专利名称：处理农业土壤制剂的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种处理农业土壤的制剂的生产方法。
背景技术：
在过去的五十年，农业领域已经经历了显著的变化。实际上，为了奶和肉的生产以及为了繁殖，已经创建了高密度的牛、猪和家禽牲畜农场。单作已经在宽阔区域的土地上发展了起来，并且由于对森林和随后森林腐殖质的过渡开发，我们看到很多地区正在发生沙漠化。曾经，地球被分成两个区域，第一个由森林和大草原组成，其中人是收获果实的客人；第二个由传统的农场组成，农民在农场上实行自动施肥和作物轮作；在这样的条件下， 人类以一种未对土壤本身造成破坏的方式操作。随着世界人口的增加和随之而来的对食物需求的增加，现代人类已开始破坏森林系统，在大草原上浇筑水泥建造城市和道路，依赖化学制品，对很多从森林和大草原得到的土地实行单作，创建高密度牲畜农场，在这些环境中造成破坏，这些破坏有时是惊人的。特别是，这种集约牲畜农场会产生大量的动物废弃物，其已经污染土壤、土壤底土和地下水位，引入例如过量的硝酸盐和磷酸盐载量。单作模式已经损耗农业土壤，这种土壤需要不断地化学施肥以维持生产力。因此，有必要确定一种方法以干涉这一循环，该方法能使动物废弃物智慧地转化， 并且同时能产出一种处理农业土壤的制剂，尤其是用于那些已被损耗或破坏的农业土壤。
发明内容
根据本发明，通过具体记载在随后权利要求中的技术方案实现这样的目的。所述权利要求形成了在此与本发明相关提供的技术教导的主要部分。本发明的一个实施方式涉及通过适当处理动物废弃物生产用于处理农业土壤的制剂的方法，尤其是一种微生物稳定的制剂，该制剂能够改善被损耗土壤的健康状态。在一个特定的实施方式中，首先制备动物废弃物和可能的植物生物质的专用混合物，碳含量和微生物含量是平衡的，用特定的微生物接种，该处理过程因此被启动。这种方法预见了生物质消化的第一阶段，以这种方式进行可能的预处理，通过具体的微生物组分的酶促作用以生产用于在藻类或其它水产养殖生产中的液体部分以及固体部分来操作，该固体部分经过蚯蚓堆肥阶段(vermicomposting phase)及后续的真菌-细菌新陈代谢提供一种处理农业土壤的制剂，也被定义为有机微生物再生产品，优选可用于处理被损耗的和/ 或被杀虫剂、除草剂和化学肥料污染破坏的农业土壤。本发明通过几个优选实施方式但是并不局限于这些实施例的方式将被详细描述。通常，在此描述的方法认为第一阶段是预先混合的动物和可能植物来源的生物质的厌氧消化反应，该消化反应的实施是通过接种易进行上述消化反应的微生物群使微生物组分发生酶促作用。随后的第二阶段是对由上述消化反应获得的固体部分进行蚯蚓堆肥，获得被称做“蚯蚓腐殖物”的部分。在持续6-12个月时期的蚯蚓堆肥阶段后，对固体部分进行12-14个月的真菌-细菌代谢阶段。在这些阶段中，将已经在第一消化阶段和在第二蚯蚓堆肥阶段部分被消化的生物质以具体的堆保留在田地中，并且通过定期用特定的微生物群接种，通过注入空气同时按一定的时间表和相应的月相进行移动，进行进一步的好氧消化反应。这个阶段提供了微生物稳定的腐殖质，即所含的真菌-细菌微生物的菌种组成基本不随时间改变的腐殖质，不论这些微生物来源于所使用的动物废弃物基质还是来源于实施的接种。由于施用方法的类型，该腐殖物不含病原微生物。最后，进行最终的好氧-厌氧微生物稳定阶段，产生有机土壤再生产品和目前被命名为“HUMUS ANENZY”的化学物质的微生物降解物。在真菌-细菌新陈代谢阶段，固体部分成堆堆放，以便于从底部通气，从顶上蒸发，反之亦然。另外，在这一阶段进行的各种操作必须遵守相对精确的与月相对应的时间表。需要明确说明的是，在所有的阶段，在动物和可能的植物废弃物形成混合物期间， 在厌氧消化反应中，在蚯蚓堆肥中，之后在好氧消化反应中，以及在最后的真菌-细菌新陈代谢中，给生物质接种的微生物群是“ENZYVEBA”。这是未进行基因修饰的细菌和真菌微生物的群，其中包含降解污染物(例如PCBs，IPA和柴油机燃料)的菌株，并且所述群合适地制备用于该目的，并且用对于每一阶段最适合的和最好适用于产品“HUMUSANENZY”的最终目的，例如在农业土壤中存在的化学物质的降解的菌株来标定效价。该微生物群由 Marcopolo Engineering S. p. A. Sistemi Ecologici 生产，且由 TERRA S. r. 1. RICERCA & SVILUP0公司销售。更具体的是，本说明书中公开的方法，预见在动物和可能的植物来源的生物质的初始混合中可以任选和根据最终客户需求加入农业-工业副产品。动物源的生物质可由牛、猪、家禽、马和绵羊废弃物的混合组成。在混合阶段，用微生物群进行接种，所述微生物根据在混合物中所使用的每种动物废弃物的类型/质量进行选择，其中所述群作为催化剂起作用并能引发这些生物质的酶消化反应。