ES2897274T3 - Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua - Google Patents

Abstract

Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua que comprende un abono orgánico de lignito sometido a tratamiento oxidante y amonizante y al menos un componente de almacenamiento de agua seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico, en donde la proporción del abono orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1 al 99,5 % en volumen, preferentemente del 10,0 al 99,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, teniendo el fertilizante orgánico una relación C/N de 7 a 15 y estando el nitrógeno presente en forma químicamente ligada de manera diferente, medida con respecto al nitrógeno total, en donde - el 20 - 45 % están presentes como nitrógeno amoniacal - el 55 - 80 % están ligados orgánicamente y - hasta el 20 % del nitrógeno total como amida y - hasta el 60 % del nitrógeno total no está ligado orgánicamente de forma hidrolizable como amida, los materiales de origen mineral se seleccionan entre minerales de arcilla, sustancias minerales de arcilla, perlitas, filosilicatos, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, cenizas volcánicas, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas, y los materiales de origen orgánico se seleccionan entre compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino.

Description

DESCRIPCIÓN

Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua

La presente invención se refiere a un híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, que comprende un abono orgánico de lignito tratado de manera oxidante y amonizante y al menos un componente de almacenamiento de agua, seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico. El híbrido de almacenamiento de agua de humus permanente es especialmente adecuado y está previsto como aditivo para los sustratos de las plantas.

El humus permanente debe entenderse como una sustancia orgánica de difícil conversión microbiana y de lenta degradación. En la estructura del suelo, el humus permanente suele constituir una gran parte de la materia orgánica del suelo (Schinner F, Sonnleitner R.: "Bodenokologie: Mikrobiologie und Bodenenzymatik, Band I: Grundlagen, Klima, Vegetation und Bodentyp (Ecología del suelo: Microbiología y Enzimología del Suelo, Volumen I: Fundamentos, clima, vegetación y tipo de suelo)", Springer-Verlag, 1996, página 37, 2.3.5). El humus permanente se compone en gran parte de sustancias húmicas, es decir, de sustancias orgánicas humificadas de difícil conversión microbiana; por tanto, el humus permanente tiene carácter húmico. Las sustancias húmicas incluyen los ácidos fúlvicos, los ácidos himatomelánicos, los ácidos húmicos y las huminas (Fiedler, H.J. y Reissig, H.: "Lehrbuch der Bodenkunde (Tratado de edafología)", Gustav Fischer Verlag Jena, 1964, p. 174 pt. 4.423)

En caso de un suministro deficiente de agua en sitios con suelos menos cohesivos o no cohesivos, es decir, suelos con un contenido relativamente bajo de arcilla/limo (arcilla: Partículas < 2 pm, limo: 50 % de las partículas entre 0,002 y 0,063 mm) o un contenido de arena relativamente alto (arena: Definido como un grano de entre 0,063 y 2 milímetros de diámetro), pueden surgir problemas para el crecimiento de las plantas de cultivo, que se manifiestan en formas desde de reducción del rendimiento del crecimiento, disminución de la fabricación hasta incluso la muerte de la plantación. En la agricultura y en la horticultura comerciales, en estos casos son necesarios gastos y medidas técnicas, especialmente para los cultivos, que compensen parcial o totalmente los déficits de suministro de agua. Entre estos gastos y medidas se incluyen, entre otros, el uso de sistemas de riego, que conllevan el riesgo de exceso o falta de riego, o medidas indirectas, tales como por ejemplo complejos sistemas de sombreado, que reducen permanentemente la incidencia de la luz o tienen que ser controlados para garantizar un rendimiento suficiente.

Una forma sostenible y a largo plazo de mejorar el equilibrio hídrico de las plantas en lugares con suelos menos cohesivos o no cohesivos es aumentar el contenido de materiales cohesivos en el suelo, es decir, materiales que contienen arcilla y limo o sustancias orgánicas que mejoran la estructura, tales como el estiércol, el compost y similares. Sin embargo, para ello es necesario mezclar grandes cantidades de estos materiales arcillosos y limosos o sustancias orgánicas en el suelo o en los sustratos usados. La disponibilidad natural de estos materiales cohesivos, especialmente de las sustancias orgánicas, es en parte limitada, por lo que su uso en las cantidades requeridas está asociado a costes considerables.

Existen varias propuestas para fabricar técnicamente productos que tengan propiedades equivalentes a las del humus permanente.

A modo de ejemplo, el documento DE 101 20433 divulga un procedimiento en el que se combinan lignito blando procedente de finales del Terciario y arcilla y/o marga en una determinada proporción de masa, por medio de una molienda final húmeda conjunta, muy intensiva y prolongada con la distribución macromolecular requerida. Debido a su efecto de disolución e hinchamiento parcial, el agua actúa como agente de dispersión y al mismo tiempo como mediador de la reacción.

El documento DE 198 25 168 propone mezclar el lignito bruto con diversos abonos orgánicos, tales como el compost, el guano o incluso los abonos minerales NPK.

El documento ES 102010005363 divulga un material de almacenamiento a base de partículas de carbono, capaz de absorber agua, nutrientes y microorganismos, en el que el componente de carbono inorgánico se ha fabricado mediante un tratamiento térmico a altas temperaturas de carbón y/o compuestos orgánicos naturales y/o artificiales en ausencia de oxígeno.

El documentoUS 2014/0069001 divulga una composición en forma de pellets que contiene, por ejemplo, una semilla, fibras de coco, harina de maíz, carbón activado y un polímero absorbente. La composición también puede contener, por ejemplo, arcilla o bentonita.

El documento EP 0561 508 divulga un abono a base de leonardita, en cuya fabricación se muele el mineral de leonardita y se tratan las partículas de mineral de leonardita molido con una solución acuosa de amoníaco.

El documento DE 0870565 divulga un procedimiento para la fabricación de abonos de humus ricos en nitrógeno mediante el tratamiento de combustibles fósiles más recientes con aire, amoníaco y/u otros gases que contienen amoníaco a temperatura y presión elevadas, en el que se tratan los combustibles con un contenido de agua muy bajo, inferior al 30 %.

El documento US 3.630.710 divulga un abono con un material orgánico parcialmente oxidado y enriquecido con nitrógeno. El material orgánico parcialmente oxidado puede ser carbón vegetal o también hierba, algas, etc.

El documento WO 2016/116099 describe los aditivos para el suelo destinados a aumentar la capacidad de retención de agua y a estimular la actividad biológica para el desarrollo de un suelo funcional. Hay que fabricar un producto sencillo para su uso en forma de solución acuosa o como un producto sustancialmente sólido para mejorar el equilibrio suelo-planta-agua. El producto del documento WO 2016/116099 se fabrica mediante un proceso en el que un componente de lignito y/o un precursor de lignito geológico se digieren con un ácido, posteriormente se amortigua el ácido con un álcali, se filtra el producto intermedio así obtenido y se añaden ácidos fúlvicos en una proporción en peso de al menos el 1 % del producto acabado. A la mezcla resultante se le puede añadir, por ejemplo, bentonita.

Ninguno de los documentos mencionados anteriormente describe un fertilizante orgánico hecho de lignito tratado con oxidación y amonificación como el usado en los productos híbridos de almacenamiento permanente de humus y agua de la invención. Los productos de este tipo y un procedimiento para su fabricación se proporcionan en el documento EP 1 144 342 (correspondiente al documento WO 00/37394), y posteriormente se describe en el documento WO 2017/186852 un procedimiento mejorado para su fabricación. Los productos allí descritos se caracterizan por una relación carbono-nitrógeno de 7 a 15, o de 9 a 15, siendo esencial que el nitrógeno, medido con respecto al nitrógeno total, esté químicamente ligado de diferentes maneras, a saber, que del 20 al 45 % del nitrógeno esté presente como nitrógeno amoniacal y que del 55 al 80 % del nitrógeno esté presente como nitrógeno ligado orgánicamente.

