ES2964905T3 - Procedimiento de fabricación de una composición para fertilizar una tierra agrícola y uso de dicha composición - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición para fertilizar tierras desérticas y convertirlas en agrícolas, caracterizada porque comprende excrementos animales, residuos vegetales, bentonita en cantidad superior al 10%, macronutrientes esenciales, micronutrientes esenciales, azufre agrícola, algas y microorganismos eficaces. La invención será útil en agricultura, en particular para aumentar el rendimiento de suelos poco fértiles, como los desiertos que forman la mayoría de los países del norte de África y de Oriente Medio. Los desiertos se encuentran entre las únicas tierras que no están contaminadas debido al pastoreo excesivo y al uso exhaustivo de fertilizantes químicos. Por tanto, es fundamental respetar estas tierras y limitar su contaminación. La composición según la invención comprende desechos animales y vegetales. El reciclaje de estos residuos agrícolas contribuye a mejorar la contaminación atmosférica y del suelo al limitar la quema de residuos nocivos para el medio ambiente y la salud humana. La composición también permite luchar contra el calentamiento global, en particular reciclando los residuos y ahorrando agua, cuyo 80% se utiliza para la agricultura en los países en desarrollo. Al crear nuevas tierras agrícolas, será posible crear empleos y mejorará la suficiencia alimentaria de este país. El uso de la presente composición se encuadra dentro de un enfoque de desarrollo sostenible y tecnología verde. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de fabricación de una composición para fertilizar una tierra agrícola y uso de dicha composición La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una composición para fertilizar una tierra agrícola y uso de dicha composición.
La invención encontrará su aplicación en la agricultura y, en particular, para aumentar los rendimientos de suelos poco fértiles.
Los países en los que la mayoría del territorio está constituido por desiertos se enfrentan a problemas para alimentar a sus poblaciones debido a la falta de agua para el cultivo y al predominio de desiertos que limitan las tierras cultivables. Se están ganando nuevas tierras agrícolas en los suelos pobres y arenosos de los desiertos que forman la mayoría de los países del norte de África y Oriente Medio. Por ejemplo, en Egipto, los terrenos de ambos lados del valle del Nilo se han transformado en tierras cultivables, en particular en el delta del Nilo, pero las cantidades de materia orgánica son particularmente bajas, inferiores al 0,1%, y los rendimientos son bajos.
Estas tierras deben enriquecerse con diversos fertilizantes, pero la naturaleza arenosa de los suelos impide su retención. Son arrastrados por el agua de riego, lo que impide obtener buenos rendimientos y causa daños ecológicos al contaminar las capas freáticas. Los desiertos se encuentran entre las únicas tierras que no están contaminadas debido al pastoreo excesivo y al uso extensivo de fertilizantes químicos. Por lo tanto, es esencial respetar estas tierras y limitar su contaminación.
Los autores de la invención han ensayado el objeto de su solicitud de patente WO 2012/097827 proponiendo una solución para aumentar la producción de una tierra mediante una composición fertilizante.
Sin embargo, los autores de la invención se han dado cuenta de que esta composición era particularmente cara para los agricultores, especialmente de los países del sur en desarrollo que vivían por debajo del umbral de la pobreza, más particularmente en el sur de Egipto. Esta composición también parecía difícil de usar sin un equipo especial. El aumento del precio de la energía fósil y, por lo tanto, de los fertilizantes químicos derivados del petróleo, está creando inestabilidades en estos países que no pueden convertirse en autónomos en términos de las necesidades alimentarias de sus habitantes. Otras composiciones fertilizantes que usan excrementos de animales y materiales celulósicos se conocen de la solicitud de patente WO 2007/068248 A2, por ejemplo.
La presente invención propone un procedimiento para fabricar una composición para fertilizar una tierra agrícola que se puede producir a un coste menor y que proporciona resultados muy satisfactorios.
