损害，并且有利于上述细菌的繁殖，诸如通过允许在该基体的多孔结构内发展细菌的“链”。该基体还可以提供在将组合物应用到土壤上后就特别有利于细菌的固氮功能的环境。

在一特别优选的实施方式中，基体还容宿鱼粉以及至少一些水和糖蜜。然而，应当理解，这并不意在限制该组合物。

优选地，根据下文进一步描述的方法，在制备固氮细菌时引入基体(也就是说，将细菌孢子培养成“活着的”状态以包含在组合物中)。但是，这并非意为限制性的。

优选地，基体由碳基物质构成。这可能是有利的，因为当被应用到土壤时，碳基物质倾向于是长效的(即，它们倾向于在土壤中保留相对较长的时间而不会分解)。它们也倾向于是天然的，意味着它们的使用可能对环境是有益的，以及潜在地产生税收优惠(诸如碳信用额)。

在本发明一特别优选的实施方式中，基体为生物炭的形式。这应当被理解为由生物量经由称为热解的过程制得的木炭产物。生物炭非常多孔(因此也有吸附性)，并因此用作基体是相对非常有效的。

但是，这并非意为限制性的。技术人员将容易地辨识可能适合于用作本发明的组合物中的基体的其他物质。例如，不难想象，基体可能包括浮石、木材(诸如木屑片)或其他具有适合特性的物质。

基体可以具有另外的益处：减少由可能不时地存在于土壤中的有害产品诸如不希望的化学品引起的损害，例如通过防止此类产品径流(runoff：溢流)到溪流或水路中。由于基体的多孔特性，该基体可以起到吸收这些有害产品的作用，从而将上述有害产品包含在土壤中并帮助防止浸出。

在整个本说明书中，术语“固氮细菌”(NFB)应当被理解成意指能通过释放酶(被称为固氮酶)从空气中吸引氮并将该氮吸入土壤中(也称为将该氮“固定”在土壤中)的细菌，氮气与上述酶反应以形成氮化合物，诸如铵、硝酸盐或亚硝酸盐，该化合物在NFB死亡时被释放到土壤中。

优选地，NFB来自固氮菌属科。来自该属科的细菌释放若干不同类型的酶，因此使其在固氮方面相对非常有效。它们还相对快速地呼吸，意味着它们能够以对应地快速的速率吸入空气(并因此吸入空气中的氮)，且因此最终相对迅速地将氮固定在土壤中。

此外，来自固氮菌属科的NFB能够在氧气存在的情况下执行固氮过程；并且在土壤内“独立存活”；它们不需要被植物“容宿”。固氮菌的多功能性使其用于本发明是特别有效的。

使用固氮菌是特别可取的，因为固氮菌释放出刺激土壤中其他所需有机体增殖的生长化学物。这些化学物还可以有利于：组合物的真菌在土壤中执行其功能——特别是将养分变成植物可利用的形式——方面的功效。如下所述，如果真菌是菌根(Mycorrhizal)属科的，则固氮菌与真菌之间的这种互补关系特别牢固。

在本发明一特别优选的实施方式中，NFB是圆褐固氮菌。该特定类型的固氮菌在本发明中使用可以是相对非常有效的，因为它不需要触发事件(诸如加热)来萌发。此外，它以“凝胶”的形式逐渐形成保护涂层，使其相对非常耐用。

还应当理解，除了NFB之外，该组合物还可以包含在许多方面可能对土壤和植物健康有益的其他细菌。

将理解的是，组合物中包括的真菌是下述类别的：该类别的真菌与植物建立共生关系并且能够将土壤中的养分(包括由NFB固定在土壤中的氮化合物)转变成植物可用形式。

优选地，真菌是菌根，其与植物的根部形成共生关系。在本发明的特别优选的实施方式中，组合物中使用的与植物形成共生关系的真菌是丛枝菌根类型。属于丛枝菌根的真菌具有菌丝，菌丝能够穿透许多植物种属——包括小麦和水稻——的根部细胞并能建立丛枝。形成这种类型共生关系的真菌来自球囊菌门(phylum，生物分类的门)或类(division，科、属)。

然而，提及丛枝菌根并非意为限制性的。还将理解，取决于意在与组合物一起使用的植物的种属，该组合物可以包括与植物形成不同类型的共生关系的真菌。

并非所有的植物种属都能与丛枝菌根类型的真菌形成共生关系；例如，如果该组合物用于松树，则真菌可以形成外生菌根类型的共生关系；这通常见于木本植物。形成这些类型的关系的真菌往往来自担子菌门和子囊菌门(Ascomycota phylum)。

在另一实施例中，如果组合物用于包括会结出蓝莓或蔓越莓的有花植物，则该真菌可以是子囊菌门，其与植物形成石南类菌根类型的关系。

最终，将理解，需要选择适当的真菌，以便与目标植物种属形成共生关系。植物通常能够与门内若干不同种类的真菌形成共生关系。根据可用性和其他相关因素，本领域技术人员将能够从用于该组合物的适当的门中辨识特定种类的真菌。

在整个本说明书中，提到“植物可用形式”的养分应当被理解为意指养分为植物能够经由其根部来摄取的形式。真菌可以通过与土壤中的微生物化学地相互作用和/或通过形成(使用真菌的菌丝)物理上的“高速公路”——养分可以经由该“高速公路”流向植物根部并从而被植物摄取——将养分转变成植物可用的形式。

在本发明一特别优选的实施方式中，基体(在该实施方式中包括生物炭)在这方面也可以有利于真菌的功能；特别地，真菌可以行进穿过生物炭的多孔结构，以将养分传输到植物根部。

