DE2121383A1 - Verfahren zur Herstellung einer Nährstoffe liefernden Kultur - Google Patents

Description

Cincirmati, Ohio / V.St,A,

Uns er Zeichen; D 64-7

Verfahren zur Herstellung einer Nährstoffe liefernden

Kultur

Die.Landwirtschaft ist vielleicht eine der ältesten bekannt on und vom Menschen praktizierten Wissenschaften. Paz-u gehören allgemein alle die Anstrengungen des Menschen sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Wachstumscyclus,. der Produktion, der Menge, des Nährwertes, der Größe usw. einer gegebenen lebenden Pflanze. Eines der speziellen Gebiete, auf das der Mensch seine Bemühungen gerichtet hat, ist die Bodenverbesserung.

Bisher hat man versucht, dieses Ziel dadurch zu erreichen, daß man dem .Erdboden, der den wachsenden Pflanzen Leben spendet, Nährstoffe zusetzte. Keines dieser bisher bekannten Verfahren ist jedoch in der Lage, das volle Potential des Leben spendenden Erdbodens auszunützen oder anzuwenden. Das heißt,der Erdboden hält Nährstoffe zurück, die von den wachsenden Pflanzen verwendet werden könnten, bevor sie diese

Dr.Hn/du

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aber aufnehmen können, müssen sie von einen passiven in einen aktiven oder ionischen Zustand überführt werden.

Oie optimale Situation bei der Bodenverbesserung ist eine solche, bei der der Zusabz zu dem Bodea durch eine cyclische Wirkung kontinuierlich neue Bodennährstoffe liefert und diese Nährstoffe von dem passiven in einen aktiven Zustand umwandelt.

Erfindungsgemäß wird letzteres durch ein Verfahren erzielt, das eine gesteuerte Aufeinanderfolge von natürlichen organischen Reaktionen umfaßt zur Hiickführung von Pflanzenlaub (Blättern) zu einer !Jährstoffe liefernden Kultur. Ein Hauptfaktor, der aus der folgenden Beschreibung näher hervorgeht, ist die Steuerung, die bei dieser Aufeinanderfolge angewendet werden muß. Das heißt,ohne eine solche Steuerung kann das volle Potential der Bodenverbesserungseigenschafton der KuI-ti.ir nicht ausgenutzt τ/erden.

Erf indung'sgemäß wurde nun ein Verfahren zur Herstellung einer Nährstoffe liefernden Kultur durch eine gesteuerte Aufeinanderfolge von natürlichen organischen Reaktionen gefunden. Die Aufeinanderfolge umfaßt eine Vielzahl von Stufen oder Schritten, die unter anderem die folgende umfaßt: Herstellung einer offenen Furche (Graben) in dem Erdboden, der mit 3?äulnisbakterien beimpft worden ist. Dies ist der typische frucht-, bare Boden, der in nicht-ariden Gebieten gefunden wird.

Nach der Herstellung einer solchen Furche wird eine Menge Laub in die Furche gelegt und man läßt sie sich zersetzen (abbauen) und eine Aufschlämmung bilden. Die Zersetzungswirkung zeigt sich an der Freisetzung von Kohlendioxyd aus dem Furchenbereich in die Atmosphäre. Dieses Kohlendioxyd resultiert aus der selektiven Vorliebe der biologischen Stoffe

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für die überschüssigen Kohlenhydrate als Hauptenergiequelle <> Nachdem sich eine Aufschlämmung gebildet hat, wird sie in einen Behälter überführt, zu dem Wasser zugegeben wird, das Calciuci- \mä/odQj? Magnesiumcarbonate enthält. Für diesen Zwcicli genügt normales Quellwasser, da dieses Wasser im allgemeinen einen hohen Gehalt an den angegebenen Carbonaten aufweist;. Das Material in dem Behälter wird periodisch untersucht bis die lonisierungseigenschaft dor Mischung anzeigt, daß die Ammonifisierung (ammoniation) aufgehört hat und die Nitrifizierung (nitrification) eingeleitet worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mischung entfernt und filtriert, um so das nieht-umgesetzte Material zu entfernen, während das Filtrat gesammelt wird. Schließlich läßt man das Filtrat altern bis die Ionisisrungseigenschaft wieder stabilisiert ist. Dieses stabilisierte Filtrat stellt eine Nährstoffe liefernde Kultur dar, die bei der Anwendung auf in der Erde wachsende oder eingetopfte Pflanzen kontinuierlich molekulare Nährstoffe regeneriert und/oder in die elementare Beaktionsform umwandelt, die für das Wachstum der Pflanzen benötigt wird.

Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert und ihr Beitrag für die Landwirtschaft gev/ürdigt wird, sollen noch einmal die natürlichen Cyclen zusammenfassend dargestellt werden, die innerhalb des Wachstum vermittelnden Erdbodens auftreten.

Die von v/achsenden Pflanzen an die Fruchtbarkeit gestellten Anforderungen werden an besten vom kolloiden-biolcgisehen Gesichtspunkt erfüllt. So hängt beispielsweise die Fruchtbarkeit des Erdbodens in großem Umfange von der Bakterienaktivität ab. Hunderte von Bakterienarten sind in dem Erdboden vorhanden, deren Art und Menge von den Umgebungsbedingungen, beispielsweise einer günstigen Feuchtigkeit, dem Ionengleichgewicht;, der Temperatur, den verfügbaren Energiequellen und den Belüftungsgrad abhängen. Die Erdboden-

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flora umfaßt aerobe und anaerobe proteölytische und kohlenliydratspaltende Organismen, die eine Zersetzung und einen Zerfall herbeiführen können. Außerdem umfaßt sie Bakterien, v/elche Nitrate zu Nitriten reduzieren, Bakterien, welche den Stickstoff der Luft und von Ammoniak verwenden unter Bildung von Nitraten und Bakterien, die Schwefel-, Eisen-, Phosphor-, Manganverbindungen verwenden, sowie das gesamte Reich der Mineralien, die zu dem Fertilitätskoniplex Mikronährstoffe beisteuern. Das gleiche gilt für die anderen biologischen Mittel außer den Bakterien. Alle diese biologischen Reaktionen führen zu komplexen Molekülen, deren Komponenten ionisiert werden müssen, um als Nährstoffe verfügbar zu sein. Diese Ionisierung ist die ganze Funktion der verschiedenen kolloidalen Komplexe.

Die ständige Entnahme von Nährstoffen aus dem Erdboden durch Auswaschen (Auslaugen) und durch die Pflanzen, die geerntet werden, würde bald zu einer vollständigen Verarmung an Bodennährstoffen führen, wenn nicht die ganze Verästelung von Mikroorganismen wäre, die kontinuierlich an der Wiederauffüllung des Nachschubs arbeiten. Diese Verarmung hat natürlich auch eine Wirkung auf die wesentlichen Mikroorganismen, wenn nicht ein Verfahren angewendet wird, um sie bei der optimalen Konzentration zu halten. Die Verringerung an verfügbaren Fertilitätselementen jedes Erdbodens selbst unter optimalen Kultivierungsbedingungen ist bereits bekannt und braucht hier nicht näher erörtert zu werden. Dennoch ist es im Hinblick auf die kritischen Probleme, die mit den nachteiligen Bedingungen zusammenhängen und in dem Boden durch ständiges Ernten auftreten, offensichtlich, daß die Verfügbarkeit eines leicht anwendbaren und ökonomischen Programms der Erneuerung und Aufrechterhaltung der gesamten wichtigen biologischen Population der Ernte liefernden Erdboden ein

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BAD ORiQlNAL

unleugbarer Vorteil ware. Dies gilt besonders dann, wenn es sich bei den heilenden Impfmedien um das Produkt eines normalen natürlichen Cyclus handelt, der ohne zusätzliche künstliche Stimulierung durchgeführt wurde, die nur zu instabilen Faktoren führen könnte, wenn sie der natürlichen Umgebung ausgesetzt werden. Das erfindungsgemäß erhaltene Produkt ist eine organische Brühe, die in einer vollständig natürlichen organischen Umgebung erzeugt wird und nur durch die Aufrechterhaltung von optimalen Umgebungsbedingungen und den Abzug der hauptsächlichen spezifischen Energiequellen zwischen den verschiedenen Stufen, wenn diese Quellen die Reaktionen bis zu dem gewünschten Grad induziert haben, gesteuert wird. Letzteres erlaubt den geschaffenen Energiequellen, weitere erwünschte Reaktionen zu fördern.