Hasta el 20 % del nitrógeno total está presente como amida, y hasta el 60 % del nitrógeno total está ligado orgánicamente de manera fija, es decir, no puede ser hidrolizado como amida.

A medida que aumenta la población mundial y disminuye en todo el mundo la cantidad de tierras cultivables, alimentar a la población en muchas zonas es cada vez más problemático. La mejora de los suelos poco adecuados (con bajos rendimientos) o no adecuados en absoluto para la producción de cultivos (pero también de plantas ornamentales) podría aliviar este problema. Por lo tanto, a pesar de los muchos intentos realizados en la técnica anterior para proporcionar acondicionadores de suelo y fertilizantes beneficiosos, todavía existe la necesidad de un producto mejorado que se pueda añadir a los suelos y a las plantas en una amplia variedad de formas y que dé lugar a largo plazo a un crecimiento de la planta y a un rendimiento mayores a lo que es posible con los productos conocidos.

El objetivo de la presente invención es, pues, proporcionar un producto de este tipo. El producto, cuando se usa como sustrato para plantas o como aditivo para sustratos para plantas y aditivo para suelos, debería dar lugar a una mejora significativa en el aumento del rendimiento incluso en suelos que de otro modo serían "pobres" y, además, ser rentable y que se pueda fabricar a gran escala.

Según la invención, este objetivo se logra mediante un híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua que comprende un abono orgánico de lignito tratado con oxidación y amonificación y al menos un componente de almacenamiento de agua seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico, en el que la proporción del abono orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1-99,5 % en volumen, preferentemente del 10,0-99,0 % en volumen. El abono orgánico procedente de la oxidación y de la amonificación del lignito tratado se puede obtener, por ejemplo, mediante un procedimiento como el descrito en el documento WO 00/37394 o en el documento WO 2017/186852 y, por lo tanto, en particular, mediante un proceso que comprende las siguientes etapas:

a) Convertir el lignito y la solución acuosa de amoníaco, con un valor de pH superior a 9-12, en una suspensión y activar alcalinamente la suspensión sin añadir al principio un agente oxidante que contenga oxígeno;

b) Introducir en la suspensión de lignito y en la solución acuosa de amoníaco el agente oxidante que contiene oxígeno, teniendo lugar la oxidación a una temperatura de reacción < 100 °C y una presión de 0,1-1 MPa;

c) Concentrar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar una dispersión en un medio acuoso o secar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar un producto seco, sin aporte del agente oxidante que contiene oxígeno, y finalmente enfriar, con lo cual se obtiene un abono orgánico.

Los abonos orgánicos fabricados de este modo a partir de la oxidación y la amonificación del lignito tratado tienen una relación C/N de 7 a 15 y, medido en términos de nitrógeno total, el nitrógeno está ligado químicamente de diferentes maneras, en donde

el 20 - 45 % está presente como nitrógeno amoniacal

el 55 - 80 % están ligados orgánicamente y

hasta el 20 % del nitrógeno total como amida y

hasta el 60 % no están unidos orgánicamente como amida hidrolizable

El experto en la materia conoce sin más los procedimientos para determinar la proporción de nitrógeno presente como nitrógeno amoniacal y la proporción de nitrógeno presente como nitrógeno ligado orgánicamente, así como la proporción de nitrógeno total presente como amida y la proporción no ligada orgánicamente como amida. Un procedimiento adecuado se describe, entre otros, en el documento WO 00/37394 (= EP 1144342), al que se hace referencia expresa en este contexto. Así, el nitrógeno ligado en forma de amonio es fácil de escindir como amoníaco con el óxido de magnesio suspendido en el agua, mientras que las formas orgánicas ligadas son más difíciles de hidrolizar. La parte del nitrógeno total que está en forma de amida normalmente se puede hidrolizar con sosa cáustica diluida en condiciones de destilación al vapor. La parte del nitrógeno ligado orgánicamente que no puede ser hidrolizado en estas condiciones experimentales es la parte del nitrógeno total que no puede ser hidrolizado como amida.

Sin embargo, además de los procedimientos mencionados y conocidos, también se puede usar cualquier otro procedimiento que sea conocido por el experto en la materia sobre la base de su experiencia general.

En el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención, los materiales de origen mineral se seleccionan entre minerales de arcilla, sustancias que contienen minerales de arcilla, perlitas, filosilicatos, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, ceniza volcánica, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas, y los materiales de origen orgánico se seleccionan entre compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino.

El híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención conduce a un aumento significativo del crecimiento de las plantas y, por lo tanto, del rendimiento, especialmente en suelos que, de otro modo, en el mejor de los casos podrían cultivarse con un bajo rendimiento.

Según la definición dada anteriormente, el humus permanente es una sustancia orgánica con carácter húmico que es difícil de transformar por vía microbiana. Los depósitos de agua son minerales porosos, especialmente minerales arcillosos, y sustancias orgánicas. Según la invención, se entiende por híbrido la combinación del abono orgánico y del al menos un componente que retiene el agua.

Como primer ingrediente, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua contiene un fertilizante orgánico hecho de lignito sometido a un tratamiento de oxidación y amonificación. Debido a sus propiedades químicas y a su disponibilidad, el lignito ha gozado durante mucho tiempo de interés como materia prima para la fabricación de sustancias o mezclas de sustancias con efecto fertilizante. El tratamiento de oxidación y de amonificación del lignito es una "amonólisis oxidativa". La amonólisis oxidativa fue descrita por Flaig, et. al. (1959) por ejemplo en "Conversion of lignin into humic acids during the rotting of wheat straw" Chem.Ber., 92 8, 1973­ 1982 descrito.

Los procedimientos para la fabricación de abono orgánico a partir de la oxidación y amonificación del lignito tratado se describen, por ejemplo, en el documento EP 1 144 342 A1 y en la solicitud de patente internacional WO 2017/186852 (solicitud no PCT/EP2017/060060). El abono orgánico del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención tiene carácter húmico. Por analogía con el carácter húmico del humus permanente (véase más arriba), el carácter húmico en relación con el abono orgánico del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención significa que el abono orgánico está compuesto en gran medida por sustancias húmicas. Las sustancias húmicas incluyen los ácidos fúlvicos, los ácidos himatomelánicos, los ácidos húmicos y las huminas (Fiedler, H.J. y Reissig, H.: "Lehrbuch der Bodenkunde", Gustav Fischer Verlag Jena, 1964, p. 174 pt. 4.423). En el presente caso, en gran medida en términos de materia húmica significa que la materia húmica constituye la mayor parte en peso en el estado seco del abono orgánico del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención. Por ejemplo, debe entenderse que las sustancias húmicas constituyen > 50 % en peso, preferentemente > 60 % en peso, más preferentemente > 70 % en peso. y más preferentemente > 80 % en peso, del fertilizante orgánico del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención en el estado seco.

Las abreviaturas "% en peso" y "% en volumen", tal y como se usan aquí, significan "porcentaje de peso" y "porcentaje de volumen", respectivamente, y denotan el peso y el volumen , respectivamente, de una porción en relación con un peso total y un volumen total, respectivamente. La proporción que se ha usado, así como el peso total o el volumen total al que se refiere, se indica en el lugar apropiado de la presente descripción de la invención.

La aplicación del abono orgánico procedente de lignito sometido a un tratamiento de oxidación y de amonificación mejora por sí solo la capacidad de aprovechamiento del agua por parte de las plantas. Sin embargo, se ha demostrado que esto no es suficiente para muchos usos, especialmente cuando se necesita un suministro a largo plazo a las plantas en ausencia de suministro de agua. Sorprendentemente, se ha demostrado ahora que cuando se añade la combinación del fertilizante orgánico con al menos un componente que almacena agua a los suelos y los sustratos, mejora sinérgicamente la situación del equilibrio hídrico y conduce a un aumento del rendimiento mayor que el del fertilizante orgánico y el al menos un componente que almacena agua por separado. Los suelos deben entenderse aquí como secciones de la parte superior y viva de la corteza terrestre continental. En el presente contexto, se entiende por sustratos todo tipo de medios de cultivo, incluido el suelo cultivado, que se caracteriza por su respectivo tipo de suelo (Bernhard Berg: Grundwissen des Gartners [Conocimientos básicos del jardinero]. Ulmer, Stuttgart 1976, p. 198-206). Los sustratos también son sustancias que se aplican en contenedores (por ejemplo, macetas) y aplicaciones independientes del suelo (por ejemplo, techos verdes) o en suelos (por ejemplo, en hoyos de plantación). Allí sirven de espacio para las raíces de las plantas (asociación de gestión del humus y del suelo).

