WO2003052028A1 - Obtencion de un extracto humico concentrado a partir de fuentes organicas e inorganicas - Google Patents

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WO2003052028A1
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humic
organic
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mineral
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PCT/MX2001/000091
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Inventor
Alejandro Anaya Olvera
Original Assignee
Biotecnologia Organica, S.A. De C.V.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/02—Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/20—Liquid fertilisers
    • C05G5/23—Solutions

Definitions

  • the present invention relates, in general, to the regeneration of organic matter in cultivated soils and, more particularly, relates to a process for concentrating the characteristics and benefits of liquid extracts of humic substances from organic and mineral sources, obtaining a product richer in humic substances than is possible with the physical mixtures of existing extracts from organic and mineral sources.
  • Soil organic matter is one of the most important natural resources and, since ancient times, man has recognized that soil fertility can be maintained or improved by incorporating organic materials. Unfortunately, modern management practices of cultivated soils, irrigation methods, drainage, harvesting practices and the use of chemical fertilizers have contributed to the depletion of organic matter to the point where its presence in soils managed for commercial agriculture has seriously low flight or ceased to exist.
  • the organic matter of the soil is the accumulation of partially decomposed and resynthesized residues that influence plant nutrition. It has two main components, humic substances and non-humic substances.
  • Humic substances constitute between 60 and 80% of the organic matter in the soil and comprise complex materials that are very resistant to microbial attack.
  • Humic compounds are characterized by their aromatic chains such as polyphenols and polyquinones, which are very complex structures; These groups are formed by decomposition, synthesis and polymerization.
  • Humic substances do not have clearly defined physical and / or chemical properties, are amorphous, dark in color and have very high molecular weights, ranging from hundreds to thousands.
  • humic substances On the basis of their resistance to degradation and their solubility in acids and alkalis, humic substances have been classified into three groups: (a) Fulvic acid, is the one with the lowest molecular weight and the lightest color, is soluble in alkalis and acids and is the most susceptible to microbial attack , despite this it is very stable and is more resistant to degradation than other freshly incorporated fresh materials and can remain between 15 and 50 years in the soil; (b) humic acid, is of intermediate color and molecular weight, soluble in alkalis and insoluble in acids and is of intermediate resistance to degradation; and (c) humina, it is the constituent of the highest molecular weight, of a darker color, insoluble in alkalis and acids and is the most resistant to microbial attack. Usually, fulvic acids and humic acids are generically referred to as "humic acids.”
  • the group of non-humic substances constitutes 20 to 30% of the organic matter in the soil. These compounds are less complex and less resistant to microbial attack than those of the humic group. They are made up of specific organic compounds with defined physical and chemical properties. Some of these non-humic materials are only modified by microbial action, while some others are synthesized as a result of the breaking up of larger chains of substrates.
  • the non-humic group includes polysaccharides, which are especially effective in forming stable aggregates in the soil and among which are polyuronides, which are not found in living plants, but which are synthesized by soil microorganisms and They are components of microbial tissues. Once the microorganism dies, polyuronides are subject to degradation by other microorganisms or to interaction with other soil materials.
  • Some simple compounds that are part of the non-humic groups are some organic acids and materials with protein-like structures. Although these materials are not present in large quantities, their presence is critical especially because they affect the availability of some plant nutrients such as nitrogen and iron.
  • Extracts from the market are rich in organic matter sources that have been very useful in the field of commercial agriculture and are used to increase the organic matter content of the soil and thus restore fertility in a practical way, resulting in benefits such as soil improvement and physiological activation of crops.
  • humic extracts as well as other non-humic extracts, are obtained in soluble form from various sources by chemical agents, mainly alkalis.
  • the resulting aqueous solutions are widely marketed in the agricultural market.
  • a review of the available literature and commercial catalogs indicates that the main source of extraction of humic substances is from fossil carbons such as lignite or its derivatives, commonly referred to as “mineral” sources and that they are soft carbonaceous materials, aspect Earthy, brown to black in color and associated with coal deposits.
  • These sources have an unusual high content of "humic acids,” on the order of 30 to 60%.
  • the high content of this source produces liquid extracts with contents of the order of 12 to 18% of "humic acids" in solution.
  • organic Other sources of extraction of humic substances are those commonly referred to as "organic,” which include those of natural formation such as vegetable peat (peats), which consist of organic matter derived mainly from plant debris and presumably animals and microorganisms trapped in flooded beds .
  • peats vegetable peat
  • This type of sources includes those of induced formation such as composts and vermicomposts, which are materials derived from the composting process, that is, the degradation of organic waste from plants and other organisms that once had life, through biological processes controlled that result in a substance of earthy appearance, dark in color, with good physical properties and excellent attributes as organic amendment of the I usually;
  • the degradation is carried out by microorganisms and in the case of vermicomposts, in addition to microorganisms, it is promoted by worms, commonly from the spice Eisenia foetida.