真菌与植物形成共生关系，其中，真菌供应植物可利用的形式的养分，并且植物又释放化合物诸如糖和二氧化碳，真菌借此旺盛成长。这可以支持真菌的繁殖并延续互利关系。

在整个本说明书中，提到与真菌和NFB相关的术语“活着的”应当被理解为意指真菌和NFB处于萌发的状态。

“活着的”可以与“休眠的”形成对比，因为与真菌和NFB相关的领域技术人员将容易地理解该术语。将会理解，只有活着的(与休眠的相反)NFB和真菌能够执行它们相应的功能(如上所述)。

在整个本说明书中，提到真菌和NFB以活着的状态“存在”在组合物中应当被理解成意指真菌和NFB在组合物的所有成分被组合的时刻是处于活着的状态的；此外，在组合物被应用于土壤期间以及在已经将组合物应用于土壤后的一段时间内，上述真菌和NFB仍然处于活着的状态。

在提供NFB和真菌以活着的状态存在于其中的组合物方面，本发明相比于现有技术可能具有显著的优点。

在组合物被应用于土壤后，NFB和真菌已经萌发；于是，该组合物从其应用于土壤的那一刻起就可以有效地改善或保持土壤健康。这与常规组合物相反，在常规组合物中，NFB和/或真菌以休眠状态应用到土壤，因此在上述NFB和/或真菌变得有效之前需要时间来萌发。

本发明的组合物的另一显著优点是，NFB和/或真菌在脆弱的萌发过程期间不易受气候条件(和其他此类因素)的影响。更确切地，萌发发生在组合物的制备期间；并因此可以在受控且适宜的条件下进行。这可以使相对大得多的百分比的NFB和真菌孢子能够萌发，这潜在地减少昂贵成分的浪费。

而且，这可能意味着，当被应用到土壤时，组合物通常具有比在相同量的常规组合物中显著更大的萌发的NFB和真菌种群，在常规组合物中，被应用到土壤的相对较高比例的NFB和/或真菌可能无法萌发。

具有更大的初始NFB和真菌种群又可以对组合物的持续效能产生明显效果。由于NFB和真菌呈指数地繁殖，因此随着时间的推移，更大的初始种群可能会对种群产生累进地更大的效果。将养分供应到土壤和植物的速率很大程度上取决于土壤中存在的NFB和真菌的种群。因此，与常规组合物相比，本发明的组合物可以随时间(在应用以后)累进地变得更有效。重要的是要注意以下事实，NFB被土壤中的“捕食者”消耗对它们的种群增长速率的影响相对较小。由于NFB的繁殖相对地非常迅速，因此被消耗的NFB被相继的“一代”快速取代。

在应用组合物之前，在受控条件下实现NFB和真菌的萌发还可以产生比仅在应用到土壤后萌发并且因此可能易受相关气候条件影响的NFB和真菌更“活泼的”(也就是说，功能上更有效)活着的NFB和真菌。

因此，本发明提供了对土壤和植物的健康可以产生显著益处的组合物。这可能包括：较好的农作物产量和质量；较好的土壤养分含量和循环；以及土壤对气候和其他条件较好的抵抗力。它还可能提高在播种或移栽时的植物生根率和存活率。

此外，它可以改善以土壤中生长(或种植)的植物为食的动物的养分摄入；这又可以减少来自这些动物的甲烷排放。不论本发明的组合物是否包含附加的提供养分的成分，它都可以是有利的。如果它确实包含此类成分，则真菌可能使上述成分以较好的效能对土壤和植物可用。然而，本发明的组合物在例如土壤富含养分但缺少真菌——意味着养分对植物仍是不可用的——情况下也是有利的。在这种情况下，本发明的组合物将供应真菌，真菌可以将预先存在的养分转换成具有较好效能的植物可利用的形式。

本发明促进使用之前由于土壤中缺乏支持植物良好生长的养分而原本不适合于农业或农作物生产的土地。本发明可以增加可能已经存在的养分的可用性，以帮助最大化潜在的植物生长。

根据本发明的另一方面，提供了用以改善或维持土壤健康的组合物，其中，该组合物包括：

基体；

固氮细菌；和

真菌

其中，组合物还包括真菌养分。

如上所述，“真菌养分”是可以为组合物中的真菌提供必需营养物的成分，特别地通过提供蛋白质(优选地为燕麦球蛋白)、脂肪(例如脂质，蜡或固醇)和维生素b。这可能有利于组合物的真菌的繁殖和功能。

在一优选实施方式中，真菌养分由诸如下述成分提供：坚果，种子，燕麦，和/或包括或来源于鱼、海带、血液或骨头的产品。本领域技术人员可以设想到适合于用作真菌养分的其他成分。在本发明一特别优选的实施方式中，真菌养分包括磨碎的燕麦，其包含蛋白质燕麦球蛋白以及一系列其他必需营养物。

在一优选的实施方式中，真菌养分为磨碎的、粉末状或类似的形式。这可能是有利的，因为它可以增加组合物中真菌养分的表面积，从而允许它们更容易且相对较快地被真菌获取和消耗。

在一特别优选的实施方式中，根据下文进一步描述的方法，在制备用在组合物中的真菌的阶段添加真菌养分。发明人已经发现，在制备真菌时(即，在根据以下方法使真菌孢子萌发成“活着的”状态，直到使它们包括在合成物中为止)包括真菌养分可以显著改善真菌孢子的萌发成功率。

