ITTO20080784A1

ITTO20080784A1 - Procedimento per la produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli

Info

Publication number: ITTO20080784A1
Application number: IT000784A
Authority: IT
Inventors: Antonio Bertolotto
Original assignee: Terra Srl Ricerca & Sviluppo
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-04-25
Also published as: EP2179979A1; US20100101290A1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento per la produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un procedimento per la produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli.

Il mondo agricolo, negli ultimi 50 anni, ha subito un notevole cambiamento. Sono stati creati, infatti, allevamenti bovini, suini e avicoli con alta densità di capi per la produzione di latte e carne e per la riproduzione. Sono state sviluppate monocolture su distese di terreno estremamente ampie e, a causa dello sfruttamento intensivo delle foreste e poi dell'humus forestale, si è testimoni di un processo di desertificazione di molte aree.

Un tempo il pianeta era suddiviso in due zone, la prima costituita da foreste e praterie nelle quali l'uomo era ospite che raccoglieva i frutti, la seconda costituita da aziende agricole tradizionali con agricoltori che praticavano l'auto-fertilizzazione e la rotazione delle colture; in tali condizioni l'uomo operava in modo da non determinare danni al terreno stesso.

Con l'incremento della popolazione mondiale ed il conseguente incremento del fabbisogno alimentare, l'uomo moderno ha avviato la distruzione del sistema forestale, con città e strade ha cementificato molte praterie, ha reso monocolturali e chimico-dipendenti molti terreni sottratti alle foreste ed alle praterìe ed ha creato allevamenti ad elevata densità di capi creando danni, a volte rilevanti, in tutti questi ambienti. Gli allevamenti intensivi, in particolare, hanno generato grandi quantità di deiezioni animali che hanno inquinato il suolo, il sottosuolo e le falde freatiche apportando, ad esempio, eccessivi carichi di nitrati e fosfati, mentre le monocolture hanno impoverito i terreni agricoli che, per essere ancora produttivi, hanno necessità di una continua concimazione chimica.

Si sente, pertanto, la necessità di intervenire in questo ciclo identificando un processo che permetta una trasformazione intelligente delle deiezioni animali e che, contestualmente, conduca alla produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli, soprattutto per quei terreni agricoli impoveriti e/o danneggiati.

Secondo la presente invenzione, tale scopo è raggiunto grazie alla soluzione richiamata in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono. Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui fornito in relazione all'invenzione.

Una forma di attuazione della presente invenzione riguarda un procedimento che, attraverso un opportuno trattamento delle deiezioni animali, conduce alla produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli, in particolare un agente microbiologicamente stabile e capace di migliorare lo stato di salute di terreni impoveriti.

In una particolare forma di attuazione, che inizia con la preparazione di un dedicato mix di deiezioni animali ed eventualmente biomasse vegetali, equilibrato nel contenuto di carbonio e nel contenuto di carica microbica, inoculato con speciali microrganismi e così avviato al processo, tale procedimento prevede una prima fase di digestione della biomassa eventualmente così predisposta, operata attraverso l'azione enzimatica di una specifica componente microbica con produzione di una frazione liquida da impiegare nella coltivazione di alghe o altre colture idroponiche e di una frazione solida che, sottoposta ad una fase di vermicompostaggio e ad una successiva metabolizzazione fungino-batterica, permette di ottenere un agente per il trattamento di terreni agricoli, anche definito prodotto organico ristrutturante microbiologico, preferibilmente utilizzabile per il trattamento di suoli agricoli impoveriti e/o compromessi dall'inquinamento apportato da pesticidi, diserbanti e concimi chimici.

L'invenzione sarà ora descritta in modo dettagliato, a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ad alcune forme preferite di attuazione.