  • mineral sources organic sources in solid state have low "humic acids" content of around 10%, so that extracts obtained from these sources reach maximum percentages of the order of 2 to 3%.
  • the humic mineral extracts are in an advanced state of decomposition.
  • the major changes that occur in this type of extracts include losses in carbohydrates, proteins and other biochemical constituents, as well as increases in the oxidation state of humic materials.
  • mineral humic extracts are essentially free of compounds of biological importance such as proteins and polysaccharides.
  • the "humic acids” obtained from organic sources have very important characteristics to stimulate plant growth, since they are of less complex carbon structures than those obtained from mineral sources, which allows them to be easily absorbed by the plants. Because they are recently synthesized, they do not have an advanced oxidation state, which gives them the property of being more chemically active and providing plants or soil microorganisms with a source of energy for their development.
  • extracts from organic sources is the presence of microbial populations in significant quantities, which benefits the soil when these extracts are applied as it helps to restore or increase the populations of beneficial microorganisms.
  • This characteristic increases the health of the plant and decreases the risk of diseases since being present in the soil or on the surface of the plant, the microorganisms contained in the extracts compete for growth factors with pathogenic organisms; at the same time they excrete antibiotics that contribute directly to the decrease of populations of undesirable microorganisms.
  • Another important effect of microorganisms is their contribution to the development of soil fertility naturally.
  • the inventor in accordance with the present invention has developed a process by which he manages to concentrate the properties of the liquid extracts of both generic sources in a given volume. Surprisingly, the extract obtained has better properties compared to extracts obtained separately or physically mixed.
  • a process for the preparation of a humic extract that concentrates the characteristics and qualities of liquid extracts from mineral and organic sources, initially preparing a humic extract from a first source, organic, for example, by using an alkaline extraction solution and taking advantage of residual alkalinity to partially extract the active ingredients from a second source, mineral for example. Due to the particular conditions of the extraction process of the present invention, the chemical combination of the ingredients from the different sources is most likely produced, obtaining a product with better viscosity, adhesion, active ingredient content and biological effectiveness properties, than - Clearly difference with respect to the product obtained through the physical mixtures that exist in the market.
  • a humic extract is provided with superior characteristics of viscosity, adhesion, content of active ingredients and biological effectiveness, with respect to those of those commercial products that currently exist and that consist of simple physical mixtures of extracts from mineral sources and extracts from organic sources.
  • the process comprises the steps of: a) obtaining a first humic, alkaline extract, from an organic source; and b) taking advantage of the residual alkalinity of the first extract, solubilizing active ingredients from a mineral source, obtaining a second humic extract.
  • the process comprises the additional step of: c) fortification or enrichment of the second humic extract obtained in step (b), with additional nutrients.
  • an organic source such as a dried and ground compost
  • the supernatant is separated, the separated volume of the mixture is replenished with water and stirred again for the time necessary to extract the remainder of the active ingredients.
  • the supernatant is separated again and mixed with that obtained in the first extraction. It should be ensured that the pH of the final solution is in the range of 11.5 and 13.5.
  • the alkalinity of the first extract is used and active ingredients from a mineral source are solubilized.
  • a mineral source, the first organic extract and a solution of potassium hydroxide 4.5 - 6.5 N, more preferably 5.8 N are mixed with constant stirring, in a weight: volume: volume ratio of 1.0: 1.0: 0.1 - 1.0: 5.0: 1.0, more preferably 1.0: 3.0: 0.5, respectively.
  • the additions of the mineral source and the alkaline solution are fractionated so that the pH of the solution reaches minimum and maximum limits of 12.5 to 13.5, respectively, which results in the highest extraction of active ingredients and the least possible damage to microorganisms and chemical structures of the compounds.
  • a solution of potassium hydroxide is used as an alkaline solution, however it is understood that other alkaline solutions such as, for example, ammonium hydroxide and sodium hydroxide may be used.
  • the content of active ingredients in the second extract is greater, per unit of equivalent volume, than that offered by the commercial physical mixtures that are currently achieved.
  • additional concentrated solutions of potassium hydroxide or flakes can be used to further concentrate the active ingredients of the mineral source in the second extraction stage, following a methodology similar to that described above to avoid excessive dilution
  • the second humic extract is subjected to an additional stage by which it is enriched or fortified with nutrients using organic or mineral sources thereof.
  • the process of the invention can be used to concentrate the contents of organic matter from both organic sources and mineral sources, and allows to enhance the properties of various mixtures of sources of organic matter, be they organic-mineral, organic-organic or mineral -minerals.
