PL246397B1

PL246397B1 - Fertilizer for the regeneration of production soils

Info

Publication number: PL246397B1
Application number: PL442151A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Gondek; Monika Mierzwa-Hersztek
Original assignee: Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2025-01-20
Also published as: PL442151A1

Abstract

Nawóz do regeneracji gleb produkcyjnych jest przeznaczony do odbudowy zasobów glebowej materii organicznej, poprawy struktury gleb i retencji wody, zwiększenia dostępności składników pokarmowych dla roślin, neutralizacji zakwaszenia i substancji toksycznych, a także sekwestracji dwutlenku węgla w glebie. Nawóz zawiera leonardyt w ilości 15 - 33% wagowych, węgiel brunatny w ilości 15 - 33% wagowych, biowęgiel w ilości 15 - 33% wagowych, włókna kokosowe w ilości 15 - 33% wagowych, tryptofan w ilości do 1% wagowego, co najmniej jeden mikroelement nawozowy wybrany z grupy obejmującej Zn, Cu, Mn i Fe, w formie siarczanów, w ilości do 2% wagowych oraz mieszaninę produktów przemiany materii mikroorganizmów Pseudomonas sp. i Bacillus sp., w postaci liofilizatów, w ilości 0,5 - 1% wagowych, przy czym liofilizat zawiera produkty przemiany materii mikroorganizmów w ilości co najmniej 10<sup>8</sup> j.t.k./g.Fertilizer for the regeneration of production soils is intended to rebuild the resources of soil organic matter, improve soil structure and water retention, increase the availability of nutrients for plants, neutralize acidification and toxic substances, and sequester carbon dioxide in the soil. The fertilizer contains leonardite in an amount of 15-33% by weight, brown coal in an amount of 15-33% by weight, biochar in an amount of 15-33% by weight, coconut fibers in an amount of 15-33% by weight, tryptophan in an amount of up to 1% by weight, at least one fertilizing microelement selected from the group consisting of Zn, Cu, Mn and Fe, in the form of sulphates, in an amount of up to 2% by weight, and a mixture of metabolic products of the microorganisms Pseudomonas sp. and Bacillus sp., in the form of lyophilisates, in an amount of 0.5-1% by weight, wherein the lyophilisate contains metabolic products of the microorganisms in an amount of at least 10 <sup>8</sup> cfu/g.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest nawóz do regeneracji gleb produkcyjnych, zwłaszcza przeznaczony do odbudowy zasobów glebowej materii organicznej, poprawy struktury gleb i retencji wody, zwiększenia dostępności składników pokarmowych dla roślin, neutralizacji zakwaszenia i substancji toksycznych, a także sekwestracji dwutlenku węgla w glebie.The subject of the invention is a fertilizer for the regeneration of production soils, especially intended for the reconstruction of soil organic matter resources, improvement of soil structure and water retention, increasing the availability of nutrients for plants, neutralization of acidification and toxic substances, as well as sequestration of carbon dioxide in the soil.

