[发明专利]用于生产具有人工黑土特性的栽培基质和土壤改良剂以及有机肥料的生态技术装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产具有人工黑土特性的栽培基质和土壤改良剂以及有机肥料的生态技术装置和方法，以及用于生产具有人工黑土特性的栽培基质或土壤改良剂或有机肥料的方法。本发明还涉及所述方法或装置的用途，用于利用未污染的有机生物量、生物垃圾、脏水、污水和矿物质，以便提供电力、热能和/或具有人工黑土特性的栽培基质。最后，本发明还涉及将可持续的材料流控制意义上的循环装置用于未污染的有机生物量，生物垃圾，矿物材料等，以便提供电力，热能，有用的水和栽培基质或土壤改良剂或有机肥料的用途。

技术背景

术语“terra preta”或“terra preta do indio”(葡萄牙语“黑土”)表示考古学家在亚马逊地区居民的古迹上发现的人工黑土。它由有机废物、骨骼、粘土片段、木碳等组成，并且是在2000年以前通过特殊方法手工生产的。

由于具有高肥力，所述黑土被称作“亚马逊地区的黑金”。

这种土地的耕作使得巴西土著即使在低养分土壤上获得丰收。尽管亚马逊雨林具有繁茂的绿色面貌，这种植被的缺陷是它很少产生腐殖质，并且土壤中少有养分。

所述土壤(氧化土)是低养分的，特别是不适合农业。只有所述雨林的天然循环系统维持着供应植物和动物的复杂的材料控制。不过，所述雨林一旦消失，所述土壤会迅速成为不毛之地。因此，术语亚马逊地区是“潮湿的沙漠”的同义词，它只能为很少的人提供食物。

更令人吃惊的是，据说征服者Franscisco de Orellana在1542发现亚马逊地区曾看见过大量居民和由佩戴武器的长发战士组成的部落。西班牙人认为他们是女性，因此赋予其女性名称“Amazons”。长期以来，历史学家认为de Orellana是自由发现的。在他之后，没有别人在亚马逊地区见到很多人，因为不清楚他们是如何养活自己的。不过，现在考古学家认为de Orellana是正确的。由印第安人生产的“terra preta do indio”创造出了肥沃的土地，因此，构成了亚马逊地区更大人口密度的基础。根据最新的科学发现，可以认为亚马逊地区由具备大量居民的文明人居住了千年以上，并且供养了5-6百万人口。

当所述文明消失时，一同消失的还有他们有关黑土的知识。直到20世纪结束时，考古学家都没有发现亚马逊地区黑金。黑土的肥力一直保存到现在，并且在世界范围内都是独一无二的。

与亚马逊地区的早期文明不同，在很多地方仍有黑土，它们是如此肥沃，以致被当做，例如，盆栽堆肥出售。首先创造出黑土的文明可能因为由欧洲人带来的疾病而消亡。

不同的研究工作业已证实，黑土不仅仅是已知输入材料的混合物。同时，还从科学角度证实这种土壤具有不同寻常的潜力。不过，实际上尚不清楚用于生产这种有价值的土壤的人工方法。

有关黑土在基质和园艺或农业用途土壤方面的其他积极效果是它的高保水能力，阳离子交换能力，植物营养的缓冲能力和良好的通气性。这些都是对栽培基质和土壤质量起着关键作用的的特性。

本发明人成功地确定并且再现了与黑土形成相关的重要过程。结果是，栽培基质即使在欧洲的条件下，也能迅速展现与原始“terra preta do indio”相当的作用机制。

本领域以前已知的方法不可能生产出具有人工黑土特性的栽培基质或土壤改良剂。例如，这样的方法披露于US 6,200,475B，EP 0 168 556A，WO 01/00543A和EP 0 676 385A中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以实现未污染的有机生物量、生物垃圾、脏水、污水和矿物质等生态学和经济学上有效循环的装置和方法，以便提供电力、热能、有用的水和黑土，如栽培基质和土壤改良剂和有机肥料，并且提供具有人工黑土特性的栽培基质或土壤改良剂或有机肥料。

这一目的是通过具有权利要求1所述特征的的生态技术装置和通过权利要求18所述用于生产具有人工黑土特性的栽培基质或土壤改良剂或有机肥料的方法实现的。

本发明生产的黑土是富含养分的腐殖质基质，具有良好的土壤形成特性。所述养分稳定结合在基质中，因此不会被洗脱。它们可以根据植物的要求通过特殊的作用机制被利用，以便为所述植物全面提供养分。这一过程一方面是通过非常好的物理特性(例如，阳离子交换能力和养分储存能力)，另一方面是通过作用彼此互补的特别平衡的微生物群落实现的。