在混合阶段，主要目标是通过生物质的均质化， 获得碳和微生物含量平衡的混合物，随后接种微生物群，所述混合阶段和接种可以直接在生产废弃物的牲畜农场开始和进行。在该初步混合阶段之后，根据本发明的一个实施方式包括以下阶段a)生物质的厌氧和/或好氧消化反应，通过能激活和维持上述消化反应的微生物群进行，该消化反应在厌氧或好氧过程中酶促发生，通过在整个消化反应本身期间一系列的每天接种而操作，该期间大约60天。该过程结束时，进行固体/液体分离，并获得至少部分被消化的固体部分；b)对在阶段a)获得固体部分进行蚯蚓堆肥；和c)真菌-细菌的新陈代谢将生物质从外部环境中分离出来时，可以进行厌氧消化反应，S卩，在缺氧条件下， 产生沼气和能量。在这样的条件下，微生物的消化反应导致碳被大量消耗转化为沼气，在大约40-60天后，反应结束，产生被称为“已消化的”液体部分和固体部分。该液体部分一旦被从固体部分分离出来，可以用在水产养殖中，分离方法采用的是一种专利技术，其提供包含存在于被消化所有成分中80-90%的固体部分。适当收集的沼气可以用在电和热能的生产中。在沼气和能量的生产被选择的情况下，当生物质可以存在于氧气环境中时，好氧消化反应发生。这种消化反应具有对生物质进行卫生处理的作用，并且反应在大约7天内完成。蚯蚓堆肥阶段发生在厌氧或好氧消化反应之后，并且对生物质的更复杂的固体部分进行初步的部分代谢反应，该阶段通过在已消化的生物质中适当地添加的环节动物和昆虫进行消化道消化实现。该蚯蚓堆肥阶段在适当的废物箱中发生，该废物箱被称为生物转化单元(UBC)，其具有大约1平方米的表面。它们是生物转化废物箱(LBC)的一部分，所述生物转化废物箱具有总表面积优选等于80平方米，与环境的尺寸(宽、长、高)相符，能给蚯蚓和其它昆虫提供改善的生活条件，以及适宜的通风和雨水排水装置。UBC和LBC又是多级生物转化电池(Batteries) (BBC)的一部分，等于废物箱的表面，可用于每天容纳准确量的固体和/或液体生物质，以饲养蚯蚓和/或昆虫。整个蚯蚓堆肥时期根据气候在6-12个月间变化，在此时期有接种阶段，该接种阶段微生物的用量由本领域技术人员根据在上游所用的动物废弃物的类型和一般存在于需要进行生物修复和微生物再生的农业土壤中化学产品的类型决定。另外，在相同的时期，通过合适的移动设备进行通气，该设备移动生物质并注入气体物质，特别是空气。随后，对在蚯蚓堆肥阶段完成时获得的固体部分，一种看上去像易碎土壤的蚯蚓腐殖质，进行阶段c)真菌-细菌新陈代谢。在真菌-细菌新陈代谢中，对固体部分进行以下步骤Cl)根据月相和气体压力，周期性的接种微生物群，使固体部分进一步消化；c2)移动(动态)和氧化；c3)注入空气，任选地微激活的并添加矿物质粉末，植物油和盐和/或 miccorhizea 白勺ig^^lj。为了真菌-细菌新陈代谢阶段更好进行，将从UBC中移出的固体部分成堆堆放，从底部通气，用可散发的纤维或允许散发的草坪覆盖。在指定用于阶段C)的区域装备一种装置，例如，有针的机械装置，能在固体部分中接种微生物群和注入浓缩空气。这种带针的机械装置是由带有大振动针的设备构成，该振动针能够注入微激活的空气和移动上面的生物质。阶段包括优选温度在55-60°C之间注入空气。植物油和盐的混合物优选由合适制备的植物油和由TERRA S. r. 1. RICERCA & SVILUPP0公司生产的名为RC600组成的混合物；和由包含植物脂肪酸酯的碱溶液和天然稳定剂(其中加入矿物盐的混合物)组成的混合物，根据使用HUMUS ANENZY的最终客户需求合适制备。该混合物可以用矿物盐制备， 所述矿物盐例如是土壤需要和使用HUMUS ANENZY进行栽培所需的氮-磷-钾-镁。另外， 可以进一步用从群“ENZYVEBA”中提取的微生物进行生物活化，并专用于特别难降解的特殊化学物质的降解。真菌-细菌的新陈代谢阶段是根据精确的时间表进行cl)-d)的单独操作。具体的是，操作cl)的接种微生物群在每个新月前的7天进行，c2)阶段在新月后的七天进行， 而c3)阶段为空气注入阶段，在满月的最后两天，可能与油和矿物质一起，并且可能在低的大气压力下进行。
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阶段cl)-c;3)被重复最少12次，使这一阶段持续大约12个月。在真菌-细菌新陈代谢阶段C)的最后，对获得的固体部分进行另一阶段d)好氧-厌氧微生物稳定处理，持续时间大约是3-6个月，其中将固体部分保持成被覆盖的堆的形式。这是根据在此描述的方法所获产品(名为humusAnenzy)的休眠阶段，在存在干燥空气、温度为15-25°C的可控气候环境中。处理土壤的制剂，也被定义为有机微生物再生产品“HUMUS Anenzy在上述描述的过程结束时获得，该制剂具有独特的属性，表现在特定微生物的浓度和多样性方面， 而且该制剂可以有效地用在有问题的需要生物修复处理的农业土壤上，所述问题指应力 (stress)、盐分、过度使用和农业化学物质、农药和肥料的再次累积。