Jak opisano w publikacji G. Siebielec i in., pt.: „Materia organiczna w glebach mineralnych polski”, Studia i Raporty IUNG-PIB, 2020, ZESZYT 64(18): 9-30, materia organiczna gleby, której najbardziej istotną część stanowi próchnica glebowa, jest składnikiem gleby o bardzo dużym znaczeniu dla jej funkcjonowania. Zawartość materii organicznej to jeden z głównych wskaźników żyzności i produktywności gleby. Ważna jest jej rola strukturotwórcza - zlepiając cząstki mineralne, materia organiczna odpowiada za tworzenie właściwej, agregatowej struktury gleby, co z kolei pozytywnie wpływa na jej napowietrzenie, przepuszczalność, pojemność wodną i zwięzłość. Związki próchnicowe, takie jak kwasy humusowe, wpływają na rozpuszczalność i migrację jonów pierwiastków, mogą zarówno zwiększać dostępność mikroelementów niezbędnych roślinom, jak również zmniejszać dostępność toksycznych metali ciężkich. Inną, niezwykle istotną rolą związków próchnicznych jest przeciwdziałanie suszy. Rola ta jest związana z właściwościami retencyjnymi samej próchnicy glebowej, a dodatkowo prawidłowa struktura gleby, zależna od materii organicznej, sprzyja zatrzymywaniu większych ilości wody w glebie. Retencja wody użytecznej stanowi jeden z najważniejszych fizycznych wskaźników jakości gleby, który kształtuje bilans wodny, a w konsekwencji warunkuje wzrost i plonowanie roślin. Zawartość próchnicy w glebach jest również istotna z punktu widzenia roli gleb w sekwestracji (zapobieganiu emisji) dwutlenku węgla do atmosfery. Gleba jest olbrzymim magazynem związków węgla, które w wyniku procesów biochemicznych mogą zostać wyemitowane do atmosfery w postaci CO2, a ich emisja wpływa na zmiany klimatyczne.As described in the publication by G. Siebielec et al., entitled: "Organic matter in Polish mineral soils", Studies and Reports IUNG-PIB, 2020, ZESZYT 64(18): 9-30, soil organic matter, the most important part of which is soil humus, is a component of soil of great importance for its functioning. The content of organic matter is one of the main indicators of soil fertility and productivity. Its structure-forming role is important - by sticking together mineral particles, organic matter is responsible for the creation of the proper, aggregate structure of the soil, which in turn positively affects its aeration, permeability, water capacity and compactness. Humus compounds, such as humic acids, affect the solubility and migration of element ions, can both increase the availability of microelements necessary for plants, as well as reduce the availability of toxic heavy metals. Another, extremely important role of humus compounds is to counteract drought. This role is related to the retention properties of soil humus itself, and additionally, the correct soil structure, dependent on organic matter, favors the retention of larger amounts of water in the soil. Retention of usable water is one of the most important physical indicators of soil quality, which shapes the water balance and, consequently, conditions the growth and yield of plants. The content of humus in soils is also important from the point of view of the role of soils in sequestration (prevention of emission) of carbon dioxide into the atmosphere. Soil is a huge store of carbon compounds, which as a result of biochemical processes can be emitted into the atmosphere in the form of CO2, and their emission affects climate change.

W publikacji M.R Carter i in., pt.: „Influence of rotation and tillage on forage maize productivity, weed species, and soil quality of a fine sandy loam in the cool-humid climate of Atlantic Canada”, Soil and Tillage Research, 67, 1,2002,85-98, podano, że dla utrzymania stabilności struktury gleby konieczna jest zawartość substancji organicznej na poziomie co najmniej 2%. Tymczasem, jak opisano w raporcie A. Ukalska-Jaruga i in., pt.: „Wpływ materii organicznej na jakość gleb użytkowanych rolniczo”, Studia i Raporty IUNG-PIB, 2017, 54(8): 25-39, prowadzone w skali Europy badania wskazują na niską zawartość materii organicznej w glebach, wynikającą przede wszystkim z uwarunkowań glebowo-klimatycznych, które nie sprzyjają jej naturalnej akumulacji. Zgodnie z danymi opisanymi w raporcie G Siebielec., B Smreczak, i in., pt.: „Monitoring Chemizmu Gleb Ornych Polski w latach 2015-2017”, GIOŚ, IUNG-PIB, 2017, pp. 194, według podziału przyjętego w Polsce, gleby zasobne w próchnicę stanowią tylko 33% powierzchni użytków rolnych. Dodatkowo, nieracjonalna praktyka rolnicza skutecznie przyczynia się do redukcji zawartości glebowej materii organicznej, a w konsekwencji próchnicy. Wylesianie terenów, a także zmiana naturalnych ekosystemów na rolnicze, powoduje zmniejszenie zasobów materii organicznej, a to sprzyja z kolei nasileniu erozji wodnej i wietrznej. Również nadmierna chemizacja upraw, powoduje zubożenie ilościowe i jakościowe bioróżnorodności gleby, co wpływa na zmniejszenie aktywności biologicznej gleby i zachodzących w niej procesów. Wywołuje to szereg negatywnych zmian we właściwościach fizykochemicznych gleby. W efekcie zmniejsza się zawartość próchnicy, pogorszeniu ulega struktura gleby, dostępność wody i składników pokarmowych oraz narasta występowanie patogenów roślin uprawnych. Stratom materii organicznej sprzyjają także zmiany klimatyczne, a zwłaszcza ocieplenie klimatu. Dane literaturowe (A. Bot, J. Benites, pt.: „The importance of soil organic matter”, FAO, Rome, 2005) wskazują, że podniesienie temperatury o 10°C dwukrotnie zwiększa tempo mineralizacji i utleniania materii organicznej, zaś prognozy na najbliższe lata wskazują, że rolnictwo, szczególnie uprawa roślin, będą narażone w jeszcze większym stopniu niż do tej pory na niedobory wody i wysokie temperatury.In the publication by M.R Carter et al., entitled: "Influence of rotation and tillage on forage maize productivity, weed species, and soil quality of a fine sandy loam in the cool-humid climate of Atlantic Canada", Soil and Tillage Research, 67, 1,2002,85-98, it is stated that in order to maintain the stability of the soil structure, the content of organic matter at the level of at least 2% is necessary. Meanwhile, as described in the report by A. Ukalska-Jaruga et al., entitled: "Influence of organic matter on the quality of agriculturally used soils", Studia i Raporty IUNG-PIB, 2017, 54(8): 25-39, studies conducted on a European scale indicate a low content of organic matter in soils, resulting primarily from soil and climatic conditions that do not favor its natural accumulation. According to the data described in the report by G Siebielec., B Smreczak, et al., entitled: "Monitoring the Chemistry of Polish Arable Soils in 2015-2017", GIOŚ, IUNG-PIB, 2017, pp. 194, according to the division adopted in Poland, soils rich in humus constitute only 33% of the area of agricultural land. Additionally, irrational agricultural practice effectively contributes to the reduction of the content of soil organic matter, and consequently humus. Deforestation of areas, as well as the change of natural ecosystems to agricultural ones, causes a decrease in the resources of organic matter, which in turn promotes the intensification of water and wind erosion. Excessive use of chemicals in crops also causes quantitative and qualitative impoverishment of soil biodiversity, which affects the reduction of biological activity of the soil and the processes occurring in it. This causes a number of negative changes in the physicochemical properties of the soil. As a result, the humus content decreases, the soil structure, water and nutrient availability deteriorate, and the occurrence of crop pathogens increases. Losses of organic matter are also promoted by climate change, especially global warming. Literature data (A. Bot, J. Benites, entitled: "The importance of soil organic matter", FAO, Rome, 2005) indicate that a 10°C temperature increase doubles the rate of mineralization and oxidation of organic matter, and forecasts for the coming years indicate that agriculture, especially plant cultivation, will be exposed to water shortages and high temperatures to an even greater extent than before.