Los híbridos de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención están mejorados con respecto a los productos conocidos. Así, en comparación con los agentes de mejora de suelos del documento de WO 2016/116099 tienen un contenido de ácido húmico significativamente mayor, y el nitrógeno es un componente estructural de la fracción húmica. Se ha demostrado que esto tiene una gran importancia para la utilidad biológica del nitrógeno.

En comparación con los productos conocidos, los productos híbridos de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención tienen, por tanto, una liberación efectiva del nitrógeno diferenciada en el tiempo, lo que conduce a un efecto a largo plazo del nitrógeno. Esto da lufar a un rendimiento significativamente mayor de las plantas con la misma o mejor calidad de la fruta, lograda durante un período de tiempo más largo, en comparación con los productos del estado de la técnica.

Según la invención, los componentes de retención de agua son sustancias, en particular de naturaleza porosa, que aumentan la capacidad de retención de agua de los suelos y sustratos. Los componentes de retención de agua de los materiales de origen mineral, en el sentido de la presente invención, son sustancias minerales porosas, en particular sustancias minerales arcillosas (minerales estratificados). Los componentes que retienen el agua de los materiales de origen orgánico, en el sentido de la presente invención, son sustancias orgánicas porosas, tales como los abonos, los estiércoles agrícolas descompuestos o el carbón vegetal y sus derivados.

En el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención, la proporción del fertilizante orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1 al 99,5 % en volumen, preferentemente del 5,0 al 99,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0 al 99,0 % en volumen, en cada caso vasado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua.

El abono orgánico en combinación con el componente que retiene el agua permite a las plantas usar las reservas de agua del sustrato de forma más eficiente. El uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la presente invención traduce sus efectos en un aumento de la tasa de uso del agua, es decir, en el caso de un déficit en el suministro de agua, con el uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua las plantas pueden generar un rendimiento mayor que sin el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua. Además, se aumenta la capacidad de retención del agua del sustrato o del suelo.

Según la presente invención, los materiales de origen mineral deben seleccionarse entre minerales de arcilla, sustancias que contienen minerales de arcilla, perlitas, silicatos estratificados, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, ceniza volcánica, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas. En una realización particularmente preferente de la presente invención, los materiales de origen mineral se seleccionan entre la bentonita, la montmorillonita, la arcilla, la arcilla cocida, la arcilla expandida y el esquisto expandido. Como material de origen mineral se prefiere un silicato estratificado como la bentonita.

La bentonita usada aquí contiene > 50 % en peso, preferentemente un 60-80 % en peso, de montmorillonita y, por lo tanto, tiene una muy buena capacidad de hinchamiento, que se debe a la elevada superficie interna del silicato estratificado de 400 - 600 m2/g. Se da preferencia a la forma natural y molida de la bentonita, por ejemplo, de las zonas mineras de Landshut, que son distribuidas por S&B Industrial Minerals GmbH o Clariant, por ejemplo.

Según la presente invención, los componentes que retienen el agua se seleccionan entre materiales de origen orgánico procedentes de compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino. En otra forma de realización preferente de la presente invención, los materiales de origen orgánico son compost, estiércol agrícola descompuesto y carbón vegetal y sus derivados. Se prefiere especialmente el uso de compost.

El compost es una sustancia rica en humus y nutrientes, que se forma como el producto final del compostaje de residuos orgánicos y siempre tiene una consistencia firme. A diferencia de la fermentación, los procesos biológicos del compostaje tienen lugar bajo la influencia del oxígeno atmosférico. En este contexto, también se usa el término tratamiento aeróbico o descomposición (Verband der Humus- und Erdenwirtschaft e.V.: www.vhe.de). Los abonos agrícolas descompuestos en el sentido de la presente invención incluyen, en particular, el estiércol y el estiércol descompuesto (por ejemplo, estiércol de ganado vacuno, estiércol de oveja, estiércol de caballo, etc.), los residuos de forraje descompuesto y el mantillo de corteza descompuesto. En este contexto, se entiende por estiércol la mezcla de excrementos de animales y un medio aglutinante tal como la paja, las virutas de madera o el tamo de cáñamo que se produce en la agricultura durante la producción ganadera. El estiércol es un excremento con contenido sólido producido en la agricultura durante la ganadería. El término "descompuesto" en relación con el estiércol de granja significa una descomposición y transformación al menos parcial en condiciones aeróbicas, parcialmente aeróbicas, parcialmente anaeróbicas o en gran medida anaeróbicas. Los productos similares al carbón incluyen, en particular, el carbón vegetal y sus derivados (Chelín. G., 2000, Plant Nutrition and Fertilisation, Ulmer Stuttgart).

En una forma de realización alternativa del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención, la proporción de abono orgánico constituye, por ejemplo, el 0,5-60,0 % en volumen, preferentemente el 0,5-40,0 % en volumen, más preferentemente el 0,5-20,0 % en volumen, incluso más preferentemente el 1,0-10,0 % en volumen, en particular preferentemente el 1,0-5,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es, por ejemplo, del 40,0-99,5 % en volumen, preferentemente del 60,0-99,5 % en volumen, más preferentemente del 80,0-99,5 % en volumen, aún más preferentemente del 90,0-99,0 % en volumen, particularmente preferente del 95,0-99,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua.

En otra forma de realización alternativa del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención, la proporción de fertilizante orgánico constituye el 1,0-99,0 % en volumen, preferentemente el 5,0-99,0 % en volumen, más preferentemente el 20,0-99,0 % en volumen, aún más preferentemente el 30,0-95,0 % en volumen, el 50,0-95,0 % en volumen, el 60,0-95,0 % en volumen o el 70,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente el 90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 1,0-99,0 % en volumen, preferentemente del 1,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 1,0-80,0 % en volumen, aún más preferentemente del 5,0-70,0 % en volumen, del 5,0-50,0 % en volumen, del 5,0-40,0 % en volumen o del 10,0-30,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 10,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua.

En otra forma de realización alternativa del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención, la proporción de fertilizante orgánico constituye el 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente el 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente el 10,0-90,0 % en volumen, particularmente preferente el 20,0-80,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente del 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0-90,0 % en volumen, en particular preferentemente del 20,0-80,0 % en volumen, en cada caso basado el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua.

Según la presente invención, el abono orgánico de lignito sometido a un tratamiento de oxidación y amonificación del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua tiene una relación C/N de 7 a 15, preferentemente de 8 a 15, más preferentemente de 9 a 15, y un contenido de nitrógeno de hasta el 8 % en peso basado en el peso seco del abono. Preferentemente, el contenido de nitrógeno del abono orgánico es de al menos un 4 % en peso, más preferentemente de al menos un 5 % en peso y particularmente preferente de al menos un 6 % en peso, en cada caso basado en el peso seco del abono.

El nitrógeno está presente en el abono orgánico en varias formas de enlace químico. Parte del nitrógeno está ligado en forma de amonio, que está disponible para las plantas a corto plazo. Otra parte está unida en formas sólidas de unión orgánica, que tienen una disponibilidad a largo plazo para las plantas. Otra parte está presente en forma de amida, que está disponible para las plantas a medio plazo.