Para este propósito, la composición obtenida a partir del procedimiento de la invención utiliza mayoritariamente componentes reciclados y baratos. En particular, la invención comprende el uso de residuos procedentes de animales pero también de plantas como fuente principal de los macro y micronutrientes necesarios en la agricultura. La composición según la invención no daña el medio ambiente, en particular no degrada el suelo ni el medio ambiente ("eco-friendiy'en inglés).
La composición incluye de forma muy ventajosa bentonita, arcilla coloidal que tiene una capacidad de retención de agua muy alta. La bentonita tiene una capacidad de intercambio catiónico muy alta en comparación con otras arcillas. La bentonita es un producto abundante en Egipto y muy asequible económicamente. La bentonita es un producto natural que se encuentra en los desiertos. Sin embargo, no se conoce en el ámbito agrícola.
Ventajosamente, la invención comprende el uso de micro y macronutrientes esenciales que se añaden preferiblemente en forma de minerales.
Ventajosamente, se introducen algas en la composición. Las algas son ventajosamente una fuente importante de nitrógeno.
Preferiblemente, se incluyen microorganismos eficaces (EM) en la composición para facilitar la descomposición de la materia orgánica.
Por lo tanto, la composición se formula fácilmente con abundantes constituyentes.
La composición obtenida según la invención comprende residuos animales y vegetales. El reciclaje de estos residuos agrícolas contribuye a mejorar la contaminación atmosférica y del suelo al limitar las quemas de residuos que son perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana. El uso de la presente composición forma parte de un enfoque de desarrollo sostenible y tecnología verde.
Además, la composición obtenida según la invención tiene una fermentación rápida y fácil sin requerir equipos específicos. Sorprendentemente, esta fermentación acelerada, en comparación con las composiciones de la técnica anterior, puede deberse a la cantidad significativa de bentonita en la composición, al menos 10%, preferiblemente de 12 a 15%. Esta proporción más alta es particularmente innovadora porque la presencia de arcilla en grandes cantidades no es un enfoque convencional en los fertilizantes. Una sinergia entre la bentonita y los microorganismos presentes en la composición puede explicar estos buenos resultados de fermentación.
Debe recordarse que la invención se refiere a un método para fabricar una composición para fertilizar una tierra agrícola caracterizado por que la composición así obtenida comprende: excrementos de animales, residuos vegetales, bentonita en una cantidad superior a 10% en peso de la composición final, macronutrientes esenciales, micronutrientes esenciales, azufre agrícola, algas y microorganismos eficaces.
Según variantes preferidas pero no limitativas, la composición obtenida según la invención es tal que:
- la bentonita representa de 10 a 25% del peso de la composición final, preferiblemente de 12 a 15%;
- los excrementos de animales son excrementos de pollo;
- los residuos vegetales incluyen compost y/o residuos vegetales no fermentados, por ejemplo paja de arroz o residuos agrícolas picados;
- la relación carbono:nitrógeno es de 14:1 después de 21 días de fermentación;
- los micronutrientes se seleccionan entre sulfato ferroso, zinc, manganeso, sulfato de cobre;
- los macronutrientes se seleccionan entre superfosfato, nitrato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio; - la capacidad de intercambio catiónico (CEC) de la composición aumenta de 80 a 120% después de 42 días de fermentación;
- la capacidad de intercambio catiónico (CEC) aumenta 100% después de 42 días de fermentación;
- los excrementos de animales representan de 10 a 25% en peso de la composición final, preferiblemente 10%; - los residuos vegetales representan de 40 a 60%, preferiblemente 47%, en peso de la composición final;
- el compost representa de 10 a 20%, preferiblemente 12% en peso de la composición final;
- los residuos vegetales no fermentados representan de 30 a 40%, preferiblemente 35%, del peso de la composición final;
- las algas se añaden en una cantidad de 2 a 3 litros por tonelada de composición final;
- los microorganismos eficaces se añaden en una cantidad de 2 a 3 litros por tonelada de la composición final. - para una tonelada de composición final, la composición comprende:
- excrementos de animales 100 kg
- residuos vegetales 350 kg
- compost 120 kg
- bentonita 120 kg
- superfosfato 40 kg
- nitrato de amonio 60 kg
- Feldespato 30 kg
- zinc 5 kg
- manganeso 5 kg
- sulfato de cobre 3 kg
- azufre agrícola 30 kg
- algas 2,5 l
- Ventajosamente, un iniciador de compost 2,5 l
- Microorganismos eficaces (EM) 2,5 l
- agua C.S.P. 1000 kg
La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de la composición para transformar mecánica y microbiológicamente los componentes en una composición eficaz para fertilizar suelos. El presente procedimiento contribuye a acelerar sorprendentemente los tiempos de fermentación.
