IT202100013967A1 - Fertilizzante microbiologicamente arricchito - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?Fertilizzante microbiologicamente arricchito?
CAMPO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un processo per la preparazione di un fertilizzante microbiologicamente arricchito. Inoltre, l?invenzione riguarda un fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto con il processo descritto ed il suo uso in agricoltura.
STATO DELL?ARTE
L?utilizzo eccessivo e costante di fertilizzanti minerali, fitofarmaci biocidi e tecniche di sterilizzazione del suolo, ha determinato nell?ultimo secolo un forte impoverimento microbiologico dei suoli. Tale impoverimento, oltre a rappresentare un notevole problema ambientale, compromette la fertilit? del suolo e quindi mette a dura prova le produzioni agrarie.
Dalla fine del secolo scorso, tale problematica ha spinto a rivalutare l?uso costante e diffuso di fertilizzanti inorganici e di fitofarmaci, e a ricercare nuove tecniche di rigenerazione e arricchimento microbiologico dei suoli agrari.
Gran parte della ricerca si ? concentrata sull?utilizzo di ammendanti o concimi organici microbiologicamente attivi (es. compost, letame etc.) o sulla selezione di particolari specie di microorganismi in grado di apportare benefici diretti alle coltivazioni (ad esempio batteri e funghi appartenenti ai generi Bacillus, Azospirillum, Pseudomonas, Rhizobium, Beauveria, Gliocladium, Glomus, Pochonia, Metarhizium, Trichoderma, Streptomyces etc.).
L?uso di singole o poche specie microbiologiche selezionate rappresenta, nel migliore dei casi, una soluzione parziale e temporanea. Per comprendere i limiti dell?impiego di singole specie microbiche, bisogna evidenziare alcuni concetti ecologici e microbiologici: i) si stima che in un grammo di suolo ?non compromesso? possano esserci diverse migliaia di specie diverse di microorganismi (batteri, funghi, archea, protisti e virus), la stabilit? di un ecosistema e la capacit? del suolo di sostenere efficacemente la vita di organismi pi? complessi ed esigenti quali le piante agrarie, dipende dalla rete di interazioni tra tutti questi organismi, e non dall?azione di singoli organismi isolati; ii) i microorganismi selezionati hanno difficolt? ad operare efficacemente in tutte le diverse condizioni ambientali e alcuni di questi potrebbero risultare efficaci in determinati contesti ambientali ma del tutto inefficaci in altri. Le diverse condizioni ecologiche presenti nei diversi ambienti rende molto difficile l?instaurarsi di popolazioni stabili delle specie inoculate.
L?uso di ammendanti e concimi organici, sebbene efficace, necessita di tempi lunghi (alcuni anni) e di grandi quantit? di materiale organico per la rigenerazione del microbioma dei suoli compromessi. In questo caso i motivi sono diversi, il materiale di partenza potrebbe non essere microbiologicamente ricco e la microbiologia del materiale di partenza sebbene complessa potrebbe essere inadatta alle condizioni ambientali e trofiche presenti nel luogo di utilizzo.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Un primo aspetto della presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di un fertilizzante microbiologicamente arricchito. In una forma di realizzazione, il processo comprendente le seguenti fasi:
a) rendere disponibile un fertilizzante;
b) porre il fertilizzante a contatto con almeno uno strato organico di suolo;
c) ricoprire il fertilizzante con almeno un secondo strato organico di suolo;
d) mantenere il fertilizzante nella fase c) per un tempo compreso tra 10 e 30 giorni;
e) miscelare il fertilizzante ottenuto nella fase d) con un solvente, preferibilmente con acqua al fine di ottenere una miscela; e f) mantenere la miscela ottenuta nella fase e) ad una temperatura compresa tra 20 e 40?C per un tempo compreso tra 24 e 48 ore, ottenendo un fertilizzante microbiologicamente arricchito.
Un secondo aspetto della presente invenzione si riferisce ad un fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto con un processo come sopra dettagliatamente descritto.
Un terzo aspetto della presente invenzione riguarda l?uso di un fertilizzante microbiologicamente arricchito come sopra dettagliatamente descritto in agricoltura, preferibilmente come inoculo microbiologico, pi? preferibilmente per substrati sterili. In una forma di realizzazione, il fertilizzante microbiologicamente arricchito come sopra dettagliatamente descritto viene utilizzato come materiale di partenza per la produzione di compost fermentati (compost tea). Preferibilmente, il fertilizzante microbiologicamente arricchito viene impiegato per la fertirrigazione oppure come spray fogliare per prevenire o per trattare la proliferazione di organismi patogeni.