  • the process of the present invention generates a liquid extract with a high concentration of humic substances and important amounts of carbohydrates, lipids, proteins, plant growth pseudoregulators
  • the humic extract obtained by the present invention can be used directly as a soil improver and physiological activator and, as already mentioned, can be enriched with nutrients (common fertilizers) to further enhance the effects of each of the components (humic substances , not humic and fertilizers) as inputs for plant nutrition, since it is known that organic substances increase the availability of nutrients and improve their absorption into plants.
  • nutrients common fertilizers
  • the extract obtained by the process of the present invention by providing humic and non-humic substances, provides the following benefits when applied correctly: Physical Benefits

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Abstract

Se provee un proceso para la obtención de un extracto húmico que concentra características de extractos líquidos provenientes de fuentes minerales y orgánicas, elaborando inicialmente un extracto húmico a partir de una primer fuente, orgánica, mediante la utilización de una solución alcalina extractora y aprovechando la alcalinidad residual para extraer parcialmente los ingredientes activos de una segunda fuente, mineral. También se provee un producto mejorador de suelos de cultivo y activador fisiológico de vegetales.

Description

OBTENCIÓN DE UN EXTRACTO HÚMICO CONCENTRADO A PARTIR DE FUENTES ORGÁNICAS E INORGÁNICAS
Campo de la Invención La presente invención se refiere, en forma general, a la regeneración de la materia orgánica en los suelos cultivados y, más particularmente, se relaciona con un proceso para concentrar las características y beneficios de los extractos líquidos de substancias húmicas procedentes de fuentes orgánicas y minerales, obteniéndose un producto más rico en substancias húmicas que lo que es posible obtener con las mezclas físicas de extractos existentes de fuentes orgánicas y minerales.
Antecedentes de la Invención
La materia orgánica del suelo es uno de los recursos naturales más importantes y, desde la antigüedad, el hombre ha reconocido que la fertilidad del suelo puede mantenerse o mejorarse mediante la incorporación de materiales orgánicos. Desafortunadamente, las prácticas modernas de manejo de los suelos cultivados, los métodos de irrigación, el drenaje, las prácticas de cosecha y el uso de fertilizantes químicos han contribuido al agotamiento de la materia orgánica hasta el punto en que la presencia de ésta en los suelos manejados para la agricultura comercial se ha vuelo seriamente baja o ha cesado de existir.
La materia orgánica del suelo es la acumulación de residuos parcialmente descompuestos y resintetizados que influyen en la nutrición vegetal. Tiene dos componentes principales, las substancias húmicas y las substancias no húmicas. Las substancias húmicas constituyen entre el 60 y 80% de la materia orgánica del suelo y comprende materiales complejos que son muy resistentes al ataque microbiano. Los compuestos húmicos se caracterizan por sus cadenas aromáticas tales como polifenoles y las poliquinonas, que son estructuras muy complejas; estos grupos se forman por descomposición, síntesis y polimerización. Las substancias húmicas no presentan propiedades físicas y/o químicas claramente definidas, son amorfas, de color obscuro y tienen pesos moleculares muy altos, variando desde cientos hasta miles. Sobre la base de su resistencia a la degradación y su solubilidad en ácidos y álcalis, las substancias húmicas se han clasificado en tres grupos en ácidos y álcalis, las substancias húmicas se han clasificado en tres grupos químicos: (a) ácido fúlvico, es el de más bajo peso molecular y el de color más claro, es soluble en álcalis y ácidos y es el más susceptible al ataque microbiano, a pesar de esto es muy estable y es más resistente a la degradación que otros materiales frescos recién incorporados y puede permanecer entre 15 y 50 años en el suelo; (b) ácido húmico, es de color y peso molecular intermedio, soluble en álcalis e insoluble en ácidos y es de resistencia intermedia a la degradación; y (c) humina, es el constituyente de más alto peso molecular, de color más obscuro, insoluble en álcalis y ácidos y es el más resistente al ataque microbiano. Usualmente, los ácidos fúlvicos y los ácidos húmicos son denominados genéricamente como "ácidos húmicos."
El grupo de las substancias no húmicas constituye del 20 al 30% de la materia orgánica del suelo. Estos compuestos son menos complejos y menos resistentes al ataque microbiano que los del grupo húmico. Se conforman de compuestos orgánicos específicos con propiedades físicas y químicas definidas. Algunos de estos materiales no húmicos son solamente modificados por la acción microbiana, mientras que algunos otros son sintetizados como resultado del rompimiento de cadenas más grandes de substratos. El grupo no húmico incluye a los polisacáridos, los cuales son especialmente efectivos para formar agregados estables en el suelo y entre los cuales se encuentran los poliuronidos, mismos que no se encuentran en las plantas vivas, pero que son sintetizados por los microorganismos del suelo y son componentes de los tejidos microbianos. Una vez que el microorganismo muere, los poliuronidos están sujetos a la degradación por parte de otros microorganismos o a la interacción con otros materiales del suelo.