La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de la composición para fertilizar una tierra agrícola, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- cortar los excrementos de animales y los residuos vegetales en trozos pequeños, preferiblemente de 1 a 2 cm de tamaño, lo que promueve una fermentación rápida.
- formar en un recipiente estanco a la luz y al aire capas sucesivas de excrementos de animales y residuos vegetales, y luego de bentonita mezclada con macro y micronutrientes esenciales;
- humedecer cada capa con agua mezclada con algas y microorganismos eficaces de modo que se obtenga una humedad de 20 a 25%;
- mezclar dos veces por semana, durante al menos tres semanas para la fermentación, verificando la humedad y la temperatura y pulverizando agua si es necesario para mantener una humedad de 20 a 25% y una temperatura de 40 a 55°C.
Ventajosamente, la mitad de la cantidad de microorganismos eficaces se mezcla con agua para humedecer cada capa y la otra mitad de la cantidad de microorganismos eficaces se mezcla con el agua de riego de la tierra mejorada durante el primer riego.
Otro aspecto de la invención se refiere al uso de una composición para fertilizar una tierra agrícola mezclando de 5 a 7 toneladas de la composición por 4.200 m2 (feddan) de tierra, dependiendo del tipo de suelo y cultivo.
Ventajosamente, la tierra se voltea en 30 cm de profundidad.
Según otro aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para mejorar tierras agrícolas, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- dispersar de 5 a 7 toneladas de la composición descrita anteriormente en 4.200 m2 (1 feddan) de tierra;
- voltear la tierra;
- regar la tierra mejorada con agua y de 1 a 1,5 litros de microorganismos eficaces.
Otros objetivos y ventajas se harán evidentes durante la siguiente descripción de una realización preferida.
Según la invención, los residuos procedentes de animales son preferiblemente excrementos de animales. Preferiblemente, los excrementos de animales son estiércol de pollo, caballo o vaca, que es muy rico en materia orgánica y macronutrientes como el nitrógeno. Se pueden usar otros tipos de estiércol, por ejemplo estiércol de caballo. Su cantidad está comprendida ventajosamente entre 100 y 250 kg, preferiblemente 100 kg por tonelada de composición.
Los residuos vegetales comprenden residuos fermentados tales como compost y/o residuos no fermentados. Preferiblemente, los dos se mezclan para proporcionar microorganismos específicos para la descomposición de las plantas. Las plantas no fermentadas son, por ejemplo, paja de arroz, plantas de maíz, ramas de palma o caña de azúcar u otros residuos agrícolas. Preferiblemente, la composición comprende de 300 a 400 kg de residuos vegetales por tonelada de composición, más precisamente 350 kg. Según una realización preferida, la composición también comprende compost, por ejemplo en una cantidad comprendida entre 150 y 200 kg, preferiblemente 120 kg. El reciclaje de residuos vegetales limita la contaminación de las capas freáticas y del aire.
Ventajosamente, la bentonita se añade a la composición en cantidades relativamente altas del orden de 100 a 250 kg, preferiblemente 120 kg por tonelada de composición. El alto porcentaje de bentonita superior a 10%, preferiblemente superior o igual a 12%, permite obtener una composición cuyos macronutrientes así como el agua son retenidos por la bentonita y, por lo tanto, están disponibles para las plantas. La bentonita también parece constituir una estructura esencial para el desarrollo de microorganismos y, por lo tanto, acelerar la fermentación de la composición.