要理解，组合物可以被制备为子组(subset，亚单元、子集)，一个子组用于NFB，一个子组用于真菌。现在将从NFB开始描述这些相应子组的制备方法。

根据本发明的另一方面，提供了制备用于改善或维持土壤健康的组合物的固氮细菌的方法，组合物包括基体、固氮细菌和真菌，并且其中，固氮细菌以活着的状态存在于组合物中，并且其中，该方法包括下述步骤：

将固氮细菌孢子和水组合为混合物；以及

使固氮细菌孢子与水的混合物保持与空气接触，直到固氮细菌孢子萌发。

要理解，细菌孢子是NFB的变种，如本说明书前面所讨论的。因此，此后提到细菌孢子为NFB孢子。

优选地，该方法中采用的水是雨水。然而，这并非意为限制性的，并且技术人员将容易地辨识其他类型的适合于在本方法中使用的水(例如，井水。水也可以是自来水，即来自市政供水的水，但如果已经对其进行了化学处理，则这可能不利于适合于细菌孢子的生存能力)。

优选地，NFB孢子与水的混合物通过将NFB孢子浸没在水中而结合，使得NFB孢子基本上均匀地被分散或以其他方式被分布在水中。但是，这并非意为限制性的。

在整个本说明书中，提到使NFB孢子与水的混合物保持与空气接触应理解为意指NFB孢子和水基本上连续地获取空气、特别是氧气。

优选地，这包括对NFB孢子与水的混合物进行曝气；曝气是指将空气在压力下引入混合物中。这可以使用例如鱼缸曝气器(aerator，通风装置、通气机)和/或气石来实现。然而，这并非意为限制性的；并且该方法可以不包括曝气。

甚至更优选地，在曝气的同时——通过曝气本身或通过另外的方式(对于技术人员将是明显的)——搅动NFB孢子与水的混合物。但是，这并非意为限制性的。

优选地，该方法还包括将其他成分添加到混合物中的步骤。在一特别优选的实施方式中，当将NFB孢子与水结合时，还添加了鱼粉和糖蜜。然而，这并非意为限制性的。可以添加这些成分中的一些、全部或不添加这些成分；并且技术人员将容易地认识到除了这些之外或代替这些可以添加的其他成分。例如，可以向混合物添加葡萄糖；这有助于NFB的建立和增殖。

在一甚至更优选的实施方式中，在对NFB孢子、水、鱼粉和糖蜜的混合物进行曝气之后，还添加生物炭。

更具体地，在该实施方式中，将15克NFB孢子、25克鱼粉和5克糖蜜与15升雨水组合，以形成溶液。还添加约125克葡萄糖。然后使用鱼缸曝气器以及可选地气石对溶液进行为期24小时的曝气和搅动。

将五公斤(其大约为五升，但可能具体取决于碳含量而变化)的生物炭添加到混合物中。将下沉式盖放置于溶液顶部，以使生物炭浸没在溶液中。下沉式盖还有助于在整个溶液中分布空气(且特别是氧气)。现在让大约为20升的溶液静置最高至48小时，或者直到其开始起泡为止。

发明人已经发现，当与组合物的真菌子组组合——其制备方法如下所描述——并用200升水稀释时，所得混合物足够充分覆盖一公顷土地。对于较小的面积，根据需要可以按比例减少组合物。

根据本发明的另一方面，提供了制备用于改善或维持土壤健康的组合物的真菌的方法，其中，真菌以活着的状态存在于组合物中，其中，该方法包括下述步骤：

使真菌孢子与水接触；以及

使真菌孢子与水的混合物保持与空气接触，直到真菌孢子萌发。

如上所述，将理解，真菌孢子是下述种类的：当萌发时，能够通过与目标植物种属形成适当的共生关系而将土壤中的养分转变成植物可用形式。

如上所述，所使用的水优选为雨水，但是技术人员将理解其他类别的水例如从井或市政供水中提取的水(但是如果对水进行化学处理，则该水可能是不适合的)也适合用于该方法。

优选地，水通过被喷洒在真菌孢子上而与它们接触。但是，这并非意为限制性的。

在整个本说明书中，提到使真菌孢子与水的混合物保持与空气接触应理解为意指真菌孢子和水基本上连续地获取空气、特别是氧气。

优选地，真菌孢子与水的混合物被盖件轻轻地覆盖，从而允许真菌孢子和水保持获取空气，同时还帮助确保水不蒸发。

优选地，该方法还包括将向混合物添加附加成分的步骤。

在一特别优选的实施方式中，在将真菌孢子撒布在顶部并通过喷洒来应用水之前，将堆肥(或盆栽混合土)、干牛粪肥、真菌养分和糖蜜的附加成分混合在一起。然而，这并非意为限制性的。可以添加这些成分中的一些、全部或不添加这些成分；并且技术人员将容易地认识到除了这些之外或代替这些可以添加的其他成分。

在本发明的一个实施方式中，发明人通过将70克堆肥(或盆栽混合土)、三至四克牛粪肥、两克燕麦、一克糖蜜(以一克糖蜜比一升水的浓度)添加到浅托盘中来制备组合物的真菌子组。将一克丛枝菌根真菌(一克相当于大约100个真菌孢子)撒布在整个托盘上。然后将10毫升至20毫升的雨水喷洒在真菌孢子上。

然后将托盘放置在温暖(在8摄氏度到25摄氏度之间)、昏暗(根据灰度密度的5级色调标尺(5-Stop Tone Ruler)的中灰色到浅灰色)的环境并轻轻地由盖件覆盖，使得成分能够持续获取空气，特别是氧气。将上述成分静置大约72小时，或直至真菌已经萌发。

