[发明专利]用于促进土壤健康的组合物、系统和方法

说明书

本发明涉及用于促进土壤健康的组合物、系统和方法，并因此涉及在用该组合物处理过的土壤中生长的植物。本发明可以用于改善缺乏或耗尽养分、矿物质、微生物或水分(或这些中的任何一种或多种)的并需要“康复”的土壤。然而，本发明同样适于建立和维持任何土壤(和植物)生态系统的健康。该组合物包括与植物形成共生关系的活着的固氮细菌和真菌，以提高土壤中氮的生物利用率。

对应申请的声明

本申请是基于提交的关于新西兰专利申请No.733015的临时说明书的，其全部内容通过引用合并于本文中。

技术领域

本发明涉及用于促进土壤健康的组合物、系统和方法，并因此涉及在用该组合物处理过的土壤中生长的植物。本发明特别地应用于改善缺乏或耗尽养分、矿物质、微生物或水分(或这些中的任何一种或多种)的并需要“康复”的土壤。然而，本发明同样适于建立和维持任何土壤(和植物)生态系统的健康。

背景技术

土壤的健康在很大程度上取决于其中的养分、元素、矿物质和微生物(以下统称为“养分”)及其含水量。土壤的健康在很大程度上又决定了土壤的肥力；也就是其促进和维持植物生长和健康的能力。这是因为植物需要这些养分来维持生命。对土壤和植物健康重要的一些养分包括磷、钾、锌、铜和氮等等。

氮对植物的生长特别重要，并且假设没有施用含氮肥料，则这种重要的养分主要来源于周围的空气。氮从空气中被吸入土壤中(通常所说的将氮“固定”在土壤中)。

这是通过土壤中存在的固氮细菌(NFB)发生的。NFB将氮气从空气吸引到土壤中，并释放酶(称为固氮酶)，这些酶与氮气化学反应以形成氮化合物，诸如铵、硝酸盐或亚硝酸盐。

当NFB死亡(尤其是被土壤中的“捕食者”诸如原生动物、线虫、节肢动物和蠕虫消耗)时，氮化合物被释放到土壤中。

结果就是，土壤中氮(呈氮化合物的形式)的健康水平与其中存在的适当水平的NFB——也就是，有助于以对于给定类型的土壤的健康足够的速率来固氮的NFB的水平——密切相关。

然而，土壤的肥力不仅是取决于上述养分的量。为了使这些养分为土壤中生长的植物提供营养物，即，为了使土壤足够“肥沃”，必须将上述养分转化为“植物可用形式”，能被植物经由其根部摄取。这可能与养分的化学形式和/或与养分与植物根部在实体上的接近度有关。

土壤中可能存在某些类型的真菌，其用于将土壤中的养分转变为植物可用形式。真菌能够在化学和/或物理两个层面上这样做。

在化学层面上，真菌释放出含碳化合物，上述含碳化合物与土壤中的微生物反应，以将土壤中的某些养分转化成化学上植物可用形式。然后，真菌将这些养分以这种形式储存，直到植物需要它们为止。

真菌还将化学化合物诸如球囊霉素释放到土壤中，这对更好的土壤结构和更高的有机质含量是有帮助的。这又可以使更多的养分变成潜在可供植物使用的。

在物理层面上，真菌在其端部处具有长且多孔的细丝，被称为“菌丝”，通过上述细丝可以从土壤中吸收养分。真菌种群倾向于在土壤中逐渐形成菌丝的网络或“格状结构”。菌丝有效地起到了“高速公路”的作用，经上述“高速公路”，原本会超出根部的物理可及范围的养分可以流向根部，并从而被植物摄取。

此外，一些类型的真菌还可以与植物根部的物理结构组合在一起，被称为“丛枝(arbuscule)”。这些是在植物根部的细胞之间形成的分枝状形成物。丛枝使养分能够甚至更有效地被递送到植物根部。

当NFB死亡时，经由真菌的作用而递送到植物的养分中被释放到土壤中的是氮化合物(诸如铵)。这些沿着由真菌的菌丝和丛枝形成的“高速公路”行进，从而经由植物的根部可供植物使用。以这种方式向植物递送氮化合物比通过植物根部自身直接从土壤中吸收氮化合物更为有效。