Las formas de enlace químico difieren en cuanto a su hidrolizabilidad. El nitrógeno ligado en forma de amonio es fácil de escindir como amoníaco con MgO suspendido en agua, mientras que las formas orgánicas ligadas son más difíciles de hidrolizar. La parte que está en forma de amida puede ser hidrolizada por lo general con una solución diluida de hidróxido de sodio en las condiciones de la destilación al vapor. La porción que no puede ser hidrolizada en estas condiciones experimentales representa el nitrógeno sólido, unido orgánicamente.

De acuerdo con la presente invención, el abono orgánico tiene una relación C/N de 7 a 15 y, medido en términos de nitrógeno total, el nitrógeno está presente en diferentes enlaces químicos, de los cuales el 20 - 45 % está presente como nitrógeno amoniacal, el 55 - 80 % está unido orgánicamente, de los cuales hasta el 20 % del nitrógeno total está unido orgánicamente como amida y hasta el 60 % no es hidrolizable como amida.

El proceso de fabricación del abono orgánico a partir del lignito sometido a un tratamiento de oxidación y amonificación del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención no está limitado en más aspectos. En una forma de realización de la presente invención, el fertilizante orgánico se puede obtener a partir de la oxidación y la amonificación del lignito tratado del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua de la invención según un proceso que comprende los siguientes pasos:

a) Convertir el lignito y la solución acuosa de amoníaco con un valor de pH superior a 9-12 en una suspensión y activar alcalinamente la suspensión ial principio sin añadir un agente oxidante que contenga oxígeno;

b) Introducir en la suspensión de lignito y en la solución acuosa de amoníaco el oxidante que contiene oxígeno, teniendo lugar la oxidación a una temperatura de reacción < 100 °C y una presión de 0,1-1 MPa; (c) Concentrar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta convertirla en una dispersión en un medio acuoso, o secado de la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta convertirla en un producto seco sin suministrar el agente oxidante oxigenado y, finalmente, enfriar, obteniendo así el abono orgánico.

La solución acuosa de amoníaco usada en el paso a) puede obtenerse disolviendo amoníaco en agua. La solución acuosa de amoníaco o sus materiales de partida, el agua y el amoníaco, también pueden recuperarse del proceso de reacción, en particular de las etapas b) y c), e incorporarse de nuevo al proceso, lo que contribuye a la eficiencia económica del mismo.

La solución acuosa de amoníaco del paso a) tiene preferentemente una concentración de hasta el 10 % en peso, siendo la concentración preferentemente de al menos el 2 % en peso, en cada caso basado en el peso total de la solución acuosa de amoníaco. Es más preferente una concentración del 3 al 8 % en peso, y especialmente preferente una concentración del 4 al 6 % en peso, en cada caso basada en el peso total de la solución acuosa de amoníaco.

El lignito se puede usar con diferentes tamaños de partícula y puede convertirse en su totalidad sin operaciones de separación previas. Pueden usarse como materia prima los lignitos de diferentes lugares (origen). Además, el lignito puede usarse en una mezcla con ligninas técnicas procedentes de la industria de la pasta de papel, así como de la hidrólisis de la madera, el lignito en una mezcla con lignina, así como con material lignocelulósico procedente de la digestión por explosión de vapor para la fabricación de fibras y el lignito en una mezcla con material lignocelulósico tales como partículas de madera y corteza. Dichas mezclas se pueden usar mezcladas previamente u obtenidas mezclando los ingredientes individuales y la solución acuosa de amoníaco en el paso a).

La oxidación en el paso b) puede llevarse a cabo en un entorno acuoso amoniacal con una concentración de amoníaco de hasta el 7 %. En una forma de realización, el agente oxidante que contiene oxígeno se selecciona entre el aire, el oxígeno, las mezclas de aire/oxígeno, el ozono o el peróxido de hidrógeno. Además, en la oxidación de la etapa b) pueden usarse catalizadores que aumenten la actividad del agente oxidante.

La oxidación en la etapa b) se lleva a cabo preferentemente durante un período de tiempo de 15 a 300 min, más preferentemente de 30 a 240 min, de manera particular preferentemente de 45 a 120 min. La oxidación de la suspensión obtenida en la etapa a) durante este período de tiempo con el agente oxidante que contiene oxígeno produce una suspensión que comprende el producto de oxidación de la suspensión obtenida en la etapa a). Preferentemente, el agente oxidante que contiene oxígeno se introduce directamente en la suspensión, por ejemplo, en el caso de un agente oxidante gaseoso, introduciendo el gas en la mezcla de reacción bajo presión positiva. La suspensión resultante de la etapa b) se denomina en el proceso "suspensión de producto", que contiene el producto de oxidación.

El producto enfriado obtenido en la etapa c) es un abono orgánico fabricado a partir de lignito sometido a un tratamiento de oxidación y amonificación en el sentido de la presente invención. Preferentemente, el abono orgánico es el producto seco. Este abono orgánico tiene carácter húmico como se ha descrito anteriormente y preferentemente tiene un contenido de nitrógeno de hasta el 8 % en peso, basado en el peso seco del abono, y una relación C/N de 7 a 15, de manera particular preferentemente una relación C/N de 9 a 15. El abono orgánico producido de esta manera también tiene preferentemente un contenido de humedad residual no superior al 35 % en peso, basado en el peso total del abono orgánico.

El procedimiento de fabricación del abono orgánico puede implementarse tecnológicamente, por ejemplo, de manera que, tal como se describe en el documento e P 1144342 (WO 00/37394), el lignito se convierte en una suspensión con una solución acuosa de amoníaco con un valor de pH superior a 9 a 12 y después se activa alcalinamente en un reactor, al principio sin el suministro de oxígeno o de aire, y en el proceso se lleva a una temperatura de oxidación inferior a 100 °C en un tiempo que puede regularse hasta 0,5 h, a continuación el agente oxidante que contiene oxígeno, que es un gas oxidante, es activado alcalinamente a una temperatura de reacción inferior a 100 °C y, en el caso de aire u oxígeno como gas oxidante, a presión normal y, en el caso de mezclas de aire/oxígeno como gas oxidante, a presión normal con una presión parcial de oxígeno en el intervalo de 0,02 MPa a < 0,1 MPa se introduce en la mezcla de reacción, en cada caso según el principio del inyector y, finalmente, se cierra la alimentación de gas oxidante y se detiene la reacción, y se enfría la mezcla de reacción (mezcla de producto), sin un aporte adicional de gas oxidante, hasta una temperatura necesaria para el procesamiento posterior, siendo el tiempo de enfriamiento inferior a 1 h, y el abono orgánico se obtiene como una dispersión en el medio acuoso mediante concentración o secado, obteniéndose una relación C/N de 9 a 15. En lo que respecta a los pasos específicos de la ejecución de un proceso de este tipo, se remite aquí al documento EP 1144342 (WO 00/37394).

En la solicitud de patente internacional WO 2017/186852 (número de solicitud PCT/EP2017/060060) se perfeccionó el procedimiento del documento EP 1144342 dando lugar a un procedimiento en continuo, en el que los materiales de partida, el lignito y la solución acuosa de amoníaco, se introducen de manera continua en el proceso y no tiene que interrumpirse la reacción. Esto permite fabricar el abono orgánico con un alto rendimiento de la materia prima y una baja necesidad de energía.