Algunos compuestos simples que son parte de los grupos no húmicos son algunos ácidos orgánicos y materiales con estructuras tipo proteínas. Si bien estos materiales no están presentes en grandes cantidades, su presencia es crítica especialmente porque afectan la disponibilidad de algunos nutrimentos vegetales como el nitrógeno y el fierro.
Históricamente, la materia orgánica en los suelos de cultivo ha sido regenerada a través de prácticas como la rotación de cultivos, plantación de leguminosas, labrado, con abonos verdes y mediante la aplicación de compostas. Sin embargo, la mayoría de estas técnicas son costosas y consumen mucho tiempo. Asimismo, las presiones económicas de nuestros días impiden que los agricultores utilicen prácticas de cultivo sustentables. Un análisis de este problema sugiere que una solución rápida y práctica es la identificación de una fuente confiable que provea materia orgánica para su aplicación directa al suelo y, de ser posible, a la planta misma.
Existen en el mercado extractos de fuentes ricas en materia orgánica que han encontrado gran utilidad dentro del campo de la agricultura comercial y que se utilizan para incrementar los contenidos de materia orgánica del suelo y restablecer de esta forma la fertilidad de una manera práctica, derivando en beneficios como la mejoría de los suelos y la activación fisiológica de los cultivos.
Estos extractos húmicos, así como también otros extractos no húmicos, son obtenidos en forma soluble a partir de diversas fuentes mediante agentes químicos, principalmente álcalis. Las soluciones acuosas resultantes son ampliamente comercializadas en el mercado agrícola. Una revisión de la literatura disponible y de los catálogos comerciales indica que la principal fuente de extracción de substancias húmicas es a partir de carbones fósiles como el lignito o sus derivados, comúnmente denominados fuentes "minerales" y que son materiales carbonáceos de tipo suave, aspecto terroso, de color café a negro y que se encuentran asociados a depósitos de carbón. Estas fuentes tienen como característica un inusual alto contenido de "ácidos húmicos," del orden del 30 al 60%. El alto contenido de esta fuente produce extractos líquidos con contenidos del orden del 12 al 18% de "ácidos húmicos" en solución.
Otras fuentes de extracción de substancias húmicas son las comúnmente denominadas "orgánicas," que incluyen a las de formación natural como las turbas vegetales (peats), las cuales consisten en materia orgánica derivada principalmente de desechos vegetales y presumiblemente animales y microorganismos atrapados en lechos inundados. Se incluye en este tipo de fuentes a las de formación inducida como las compostas y lombricompostas, que son materiales derivados del proceso de composteo, es decir, la degradación de los residuos orgánicos de plantas y otros organismos que alguna vez tuvieron vida, mediante procesos biológicos controlados que dan como resultado una substancia de aspecto terroso, de color obscuro, con buenas propiedades físicas y excelentes atributos como enmienda orgánica del suelo; en este tipo de fuentes la degradación es realizada por microorganismos y en el caso de las lombricompostas, además de los microorganismos, es promovida por lombrices, comúnmente de la especia Eisenia foetida. En relación con las fuentes minerales, las fuentes orgánicas en estado sólido presentan bajos contenidos de "ácidos húmicos," de alrededor del 10%, por lo que los extractos obtenidos a partir de estas fuentes alcanzan porcentajes máximos del orden de 2 al 3%.
Se ha comprobado en la práctica que los extractos húmicos, independientemente de la fuente de obtención, tienen efectos positivos en la producción agrícola. Sin embargo ambas fuentes presentan ventajas y limitantes.
Los extractos húmicos minerales se encuentran en un estado avanzado de descomposición. Los mayores cambios que se presentan en este tipo de extractos incluyen pérdidas en carbohidratos, proteínas y otros constituyentes bioquímicos, así como incrementos en el estado de oxidación de los materiales húmicos. De esta forma, a diferencia del humus del suelo, los extractos húmicos minerales están esencialmente libres de compuestos de importancia biológica tales como las proteínas y los polisacáridos.
La virtual ausencia de proteínas y otros compuestos bioquímicos nitrogenados indica que los "ácidos húmicos" minerales no son buenas fuentes de nitrógeno para el crecimiento de la planta. Por otro lado, la mayoría de las gomas monosacáridas, los constituyentes del humus del suelo más efectivos para la formación de agregados estables, están ausentes de los extractos húmicos minerales. También, debido a su alto contenido de carbono y de sus estructuras muy condensadas, los "ácidos húmicos" minerales son fácilmente inmovilizados en el suelo, aún cuando se apliquen en formas solubles. Esto significa que tienen menos oportunidad de influenciar el crecimiento vegetal actuando directamente como reguladores de crecimiento.