实际上，上述用于处理土壤的制剂包括非常多样的、微生物稳定的和高针对性的微生物含量，首要的，不含病原微生物和能降解可能有破坏性的物质(例如，农学化学污染制剂，等)和/或进行存在于土壤中的植物病原微生物的控制作用，和与植物根器官协作，使土壤本身的营养资源能够茁壮增长并提高利用率。被同时添入起始的生物质材料中和在此描述的方法中的其它阶段的微生物群基本上是由厌氧细菌、好氧细菌、链霉菌和真菌组成，市售的商品名为Enzyveki Nucleo Base。该产品由Marcopolo Engineering S. p. Α.公司经过二十年的研发获得，目前由TERRA S. r. 1. RICERCA & SVILUPP0 公司生产和分销。存在于上述群中的厌氧细菌主要为嗜热细菌，而在好氧细菌中主要是嗜温细菌。由于微生物群中不同的细菌和链霉菌含有不同的酶，所以它特别能够通过酶，例如脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶、酯酶和酯-脂肪酶的作用进行除磷酸盐溶解反应之外还有的有机部分的酶促消化反应。不同的酶促活动和包含在微生物群中的无数的细菌菌种，提高了降解活性，主要是对于有机来源的底物，以及由生物控制作用防治细菌和真菌植物病原体，通过壳质酶(主要是但不仅仅是)发挥作用。微生物群的降解活性可以产生氨基酸和氨基糖，对于土壤中的微生物是有用的，该微生物与栽培植物的根器官积极地相互作用，促进发育和增长。另外，微生物群能降解物质，例如ρ印tin，木质素、角素、角蛋白、乳胶、芳香化合物、汽油和柴油，在此描述的方法的上下文中关于它的使用涉及有机的微生物再生产品用在农业田地中以提高被损耗土壤的健康状态，和未完全被耗竭土壤的生产能力。自然地，在不偏离所附权利要求定义的本发明范围的前提下，细节和实施方式可以随着所描述和列举的内容变化。
权利要求
1.一种由动物来源的生物质生产处理农业土壤的制剂的方法，该方法包括a)生物质的微生物消化反应，其通过至少一次接种能够激活上述消化反应的微生物群进行，得到被消化的固体部分；b)对在阶段a)得到的被消化的固体部分进行蚯蚓堆肥；c)对在阶段b)得到的固体部分进行真菌-细菌新陈代谢，其中真菌-细菌新陈代谢包括Cl)对固体部分至少一次接种能够激活进一步的酶促消化反应的微生物群；c2)移动并氧化接种的固体部分；c3)对固体部分注入至少一次气体，优选空气，从而获得上述处理农业土壤的制剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中阶段a)的生物质消化反应包括在整个消化反应期间每天接种所述的微生物群至少一次。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中阶段cl)的接种微生物群在每个新月前的七天进行。
4.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中阶段c2)的移动在每个新月后的七天期间进行。
5.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中阶段c3)的注入在每个满月的最后两天进行。
6.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中在阶段c)的真菌-细菌新陈代谢过程中，固体部分成堆堆放，从底部通气，优选用可散发的纤维或草坪覆盖。
7.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中阶段cl)-c:3)被重复至少十次，优选至少十二次。
8.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中阶段d)包括在50-65°C，优选 55-60 0C的温度下注入气体。
9.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中阶段d)另外包括注入添加了天然稳定剂、矿物盐和/或miccorhizea的植物脂肪酸酯。
全文摘要
本发明涉及处理农业土壤制剂的生产方法。一种由动物来源的生物质生产处理农业土壤的制剂的方法，其包括a)生物质的酶促微生物消化反应，其酶促实施并通过接种能激活所述消化反应的微生物群进行；b)对在步骤a)得到的固体部分进行蚯蚓堆肥；c)对在步骤b)得到的固体部分进行真菌-细菌新陈代谢步骤，其中真菌-细菌新陈代谢步骤包括c1)对固体部分至少一次接种能激活进一步消化反应的微生物群；c2)移动并氧化固体部分；c3)在固体部分中注入至少一次暖空气，从而获得上述处理农业土壤的制剂。
文档编号C09K17/40GK102234210SQ20101019022
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者A·博托洛托 申请人:泰拉研究和发展有限公司