然后添加水以使真菌子组为20升的混合物。然而，在添加20升水之前，可以将真菌子组与NFB子组互相引入彼此；当在现场时，这可能更实用。

为了处理一公顷面积的土地，可将该配方按比例增大十倍，即700克堆肥、30到40克干牛粪肥、20克磨碎的燕麦、10克用水稀释的糖蜜，向其添加10克真菌孢子(在丛枝菌根真菌的情况下，大约10000个孢子)以及100至200毫升的雨水。发明人更喜欢通过使用上述方法准备十个托盘来做到这一点，但是这可以使用一个或多个适当大小的容器来实现。不是添加20升水，而是添加200升以用于充分覆盖一公顷土地。同样，NFB子组的配方也按比例增大十倍。

然而，应当注意的是，这种特定的成分组合并非意为限制性的，而取决于下述可以在数量和相对比例上存在差异：待处理面积的大小；土壤的特性；所涉及的特定的真菌、细菌和植物种属；某些成分的可用性及其功效/效力。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用改善或维持土壤健康的组合物的方法，其中，该方法包括下述步骤：

将组合物调整成适于土壤健康；以及

将组合物递送到土壤。

在整个本说明书中，提到将组合物调整为适于土壤的土壤健康应当被理解成意指该组合物被调整成包含从土壤健康的观点是适当的类型和数量的成分(包括NFB、真菌和提供养分的成分)。本发明在将原本对于农业和/或农作物生产是不可用的土地中的土壤肥力恢复方面可以特别有用。这对于土地可用性或农作物生产受限的国家是有启示的。

如上所述，技术人员将熟悉以下两者：用于确定土壤健康的技术以及从土壤健康观点应当如何调整组合物的技术。

例如，在优选的实施方式中，通过在递送组合物之前测试土壤以确定土壤中养分、NFB和真菌(或这些中的任何一种或多种)的含量来确定土壤健康。技术人员将容易地设想到这种测试可以采取的形式，以及执行上述测试和分析结果的手段。

但是，这并非意为限制性的；并且测试可以不是必需的。例如，土壤健康可能已经是已知的，诸如因为已经出于制备组合物的目的而建立了测试。特别地，发明人设想到在组合物被定制制备的情况下，可以在较早的阶段进行土壤测试，使得可以在组合物的实际制备期间包括适当的(由技术人员确定的)成分。

另一方面，在组合物例如以预配制的形式出售的情况下，可以进行土壤测试并且作为结果对组合物进行调整。

可以通过例如调节组合物中的一些或全部成分的相对数量来调整组合物；或通过稀释诸如用水稀释来更改其浓度。

例如，发明人已经发现，在根据上文描述的特别优选的实施方式的组合物的情况下，可能需要用水以每1升组合物20升水的比率来稀释该组合物。这也在将组合物递送到土壤期间允许水充当合成物的“载体”。然而，这仅以示例的方式给出，并非意为限制性的。

在整个本说明书中，提到将组合物“递送”到土壤应当被理解成意指将组合物施用到土壤以使组合物能够以在本说明书中早先讨论的方式来改善或维持土壤健康。

优选地，将组合物递送到土壤，使得该组合物离土壤中植物的根部的实际或预期位置最近。

甚至更优选地，递送组合物，使得其与植物根部的实际或预期位置物理接触。

将组合物递送得离植物根部的实际或预期位置(特别是与其物理接触)最近可以显著有利于真菌以在本说明书中早先讨论的方式与根部的结构组合。这又可以显著有利于真菌向植物递送植物可用形式的养分的效能。然而，这并非意为限制性的。

将理解的是，将组合物递送至土壤还必须确保以不损害组合物成分的方式来施用该组合物。

例如，可能需要考虑气候条件。发明人已经发现，从组合物中的真菌和NFB保持良好状态的角度来看，在过于冷或干燥的条件(诸如在低于6摄氏度的温度下或当土壤中的植物显示出水分应力的迹象时)期间递送合成物可能是不可取的。

还可能需要确保组合物在被递送到土壤中时不会遭受过多的压力。高压可能会损坏组合物的一种或多种成分。

优选地，在递送组合物时，该组合物遭受不大于25psi的压力。甚至更优选地，当组合物被递送到待处理的土壤时，该组合物经受不大于12psi的压力。然而，技术人员将理解，可接受的压力上限将根据因素诸如组合物的特定成分和稀释因子而变化。

将组合物递送到土壤中可能还需要考虑时机。例如，本领域技术人员可以预见，给定的土壤(和/或农作物或植物)由于例如即将到来的季节变化，将在不远的将来的特定点缺乏特定的养分(或一组养分)。在这种情况下，可能优选的是在预期的缺乏发生之前的一段时间内递送组合物，以使真菌以植物可用形式转换和储存相关的养分，准备好当出现需求时来补充土壤并滋养植物。

在提供包括活着的真菌的组合物时，本发明特别适合于这种策略性应用，因为这意味着与常规组合物相比，可以离设想到的养分缺乏时间更近地递送该组合物。常规组合物在应用后需要额外的时间供真菌萌发并因此在转换和储存养分方面发挥功能效用。

将组合物递送到土壤中可能还需要考虑到期望利用组合物的规模(即，预期应用面积的大小)。

例如，如果组合物的应用面积相对较小，诸如例如在一平方米以下，则可以使用洒水壶、喷洒器或类似适合的设备手动地递送组合物，这将容易地由技术人员设想到。如果例如土壤中的植物相对较小或脆弱或者如果它们为种子或籽苗的形式，则这种递送方法也可能是优选的。

相反，如果组合物的应用规模较大，诸如例如超过一平方米，则其他更实用的递送手段可能是优选的。例如，可以使用在其上安装有喷洒设备或其他液态/气雾剂分配设备的拖拉机来递送组合物。