Wśród wielu funkcji, które pełni gleba, jedną z najważniejszych jest funkcja produkcyjna. Z przyrodniczego punktu widzenia miarą produktywności gleby jest ilość suchej masy organicznej, wytworzonej z określonego areału w określonej jednostce czasu. Konieczność wyżywienia zwiększającej się liczby ludności z coraz mniejszej powierzchni upraw rolnych sprawia, że intensyfikacja produkcji rolniczej jest coraz większa. Z tego względu racjonalne gospodarowanie rolniczą przestrzenią produkcyjną staje się wręcz koniecznością, a zrównoważony rozwój rolnictwa uważany jest za jeden z najistotniejszych warunków stabilnej i niezagrożonej egzystencji oraz rozwoju ludzkości.Among the many functions performed by soil, one of the most important is the productive function. From a natural point of view, the measure of soil productivity is the amount of dry organic mass produced from a given area in a given unit of time. The need to feed the growing number of people from an ever smaller area of agricultural crops means that the intensification of agricultural production is increasing. For this reason, rational management of agricultural production space is becoming a necessity, and sustainable development of agriculture is considered one of the most important conditions for the stable and unthreatened existence and development of humanity.

Podejmowane są działania mające na celu zwiększenie lub przynajmniej utrzymanie na stałym poziomie zawartości materii organicznej w glebach i dostarczanie jej zwłaszcza do gleb produkcyjnych, użytkowanych rolniczo. Do głównych źródeł zewnętrznej materii organicznej zalicza się m.in. odpady roślinne pochodzące z pielęgnacji terenów zielonych (np. liście, trawa, zrębki), resztki pozbiorowe (np. słoma zbóż), nawozy naturalne, biowęgiel, dopuszczone do przyrodniczego wykorzystania osady ściekowe, komposty, wermikomposty oraz odpady pofermentacyjne. Stosowane są także różnego rodzaju nawozy, które zawierają składniki wzbogacające glebę w substancje odżywcze lub poprawiające jej właściwości.Actions are being taken to increase or at least maintain a constant level of organic matter content in soils and to supply it, especially to productive soils used for agricultural purposes. The main sources of external organic matter include, among others, plant waste from the care of green areas (e.g. leaves, grass, wood chips), post-harvest residues (e.g. cereal straw), natural fertilisers, biochar, sewage sludge permitted for natural use, composts, vermicomposts and post-fermentation waste. Various types of fertilisers are also used, which contain ingredients that enrich the soil with nutrients or improve its properties.