An diesem Punkte sollen die aufeinanderfolgenden Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum besseren Verständnis der Erfindung näher erläutert werden.

Stufe I

Zuerst wird ein Loch oder eine Furcheiait optimalen Dimensionen in den Boden gegraben, der so beeimpft worden ist, daß er eine vollständige Ergänzung der proteolytischen und kohlenwasserstoff spaltenden Bakterien enthält. Eine typische Furche kann etwa 5I cdi (20 inches) breit und 61 cm (24 inches) tief sein zur Erzielung eines glefohmäßigen Zutritts der reagierenden biologischen Mittel zu der gesamten Masse ohne Segregation der einzelnen Reaktionen in entfernten Zonen; die Erfindung ist jedoch auf diese Dimensionen nicht beschränkt. In die Furche wird eine saftige Laubernte, die unter primären (vorzüglichen) Bedingungen geerntet worden ist, eingeführt. Das enthaltene Laub wird dann bedeckt, um seine richtige Umsetzung

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mit den umgebenden biologischen Stoffen des Erdbodens zu gewährleisten und um günstige Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen aufrechtzuerhalten, unter denen die Umsetzung bis zu einem beendeten Zustand der Verwesung und des Zerfalls fortschreitet. Unter geeigneten Itogelbungsbedingungen ist diese Umsetzung innerhalb von efcvra 15 ois 30 Tagen beendet. Nach Beendigung dieses Zeitraums stellt das Endprodukt eine Aufschlämmung von abgebautem Laub dar.

Stufe II

Nach Beendigung dieser Reaktion wird eine abgemessene Menge der Aufschlämmung in einen oder mehrere Behälter auf einer festen Ansatzbasis eingeführt. Zu der Aufscfalämmungsnenge wird V/asser zugegeben, das Calcium- und/oder Magnesiumear— bonat enthält. Zweckmäßig kann es sich bei dem Wasser um Quellwasser handeln, das einen beachtlichen Carbonatgehalt aufweist. Die ungefähren Mengen der verwendeten Materialien sind, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist_} etwa 10 Liter Garbonat enthaltendes Wasser auf jeden Liter Aufschlämmung. Diese Kombination führt zur Vex-dünnung der anfänglich dicken Aufschlämmung zu einer verhältnismäßig freifließenden Breikonsistenz, die gemischt und dispergiert werden kann. Der Brei wird innerhalb eines optimalen Temperaturbereiches, d. h. bei etwa 27 + 5,5°C (80 + 10°E) gehalten bis die Umsetzung das gewünschte Ende erreicht hat, was durch einen oder mehrere der verschiedenen üblichen Nachweise ermittelt werden kann. So kann beispielsweise die Beendigung der zv/eiten Reaktionsstufe dadurch bestimmt werden, daß man periodisch die Ionisierungseigenschaft der verdünnten Aufschlämmung untersucht bis sie stabilisiert ist; Zu dieseia Zeitpunkt wird eine Zunahme der Population der Mikroorganismen und der sie begleitenden Enzyme festgestellt. Außerdem ist es

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durch eine Zunahme in dor Annäherung an die Sättigung an löslichen Teilen, die hei der Umsetzung entstehen, und durch die Einleitung der Produktion von lyophilen Kolloiden charakterisiert, die hier als fixierte Peptisierung auftritt.

Stufe III

Der Brei der Stufe II wird dann entfernt und auf einer zunehmenden Ansatzbasis in Behälter filtriert. Das Filtrieren erfolgt durch ein Medium oder ein Sieb von begrenzten offenen " Flächen, um den nicht-abgebauten und unlöslichen Teil der Pflanzenfasern zurückzuhalten. Dadurch wird die Entfernung des Hauptanteils der nicht-umgesetzten Kohlenhydrate aus dem System als eine hauptsächliche Energiequelle sichergestellt und der Ablauf der Nitrifizierung und der diese begleitenden Reaktionen mit anderen, vorher entwickelten Energiequellen ermöglicht.