En consecuencia, en otra forma de realización de la presente invención, el fertilizante orgánico se fabrica a partir del lignito, sometido a un tratamiento de oxidación y amonificación, del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención mediante un procedimiento en continuo tal como se describe en el documento WO 2017/186852, que comprende los siguientes pasos:

a) alimentar las partículas de lignito y la solución acuosa de amoníaco, así como el posible producto reciclado de la etapa b), como materiales de partida, en un circuito de dispersión con un dispositivo de dispersión, un tanque de recirculación y una bomba de circulación, y dispersar los materiales de partida con una trituración simultánea de las partículas de lignito hasta que se forme una suspensión de partículas de lignito y solución acuosa de amoníaco, que se retira del circuito de dispersión y se alimenta a la etapa b) ;

b) oxidar la suspensión obtenida en la etapa a) en un reactor de oxidación con un agente oxidante que contenga oxígeno a una temperatura de <100 °C, produciendo una suspensión de producto que se alimenta completamente a la etapa c) o parcialmente a la etapa c) y parcialmente a la etapa a) como material de partida;

c) secar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) a una temperatura > 50 °C hasta alcanzar un contenido máximo de humedad residual del 30 % en peso, basado en el peso total del producto seco, y enfriar el producto seco obtenido;

en donde el abono orgánico tiene un contenido de nitrógeno de hasta el 8 % en peso, basado en el peso seco del abono, y una relación C/N de 7 a 15.

El término "procedimiento en continuo" debe entenderse en el presente contexto en el sentido de que los materiales de partida, que en el presente contexto son en particular el lignito y la solución acuosa de amoníaco, así como posiblemente la suspensión de productos reciclados de la etapa b), se introducen de manera continua en el proceso, que se convierten a través de las etapas a) a c) en abono orgánico seco y enfriado como producto, sin que sea necesario interrumpir el proceso o las etapas del proceso para formar el abono orgánico y retirarlo del proceso.

El término "circuito de dispersión", tal y como se usa aquí, significa una disposición que comprende un dispositivo de dispersión, un tanque de recirculación y una bomba de circulación. El dispositivo de dispersión es preferentemente un sistema cerrado para evitar el intercambio de gases con el entorno. Preferentemente, el tiempo medio de permanencia en el dispositivo de dispersión de la mezcla de partículas de lignito y la solución acuosa de amoníaco, así como opcionalmente el producto reciclado de la etapa b), es de 30 a 300 min, más preferentemente de 45 a 240 min, de manera particular preferentemente de 60 a 180 min, antes de que la suspensión resultante se retire del circuito de dispersión y se alimente a la etapa b). El tiempo de residencia medio se calcula a partir del volumen total del dispositivo de dispersión y de los volúmenes suministrados o descargados, como es habitual en el control de procesos continuos (por ejemplo, si el volumen del dispositivo de dispersión es de 100 l y el suministro o la descarga es de 25 l/h, el tiempo de residencia medio sería de 4 h).

El procedimiento en continuo permite usar partículas de lignito como producto de partida, cuyo tamaño no desempeña ningún papel decisivo, ya que las partículas de lignito se trituran durante el proceso. Por razones prácticas, en el procedimiento en continuo se usan preferentemente partículas de lignito con un tamaño medio de partícula de > 10 pm, aunque también se pueden usar partículas de lignito con un tamaño de partícula de, por ejemplo, hasta 10 mm. Son más preferentes las partículas de lignito con tamaños de partícula de hasta 5 mm, aún más preferentes de hasta 2 mm, aún más preferentes de hasta 1 mm, aún más preferentes de hasta 500 pm, especialmente preferentes de hasta 100 pm. Las partículas de lignito son preferentemente polvo de lignito con tamaños medios de partícula típicos en el intervalo de > 10 a 600 pm, en particular en el intervalo de 200 a 300 pm, es decir, un polvo de lignito comercial actualmente habitual. Sin embargo, en el marco del procedimiento en continuo, también es posible, por ejemplo, usar lignito crudo con tamaños de partícula de hasta 10 mm, por lo que el lignito crudo se tritura en el circuito de dispersión, en particular en el dispositivo de dispersión.

El dispositivo de dispersión es al mismo tiempo un dispositivo de mezcla y un dispositivo de trituración, en donde se mezcla en el dispositivo de dispersión la mezcla de partículas de lignito y la solución acuosa de amoníaco, así como el posible producto reciclado de la etapa b), con una trituración simultánea de las partículas de lignito hasta que se forma una suspensión de partículas de lignito trituradas y solución acuosa de amoníaco. Mediante la trituración de las partículas de lignito en el dispositivo de dispersión, se pueden obtener partículas de lignito con una distribución de tamaño de partícula relativamente uniforme, lo que permite la formación de una suspensión particularmente homogénea que se alimenta a la oxidación en el paso b).

Preferentemente, las partículas de lignito se trituran en el dispositivo de dispersión hasta un tamaño medio de partícula de < 10 pm, más preferentemente hasta tamaños medios de partícula de < 8 pm, incluso más preferentemente hasta tamaños medios de partícula de < 6 pm, y en particular hasta tamaños medios de partícula < 4 pm. La trituración de las partículas de lignito tiene la ventaja de que las zonas de reacción se amplían considerablemente y la distribución del tamaño medio es relativamente uniforme, lo que favorece la reacción de oxidación llevada a cabo en la etapa b).

Si se usa un gas como agente oxidante que contiene oxígeno, por ejemplo, oxígeno, aire enriquecido con oxígeno, aire u ozono, éste se introduce preferentemente en la suspensión en el procedimiento en continuo, mediante un dispositivo de medición de gas, a una sobrepresión de hasta 0,8 MPa. "Sobrepresión" en el contexto de la presente invención significa que la presión a la que se suministra el gas oxidante que contiene oxígeno es superior a la presión normal. La presión normal corresponde a una presión de 101325 Pa = 1,01325 bares. Por consiguiente, en el procedimiento en continuo, el gas que contiene oxígeno se suministra a una presión de > 0,101325 MPa, y el gas que contiene oxígeno puede suministrarse a una sobrepresión de hasta 0,8 MPa. Preferentemente, el gas que contiene oxígeno se suministra a una presión positiva de al menos 0,15 MPa. Es más preferente una sobrepresión de 0,2 a 0,8 MPa, aún más preferente una sobrepresión de 0,3 a 0,7 MPa y especialmente preferente una sobrepresión de 0,4 a 0,6 MPa.

El dispositivo de dosificación de gas puede ser, por ejemplo, una lanza de boquilla, un anillo de gaseado o un agitador de gaseado, que se encuentran en el reactor y están en contacto con la suspensión o sumergidos en ella. Preferentemente, el dispositivo de dosificación de gas es un agitador de gaseado con el que se puede agitar al mismo tiempo la suspensión en el reactor, lo que favorece la introducción del gas de oxidación que contiene oxígeno en la suspensión y, por tanto, la reacción de oxidación.

Alternativamente, el agente oxidante que contiene oxígeno también puede añadirse en solución, por ejemplo en forma de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Además, pueden añadirse agentes oxidantes gaseosos en solución, preferentemente en solución acuosa.

El reactor de oxidación suele funcionar también bajo sobrepresión, que es ligeramente inferior a la presión a la que se introduce el gas que contiene oxígeno (si se introduce dicho gas). Preferentemente, el reactor de oxidación funciona a una presión superior a 0,101325 MPa (presión normal) hasta 0,7 MPa, más preferentemente hasta 0,6 MPa.

El secado en la etapa c) del procedimiento en continuo se realiza a una temperatura de > 50 °C, preferentemente > 60 °C, más preferentemente > 70 °C, siendo la temperatura máxima preferentemente de 120 °C. El tiempo medio de permanencia para el secado suele ser inferior a 20 horas, preferentemente inferior a 10 horas, más preferentemente inferior a 8 horas. El producto se enfría preferentemente en un tambor giratorio.

Preferentemente, el producto seco se enfría a una temperatura inferior a 50 °C, más preferentemente a la temperatura ambiente (20 a 30 °C). La duración del enfriamiento suele ser de 10 a 240 min, preferentemente de 20 a 180 min, más preferentemente de 30 a 120 min.

Con respecto a otros aspectos de la ingeniería de procesos del procedimiento de fabricación en continuo del abono orgánico, se remite aquí a la descripción del documento WO 2017/186852 y a las publicaciones citadas en ella.

Según una forma de realización alternativa de la presente invención, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua comprende al menos dos componentes de almacenamiento de agua. Según otra realización alternativa, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua comprende al menos dos componentes de almacenamiento de agua, en donde los dos componentes de almacenamiento de agua comprenden al menos un material de almacenamiento de agua de origen mineral y al menos un material de almacenamiento de agua de origen orgánico.

El híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención puede usarse ventajosamente de varias maneras. En particular, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como sustrato para plantas, como aditivo para el suelo de las plantas y como aditivo para la mejora del suelo para los sustratos o suelos que tienen un bajo contenido de carbono, requieren un humus permanente o pueden ser mejorados con humus permanente, son permeables y necesitan una mejora con respecto al balance hídrico. Este uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención conduce, sorprendentemente, a un aumento del rendimiento mayor que con el fertilizante orgánico o el componente de almacenamiento de agua por sí solos. Este aumento del rendimiento se suma al efecto resultante de la adición de un abono ordinario, tal como el abono líquido NPK, ya que el aumento del rendimiento también puede observarse con la adición simultánea de, por ejemplo, un abono líquido. En otra forma realización de la presente invención, el uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención conduce a un aumento del rendimiento de >10 %, preferentemente >15 %, en comparación con el fertilizante orgánico o con el componente de almacenamiento de agua por separado.

Además, el uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención como sustrato para plantas, como aditivo para el suelo de las plantas o como aditivo de sustrato para la mejora del suelo, sorprendentemente, conduce a un consumo de agua menor que con el fertilizante orgánico o el al menos un componente de almacenamiento de agua por separado.

El uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención como sustrato para plantas, como aditivo para el suelo de las plantas o como aditivo de sustrato para la mejora del suelo también conduce, sorprendentemente, a una mayor capacidad de retención de agua y a una mejor eficiencia en el uso del agua por parte de las plantas, en comparación con el fertilizante orgánico o el al menos un componente de almacenamiento de agua por separado.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa en suelos de baja cohesión o sin ninguna cohesión y con una baja proporción de granos finos, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención puede desarrollar de manera particularmente positiva su efecto ventajoso.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como sustrato para plantas, el al menos un componente de almacenamiento de agua comprende al menos un material de origen orgánico. El mínimo material de origen orgánico se selecciona entre compost, estiércol descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino, preferentemente entre compost y estiércol descompuesto.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como sustrato para plantas, la proporción de fertilizante orgánico constituye, por ejemplo, el 0,5-60,0 % en volumen, preferentemente el 0,5-40,0 % en volumen, más preferentemente el 0,5-20,0 % en volumen, incluso más preferentemente el 1,0­ 10,0 % en volumen, en particular preferentemente el 1,0-5,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un material de origen orgánico es, por ejemplo, del 40,0-99,5 % en volumen, preferentemente del 60,0-99,5 % en volumen, más preferentemente del 80,0-99,5 % en volumen, aún más preferentemente del 90,0-99,0 % en volumen, particularmente preferente del 95,0-99,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua. La forma de usar el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención como sustrato vegetal no difiere fundamentalmente del uso de los sustratos vegetales convencionales en agricultura y jardinería y es conocida por el experto.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como aditivo para el suelo de las plantas, la proporción de fertilizante orgánico constituye el 1,0-99,0 % en volumen, preferentemente el 5,0-99,0 % en volumen, más preferentemente el 10,0-95,0 % en volumen, aún más preferentemente el 30,0­ 95,0 % en volumen, el 50,0-95,0 % en volumen, el 60,0-95,0 % en volumen o el 70,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente alrededor del 90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 1,0-99,0 % en volumen, preferentemente del 1,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 5,0-90,0 % en volumen, aún más preferentemente del 5,0-70,0 % en volumen, del 5,0-50,0 % en volumen, del 5,0-40,0 % en volumen o del 10,0-30,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 10,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua. La forma de usar el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua como aditivo para el suelo de las plantas no difiere fundamentalmente del uso de aditivos convencionales en la agricultura y la jardinería y es conocida por la persona experta. La tierra vegetal mezclada de este modo con aditivos puede usarse a su vez como sustrato vegetal, por ejemplo, en el cultivo de plantas agrícolas u hortícolas.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como aditivo para el suelo vegetal, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua constituye preferentemente el 0,1­ 90,0 % en volumen, más preferentemente el 0,1-30,0 % en volumen, incluso más preferentemente el 0,5-20,0 % en volumen, de manera particular preferentemente el 1,0-10,0 % en volumen del suelo vegetal.

Cuando el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención se usa como aditivo de sustrato para la mejora del suelo, la proporción de fertilizante orgánico constituye el 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente el 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente el 10,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente el 20,0-80,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente del 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0-90,0 % en volumen, en particular preferentemente del 20,0-80,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua. La forma de usar el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua como aditivo de sustrato para la mejora del suelo para sustratos o suelos con un bajo contenido de carbono, necesitados de humus permanente o susceptibles de ser mejorados con humus permanente, permeables y necesitados de mejora con respecto al equilibrio hídrico, no difiere fundamentalmente del uso de aditivos de sustrato convencionales para la mejora del suelo y el aumento del rendimiento en la agricultura y la horticultura y es conocida por el experto.

El híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención como aditivo de sustrato para la mejora del suelo, por ejemplo para sustratos o suelos con un bajo contenido de carbono, necesitados de humus permanente o susceptibles de ser mejorados con humus permanente, permeables y necesitados de mejora con respecto al balance hídrico, se usará preferentemente de forma que contenga el 0,1-90,0 % en peso, preferentemente el 0,1-30,0 % en peso, más preferentemente el 0,1-15,0 % en peso, aún más preferentemente el 0,1-10,0 % en peso, en particular preferentemente el 1,0-10,0 % en peso de la capa superior de suelo de aproximadamente 20 cm de espesor. Los sustratos o suelos con bajo contenido en carbono que necesitan humus permanente, o los sustratos o suelos que pueden ser mejorados con humus permanente, que son permeables y que necesitan ser mejorados en términos de equilibrio hídrico son, por ejemplo, sustratos o suelos con un alto contenido de arena y/o de grava, una baja proporción de materia orgánica del suelo y una alta permeabilidad al agua. El híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención puede aplicarse a dichos sustratos o suelos que tienen un bajo contenido de carbono, que requieren humus permanente o que pueden ser mejorados con humus permanente, que son permeables y que necesitan ser mejorados en términos de balance hídrico, o que pueden ser incorporados a una profundidad de 15-20 cm. En una forma de uso preferente, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua se incorpora hasta una profundidad de 20 cm. Los componentes individuales del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua pueden aplicarse o incorporarse individualmente, combinarse durante la aplicación o la incorporación, o aplicarse o incorporarse previamente mezclados.

Otro aspecto de la presente invención es un procedimiento de fabricación de un híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, que comprende los siguientes pasos del procedimiento:

a) convertir el lignito y la solución acuosa de amoníaco con un valor de pH superior a 9-12 en una suspensión y activar alcalinamente la suspensión, al principio sin añadir un agente oxidante que contenga oxígeno;

b) introducir el agente oxidante que contiene oxígeno en la suspensión de lignito y la solución acuosa de amoníaco, teniendo lugar la oxidación a una temperatura de reacción < 100 °C y una presión de 0,1-1 MPa;

c) concentrar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) en una dispersión en medio acuoso o secar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta obtener un producto seco, sin alimentar el agente oxidante que contiene oxígeno, y finalmente enfriar, obteniendo así un abono orgánico;

d) combinar o mezclar al menos un componente que retenga el agua, seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico, con la suspensión de productos o el abono orgánico de la etapa c), obteniendo así el híbrido permanente que retiene el agua;

en el que, en el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua producido de esta manera, la proporción del fertilizante orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1-99,5 % en volumen, preferentemente del 10,0-99,0 % en volumen %, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, teniendo el abono orgánico una relación C/N de 7 a 15 y, medido con respecto al nitrógeno total, estando el nitrógeno presente en un enlace químicamente diferente, en donde

• El 20 - 45 % está presente como nitrógeno amoniacal

• El 55 - 80 % están ligados orgánicamente y

• hasta el 20 % del nitrógeno total como amida y

• hasta el 60 % del nitrógeno total no están ligados orgánicamente de forma hidrolizable como amida,

seleccionándose los materiales de origen mineral entre minerales de arcilla, sustancias minerales de arcilla, perlitas, filosilicatos, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, cenizas volcánicas, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas, y seleccionándose los materiales de origen orgánico entre compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino.