In termini generali, il procedimento qui descritto prevede una prima fase di digestione anaerobica, delle biomasse di origine animale, ed eventualmente vegetale precedentemente miscelata, operata attraverso l'azione enzimatica di una componente microbica mediante inoculo di un consorzio di microrganismi suscettibili di condurre la suddetta digestione. Segue, quindi, una seconda fase di vermicompostaggio della frazione solida ottenuta a seguito della precedente digestione, con ottenimento di una frazione denominata "humus di lombrico". Successivamente alla fase di vermicompostaggio, avente una durata di sei -dodici mesi, la frazione solida è sottoposta ad una fase di metabolizzazione fungino-batterica avente una durata di 12-14 mesi. Durante questa fase le biomasse - che erano già state parzialmente digerite nella prima fase di digestione e nella seconda fase di vermicompostaggio - rimangono in campo composte in specifici cumuli e, grazie a inoculi periodici con un consorzio di microrganismi specializzati, sono sottoposte ad un'ulteriore digestione aerobica effettuata attraverso 1'insufflazione di aria abbinata a movimentazioni con cronologia definita e correlata alle fasi lunari, questa fase porta ad ottenere un humus microbiologicamente stabile, ossia avente una carica microbica fungino-batterica, che si mantiene pressoché inalterata nel tempo nella sua tipologia di famiglie siano esse provenienti dalla matrice delle deiezioni impiegate o dagli inoculi effettuati. L'humus, grazie alla tipologia di processo applicato, risulta altresì privo di microrganismi patogeni .

In ultimo, è prevista una fase finale di stabilizzazione microbiologica aerobica-anaerobica che porta all'ottenimento del prodotto organico ristrutturante dei terreni e degradatore delle sostanze chimiche ivi presenti per via microbiologica denominato HUMUS ANENZY.

Durante la fase di metabolizzazione fungino-batterica la frazione solida è disposta in cumuli in modo tale da poter essere aerata dal basso e traspirare dall'alto e viceversa. Le diverse operazioni condotte in questa fase devono, inoltre, seguire una tempistica relativamente precisa correlata alle fasi lunari.

Si precisa che in tutte le fasi, durante la formazione del mix di deiezioni animali ed eventualmente vegetali, nella digestione anaerobica, nel vermicompostaggio, poi nella digestione aerobica e infine nella metabolizzazione fungino batterica, la biomassa viene inoculata con il consorzio di microrganismi "ENZYVEBA". Trattasi di un consorzio di microrganismi batterici e fungini non geneticamente modificati che racchiude, al suo interno, ceppi degradatori di inquinanti quali PCB, IPA e gasoli e che viene appositamente preparato e titolato con i ceppi microbici più adatti ad ogni fase e più adatti allo scopo finale del prodotto "HUMUS ANENZY", quale la degradazione delle sostanze chimiche presenti nei terreni agricoli. Tale consorzio microbico è prodotto dalla

Più specificamente, il procedimento esposto nella presente descrizione, prevede una miscelazione iniziale delle biomasse di originale animale ed eventualmente vegetale, a cui, opzionalmente e su richiesta del cliente finale, possono essere aggiunti sottoprodotti agroindustriali. Le biomasse di origine animale possono essere costituite da un mix di deiezioni di bovini, suini, polli, equini ed ovini. Durante la fase di miscelazione viene effettuato un inoculo di un consorzio di microrganismi selezionato secondo il tipo/qualità di ogni deiezione animale impiegata nel mix, dove tale consorzio funziona come catalizzante ed è suscettibile di dare inizio ad una digestione enzimatica di tali biomasse. La fase di miscelazione, il cui scopo principale è la costituzione di un mix equilibrato tra carbonio e carica microbica attraverso l'omogeneizzazione delle biomasse, ed il successivo inoculo con un consorzio di microrganismi, possono avere inizio e luogo direttamente presso gli allevamenti di animali produttori delle deiezioni.