Las algas contenidas en la composición según la invención son algas preferiblemente ricas en nitrógeno. Por rico en nitrógeno se entiende que su contenido de nitrógeno es superior a 1,5% del peso seco, por ejemplo, 1,8% para las cianobacterias o más de 2% para las algas pardas Phaeophyceae.
Estas algas son preferiblemente una mezcla de extractos del cultivo de cianobacterias tales como: Nostoc sp.; Anabeana sp. Estas cianobacterias secretan elementos útiles para el enriquecimiento del suelo y el crecimiento de las plantas. La mezcla de algas también puede comprender Phaeophyceae o algas pardas. La composición según la invención es, por lo tanto, particularmente rica en nitrógeno, un macronutriente esencial para el crecimiento de las plantas. Las algas se añaden a la composición en una cantidad de 2 a 3 litros, preferiblemente 2,5 litros por tonelada de composición. La densidad de la solución de algas es preferiblemente del orden de 1,5 g/cm3.
La composición comprende microorganismos eficaces (EM por sus siglas en inglésEfficient Microorganism).Estos microorganismos eficaces pueden comprender hasta 80 tipos diferentes repartidos esencialmente en 5 familias; bacterias del ácido láctico, levaduras, actinomicetos, bacterias fotosintéticas y mohos fermentadores. Los microorganismos aumentan la disponibilidad de los micro y macronutrientes esenciales. Según la invención, la cantidad de microorganismos eficaces en la composición está comprendida entre 2 y 3 litros, preferiblemente 2,5 litros por tonelada de composición. Ventajosamente, los microorganismos EM se suministran en dos etapas: el 50% de la cantidad total se añade a la composición según el procedimiento de fabricación descrito a continuación, el resto de la cantidad de microorganismos, es decir, 50%, se mezcla con el agua de riego utilizada durante el primer riego de la tierra mejorada, lo que permite una mejor disponibilidad de micronutrientes y macronutrientes. Preferiblemente, se mezcla 1 litro de microorganismos con 50 litros de agua. Además, el suministro de microorganismos eficaces directamente a nivel de las raíces limita el desarrollo de enfermedades a nivel de las raíces.
Los autores de la invención se dieron cuenta que para la fermentación inicial bastaba con una cantidad menor de microorganismos y que un nuevo suministro de microorganismos EM durante el primer riego permitía reiniciar los procesos de transformación de la materia orgánica directamente in situ en la tierra mejorada.
Según una realización ventajosa, la composición comprende un iniciador de compost( 'compost starter'en inglés). Este iniciador es una mezcla de actinomicetos, bacterias y hongos, por ejemplo Trichoderma harzianum, que facilita la descomposición de la celulosa y el proceso de fermentación acelerado.
El azufre agrícola es azufre en forma micronizada que es fácilmente asimilable en la agricultura. El azufre es esencial para el crecimiento de las plantas y también desempeña un papel fungicida. El azufre se suministra a la composición en una cantidad de 20 a 40 kg, preferiblemente 30 kg por tonelada de composición.
La composición es preferiblemente rica en macronutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio y magnesio.
Los macronutrientes añadidos a la composición proceden preferiblemente del superfosfato y el feldespato. Un ejemplo ventajoso son 40 kg de superfosfato y 30 kg de feldespato. Los macronutrientes son por ejemplo fosfato, nitrato de amonio, sulfato de potasio y sulfato de magnesio. Ventajosamente, sus cantidades respectivas por tonelada de composición son de 25 a 35 kg, preferiblemente 30 kg de superfosfato; de 50 a 70 kg, preferiblemente 60 kg de nitrato de amonio; 25-35, preferiblemente 30 kg de sulfato de potasio; 8-12 kg, preferiblemente 10 kg de sulfato de magnesio.
La composición es preferiblemente rica en micronutrientes tales como hierro, zinc, manganeso y cobre.
Los micronutrientes añadidos a la composición son preferiblemente sulfato ferroso, zinc, manganeso y sulfato de cobre, ventajosamente en cantidades de 10, 5, 5 y 3 kg respectivamente por tonelada de composición.