La forma más importante en la que contribuyen los "ácidos húmicos" minerales en la fertilidad es incrementando la capacidad de intercambio iónico y la" capacidad de neutralización, sin embargo tienen la limitante de que sus bajas concentraciones de nitrógeno y el avanzado estado de oxidación contribuyen a la disminución de las poblaciones microbianas al tener como limitantes el nutrimento y la poca cantidad de energía disponible para la descomposición de otros substratos orgánicos cuando se incorporan los extractos minerales al suelo.
Por otra parte, la principal desventaja de los extractos de fuentes orgánicas es el relativamente bajo contenido de "ácidos húmicos" que se puede obtener de ellas en forma líquida o en suspensión. Esto genera un aumento significativo de los costos de producción y distribución de estos materiales. Esta baja concentración es la causa más importante en la disminución de competitividad de los extractos elaborados a partir de fuentes orgánicas.
Sin embargo, los "ácidos húmicos" obtenidos a partir de fuentes orgánicas presentan características muy importantes para estimular el crecimiento vegetal, pues éstas son de estructuras carbonadas menos complejas que las obtenidas a partir de las fuentes minerales, lo que les permite ser absorbidas fácilmente por las plantas. Debido a que son de reciente síntesis éstas no presentan un estado avanzado de oxidación, hecho que les confiere la propiedad de ser más activas químicamente y de proveer a las plantas o a los microorganismos del suelo de una fuente de energía para su desarrollo.
Otra ventaja de los extractos de fuentes orgánicas es la presencia de poblaciones microbianas en cantidades importantes, lo cual beneficia a los suelos cuando dichos extractos son aplicados ya que ayuda a restablecer o incrementar las poblaciones de microorganismos benéficos. Esta característica aumenta la sanidad de la planta y disminuye el riesgo de enfermedades ya que al estar presentes en el suelo o en la superficie de la planta, los microorganismos contenidos en los extractos compiten por los factores de crecimiento con los organismos patógenos; a la vez excretan antibióticos que contribuyen directamente a la disminución de las poblaciones de microorganismos no deseables. Otro efecto importante de los microorganismos es su contribución al desarrollo de la fertilidad del suelo en forma natural.
Existe, por lo tanto, la necesidad de reunir las propiedades de los extractos de las fuentes minerales con los de las fuentes orgánicas, sin embargo, en la actualidad, las propiedades de ambas fuentes se reúnen realizando mezclas físicas de productos comerciales. La operación de realizar la mezcla física reduce los contenidos de las propiedades de cada uno de los productos que se mezclan, en un volumen determinado y, por ende, sus propiedades y sus efectos, incrementándose los costos tanto de producción como de comercialización.
Por ejemplo, si se mezcla litro de un extracto mineral con un contenido de 18% de substancias húmicas, con V* litro de un extracto orgánico con un contenido de 3% de substancias húmicas, se obtendría un volumen total de 1 litro de solución con un contenido de 10.5% de substancias húmicas, el cual contendrá únicamente la mitad de las propiedades y tendría la mitad de sus efectos en comparación con sus volúmenes originales.
El inventor, de conformidad con la presente invención ha desarrollado un proceso mediante el cual logra concentrar las propiedades de los extractos líquidos de ambas fuentes genéricas en un volumen determinado. Sorpresivamente, el extracto que se obtienen presenta mejores propiedades en comparación con los extractos obtenidos por separado o mezclados físicamente.
Objetivos de la Invención
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un proceso para la elaboración de un extracto húmico que concentra las características y cualidades de los extractos líquidos provenientes de fuentes minerales y orgánicas, elaborando inicialmente un extracto húmico a partir de una primer fuente, orgánica, por ejemplo, mediante la utilización de una solución alcalina extractora y aprovechando la alcalinidad residual para extraer parcialmente los ingredientes activos de una segunda fuente, mineral por ejemplo. Debido a las condiciones particulares del proceso de extracción de la presente invención, muy probablemente se produce la combinación química de los ingredientes de las diferentes fuentes, obteniéndose un producto con mejores propiedades de viscosidad, adherencia, contenido de ingredientes activos y efectividad biológica, que lo diferencia de -manera clara respecto al producto que se obtiene mediante las mezclas físicas que existen en el mercado.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se provee un extracto húmico con características superiores de viscosidad, adherencia, contenido de ingredientes activos y efectividad biológica, respecto a las de aquellos productos comerciales que existen en la actualidad y que consisten en simples mezclas físicas de extractos provenientes de fuentes minerales y extractos provenientes de fuentes orgánicas.
Es un objeto de la presente invención el proveer un proceso para la preparación de un extracto húmico a partir de fuentes minerales y fuentes orgánicas, en el que se cree que los componentes activos de ambas fuentes se combinan químicamente, proveyendo un producto de claras características superiores.