Successivamente a questa fase preliminare di miscelazione, una forma di attuazione del processo secondo la presente descrizione prevede le seguenti fasi:

a) una digestione anaerobica e/o aerobica delle biomasse per mezzo di un consorzio di microrganismi suscettibili di attivare e mantenere la suddetta digestione che avviene per via enzimatica nel corso del processo anaerobico o aerobico e che è operata attraverso una serie di inoculi giornalieri per tutta la durata della digestione stessa che ha una durata di circa sessanta giorni. Al termine di tale processo si procede alla separazione liquido/solido e si ottiene una frazione solida almeno parzialmente digerita;

b) un vermicompostaggio della frazione solida ottenuta dalla fase a), ed

c) una metabolizzazione fungino-batterìca.

La digestione anaerobica può avere luogo quando le biomasse sono isolate dall'ambiente esterno, ovvero in assenza di ossigeno ottenendo biogas ed energia. In tali condizioni la digestione microbica, che determina un consumo di buona parte del carbonio che viene convertito in biogas e giunge a completamento dopo un periodo di circa 40-60 giorni, porta all'ottenimento di una frazione liquida denominata "digestato" e di una frazione solida. La frazione liquida - una volta separata dalla frazione solida, mediante una tecnologia brevettata che consente di ottenere una frazione solida contenente tra l'ottanta e novanta per cento di tutti gli elementi presenti nel digestato - può essere impiegata in colture idroponiche. Il biogas opportunamente raccolto può essere impiegato per la produzione di energia elettrica e termica.

La digestione aerobica ha luogo quando le biomasse sono lasciate giacere in presenza di ossigeno nel caso in cui si opti nel produrre biogas ed energia. Tale digestione ha la funzione di igienizzare le biomasse e giunge a completamento nell'arco di circa sette giorni.

La fase di vermicompostaggio avviene a valle della digestione anaerobica oppure aerobica e determina una prima parziale metabolizzazione delle frazioni solide più complesse della biomassa attraverso digestioni stomacali di anellidi ed insetti opportunamente aggiunti alla biomassa digerita. La fase di vermicompostaggio avviene in apposite lettiere denominate Unità di Bio-Conversione (UBC) aventi una superficie pari a circa un metroquadro. Esse fanno parte di una Lettiera di Bio-Conversione (LBC) avente una superficie complessiva pari a, preferibilmente, 80 metriquadri che corrispondono ad un ambiente che per le sue dimensioni {larghezza, lunghezza ed altezza) consente ai lombrichi ed agli insetti una migliore abitabilità oltre che un'ottima aerazione ed un drenaggio delle acque piovane. Le UBC e LBC fanno parte, a loro volta, di più Batterie di Bio-Conversione (BBC) pari alla superficie di lettiere utili ad ospitare ogni giorno il giusto quantitativo di biomassa solida e/o liquida quale alimento di lombrichi e/o insetti. In tutto il periodo del vermicompostaggio, che varia dai sei ai dodici mesi a seconda del clima, avvengono fasi di inoculo di microrganismi in quantità definite dagli esperti del settore a seconda del tipo dì deiezioni animali impiegate a monte e del tipo di prodotti chimici mediamente presenti nei terreni agricoli da biorimediare e ristrutturare microbiologicamente. Nello stesso periodo, inoltre, avvengono fasi di aerazione attraverso apposite apparecchiature dinamizzanti che smuovono le biomasse ed iniettano aeriformi, in particolare aria.

La frazione solida ottenuta al completamento della fase di vermicompostaggio, un humus di lombrico che si presenta visibilmente come un terriccio molto friabile, è quindi sottoposta alla fase c) di metabolizzazione funginobatterica .

Durante la metabolizzazione fungino-batterica la frazione solida è sottoposta a:

cl) inoculi periodici, seguendo le lune e la pressione atmosferica, con un consorzio di microrganismi che determinano una ulteriore digestione della frazione solida;

c2) movimentazione (dinamismo) ed ossidazione;

c3) insufflazione di aria, opzionalmente microattivata ed arricchita con minerali polverizzati, olio vegetale salinizzato e/o micorrize.