在一优选实施方式中，使用具有安装在拖拉机上的曝气器的拖拉机来实现组合物的大规模递送，该曝气器包括曝气器叶片以及包含组合物的喷洒罐和安装至该拖拉机的吊杆上的用于将该组合物递送到土壤的喷嘴。

在一甚至更优选的实施方式中，曝气器叶片被构造成在土壤中创建暴露植物根部的(实际的或预期的)位置的空间；并且拖拉机包括两个吊杆：第一吊杆安装在曝气器叶片的前面(相对于在应用期间拖拉机的行进方向)，第二吊杆安装在曝气器叶片的后面。

在该实施方式中，第一吊杆包括指向叶片的喷嘴；因此，在叶片进入土壤之前将组合物应用于叶片，使得叶片本身在进入时将一些组合物递送至土壤。第二吊杆包括对准土壤的喷嘴。特别地，这些喷嘴被定向成使得组合物被引导到由曝气器叶片在土壤中创建的空间中；从而使组合物与植物根部的(实际的或预期的)位置物理接触。

然而，这并非意为限制性的。技术人员将容易地设想到适合于以大规模来应用组合物的设备和递送手段的变化。

还理解到的是，将组合物递送到土壤的方式可以根据所提供的组合物的形式而变化。例如，如果组合物以中心为液体的胶囊的形式提供，则可能需要相应地调整将其递送到土壤的方式；本领域技术人员将容易地设想到在这种情况下，可以如何调整上文所讨论的大规模和小规模递送的示例性模式以及其他适当的递送模式。

还将理解到的是，该方法可以包括附加的步骤。特别地，该方法可以包括在将组合物已经被递送到土壤之后进行的补充步骤。例如，该方法可以包括重复递送组合物，视本领域技术人考虑到土壤健康和其他相关考虑因素认为必要而定。

该方法还可以包括在组合物的初始递送之后向土壤递送附加数量的所选成分。例如，在后面的阶段可以将补充数量的提供养分的成分诸如真菌养分和/或糖蜜递送到土壤，视本领域技术人员而定。这可以有益于土壤健康以及NFB和/或真菌的持续繁殖和功能。

将理解的是，将组合物递送到土壤也可能受到一系列其他因素的影响，技术人员将容易地设想到这些因素；包括但不限于：土壤类型以及在土壤中种植(或打算种植)的植物类型。

根据本发明的前述讨论将理解，它相比于现有的促进土壤健康的系统和方法具有许多优点；这些可以包括但不限于：

-提供了一种组合物，该组合物在应用到土壤后无需“萌发期”立刻发挥功能效能；

-提供一种组合物，其相比于常规组合物具有显著地较大的活着的NFB和/或真菌的初始种群，因为允许NFB和/或真菌在受控的环境条件下萌发；

-提供一种组合物，其中，与常规组合物相比，建立了种群并且在时间上可以更迅速地生长(在应用后)；

-提供NFB和/或真菌，其在个体微生物水平上比常规组合物的NFB和/或真菌更“活泼”；因此也可能使改善土壤健康的效能更大；

-为土壤健康提供潜在的重大益处，该益处可以包括较好的土壤养分含量和循环，以及土壤对气候和其他条件较好的抵抗力；

-提供一种潜在地“解锁”土壤中现有养分并使其可用于植物的手段；

-提供一种改善植物可用的厌氧可矿化氮的数量的天然手段，潜在地减少或消除对土壤应用基于石油化学制品的肥料的需求；

-为农作物产量以及植物质量和健康提供益处；

-如果正在种植的农作物是供牲畜食用的，则由于农作物较好的质量和健康状况，可以为牲畜提供更好的饮食；因此潜在地改善牲畜的健康；

-可以提高在播种或移栽方面的植物生根率和存活率；

-提供了一种与常规组合物相比有成本效益的土壤健康方案：通过在应用时显著减少成分浪费，并且由于该组合物较好的效能，因此重复应用的频率较低；

-可以有助于防止可能存在于土壤中的有害产物浸出到溪流或水道中，因为生物炭吸收了这些产物并将其包含在土壤中；

-至少，本发明为公众提供了有用的选择。

附图说明

根据以下描述，本发明的其他方面将变得明显，以下描述仅通过示例并参照附图给出，在附图中：

图1是示出了根据本发明优选实施方式的促进土壤健康的组合物的成分的示意图；

图2是示出了根据本发明的同一实施方式的制备用于促进土壤健康的组合物的成分的细菌子组的方法的示意图；

图3是示出了根据本发明的同一实施方式的制备用于促进土壤健康的组合物的成分的真菌子组的方法的示意图；

图4a是示出该过程的第一阶段的示意图，通过该第一阶段，根据本发明的同一实施方式的用以促进土壤健康的组合物向土壤和植物提供养分；

图4b是示出了该过程的另一阶段的示意图，通过该另一阶段，根据本发明的同一实施方式的用以促进土壤健康的组合物向土壤和植物提供养分；

图4c是示出了该过程的又一阶段的示意图，通过该又一阶段，根据本发明的同一实施方式的用以促进土壤健康的组合物向土壤和植物提供养分；

图5是示出了应用根据本发明的另一优选实施方式的用以促进土壤健康的组合物的方法的示意图；

图6a是示出了根据图1至图3的实施方式的组合物的真菌和固氮细菌的运行的示意图；以及

图6b是示出了根据同一实施方式的组合物的真菌和固氮细菌的运行的另一示意图。

具体实施方式

在所有附图中，相似的特征指定相似的附图标记。

图1是示出了根据本发明的优选实施方式的用以促进土壤健康的组合物(102)的成分(大体上由100表示)的示意图。将会看出，组合物(102)包括两个主要子组(104、106)的成分(100)，上述两个主要子组单独制备(如关于图2和图3中所讨论的)，然后结合以产生组合物(102)。