Es un objeto adicional de la presente invención el proveer un extracto húmico procedente de fuentes minerales y orgánicas, cuyos componentes activos están combinados químicamente, el cual en adición a su mayor contenido de ingredientes activos, presenta mejores características de viscosidad, adherencia y efectividad biológica, respecto a las de las mezclas físicas comerciales. Estos y otros objetivos serán más claros a partir de la siguiente descripción de una modalidad preferida de la presente invención.
Descripción Detallada de la Modalidad Preferida
De acuerdo con una modalidad especialmente preferida de la presente invención, el proceso comprende las etapas de: a) obtención de un primer extracto húmico, alcalino, de una fuente orgánica; y b) aprovechando la alcalinidad residual del primer extracto, solubilizar ingredientes activos de una fuente mineral, obteniendo un segundo extracto húmico.
En un aspecto preferido de la presente invención, el proceso comprende la etapa adicional de: c) fortificación o enriquecimiento del segundo extracto húmico obtenido en la etapa (b), con nutrimentos adicionales. Para la obtención del primer extracto húmico se combinan una fuente orgánica, tal como una composta seca y molida, con una solución alcalina de, por ejemplo, hidróxido de potasio con una concentración 0.10 a 0.50 N, más preferiblemente 0.35 N, en una proporción de 1 :3-1 :7, más preferiblemente 1 :5, del. peso de la fuente orgánica:volumen de la solución, con agitación constante y durante un tiempo suficiente para extraer la mayor cantidad posible de ingredientes activos de la fuente orgánica. Una vez que se han extraído los ingredientes activos, se separa el sobrenadante, se repone con agua el volumen separado de la mezcla y se agita nuevamente por el tiempo necesario para extraer el remanente de los ingredientes activos. Una vez terminada la segunda extracción, se separa nuevamente el sobrenadante y se mezcla con el obtenido en la primera extracción. Sé debe vigilar que el pH de la solución final esté en el intervalo de 11.5 y 13.5.
Para la obtención del segundo extracto, se aprovecha la alcalinidad del primer extracto y se solubilizan ingredientes activos de una fuente mineral. Para esto, se mezcla con agitación constante una fuente mineral, el primer extracto orgánico y una solución de hidróxido de potasio 4.5 - 6.5 N, más preferiblemente 5.8 N, en una proporción peso:volumen:volumen de 1.0:1.0:0.1 - 1.0:5.0:1.0, más preferiblemente 1.0:3.0:0.5, respectivamente. Las adiciones de la fuente mineral y de la solución alcalina se fraccionan de tal manera que el pH de la solución alcance límites mínimos y máximos de 12.5 a 13.5, respectivamente, con lo cual se obtiene la mayor extracción de ingredientes activos y el menor daño posible a los microorganismos y a las estructuras químicas de los compuestos. De acuerdo con una modalidad preferida se utiliza como solución alcalina una solución de hidróxido de potasio, sin embargo se entiende que podrán utilizarse otras soluciones alcalinas como, por ejemplo, hidróxido de amonio e hidróxido de sodio.
Debido a la complejidad, en términos de los constituyentes de las fuentes húmicas orgánicas y minerales, no se tiene bien determinado lo que sucede bajo las condiciones del proceso de la invención, pero se tiene la idea de que se lleva a cabo algún tipo de combinación química entre los diferentes ingredientes de las fuentes orgánicas y minerales debido a que las propiedades del segundo extracto resultante presenta mejores características de viscosidad, adherencia y efectividad biológica, respecto a las que presentan las mezclas físicas que existen en el mercado.
Es decir, existe un efecto de sinergia mediante el cual las características y cualidades del extracto resultante superan ampliamente a las de extractos líquidos procedentes de fuentes orgánicas y/o minerales, tanto en forma separada como en forma combinada físicamente.
Asimismo, el contenido de ingredientes activos en el segundo extracto es mayor, por unidad de volumen equivalente, que el que ofrecen las mezclas físicas comerciales que se consiguen en la actualidad.
En un aspecto adicional de la presente invención, se pueden emplear soluciones concentradas adicionales de hidróxido de potasio o escamas, para concentrar todavía más los ingredientes activos de la fuente mineral en la segunda etapa de extracción, siguiendo una metodología similar a la descrita anteriormente para evitar la dilución excesiva.
Asimismo, en otro aspecto de la invención el segundo extracto húmico se somete a una etapa adicional mediante la cual se enriquece o fortifica con nutrimentos utilizando fuentes orgánicas o minerales de los mismos.
El proceso de la invención puede ser utilizado para concentrar los contenidos de materia orgánica procedente tanto de fuentes orgánicas como de fuentes minerales, y permite potenciar las propiedades de diversas mezclas de fuentes de materia orgánica, sean éstas orgánicas-minerales, orgánicas- orgánicas o minerales-minerales.
