[发明专利]用于生产肥料前体和肥料的方法及装置

说明书

发明领域

本发明涉及如权利要求1和35的前序所述的用于生产肥料前体和肥料的方法及装置。

技术背景

由现有技术可了解肥料和用于其生产的方法及装置，所述肥料用于补充土壤中的植物营养素。这些营养素中最首要的是磷、氮和钾。但是所谓的复合肥料或NPP肥料也可富含个别的其他矿物，对田亩或土壤进行密集的农业耕作时会产生许多缺点，从而导致密集增肥（intensively fertilized）。

首先，农用田亩（agriculturally used area）的密集增肥导致田亩土壤盐碱化和岩溶化。这是由于对植物生长同样特别重要的土壤机械结构的劣化而产生的。同时导致此种过度增肥（over-fertilized）的土壤贮存营养素和水分的能力变差。土壤盐碱化还导致植物根据渗透压梯度吸收营养素的能力降低。此外，已知的肥料经常导致土壤的营养素供应不平衡，这反映为通过此种密集耕作和增肥的土壤产出的作物和农产品仅具有低含量的对人类和动物很重要的营养素。最后，还已知会对水循环产生负面影响，例如藻类爆发或水的盐碱化。

根据这些情况，使用已知的肥料会造成螺旋向下的效应，使得土壤及其农产品的品质连续变差。已知肥料的另一个缺点是，其生产成本太高，因此对于在发展中国家和/或新兴国家中的使用而言过于昂贵。

发明概述

鉴于现有技术，本发明的目的是提供新颖的肥料前体和新颖的肥料及其生产方法，所述肥料前体和肥料能以极低的肥料剂量保持或恢复土壤的生化平衡，同时确保对于植物的平衡营养素供应。在统称的保持或恢复土壤平衡的条件下，本发明同时实现了若干目的。这些目的是，例如：在生化、微生物、细菌和机械水平上改善土壤结构，提高贮存水分和/或贮存营养素（尤其是微量营养素）和/或离子交换的能力，以及刺激土壤的自我再生。此外，本发明的目的还在于，在利用本发明增肥的土壤上提供更高、更不易腐烂、更富含营养素且无镰刀菌属的作物产量。

这个目的通过如权利要求1所述的方法和如权利要求35所述的装置实现。

本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题内容。

本发明基于以下基础理念，即，至少一种含矿物物质的风化在技术上以与原始健康土壤中发生的过程类似的方式进行。其中，与自然发生的风化过程的类似性导致肥料或肥料前体的所有组分都能促进和/或恢复土壤平衡。其中，本发明方法的特别步骤基于以下事实，即，至少一种含矿物物质的技术性风化以比自然中大得多的规模进行，实现了风化速度的巨大增加。就风化速度可以假设，通过本发明的方法能实现这样一种类似自然的技术性矿物风化：其速度比健康土壤中发生的生化风化快一千倍。

为了这个目的，本发明方法在第一方法步骤中制备酸性源溶液，所述酸性源溶液包含至少一种有机酸。在随后的第二方法步骤中，将该酸性源溶液加入至少一种含矿物物质中。然后，在进一步的方法步骤中，利用该源溶液对含矿物物质中所含的矿物进行人工风化。

为了提升酸性源溶液的反应性和/或反应速度，本发明方法提供的源溶液pH值在0-3的范围内。

为了实现技术性风化与健康土壤中自然发生的风化过程的最高可能相似性，特别优选酸性源溶液还包含同样存在于种植土壤中的一些成分，这些成分的种类和/或功能对于矿物的自然、生化风化有利。因此，本发明方法提供以下条件：至少一种氨基酸溶于所述源溶液中和/或至少一种酶溶于所述源溶液中和/或至少一种醇溶于所述源溶液中和/或所述源溶液包含至少一种细菌物种和/或至少一种酵母菌株溶于所述源溶液中和/或咖啡因溶于所述源溶液中和/或至少一种抗生素物质溶于所述源溶液中和/或至少一种多酚包含在所述源溶液中。

此种复杂的源溶液能特别高效地制得，即，在组合物的性质和数量方面简单而快速地制得，尤其是如果采用自然生化过程来制备酸性源溶液的话。因此，本发明的优选实施方式通过使用细菌和酵母的共生菌落来转化营养液，具体来说是使用酵素红茶（kombucha）来转化加糖的茶溶液，从而形成酸性源溶液。作为“细菌和酵母的共生菌落”的首字母简略词，经常使用SCOBY作为缩写。