DESCRIZIONE DETTAGLAITA DELL?INVENZIONE
Un primo aspetto della presente invenzione riguarda un processo per la preparazione di un fertilizzante microbiologicamente arricchito. In una forma di realizzazione, il processo comprendente le seguenti fasi:
a) rendere disponibile un fertilizzante;
b) porre il fertilizzante a contatto con almeno uno strato organico di suolo;
c) ricoprire il fertilizzante con almeno un secondo strato organico di suolo;
d) mantenere il fertilizzante nella fase c) per un tempo compreso tra 10 e 30 giorni;
e) miscelare il fertilizzante ottenuto nella fase d) con un solvente, preferibilmente con acqua al fine di ottenere una miscela; e f) mantenere la miscela ottenuta nella fase e) ad una temperatura compresa tra 20 e 40?C per un tempo compreso tra 24 e 48 ore, ottenendo un fertilizzante microbiologicamente arricchito.
Preferibilmente, il fertilizzante ? un ammendante, pi? preferibilmente il fertilizzante ? un ammendante vegetale comprendente almeno il 40% peso/peso (p/p) di farine vegetali o panelli vegetali, pi? preferibilmente almeno il 60% p/p di farine vegetali, oppure ? un ammendante comprendente almeno il 20% p/p di letame di origine animale.
In una forma di realizzazione, nella fase b) il fertilizzante ? messo in contatto con l?almeno uno strato organico di suolo, in un terreno, ad una profondit? del terreno di almeno 10 centimetri, preferibilmente di almeno 15 centimetri. In altre parole, vengono rimossi almeno 10-15 centimetri di terreno al fine di formare uno spazio dove porre il fertilizzante. Preferibilmente, il terreno ? il terreno di un bosco, preferibilmente un bosco comprendente Angiospermae, pi? preferibilmente comprendente diverse specie di Angiospermae. In una forma di realizzazione preferita, il terreno ? il terreno di un bosco, come sopra descritto, e il fertilizzante viene posto nel terreno in prossimit? di almeno una pianta presente nel bosco. Preferibilmente, il fertilizzante viene posto ad una distanza compresa tra 1 o 2 metri da almeno una pianta presente nel terreno, preferibilmente in un bosco.
In una forma di attuazione dell?invenzione, nella fase b) il fertilizzante ? inserito in un contenitore permeabile, preferibilmente detto contenitore comprende maglie con una dimensione compresa tra 0,5 e 2 micron. Preferibilmente, il contenitore ? un sacco, pi? preferibilmente un sacco in fibra tessile naturale, preferibilmente un sacco di fibre di iuta. Preferibilmente, ogni contenitore, preferibilmente ogni sacco, comprende almeno 1 kg di fertilizzante, pi? preferibilmente almeno 1,5 kg.
In una forma di realizzazione, nella fase c), l?almeno un secondo strato organico ? una lettiera neutrale. Preferibilmente, l?almeno un secondo strato organico di suolo ? una lettiera naturale comprendente foglie, rami e altre porzioni di almeno una pianta e/o altre fonti di carbonio di origine animale.
In una forma di attuazione dell?invenzione, nella fase d) il fertilizzante ? mantenuto ad una temperatura compresa tra 10 e 20?C, preferibilmente tra 15 e 25?C. Preferibilmente, il fertilizzante, nella fase d), ? mantenuto ad un?umidit? relativa superiore al 40%, pi? preferibilmente superiore al 50%. In una forma di realizzazione, dopo la fase d), il fertilizzante ? rimosso dal terreno, ovvero viene tolto dal contatto con almeno un primo ed un secondo strato organico di suolo. In una forma di attuazione, il fertilizzante, nella fase e), viene miscelato con un solvente, preferibilmente con acqua, in un rapporto fertilizzante : solvente compreso tra 1:30 e 1:100, preferibilmente 1:50.
In una forma di attuazione dell?invenzione, nella fase f) la miscela ottenuta nella fase e) viene posta in un bioreattore contente un solvente, preferibilmente acqua, per una fase di fermentazione. Preferibilmente, nella fase f) la miscela comprende una quantit? di ossigeno disciolto compresa tra 4 e 7 parti per milione (ppm), preferibilmente 5,5 ppm. Al temine della fase f) si ottiene un fertilizzante microbiologicamente arricchito.
In una forma di realizzazione, il fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto nella fase f) viene miscelato con un secondo fertilizzante. Preferibilmente, il secondo il fertilizzante ? un ammendante, pi? preferibilmente il fertilizzante ? un ammendante vegetale comprendente almeno il 40% peso/peso (p/p) di farine o panelli vegetali, pi? preferibilmente almeno il 60% p/p di farine o panelli vegetali, oppure ? un ammendante comprendente almeno il 20% p/p di letame di origine animale. Preferibilmente, il fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto nella fase f) viene miscelato con il secondo fertilizzante in un rapporto fertilizzante microbiologicamente arricchito : secondo fertilizzante compreso tra 1:50 e 1:150, preferibilmente 1:100, ottenendo una seconda miscela.