Per meglio condurre la fase di metabolizzazione fungino-batterica la frazione solida asportata dalla UBC è disposta in cumuli aerabili dal fondo, coperti con un telo traspirante o con tappeto erboso che ne permette la traspirazione .

L'area adibita all'attuazione della fase c) è dotata di un dispositivo, ad esempio un dispositivo meccanico ad aghi, che permette l'inoculo con il consorzio di microrganismi e l'insufflazione dell'aria arricchita nella frazione solida. Tale dispositivo meccanico ad aghi è costituito da una apparecchiatura composta di grossi aghi vibranti aventi la capacità di iniettare aria microattivata e movimentare la massa sovrastante.

La fase c3) prevede l'insufflazione di aria ad una temperatura compresa preferibilmente tra 55 e 60°C. L'olio vegetale salinizzato è preferibilmente costituito da una miscela di oli vegetali appositamente preparati e denominato RC600 prodotto dalla società

e costituito da una base acquosa contenente esteri di acidi grassi vegetali ed un agente stabilizzante naturale al quale viene aggiunta una miscela di sali minerali appositamente preparati secondo le richieste del cliente finale che utilizza l'HUMUS ANENZY. Tale miscela può essere preparata con sali minerali quali ad esempio azoto-fosforo-potassio-manganesio necessari al terreno e alle colture su cui verrà impiegato l'HUMUS ANENZY, inoltre può essere ulteriormente bioattivato con microrganismi estratti dal consorzio "ENZYVEBA" e specializzati nella degradazione di particolari sostanze chimiche particolarmente difficili da degradare.

La fase di metabolizzazione fungino-batterica prevede che le singole operazioni cl) a c3} siano effettuate secondo una precisa organizzazione temporale. Specificamente, l'operazione cl) di inoculo con un consorzio di microrganismi ha luogo sette giorni prima di ogni luna nuova; la fase c2) viene condotta nei sette giorni successivi alla luna nuova, mentre la fase c3) di insufflazione di aria, con eventuali oli e minerali, viene eseguita negli ultimi due giorni di luna piena e possibilmente con bassa pressione atmosferica.

Le fasi c1) a c3) sono ripetute per un minimo di dodici volte, portando la durata di questa fase a circa dodici mesi.

Al termine della fase c) di metabolizzazione funginobatterica, la frazione solida ottenuta è sottoposta ad una ulteriore fase d) di stabilizzazione microbiologica aerobica-anaerobica della durata di circa 3-6 mesi, dove la frazione solida viene mantenuta in cumuli coperti. Si tratta di una fase di riposo del prodotto ottenuto secondo il procedimento qui descritto {denominato humus Anenzy) in un ambiente con clima controllato ad una temperatura compresa tra i 15° - 25° C in presenza di aria secca.

L'agente per il trattamento di terreni, definito anche prodotto organico ristrutturante microbiologico "Humus Anenzy", ottenuto al termine del processo sopra descritto presenta caratteristiche uniche per concentrazione e varietà di microrganismi specializzati ed è vantaggiosamente utilizzabile nel trattamento di biorimediazione dei suoli agricoli che presentino problemi di stress, salinità, sovra-utilizzazione, ed ancora accumulo di fitofarmaci, pesticidi e concimi. Il suddetto agente per il trattamento di terreni contiene, infatti, una carica microbica di grandissime varietà, microbiologicamente stabile ed altamente specializzata e, soprattutto, priva di microrganismi patogeni, capace di degradare eventuali sostanze dannose (ad esempio agenti inquinanti fitofarmaci, ecc.) e/o di esercitare un'azione di controllo di eventuali microrganismi fitopatogeni presenti nel terreno e di cooperare con l'apparato radicale delle piante permettendone una crescita rigogliosa ed un migliore sfruttamento delle risorse nutritive del suolo stesso.