一个子组(104)包括细菌(细菌子组)；特别地为圆褐固氮菌(108)。它还包括鱼粉(110)、糖蜜(112)和水(114)形式的附加养分。这些成分被吸收到生物炭(116)中，该生物炭在组合物(102)被制备并被应用于土壤时充当其基体。

另一子组(106)包括真菌(真菌子组)；其对许多植物而言都与植物的根部形成丛枝菌根(118)型关系。它还包括堆肥(或盆栽混合土)(120)、干牛粪肥(122)、磨碎的燕麦(124)、糖蜜(112)和水(114)。

图2是示出了制备用于图1的促进土壤健康的组合物的成分的细菌子组(104)的方法(大体上由200表示)的示意图。在第一步骤(202)中，将30升水(114)倾倒入塑料容器中。

在第二步骤(204)中，将30克NFB孢子(218)、50克鱼粉(110)和10克糖蜜(112)与水(114)结合以形成溶液。在第三步骤(206)中，使用曝气器(214)以及可选的气石(未示出)对该溶液进行为期24小时的曝气和搅动。

在第四步骤(208)中，添加10升生物炭(116)；并且在第五步骤(210)中，将下沉式盖(216)放置在溶液的顶部以使生物炭浸没，从而帮助确保其他成分尽可能完全地吸收到该生物炭中。下沉式盖(216)还帮助将空气分布到整个溶液中，从而帮助确保NFB孢子(218)能够连续获取氧气。允许溶液保持这样直到其开始起泡(如在第六步骤212中示出的)，这表示NFB(未示出)已经萌发。

图3是示出了制备用于图1的促进土壤健康的组合物的成分的真菌子组(106)的20升混合物的方法(大体上由300表示)的示意图。

在第一步骤(302)中，将70克堆肥或盆栽混合土(120)、3到4克干牛粪肥(122)和2克磨碎的燕麦(124)与6克糖蜜(112)结合在一容器或托盘中，所述糖蜜被水(114)以1克糖蜜比1升水的浓度稀释。

在第二步骤(304)中，用1克真菌孢子(312)撒布于其上；这在丛枝菌根的情况下等于大约100个孢子。在第三步骤(306)中，将在10毫升至20毫升之间的雨水喷洒在真菌孢子上。

最后，在第四步骤(308)中，将如此结合的成分放置在温暖(在8摄氏度至25摄氏度之间)、昏暗(根据灰度密度的5级色调标尺的中灰色到浅灰色)的区域中并轻轻地由盖件(310)覆盖，使得空气特别是氧气能够持续不断地接近成分。允许容器静置大约72小时，或直至真菌(未示出)已经萌发。

然后添加雨水(未示出)，使混合物达到20升，将其与NFB子组相组合。所得的组合物适于大约100m²的土地面积；对于更大的面积，可以根据需要按比例增加相应组合物的成分。

现在转到图4a，该图是示出了过程(大体上由400表示)的第一阶段的示意图，通过该第一阶段，根据图1的用以促进土壤健康的组合物(102)为土壤(402)和植物(404)提供养分。

可以看出，组合物(102)的NFB(406)、养分(408)和真菌(410)已经被应用到土壤(402)。组合物(102)已经被应用到植物(404)的根部(412)附近。特别地，已经应用真菌(410)，使得它们与植物的根部(412)物理接触。这是重要的，因为这允许真菌(410)与根部(412)组合，形成丛枝(未示出)。还将看出，在应用组合物(102)之前，土壤(402)中包含有已经存在于土壤(402)中的各种养分(414)。

将会看出，NFB(406)从空气中吸入氮气(416)，并通过将氮气转换成氮化合物(418)诸如铵、硝酸盐或亚硝酸盐来将氮气固定在土壤(402)中。

图4b是示出了过程(大体上由400表示)的另一阶段的示意图，通过该另一阶段，根据图1的用以促进土壤健康的组合物(102)为土壤(402)和植物(404)提供养分。

将会看出，养分(408、414)与真菌(410)相互作用，于是真菌将养分(408、414)转换成植物可用形式(415)。然后真菌(410)使植物可用形式的养分(415)能够被传输到植物(404)的根部(412)并且被根部吸收。还将看出，由细菌(406)固定在土壤(402)中的氮化合物(418)通过真菌(410)被传输到植物的根部(412)，大体上由箭头B指示。这在细菌(406)死亡时发生。

作为交换，植物(404)经由其根部(412)释放糖和二氧化碳(大体上由箭头A表示)，真菌(410)借此旺盛成长。因此，在植物和真菌之间建立了共生关系。

图4c是示出了过程的又一阶段(大体上由400表示)的示意图，通过该又一阶段，根据图1的用以促进土壤健康的组合物(102)为土壤(402)和植物(404)提供养分。

随着在图4b中所看到的过程继续，植物(404)与真菌(410)逐渐彼此滋养。因此，真菌(410)的种群生长，意味着真菌(410)能够以更快的速率将养分(408、414)转化成植物可用形式(415)；并因此向植物(404)的根部(412)递送更多植物可用的养分(415)以及氮化合物(418)；使植物(404)被更好地滋养。植物(404)继续经由其根部(412)释放糖和二氧化碳(大体上由箭头A表示)，为真菌(410)提供另外的食物。这加强了植物(404)与真菌(410)之间的共生关系。