In una forma di realizzazione, la seconda miscela viene sottoposta ad analisi microbiologiche al fine di escludere la presenza di agenti patogeni, come per esempio E. coli e Salmonella.
Preferibilmente, la seconda miscela viene essiccata fino al raggiungimento di un?umidit? interna inferiore del 20%. Preferibilmente, l?essiccatura avviene con le tecniche note all?esperto del settore.
In alternativa, il fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto nella fase f) viene posto in un solvente, preferibilmente tramite infusione, in un rapporto fertilizzante microbiologicamente arricchito : solvente compreso tra 1:30 e 1:100. In questo modo si ottiene una seconda miscela in forma liquida, ovvero si ottiene un fertilizzante microbiologicamente arricchito liquido.
La Richiedente ha infatti trovato che, con il metodo sopra dettagliatamente descritto, si ottiene un fertilizzante microbiologicamente arricchito, ovvero un fertilizzante che pu? essere utilizzato come inoculo microbiologico per substrati sterili in vivaio o come materiale di partenza per la produzione di fermentati (es. compost tea) da utilizzare in fertirrigazione o come spray fogliare. Infatti, il fertilizzante liquido microbiologicamente arricchito pu? essere utilizzato in fertirrigazione, permettendo di contrastare efficacemente i sintomi da auto-tossicit? vegetale in terreni agrari affetti da stanchezza del terreno (plant-soil negative feedback), e di migliorare la risposta delle colture alle avversit? biotiche ed abiotiche. Infatti, il fertilizzante della presente invenzione pu? essere definito come un inoculo microbiologico complesso, cio? comprendente centinaia o migliaia di specie microbiologiche diverse, differenziabili nel rispetto delle condizioni ambientali di applicazione. L?inoculo di un gran numero di specie massimizza le possibilit? che si instaurino nel sito di utilizzo reti trofiche stabili. La preparazione di un fertilizzante microbiologicamente arricchito appropriato alle condizioni ambientali locali (clima, pedologia, specie coltivate etc.) permette di massimizzare l?efficacia dell?inoculo stesso e di rigenerare pi? efficacemente e stabilmente la microbiologia del suolo.
L?utilizzo dello stesso a livello fogliare permette di contrastare direttamente organismi patogeni della fillosfera.
Un secondo aspetto della presente invenzione si riferisce ad un fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto con un processo come sopra dettagliatamente descritto.
Un terzo aspetto della presente invenzione riguarda l?uso in agricoltura di un fertilizzante microbiologicamente arricchito come sopra dettagliatamente descritto, preferibilmente come inoculo microbiologico, pi? preferibilmente per substrati sterili.
In una forma di attuazione, il fertilizzante microbiologicamente arricchito ? utilizzato in miscela o in combinazione con un secondo fertilizzante o ammendante.
In una forma di realizzazione, il fertilizzante microbiologicamente arricchito come sopra dettagliatamente descritto viene utilizzato come materiale di partenza per la produzione di compost fermentati (compost tea). Preferibilmente, il fertilizzante microbiologicamente arricchito viene impiegato per la fertirrigazione oppure come spray fogliare per prevenire o per trattare la proliferazione di organismi patogeni, preferibilmente organismi patogeni della fillosfera.
ESEMPIO
Almeno 10 campioni da 1-2 kg di fertilizzante vengono collocati all?interno di altrettanti sacchi permeabili la cui maglia ? compresa tra 2 e 0,5 mm (in fibra naturale o in nylon). Il fertilizzante di partenza ? una miscela di sostanze organiche (identificabile in base alla normativa vigente come ammendante vegetale semplice non compostato) a base di farine vegetali pellettate (40-60%), semi (20-40%), paglia (10-20 %), fieno (10-20 %).
Tutti i sacchi vengono esposti in aree ad alta naturalit? e biodiversit? (ad es. boschi misti di latifoglie con un basso livello di disturbo antropico). Durante l?esposizione i campioni sono stati posti a contatto con lo strato organico di suolo (ad una profondit? massima di 15 cm). Inoltre, i campioni sono stati ricoperti con una letteria naturale, comprendente foglie, terra, rami di piante. Il tempo di esposizione ? compreso tra i 10 e i 30 giorni, durante tutto il periodo i campioni sono stati mantenuti ad un contenuto di umidit? non inferiore al 50% e ad una temperatura media giornaliera del sito di esposizione compresa tra i 10 e i 25 gradi celsius (preferibilmente tra i 15 e i 25 ?C).