El proceso de la presente invención genera un extracto líquido con alta concentración de substancias húmicas y cantidades importantes de carbohidratos, lípidos, proteínas, pseudoreguladores de crecimiento vegetal
(hormonas) y microorganismos benéficos, que tiene aplicación directa en la agricultura comercial.
El extracto húmico obtenido mediante la presente invención puede ser utilizado directamente como mejorador de suelos y activador fisiológico y, como ya se mencionó, puede ser enriquecido con nutrimentos (fertilizantes comunes) para potenciar aún más los efectos de cada uno de los componentes (substancias húmicas, no húmicas y fertilizantes) como insumos para la nutrición vegetal, pues se sabe que las substancias orgánicas aumentan la disponibilidad de los nutrimentos y mejoran la absorción de éstos al interior de las plantas.
De manera enunciativa, el extracto obtenido mediante el proceso de la presente invención, al aportar substancias húmicas y no húmicas, proporciona los siguientes beneficios cuando se aplica correctamente: Beneficios Físicos
- Incrementa la capacidad de retención de la humedad del suelo.
- Incrementa la aireación del suelo.
- Facilita el manejo del suelo. - Mejora la cama de siembra.
- Reduce la erosión
Beneficios Químicos
- Incrementa el porcentaje de nitrógeno total en el suelo.
- Neutraliza los suelos ácidos y alcalinos. - Aumenta la capacidad de intercambio iónico en el suelo.
- Aumentan la absorción de minerales por las plantas.
- Retiene los fertilizantes nativos del suelo y los incorporados en la zona radicular y los liberan conforme son necesitados.
Beneficios Biológicos - Acelera la división celular estimulando así el crecimiento vegetal.
- Aumenta el engrasamiento de la pared celular, extendiendo así la vida de anaquel de los productos vegetales.
- Acelera la germinación de la semilla.
- Produce un ambiente estable que promueve el desarrollo de los microorganismos deseables en el suelo.
- Incrementa el contenido vitamínico en la planta.
- Incrementa el crecimiento longitudinal de la raíz
- Incrementa la producción de enzimas.
- Potencia la fotosíntesis, e - Incrementa la tolerancia de las plantas a la sequía.
A continuación se ilustra la presente invención con mayor detalle y con referencia a un Ejemplo particular y específico, sin embargo, no deberá interpretarse esta ejemplificación en el sentido de que el alcance de la invención se restringe a la modalidad que se ilustra.
Ejemplo
Se colocaron 1 ,000 litros de solución de hidróxido de potasio 0.35 N en un contenedor de 2,000 I y se inició la agitación a fin de homogeneizar la concentración en toda la solución. Se agregaron 200 Kg. de lombricomposta seca y molida y se continuo la agitación durante 8 horas a una velocidad de 60 r.p.m. Una vez finalizada la extracción se separaron 500 I del sobrenadante y se adicionaron 500 I de agua al contenedor. Se continuó la agitación durante 8 horas más a la misma velocidad. Se extrajeron otros 500 I del extracto y se colocaron junto con los 500 I del primer extracto y se mezclaron para su homogeneización.
Se colocaron 800 I del extracto obtenido en el paso anterior y se proporcionó agitación. Se adicionaron lentamente 75 Kg de lignito y una vez que se homogeneizó la mezcla se agregaron lentamente 37.5 I de una solución de hidróxido de potasio 5.8 N. La adición de lignito y de la solución de hidróxido de potasio se repite hasta agregar un total de 300 Kg de lignito y 255 I de solución alcalina. Se agitó la mezcla durante 12 horas, tiempo después del cual se dejó reposar y se filtró. El producto resultante consistió en un líquido con un contenido de 18% de substancias húmicas, carbohidratos, enzimas y microorganismos. Era un líquido muy viscoso y con una alta adherencia a las partículas del suelo y a la superficie de las hojas de las plantas. La aplicación del producto en una dilución 1 :100 con agua proporciona excelentes resultados para estimular el crecimiento vegetal y mejorar la fertilidad del suelo. Puede ser utilizado también como potenciador de otros productos agroquímicos como herbicidas y fertilizantes foliares.
La descripción precedente revela modalidades preferidas de la presente invención. Deberá apreciarse que las modalidades son descritas para propósitos ilustrativos solamente y que numerosas modificaciones, tanto en las fuentes orgánicas y/o minerales utilizadas, como en las soluciones alcalinas empleadas, pueden ser llevadas a cabo por aquellos capacitados en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se pretende que la totalidad de dichas modificaciones estén incluidas en tanto que ellas caigan dentro del alcance de la invención según se reivindica o en equivalencias de ellas.