在试验中，将本发明的组合物在种植幼小的核果类植物的同时应用到土壤(该幼小的核果类植物太幼小而不能在所讨论的季节中产生果实收成)。在该试验中，建立了五行植物，其中每行100棵植物。将本发明的组合物应用到第二行和第四行。其余行未处理。在整个栽培过程中，对上述五行进行相同的维护。

观察到，第二行和第四行比其余行明显早地进入“萌发”阶段；并且有更多数量的芽体。同样地，第二行和第四行开花更早、具有更多数量的花朵。在第二行和第四行中，分枝生长也更好，其中树木生长更快且最终的树木大小更大。

此外，在第二行和第四行中观察到均匀的生长模式。尽管在试验时段期间出现了不适宜的气候条件(干旱)，但在这些行中的树木也没有显示出任何压力迹象。

在基本上应用如本文所描述的组合物的六个月内，潜在可用的氮——土壤中氮的量——从最初的136千克每公顷(kg/ha)改善到180kg/ha。然而，仍然需要将氮以有用的形式提供给植物；即，氮必须被土壤中存在的真菌矿化。

在这种情况下，由于作为应用了组合物的结果，土壤中的真菌增加，因此，厌氧可矿化氮从被认为对于土壤而言是充足的下端(lower end，下限)¹的104微克/克(μg/g)增加到充足得多的135(μg/g)。

要使用基于石油化学制品的肥料达到类似的效果，将需要相当大的量，以至于可能有浸出和径流到附近水道中的风险。这就是使用本组合物是有利的一个原因，其促使氮的矿化作用更大。

良好的结果不仅限于核果。例如，在栽培啤酒花的土壤中观察到潜在地可用的氮的显着增加。最初，测量到的潜在可用的氮为125kg/ha。在应用根据本发明配制的组合物五个月后，潜在可用的氮为158kg/ha。同时，厌氧可矿化氮从相对低的88微克/克(μg/g)增加到更为充足的108(μg/g)。

在另一实施例中，在对松树种植进行的试验中发现，当将基本上如本文所述的组合物应用到土壤时，五个月后，确定潜在可用的氮(至150mm深度)为137kg/ha。相比之下，在未应用上述组合物的土壤中，潜在可用的氮(至150mm深度)为132kg/ha。每公顷相差五公斤氮。此外，发现在处理过的土壤中生长的树木相对于在未处理过的土壤中生长的对照树木在生长方面显示出最高增长至100％。这在生物量上是显著的差异，这对农作物栽培有明显的启示。

现在转到图5，其是示出了应用根据本发明的另一优选实施方式的用以促进土壤健康的组合物(102)的方法(大体上用500表示)的示意图。

拖拉机(502)装备有安装在拖拉机上的曝气器(504)。安装在拖拉机上的曝气器(504)包括曝气器叶片(506)，上述曝气器叶片枢转地安装至支撑结构(508)，该支撑结构包括第一吊杆(510)和第二吊杆(512)。

在使用中，随着拖拉机(502)向前行进，曝气器叶片(506)转动，使得在土壤(402)中创建犁沟(514)。在该实施方式中，曝气器叶片(506)的长度已经被调整成确保在土壤(402)中创建的犁沟(514)暴露植物(未示出)的根部(未示出)的实际或预期位置。

在使用中，第一吊杆(510)相对于拖拉机(502)的运动方向位于曝气器叶片(506)的前方。在使用中，第二吊杆(512)相对于拖拉机(502)的运动方向位于曝气器叶片(506)的后方。固定至第一吊杆(510)的是第一套喷嘴(516)。第二吊杆(512)支承第二套喷嘴(518)。

第一套喷嘴(516)被构造成在曝气器叶片(506)进入土壤(402)之前将组合物引导到曝气器叶片上，从而用组合物(102)涂覆曝气器叶片(506)，使得曝气器叶片(506)在进入土壤(402)时向土壤(402)施用组合物(102)中的至少一些组合物。第二套喷嘴(518)被构造成将组合物(102)引导到由曝气器叶片(506)在土壤(402)中创建的犁沟(514)中。因此，使组合物(102)与植物(未示出)的根部(未示出)的实际或预期位置接触。

现在转向图6a，其为示出了如关于图1至图3所讨论的制备的组合物(未示出)的真菌(410)和NFB(406)的运行(大体上由600表示)的示意图。

将看出，组合物的真菌(410)——丛枝菌根——与植物(404)的根部(412)形成共生关系。真菌(410)具有菌丝，其延伸到土壤(402)中，形成“高速公路”，养分经由该“高速公路”可以被递送到植物(404)的根部(412)，从而被植物(404)摄取。该组合物的NFB(406)从空气中吸入氮(未示出)(如大体上由箭头A表示的)，并将氮“固定”在土壤(402)中。NFB(406)还将氮(未示出)转换成氮化合物(未示出)。

图6b是示出了组合物(未示出)的真菌(410)和NFB(406)的运行(大体上由600表示)的另一示意图。具体地，图6b示出了氮化合物(418)从NFB(406)到植物根部(412)的转移。

可以看出，真菌(410)在植物根部(412)的细胞(606)之间形成丛枝(608)。还示出了真菌(410)的菌丝(602)从根部(412)延伸到在根部(412)的根毛(604)之间的土壤中。

当NFB(406)死亡(诸如被土壤中的“捕食者”消耗掉)时，它们将氮化合物(418)释放到土壤中。氮化合物(418)沿着真菌(410)的菌丝(602)行进，并经由丛枝(608)进入植物根部(412)。然后氮化合物能够被植物摄取。NFB(406)和真菌(410)两者由组合物的生物炭(概念上由116表示)容宿和保护。生物炭(116)还有利于形成菌丝(602)的“格状结构”或网络，这在于提供多孔物质，可以在该多孔物质内逐渐形成这种格状结构。菌丝的格状结构或网络的逐渐形成可以显着提高真菌(410)在将养分从土壤输送到植物根部(412)方面的功效。