Trascorsi in media 20 giorni di esposizione, i campioni sono stati prelevati e trasportati nell?impianto di produzione. I campioni sono stati miscelati tra loro ed inseriti in sacchi permeabili da 10kg (tra 1 e 0,2 mm di spessore della maglia). I campiono sono stati inseriti in un bioreattore per una fase di fermentazione dove, ogni 20 kg di campione venivano aggiunto 1.000 litri di acqua declorata. I campioni sono stati mantenuti per 24-48 ore ad una temperatura compresa tra i 15 e 25 ?C, e un livello ossigeno disciolto sempre superiore a 5.5ppm.
Al termine della fermentazione, il fermentato ottenuto ? stato miscelato ad un fertilizzante in un rapporto 1:10, ovvero, ogni 10.000 Kg idi fertilizzante sono stati aggiunti 1.000 litri di fertilizzante microbiologicamente arricchito. Il fertilizzante finale ? stato essiccato a temperatura ambiente e al riparo dalla luce solare diretta fino a raggiungere un?umidit? ? 20%.
Prima dell?insacchettamento, il fertilizzante finale ? stato analizzato per confermare l?assenza di Salmonelle ed un contenuto di Escherichia coli inferiore a 1000 CFU/g.
Claims (13)
1. Un processo per la preparazione di un fertilizzante microbiologicamente arricchito comprendente le seguenti fasi:
1) rendere disponibile un fertilizzante;
2) porre il fertilizzante a contatto con almeno uno strato organico di suolo;
3) ricoprire il fertilizzante con almeno un secondo strato organico di suolo;
4) mantenere il fertilizzante nella fase c) per un tempo compreso tra 10 e 30 giorni;
5) miscelare il fertilizzante ottenuto nella fase d) con un solvente, preferibilmente con acqua al fine di ottenere una miscela; e
6) mantenere la miscela ottenuta nella fase e) ad una temperatura compresa tra 20 e 40?C per un tempo compreso tra 24 e 48 ore, ottenendo un fertilizzante microbiologicamente arricchito.
2. Il processo secondo la rivendicazione 1, dove il fertilizzante ? un ammendante vegetale comprendente almeno il 40% peso/peso (p/p) di farine vegetali o di panelli vegetali oppure ? un ammendante comprendente almeno il 20% p/p di letame di origine animale.
3. Il processo secondo la rivendicazione 1 o 2, dove nella fase b) il fertilizzante ? messo in contatto con l?almeno uno strato organico di suolo, in un terreno, ad una profondit? del terreno di almeno 10 centimetri, preferibilmente di almeno 15 centimetri.
4. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, dove il terreno ? di un bosco, preferibilmente un bosco comprendente Angiospermae, pi? preferibilmente comprendente diverse specie di Angiospermae .
5. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, dove nella fase b) il fertilizzante ? inserito in un contenitore permeabile, preferibilmente detto contenitore comprendente maglie con una dimensione compresa tra 0,5 e 2 micron.
6. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, dove l?almeno un secondo strato organico di suolo comprende foglie, rami e altre porzioni di almeno una pianta e/o altre fonti di carbonio di origine animale.
7. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, dove nella fase d) il fertilizzante ? mantenuto ad una temperatura compresa tra 10 e 20?C, preferibilmente tra 15 e 25?C e ad un?umidit? relativa superiore al 50%.
8. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7, dove nella fase e) il fertilizzante ? miscelato con il solvente in un rapporto fertilizzante : solvente compreso tra 1:30 e 1:100, preferibilmente 1:50.
9. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, dove il fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto nella fase f) viene miscelato con un secondo fertilizzante in un rapporto fertilizzante microbiologicamente arricchito : secondo fertilizzante compreso tra 1:50 e 1:150, preferibilmente 1:100, ottenendo una seconda miscela.
10. Il processo secondo la rivendicazione 9, dove la seconda miscela viene essiccata fino al raggiungimento di un?umidit? interna inferiore del 20%.
11. Il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, dove il fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto nella fase f) viene posto in un solvente, preferibilmente tramite infusione, in un rapporto fertilizzante microbiologicamente arricchito : solvente compreso tra 1:30 e 1:100.
12. Un fertilizzante microbiologicamente arricchito ottenuto con un processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11.
13. Uso in agricoltura di un fertilizzante microbiologicamente arricchito secondo la rivendicazione 12, eventualmente in miscela con un secondo fertilizzante, come inoculo microbiologico, preferibilmente per substrati sterili, oppure come materiale di partenza per la produzione di compost fermentati (compost tea) oppure per prevenire o per trattare la proliferazione di organismi patogeni, preferibilmente organismi patogeni della fillosfera.
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