Diese Stufe liefert wie die obige Stufe 1.) eine Zunahme der Population der zu der fortschreitenden Reaktion zugehörigen mikrobiologischen Stoffe, 2.) eine Zugabe zu den vorher in der flüssigen Phase organisierten löslichen Stoffen und i

3.) eine Zunahme des lyophilen kolloidalen Faktors sowohl quantitativ als auch dimensionsmäßig. Ein Teil der zuletztgenannten Kolloide nimmt mechanische Eigenschaften an wie ein Gel, das durch eine geringe Rührung einer leichten Dispersion unterworfen wird. Dieser Zustand ist das Ergebnis eines Übersättigungsgrades einiger Komponenten der abgelaufenen organischen Eeaktionen- Außerdem entsteht dadurch ein Medium, das innerhalb des Erdbodenextrakts beim Verdünnen leicht peptisiert wird. Es ist innerhalb der Grenzen selbst von ungewöhnlich hohen Salzkonzentrationen beständig gegen Synäresis und liefert einen Schutz der lyophoben Kolloide vor

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der Synäresis, die sonst irreversibel durch Umsetzung mit den Salzen auftreten würde.

Nach einer geeigneten Alterungsperiode, typischerweise bis zn etwa maximal 5 Tagen, wobei der Zeitraum, durch den Grad der erreichten ionischen Pufferung bestimmt wird, stellt das erhaltene gealterte Eiltrat eine Nährstoffe liefernde Kultur dar, die folgendermaßen charakterisiert ist:

Eine Kultur die eine vollständige und lebensfähige Ergänzung der zur Reduktion der natürlichen und chemischen Moleküle auf die basischen ionisierten Pflanzennährstoffe erforderlichen organischen Elemente darstellt, die zunehmen, v/enn sie in die Umgebung eines Erdbodens eingeführt wird; eine geeignete Quelle für Nährstoffe als Energiequelle die für die Förderung der zunehmend progressiven Umsetzung in der Bodenumgebung verfügbar ist;

ein ionisierter, lyophiler, kolloidaler Komplex, der für die Durchführung von Basenaustauschreaktionen geeignet ist, die wichtig sind für die Aufrechterhaltung des optimalen Ionen-Gleichgewichtes in dem Bodenextrakt.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, sie ist jedoch darauf nicht beschränkt .

Patentansprüche:

10 98 A 6./ 1 3 55

Claims (7)

1. Patentansprüche

   Ί« Verfahren zur Herstellung einer Uährstoffe liefernden Kultur durch eine gesteuerte Aufeinanderfolge von natürlichen organischen Reaktionen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Stufen, in denen die organischen Reaktionen innerhalb der Aufeinanderfolge gesteuert v/erden, wobei die Aufeinanderfolge folgende Stufen umfaßt:

   a) die Herstellung einer offenen Furche oder einer ähnlichen Einrichtung in der Erde, wobei die angrenzenden Bereiche ' der Erde mit Fäulnisbakterien beimpft sind,

   b) Einbx'ingung einer Menge von Laub in die Furche unter solchen Bedingungen, die es dem Laub ermöglichen, abgebaut zu werden und eine Aufschlämmung zu bilden, wobei der Abbaaprozeß die Freisetzung von Kohlendioxyd an die Atmosphäre bewirkt,

   c) Überführung der Aufschlämmung in einen Behälter und Zugabe von Wasser, das Calcium- und/oder Magnesiumcarbonat enthält ,

   d) Bestimmung der Ionisierungseigenschaften der Mischung bis sie stabilisiert ist,

   e) Filtrieren der Mischung zur Entfernung des nieht-umgesetzten Materials und Sammeln des Filtrats und

   f) Altern des Filtrats bis die Ionisierungseigenschaften wieder stabilisiert sind, wodurch das stabilisierte Filtrat eine Nährstoffe liefernde Kultur enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
3. 109846/1355 «*<***».
4. Carbonat enthaltendes Wasser natürliches Quellwasser verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtrierstufe auf einer zunehmenden Ansätabasis durchgeführt wird.

   M-. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat eine solche Zeit lang gealtert wird, daß der Pufferkoeffizient eine ausreichende lyophile Kolloidkonzentration anzeigt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauprozeß 15 tois 30 Tage lang dauert.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angewendete Verhältnis von Wasser zu Aufschläiimung otwa 10:1, bezogen auf das Volumen, beträgt.
7. 7 · Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat bis zu etwa 5 Tage lang gealtert wird.

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