Se añade agua a la composición para humedecer el conjunto. La cantidad de agua añadida se define para alcanzar 1000 kg. Por ejemplo, el porcentaje de humedad es de 20 a 25%, preferiblemente de 23%.
Para fabricar la composición según la invención, se usa un procedimiento de fabricación que también es el objeto de la invención. El procedimiento según la invención no requiere ninguna herramienta específica. De este modo, se puede poner en práctica fácilmente en explotaciones agrícolas convencionales.
El procedimiento de fabricación permite ventajosamente una fermentación de la composición para promover la disponibilidad de nutrientes. Por lo tanto, cuando la composición se usa en un tierra, es rápidamente eficaz. El procedimiento según la invención permite sorprendentemente una fermentación rápida, a diferencia de los procedimientos ya conocidos. De hecho, con el presente procedimiento, el periodo de fermentación es de al menos veintiún días, a diferencia de los procedimientos anteriores con al menos ciento veinte días de fermentación.
Según el procedimiento, los excrementos de animales y los residuos vegetales se trituran para que estén en forma de trozos pequeños, preferiblemente de 1 a 2 cm de tamaño. Estos elementos se ponen en un recipiente estanco a la luz y al aire, por ejemplo, un recipiente de plástico negro o, más simplemente, un depósito de plástico. Los excrementos de animales y los residuos vegetales se colocan ventajosamente en una capa, alternando con una capa de bentonita mezclada con macro y micronutrientes esenciales. Preferiblemente, cada capa mide de 5 a 20 cm, más precisamente de 15 a 20 cm. Preferiblemente, el conjunto mide de 1 m a 1,5 m de altura.
Cada capa se humedece ventajosamente con agua, algas y microorganismos eficaces. La humedad de la composición es preferiblemente de 20 a 25%.
Durante al menos tres semanas, la composición se mezcla dos veces por semana, la temperatura y la humedad se controlan para mantenerlas a una temperatura de 40 a 55°C y una humedad de 20 a 25%. Esta etapa puede durar hasta seis semanas.
El procedimiento según la invención implica la fermentación de la composición, así como la transformación de los macronutrientes en una forma no iónica, lo que facilita su uso por las plantas.
La bentonita desempeña un papel importante en la captura de macroorganismos, por ejemplo, el nitrógeno, en forma de amonio NH<4>o nitrato NO<3>, se transforma en una forma absorbible capturada por la bentonita.
La relación carbono/nitrógeno permite controlar el correcto desarrollo de la fermentación. Por lo tanto, la composición según la invención tiene una relación C:N alta, por ejemplo, del orden de 31:1 al inicio del procedimiento de fabricación. Esta proporción cae a 14:1 y se estabiliza en este nivel cuando la fermentación ha terminado.
Según la invención, después de 21 días, la relación C:N cae y se estabiliza. A los 42 días, la proporción sigue estable.
El procedimiento según la invención también permite obtener una composición particularmente eficaz con una capacidad de intercambio catiónico (CEC) comprendida entre 95 meq/100 g de muestra.
Así, los macro y micronutrientes son adecuados para ser usados por las plantas y, por lo tanto, no son arrastrados por el agua de riego que puede contaminar el medio ambiente.
Además, la selección de la bentonita permite reducir las necesidades de agua de las tierras mejoradas. El agua es capturada por la bentonita y permanece disponible para las plantas sin necesidad de riego repetido.
La composición según la invención se usa directamente en la tierra a mejorar. Preferiblemente, se requieren de 5 a 7 toneladas de composición para fertilizar 4.200 m2 (un feddan) de tierra según el tipo de tierra y de plantación. La composición se extiende sobre la tierra y luego, ventajosamente, la tierra se voltea en una profundidad de 30 cm. Preferiblemente, la cantidad restante de microorganismos eficaces (EM) se mezcla con el agua para el primer riego de la tierra mejorada.
La composición según la invención se ha usado de forma confidencial en un campo que pertenece al solicitante.
Los rendimientos de calabacín aumentaron en 44% con respecto a los rendimientos con un fertilizante orgánico del estado de la técnica. El rendimiento aumenta casi 60% para el cultivo de cebolla, 95% para el cultivo de okra y 63% para la calabaza.