上文引用的所有申请、专利和出版物的全部公开内容(如果有的话)均通过引用合并于本文中。在本说明书中对任何现有技术的引用不是也不应当被认为是对该现有技术形成世界上任何国家在该技术领域中的公知常识的一部分的承认或任何形式的暗示。

还可以说本发明广义上单独地或共同地包括在本申请的说明书中被提到或被表示的部分、要素和特征，包括两个或多个所述部分、元素或特征的任何或全部组合。

在前面的描述中，对整体或具有整体的已知等效物的部件进行了引用，那些整体如同单独阐述的那样被合并于本文。

应当注意，对本文所述的当前优选的实施方式的各种改变和修改对于本领域技术人员将是明显的。在不脱离本发明的精神和范围并且不减少其相关优点的情况下可以进行这种改变和修改。因此，意在将这样的改变和修改包括在本发明内。

已经仅通过示例的方式描述了本发明的方面，并且应当理解，在不脱离如所附权利要求所限定的范围的情况下，可以对其进行修改和添加。

Claims (33)

1.一种用以改善或维持土壤健康的组合物，其中，所述组合物包括：

基体；

固氮细菌；和

真菌

其中，所述固氮细菌和所述真菌以活着的状态存在于所述组合物中。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还包括附加的提供养分的成分。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述附加的提供养分的成分为下述中的一种或多种：糖蜜；葡萄糖；堆肥；牛粪肥；蛋白质；脂肪；维生素B。

4.根据权利要求3所述的组合物，其中，蛋白质的来源是下述中的一种或多种：坚果；种子；燕麦；鱼或鱼粉；海草；血液；骨头。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的组合物，其中，所述蛋白质是燕麦球蛋白。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中，所述基体为碳基物质。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述基体为下述中的一种或多种：浮石；木材或木片；生物炭。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中，所述固氮细菌为固氮菌属科。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述固氮细菌是圆褐固氮菌。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中，所述真菌是菌根。

11.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述真菌是丛枝菌根、外生菌根、石南类菌根中的一种或多种。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包括水。

13.一种制备用于改善或维持土壤健康的组合物的固氮细菌的方法，其中，所述组合物包括基体、真菌和固氮细菌；其中，所述固氮细菌和真菌以活着的状态存在于所述组合物中，并且其中，所述方法包括下述步骤：

a)将固氮细菌孢子与水组合为混合物；以及

b)使固氮细菌孢子与水的所述混合物保持与空气接触，直到所述固氮细菌孢子萌发。

14.一种制备用于改善或维持土壤健康的组合物的真菌的方法，其中，所述组合物包括基体、固氮细菌和真菌；其中，所述固氮细菌和真菌以活着的状态存在于所述组合物中，并且其中，所述方法包括下述步骤：

a)将真菌孢子与水组合为混合物；以及

b)使真菌孢子与水的所述混合物保持与空气接触，直到所述固氮细菌孢子萌发。

15.一种制备用以改善或维持土壤健康的组合物的方法，其中，所述组合物包括基体、真菌和固氮细菌；其中，所述固氮细菌和真菌以活着的状态存在于所述组合物中，其中，根据权利要求13制备所述固氮细菌并且根据权利要求14制备所述真菌，并且其中，所述方法包括下述步骤：

a)将权利要求13的步骤b)中的混合物与权利要求14的步骤b)中的混合物组合。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述固氮细菌孢子为固氮菌属科。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述固氮细菌孢子是圆褐固氮菌。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中，所述真菌孢子是菌根。

19.根据权利要求18所述的组合物，其中，所述真菌孢子是下述类型中的一种或多种：丛枝菌根；外生菌根；石南类菌根。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，步骤a)中的所述水是下述中的一种或多种：雨水；自来水；井水。

21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法，其中，存在在压力下对所述混合物进行曝气的附加步骤。

22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中，存在搅动所述混合物的附加步骤。

23.根据权利要求13至22中任一项所述的方法，其中，存在添加另外的提供养分的成分的附加步骤。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述另外的提供养分的成分为下述中的一种或多种：鱼粉；糖蜜；葡萄糖；堆肥；盆栽混合土；干牛粪肥。

25.根据权利要求13至24中任一项所述的方法，其中，存在向所述混合物添加基体的附加步骤。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述基体是生物炭。

27.一种使用组合物以改善或维持土壤的土壤健康的的方法，其中，所述组合物包括基体、真菌和固氮细菌；其中，所述固氮细菌和真菌以活着的状态存在于所述组合物中，并且其中，所述方法包括下述步骤：

a)将所述组合物调整成适于土壤健康；以及

b)将所述组合物递送到所述土壤。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，调整所述组合物的步骤包括下述步骤：改变所述组合物中的一些或全部成分的相对量，以对已经存在于所述土壤中的此类成分的缺乏或量进行补偿。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，调整所述组合物的步骤包括用水稀释所述组合物以更改所述组合物的浓度的步骤，或者通过用水稀释所述组合物以更改所述组合物的浓度。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，将所述组合物递送到离植物的根部在土壤中的实际位置或预期位置最近的土壤。

31.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，递送所述组合物，使得所述组合物与植物根部的实际位置或预期位置进行物理接触。

32.根据权利要求27至31中任一项所述的方法，其中，经由喷洒器递送所述组合物。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，经由喷洒器连同包括曝气器叶片的曝气器递送所述组合物。

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