Claims

Novedad de la Invención
1. Un proceso para la obtención de un extracto rico en substancias húmicas y no húmicas, el cual comprende las etapas de: a) obtención de un primer extracto alcalino, combinando una fuente orgánica con una primer solución alcalina con una concentración 0.10 a 0.50 N, en una proporción de 1:3-1 :7, de peso de la fuente orgánica:volumen de la solución, con agitación y durante un tiempo suficiente para extraer ingredientes activos de la fuente orgánica, separando el sobrenadante que resulta y reponiendo con agua el volumen separado de la mezcla para agitar nuevamente por el tiempo necesario para extraer el remanente de los ingredientes activos; una vez terminada la segunda extracción, se separa nuevamente el sobrenadante y se mezcla con el obtenido en la primera extracción, vigilando que el pH de la solución final esté en el intervalo de 11.5 a 13.5; y b) aprovechando la alcalinidad residual del primer extracto, solubilizar ingredientes activos de una fuente mineral, para obtener un segundo extracto húmico, mezclando con agitación constante una fuente mineral, el primer extracto alcalino y una segunda solución alcalina con una concentración de 4.5 - 6.5 N, en una proporción peso:volumen:volumen de 1.0:1.0:0.1 - 1.0:5.0:1.0, respectivamente, de manera que el pH de la solución alcance límites mínimos y máximos de 12.5 y 13.5, respectivamente, con lo cual se obtiene un extracto rico en substancias húmicas y no húmicas.
2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , el cual comprende la etapa adicional de: c) enriquecimiento del segundo extracto húmico obtenido en la etapa (b), con nutrimentos adicionales.
3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la segunda solución alcalina se complementa con otra solución alcalina más concentrada o un sólido concentrado, para concentrar adicionalmente el producto húmico obtenido en la etapa (b).
4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde las soluciones alcalinas primera y segunda se seleccionan del grupo formado por hidróxido de potasio, hidróxido de amonio e hidróxido de sodio.
5. Un proceso de conformidad con la reivindicación 4, en donde la primer solución alcalina tiene una concentración de 0.35 N y la segunda solución alcalina tiene una concentración de 5.8 N.
6. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la fuente de materia orgánica mineral se selecciona del grupo formado por carbones fósiles del tipo del lignitos y sus derivados; y la fuente orgánica se selecciona del grupo formado por fuentes naturales del tipo de las turbas vegetales y fuentes inducidas del tipo de las compostas y lombricompostas.
7. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde la combinación de las fuentes de materia orgánica utilizadas se selecciona del grupo formado por las combinaciones fuente orgánica-fuente mineral; fuente orgánica-fuente orgánica y fuente mineral-fuente mineral.
8. Un extracto rico en substancias húmicas y no húmicas, el cual se obtiene mediante un proceso que comprende las siguientes etapas: a) obtención de un primer extracto alcalino, combinando una fuente orgánica seleccionada del grupo formado por fuentes naturales del tipo de las turbas vegetales y fuentes inducidas del tipo de las compostas y lombricompostas, con una primer solución alcalina seleccionada del grupo formado por hidróxido de potasio, hidróxido de amonio e hidróxido de sodio, en una concentración 0.10 a 0.50 N, en una proporción de 1 :3-1 :7, peso de la fuente orgánica:volumen de solución, con agitación y durante un tiempo suficiente para extraer ingredientes activos de la fuente orgánica, separando el sobrenadante que resulta y reponiendo con agua el volumen separado de la mezcla para agitar nuevamente por el tiempo necesario para extraer el remanente de los ingredientes activos; una vez terminada la segunda extracción, se separa nuevamente el sobrenadante y se mezcla con el obtenido en la primera extracción, con un pH de la solución final en el intervalo de 11.5 a 13.5; y b) aprovechando la alcalinidad residual del primer extracto, solubilizar ingredientes activos de una fuente mineral, para obtener un segundo extracto húmico, mezclando con agitación constante una fuente mineral seleccionada del grupo formado por carbones fósiles del tipo del lignito y sus derivados, el primer extracto alcalino y una segunda solución alcalina seleccionada del grupo formado por hidróxido de potasio, hidróxido de amonio e hidróxido de sodio, con una concentración de 4.5 - 6.5 N, en una proporción peso:volumen:volumen de 1.0:1.0:0.1 - 1.0:5.0:1.0, respectivamente, de manera que el pH de la solución alcance límites mínimos y máximos de 12.5 y 13.5, respectivamente.
9. Un extracto rico en substancias húmicas y no húmicas, de conformidad con la reivindicación 1, en donde el proceso comprende la etapa adicional de: c) enriquecimiento del segundo extracto húmico obtenido en la etapa (b), con nutrimentos adicionales.
10. Un extracto rico en substancias húmicas y no húmicas, de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la segunda solución alcalina se complementa con otra solución alcalina más concentrada o un sólido concentrado, para concentrar adicionalmente el producto húmico obtenido en la etapa (b).
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