Además, las cantidades de composición de fertilizante son la mitad que con un fertilizante convencional.
La composición según la invención también ha permitido reducir, de 27 a 33%, el volumen de agua necesario para lograr estos rendimientos. El ahorro de agua alcanza el 60% con la implementación de un sistema de goteo.
La composición de la invención se analizó antes del procedimiento de fabricación y el inicio de la fermentación en T=0:
Luego 21 días después del inicio del procedimiento: T = 21 días
Luego 42 días después del inicio del procedimiento: T = 42 días

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de fabricación de una composición para fertilizar una tierra agrícola que comprende:
- excrementos de animales que representan de 10 a 25% en peso de la composición final, preferiblemente 10%, - residuos vegetales que comprenden compost que representa de 10 a 20%, preferiblemente 12% en peso de la composición final y/o residuos vegetales no fermentados que representan de 30 a 40%, preferiblemente 35% en peso de la composición final,
- bentonita en una cantidad superior a 10% en peso de la composición final;
- macronutrientes esenciales;
- micronutrientes esenciales;
- azufre agrícola;
- algas;
- microorganismos eficaces que comprenden hasta 80 tipos diferentes repartidos en 5 familias; bacterias del ácido láctico, levaduras, actinomicetos, bacterias fotosintéticas y mohos fermentadores.
comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
- cortar los excrementos de animales y los residuos vegetales en trozos pequeños, preferiblemente de 1 a 2 cm de tamaño;
- formar en un recipiente estanco a la luz y al aire capas sucesivas de excrementos de animales y residuos vegetales, y luego de bentonita mezclada con macro y micronutrientes esenciales;
- humedecer cada capa con agua mezclada con algas y microorganismos eficaces de modo que se obtenga una humedad de 20 a 25%
- mezclar dos veces por semana, durante al menos tres semanas para la fermentación, verificando la humedad y la temperatura y pulverizando agua si es necesario para mantener una humedad de 20 a 25% y una temperatura de 40 a 55°C.
2. Procedimiento según la reivindicación precedente en el que la mitad de la cantidad de microorganismos eficaces se mezcla con agua para humedecer cada capa y la otra mitad de la cantidad de microorganismos eficaces se mezcla con el agua de riego de la tierra mejorada durante el primer riego.
3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se usa una cantidad de bentonita que representa de 10 a 25% del peso de la composición final, preferiblemente de 12 a 15%.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los excrementos de animales utilizados son excrementos de pollo.
5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los micronutrientes se seleccionan entre sulfato ferroso, zinc, manganeso, sulfato de cobre.
6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los macronutrientes se seleccionan entre superfosfato, nitrato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio.
7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se añaden algas en una cantidad de 2 a 3 litros por tonelada de composición final.
8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los microorganismos eficaces se añaden en una cantidad de 2 a 3 litros por tonelada de la composición final.
9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las cantidades utilizadas para una tonelada de composición final:
- excrementos de animales 100 kg
- residuos vegetales 350 kg
- compost 120 kg
- bentonita 120 kg
- superfosfato 40 kg
- nitrato de amonio 60 kg
- Feldespato 30 kg
- zinc 5 kg
- manganeso 5 kg
- sulfato de cobre 3 kg
- azufre agrícola 30 kg
- algas 2,5 l
- microorganismos eficaces (EM) 2,5 l
- iniciador de compost 2,5 l
- agua C.S.P. 1000 kg
10. Uso de una composición para fertilizar una tierra agrícola mezclando 5 toneladas de la composición obtenida por el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes por 4.200 m2 (1 feddan) de tierra, y en el que la tierra se voltea en 30 cm de profundidad.
11. Procedimiento de mejora de tierra agrícola, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- dispersar de 5 a 7 toneladas de la composición obtenida por el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en 4.200 m2 (1 feddan) de tierra;
- voltear la tierra;
- regar la tierra mejorada con agua y de 1 a 1,5 litros de microorganismos eficaces.
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