Il consorzio di microrganismi che viene addizionato sia alle biomasse di partenza sia nelle altre fasi del processo qui descritto è essenzialmente costituito da batteri anaerobici, batteri aerobi, streptomiceti e funghi ed è disponibile sul mercato con il nome commerciale di Enzyveba Nucleo Base. Esso è stato messo a punto in oltre venti anni di attività di ricerca dalla società

ed è ora prodotto e distribuito della società

Tra i batteri anaerobici presenti nel suddetto consorzio prevalgono i batteri termofili, mentre tra i batteri aerobi prevalgono i batteri mesofili.

Il consorzio di microrganismi, in virtù dei diversi enzimi posseduti dai diversi batteri e streptomiceti presenti, è in grado di condurre, tra le altre, la digestione enzimatica delle frazioni organiche tramite l'azione di enzimi quali: lipasi, amilasi, cellulasi, esterasi, ed estere-lipasi oltre a reazioni di fosfato solubilizzazione . Grazie alle diverse attività enzimatiche e alle numerose specie batteriche contenute nel consorzio di microrganismi discende un'attività degradativa elevata, soprattutto su substrati di origine organica, nonché un'azione di biocontrollo nei confronti di batteri e funghi fitopatogeni esercitata, principalmente ma non solo, da enzimi chitinolitici. L'attività degradativa del consorzio di microrganismi può giungere fino alla produzione di aminoacidi ed aminozuccheri utili ai microrganismi che vivono nel suolo e che interagiscono positivamente con l'apparato radicale delle piante coltivate favorendone lo sviluppo e la crescita.

Il consorzio di microrganismi è, inoltre, in grado di degradare sostanze quali peptina, lignina, chitina, cheratina, lattice, composti aromatici, benzine e gasoli, così che il suo impiego nell'ambito del processo qui descritto permette di ottenere un prodotto organico ristrutturante microbiologico da utilizzarsi in campo agricolo per migliorare tanto lo stato di salute di terreni impoveriti, quanto le capacità produttive di terreni non ancora del tutto esausti.

Naturalmente, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di un agente per il trattamento di terreni agricoli a partire da biomasse di origine animale, il procedimento comprendendo: a) una digestione microbica delle biomasse operata attraverso almeno un inoculo con un consorzio di microrganismi suscettibili di attivare la suddetta digestione con ottenimento di una frazione solida digerita; b) un vermicompostaggio della frazione solida digerita ottenuta dalla fase a); c) una metabolizzazione fungino-batterica della frazione solida ottenuta dalla fase b), dove la metabolizzazione fungino-batterica prevede: cl) almeno un inoculo della frazione solida con un consorzio di microrganismi suscettibili di attivare una ulteriore digestione enzimatica; c2) movimentazione ed ossidazione della frazione solida inoculata; c3) almeno una insufflazione della frazione solida con aeriforme, preferibilmente aria, così da ottenere detto agente per il trattamento di terreni agricoli.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase a) di digestione delle biomasse prevede almeno un inoculo giornaliero di detto consorzio di microrganismi per tutta la durata della digestione.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui la fase cl) di inoculo con un consorzio di microrganismi è effettuata sette giorni prima di ogni luna nuova.
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c2 ) di movimentazione è effettuata nei sette giorni successivi ad ogni luna nuova.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c3) di insufflazione è effettuata negli ultimi due giorni di ogni luna piena.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui durante la fase c) di metabolizzazione fungino-batterica la frazione solida è disposta in cumuli aerabili dal fondo, preferibilmente coperti con un telo traspirante o un tappeto erboso.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le fasi cl) a c3) sono ripetute almeno dieci volte, preferibilmente almeno dodici volte .
8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c3) prevede l'insufflazione di un aeriforme ad una temperatura compresa tra 50° e 65°C, preferibilmente tra 55° e 60°C.
9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase c3) prevede, inoltre, l'insufflazione di esteri di acidi grassi vegetali a cui è associato un agente stabilizzante naturale, sali minerali e/o micorrize.