El significado de "combinar" en el paso d) del proceso de fabricación debe interpretarse de forma más amplia que el de "mezclar" e incluye la mezcla inmediata, pero también la división en porciones de los componentes individuales del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, en particular el fertilizante orgánico y el al menos un componente de almacenamiento de agua, en cantidades correspondientes a las fracciones de volumen en el híbrido según la invención, y la mezcla o la combinación finales antes o en el transcurso de su uso como sustrato para plantas, aditivo para el suelo de las plantas o aditivo para el sustrato en sustratos o suelos que tienen un bajo contenido de carbono, que requieren humus permanente o que pueden ser mejorados con humus permanente, que son permeables y que necesitan ser mejorados con respecto al balance hídrico. En una forma de realización del procedimiento de fabricación del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, la mezcla del abono orgánico y del al menos un componente de almacenamiento de agua tiene lugar durante el secado o el enfriamiento del abono orgánico en el paso c) o posteriormente. En una forma de realización alternativa del proceso de fabricación, el al menos un componente que retiene el agua y el fertilizante orgánico se dividen en porciones en cantidades tales que corresponden a las fracciones de volumen del híbrido según la invención, que alfinal se mezclan poco antes de su uso o durante el mismo. Según la invención, la división en porciones debe entenderse como la división en porciones reales de los componentes individuales del híbrido o como las instrucciones de uso que especifican las cantidades (porciones) en las que los componentes individuales del híbrido deben mezclarse o combinarse durante su uso según la invención. Preferentemente, "combinar" significa "mezclar" con respecto al procedimiento según la invención.

En el paso d), también se pueden usar dos, tres, cuatro, etc. componentes de retención de agua, en cuyo caso preferentemente al menos un componente de retención de agua es de origen mineral y al menos un componente de retención de agua es de origen orgánico.

Con respecto a los aspectos del procedimiento y a las formas de realización especiales de las etapas de proceso a) a c), se remite aquí a la descripción detallada del proceso para fábricar el abono orgánico del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención (véase más arriba).

El híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua que se puede obtener por medio del procedimiento de fabricación según la invención tiene las características del producto del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención descrito anteriormente, en particular las sorprendentes propiedades ventajosas que se muestran cuando se usa como sustrato para plantas, como aditivo para el suelo de plantas o como aditivo de sustrato para la mejora del suelo.

Ejemplos de realización

Ejemplo 1

Se prepararon varios híbridos de almacenamiento permanente de humus y agua según la invención. Para ello, se mezclaron los sustratos para plantas agrícolas u hortícolas con materiales que retienen el agua, porosos e hinchables tales como compostes, virutas vegetales, coco, rocas, minerales, productos minerales y Novihum® (Novihum® es la marca de un abono orgánico fabricado a partir de lignito sometido a un tratamiento oxidativo y amonizante, cuya fabricación puede realizarse tal como se describe en el documento EP 1 144 342 (es decir, el WO 00/37394 )), ya sea en forma de mezcla o en combinación. Alternativamente, los híbridos de almacenamiento permanente de humus y agua de compost, virutas de plantas, coco, rocas, minerales, productos minerales y Novihum® según la invención se produjeron directamente como sustratos de plantación agrícolas u hortícolas independientes para cultivos en crecimiento, comprendiendo dichos híbridos al menos un componente de almacenamiento de agua de materiales de origen orgánico, tales como compost, virutas de plantas o coco, para su uso como sustratos de plantación. Las rocas y minerales hinchables que almacenan agua o los productos minerales son minerales arcillosos, sustancias que contienen minerales arcillosos (por ejemplo, bentonita), minerales y rocas procesadas tales como la arcilla expandida o el esquisto expandido. La proporción de Novihum® estaba entre el 1 vol. % y el 99 vol. % Como aditivo de sustrato vegetal para la capa superior de suelo de 20 cm de espesor, la tasa de aplicación de la mezcla o de combinación está entre el 0,1 % en peso y el 10 % en peso. Como aditivo para el suelo vegetal o como sustrato vegetal independiente, la tasa de aplicación de la mezcla o de la combinación está entre el 0,1 % y el 100 % en volumen.

El producto Novihum usado tenía la composición indicada en el documento WO 00/37394, ejemplo 1, es decir, según el análisis elemental:

C = 53,50%

H = 5,32 %

N = 5,97 %

S = 0,45 %.

La relación C/N era por tanto de 8,96. Las formas de fijación del nitrógeno (en % del contenido total de nitrógeno) fueron:

Nitrógeno amoniacal = 32,8 %

Nitrógeno ligado orgánicamente = 67,2 %

Nitrógeno amídico = 11,1 %

Nitrógeno orgánico sólido ligado = 56,1 %.

En consecuencia, también se pueden usar los productos de los ejemplos adicionales del documento WO 00/37394 , y su uso conduce a resultados comparables o mejores.

T l 1: E m l li i n

Ejemplo 2

Ejemplo de aplicación de un híbrido de abono orgánico y depósito de agua orgánico

Para la comparación, se compararon cuatro variantes experimentales con pepinos de ensalada en un suelo arenoso en cultivo protegido (invernadero refrigerado por evaporación). Como abono orgánico se usó Novihum®, procedente de lignito sometido a un tratamiento oxidativo y amonizante, y como componente de almacenamiento de agua de origen orgánico se usó compost de estiércol de ganado:

Variante 1:

Se incorporaron 0,5 kg/m2 de Novihum® y 1,0 kg/m2 de compost de estiércol de ganado a 15 cm de profundidad de la superficie del suelo.

Variante 2:

Se incorporó 1,0 kg/m2 de compost de estiércol de ganado a 15 cm de profundidad de la superficie del suelo. Variante 3:

Se incorporó 0,5 kg/m2 de Novihum® a 15 cm de profundidad de la superficie del suelo.

Variante 4:

No se incorporó Novihum® ni compost de estiércol de ganado. Solo se administraron agua y nutrientes de la misma manera que en las variantes 1 a 3.

Todas las variantes recibieron las mismas cantidades de nutrientes y agua. El periodo de cultivo fue de 3 meses.

Tabla 2: Híbrido de Novihum® compost

[0093] Sorprendentemente, la variante 1 mostró que la combinación de Novihum® y el almacenamiento de agua de origen orgánico tenía un efecto aditivo de aumento del rendimiento que era mayor que el efecto de los respectivos componentes individuales. También se usó abono líquido ordinario (abono líquido NPK) en las cuatro variantes del ensayo. El efecto de aumento del rendimiento se suma, por tanto, al aumento del rendimiento logrado por el abono líquido ordinario. La comparación de la variante 1 y la variante 2 también mostró que la combinación de abono orgánico y almacenamiento de agua de origen orgánico produjo un rendimiento un 16 % y un 42 % mayor que el almacenamiento de agua de origen orgánico o el abono orgánico solos.

Ejemplo 3

Ejemplo de aplicación de un híbrido de abono orgánico y depósito de agua mineral

Para comparación, se compararon cuatro variantes experimentales en un suelo arenoso y muy permeable al agua. Se usó césped de jardín como cultivo de prueba. Se usó Novihum® como abono orgánico fabricado a partir de lignito sometido a un tratamiento oxidativo y amonizante y bentonita como componente de almacenamiento de agua de origen mineral. El aporte de nutrientes y agua fue el mismo para todas las variantes:

Como se puede ver en el montaje experimental presentado, se aplicaron en cada caso las mismas cantidades totales de Novihum®, de almacenamiento de agua y de Novihum®+almacenamiento de agua. Seis semanas después de la siembra de la hierba, se comprobó la cobertura de las cuatro variantes (proporción de la superficie cubierta por la vegetación), el resultado de la emergencia (proporción de semillas germinadas respecto a la cantidad total de semillas) y la impresión general (color, densidad, formas de las hojas).

Seis semanas después de la siembra del césped, se obtuvieron los siguientes resultados:

A) La cobertura disminuyó en el orden de las variantes 1, 3, 2, 4.

B) El resultado de la emergencia disminuyó en el orden de las variantes 1, 3, 2 = 4.

C) La impresión general disminuyó en el orden de las variantes 1, 3, 2, 4.

Como se muestra en el resultado B) Resultado de la emergencia, el híbrido de almacenamiento permanente de humus y de agua, formado por fertilizante orgánico y almacenamiento de agua de origen mineral, tiene un efecto sinérgico en comparación con el humus permanente y el almacenamiento de agua solos. Se muestran resultados análogos para los híbridos de Novihum® y gránulos de arcilla, carbón vegetal o pizarra expandida. Se pueden esperar resultados comparables para otras sustancias que son similares en términos de porosidad o capacidad de almacenamiento de agua.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua que comprende un abono orgánico de lignito sometido a tratamiento oxidante y amonizante y al menos un componente de almacenamiento de agua seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico, en donde la proporción del abono orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1 al 99,5 % en volumen, preferentemente del 10,0 al 99,0 % en volumen, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, teniendo el fertilizante orgánico una relación C/N de 7 a 15 y estando el nitrógeno presente en forma químicamente ligada de manera diferente, medida con respecto al nitrógeno total, en donde

- el 20 - 45 % están presentes como nitrógeno amoniacal

- el 55 - 80 % están ligados orgánicamente y

- hasta el 20 % del nitrógeno total como amida y

- hasta el 60 % del nitrógeno total no está ligado orgánicamente de forma hidrolizable como amida,

los materiales de origen mineral se seleccionan entre minerales de arcilla, sustancias minerales de arcilla, perlitas, filosilicatos, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, cenizas volcánicas, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas, y los materiales de origen orgánico se seleccionan entre compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino.

2. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la reivindicación 1, en el que la proporción de fertilizante orgánico es del 0,5-20,0 % en volumen, preferentemente del 1,0-10,0 % en volumen, más preferentemente del 1,0-5,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 80-99,5 % en volumen, preferentemente del 90,0-99,0 % en volumen, más preferentemente del 95,0-99,0 % en volumen.

3. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la reivindicación 1, en el que la proporción de fertilizante orgánico es del 20,0-99,0 % en volumen, preferentemente del 50,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 70,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 90,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un componente que retiene agua es del 1,0-80,0 % en volumen, preferentemente del 5,0-50,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0-30,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 10,0 % en volumen.

4. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la reivindicación 1, en el que la proporción de abono orgánico es del 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente del 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 20,0-80,0 % en volumen %, y la proporción del al menos un componente que retiene agua es del 0,5-99,5 % en volumen, preferentemente del 5,0-95,0 % en volumen, más preferentemente del 10,0-90,0 % en volumen, de manera particular preferentemente del 20,0-80,0 % en volumen.

5. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el abono orgánico se puede obtener mediante un procedimiento que comprende las etapas de proceso de:

a) Convertir el lignito y la solución acuosa de amoníaco con un valor de pH superior a 9-12 en una suspensión y activar alcalinamente la suspensión, al principio sin añadir un agente oxidante que contenga oxígeno;

b) Introducir el agente oxidante que contiene oxígeno en la suspensión de lignito y la solución acuosa de amoníaco, teniendo lugar la oxidación a una temperatura de reacción < 100 °C y una presión de 0,1-1 MPa;

c) Concentrar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar una dispersión en un medio acuoso o secar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar un producto seco, sin aporte del agente oxidante que contiene oxígeno, y finalmente enfriar, obteniendo así el abono orgánico.

6. Uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 como aditivo para el suelo de las plantas o aditivo para la mejora del suelo para los sustratos o los suelos que tienen un bajo contenido de carbono, requieren humus permanente o que pueden ser mejorados con humus permanente, son permeables y requieren una mejora con respecto al balance hídrico.

7. Uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la reivindicación 6 como aditivo para el suelo vegetal, en el que el híbrido constituye el 0,1-90,0 % en volumen, preferentemente el 0,5-20,0 % en volumen, más preferentemente el 1,0-10,0 % en volumen, del suelo vegetal.

8. Uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según la reivindicación 6 como aditivo para la mejora del suelo en sustratos o suelos con bajo contenido en carbono, que requieren humus permanente o que pueden mejorarse con humus permanente, que son permeables y que merecen ser mejorados con respecto al balance hídrico, en donde el híbrido constituye el 0,1-90,0 % en peso, preferentemente el 0,1-30,0 % en peso, más preferentemente el 0,1-15,0 % en peso, de manera particular preferentemente el 1,0-10,0 % en peso de la capa superior de suelo de 20 cm de espesor, preferentemente el 0,1-30,0 % en peso, más preferentemente el 0,1-15,0 % en peso, de manera particular preferentemente 1,0-10,0 % en peso de la capa superior de suelo de 20 cm de espesor.

9. Uso del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 como sustrato vegetal, en el que el al menos un componente de almacenamiento de agua comprende al menos un material de origen orgánico.

10. Procedimiento de fabricación de un híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua que comprende los siguientes pasos del proceso:

a) Convertir el lignito y la solución acuosa de amoníaco con un valor de pH superior a 9-12 en una suspensión y activar alcalinamente la suspensión, al principio sin añadir un agente oxidante que contenga oxígeno;

b) Introducir el agente oxidante que contiene oxígeno en la suspensión de lignito y la solución acuosa de amoníaco, teniendo lugar la oxidación a una temperatura de reacción < 100 °C y una presión de 0,1-1 MPa;

c) Concentrar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar una dispersión en un medio acuoso o secar la suspensión de producto obtenida en la etapa b) hasta dar un producto seco, sin aporte del agente oxidante que contiene oxígeno, y finalmente enfriar, obteniendo así un abono orgánico; d) Combinar o mezclar al menos un componente que retenga el agua, seleccionado entre materiales de origen mineral u orgánico, con la suspensión de productos o el abono orgánico de la etapa c), obteniendo así el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua;

en donde, en el híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua producido de esta manera, la proporción del fertilizante orgánico es del 0,5-99,9 % en volumen, preferentemente del 1,0-90,0 % en volumen, y la proporción del al menos un componente que almacena agua es del 0,1-99,5 % en volumen, preferentemente del 10,0-99,0 % en volumen %, en cada caso basado en el volumen total del híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua, teniendo el abono orgánico una relación C/N de 7 a 15 y, medido con respecto al nitrógeno total, estando el nitrógeno presente en un enlace químicamente diferente, en donde

- el 20 - 45 % están presentes como nitrógeno amoniacal

- el 55 - 80 % están ligados orgánicamente y

- hasta el 20 % del nitrógeno total como amida y

- hasta el 60 % del nitrógeno total no está ligado orgánicamente de forma hidrolizable como amida,

los materiales de origen mineral se seleccionan entre minerales de arcilla, sustancias minerales de arcilla, perlitas, filosilicatos, arcilla, bentonita, hectorita, montmorillonita, vermiculita, zeolitas, sepiolita, atapulgita, arcilla cocida, arcilla expandida, pizarra expandida, cenizas volcánicas, piedra pómez, gel de sílice y esmectitas, y los materiales de origen orgánico se seleccionan entre compost, estiércol agrícola descompuesto, productos carbonosos, material lignocelulósico, fibras de madera, lana de madera, fibras de coco, fibras de cáñamo y fibras de lino.

11. Híbrido de almacenamiento permanente de humus y agua obtenible por el proceso según la reivindicación 10.