Przykładowo znany jest organiczny nawóz azotowy firmy NaturaICrop Poland Sp. z o.o. o nazwie „FERTIL C-N” (40-12,5), użyźniacz glebowy i stymulator korzeni, przeznaczony do poprawy właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych gleby. „FERTIL C-N” wpływa na szybszy rozkład resztek pożniwnych, co przyczynia się do tworzenia próchnicy oraz sprzyja namnażaniu i rozwojowi pożytecznych mikroorganizmów glebowych. Nawóz jest dostępny w postaci peletu o średnicy 4,5 mm i zawiera 40% wagowych węgla organicznego, w tym 95% wagowych stanowi węgiel rozpuszczalny. Nawóz zwiększa dostępność fosforu, potasu i innych składników pokarmowych w roztworze glebowym. Zawiera siarkę (w przeliczeniu na jony siarczanowe) w ilości 4,4% wagowych, bor w ilości 100 mg/kg, cynk w ilości 61 mg/kg, miedź w ilości 20 mg/kg, mangan w ilości 18 mg/kg oraz inne składniki mineralne: P, K, Ca, Mg, Fe.For example, there is a well-known organic nitrogen fertilizer from NaturaICrop Poland Sp. z o.o. called "FERTIL C-N" (40-12.5), a soil fertiliser and root stimulator intended to improve the physical, chemical and biological properties of soil. "FERTIL C-N" affects the faster decomposition of crop residues, which contributes to the formation of humus and promotes the multiplication and development of beneficial soil microorganisms. The fertilizer is available in the form of pellets with a diameter of 4.5 mm and contains 40% by weight of organic carbon, including 95% by weight of soluble carbon. The fertilizer increases the availability of phosphorus, potassium and other nutrients in the soil solution. It contains sulfur (expressed as sulphate ions) in the amount of 4.4% by weight, boron in the amount of 100 mg/kg, zinc in the amount of 61 mg/kg, copper in the amount of 20 mg/kg, manganese in the amount of 18 mg/kg and other minerals: P, K, Ca, Mg, Fe.

Znany jest także aktywator gleby tego samego producenta, o nazwie „Solactiv Evo”, w formie granulatu, odpowiadający na problemy pogarszania plonów spowodowanych niedostateczną żyznością gleby, rosnącym zanieczyszczeniem środowiska oraz coraz częściej występującymi ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi. Główne efekty zastosowania „Solactiv Evo” to poprawa struktury gleby i retencji wodnej, zwiększenie efektywności żywienia roślin i sorpcji oraz stymulacja systemu korzeniowego. Jego zastosowanie powoduje zwiększenie możliwości gleby do magazynowania wody i składników pokarmowych. Zawiera składniki aktywne takie jak klinooptilolit (minerał z grupy zeolitów o mikrokrystalicznej strukturze i wysokiej kationowej pojemności sorpcyjnej), humiany i huminy uzyskiwane z ekstrakcji leonardytów, wielocukry i fitohormony uzyskiwane z ekstraktu z alg Ascophyllum nodosum. „Solactiv Evo” zawiera dodatkowo potas w ilości 1% wagowego, krzem w ilości 34% wagowych, węgiel organiczny w ilości 0,9% wagowych oraz 3,7% wagowych substancji organicznej.There is also a well-known soil activator from the same manufacturer, called "Solactiv Evo", in the form of granules, which responds to the problems of crop deterioration caused by insufficient soil fertility, increasing environmental pollution and increasingly frequent extreme weather phenomena. The main effects of using "Solactiv Evo" are the improvement of soil structure and water retention, increased plant nutrition and sorption efficiency and stimulation of the root system. Its use increases the soil's ability to store water and nutrients. It contains active ingredients such as clinoptilolite (a mineral from the zeolite group with a microcrystalline structure and high cationic sorption capacity), humates and humins obtained from the extraction of leonardites, polysaccharides and phytohormones obtained from the extract of Ascophyllum nodosum algae. "Solactiv Evo" additionally contains potassium in the amount of 1% by weight, silicon in the amount of 34% by weight, organic carbon in the amount of 0.9% by weight and 3.7% by weight of organic substance.

Znany jest z opisu patentowego PL220215 B1 nawóz do użyźniania gleby w postaci peletu, składający się z popiołu uzyskanego ze spalania paliw naturalnych, korzystnie drewna, słomy czy peletu z węgla kamiennego oraz z miału węgla brunatnego. Udział węgla brunatnego w peletowanej masie wynosi od 5 do 50% wagowych.Known from patent description PL220215 B1 is a fertilizer for soil fertilization in the form of pellets, consisting of ash obtained from the combustion of natural fuels, preferably wood, straw or pellets from hard coal and from brown coal fines. The share of brown coal in the pelleted mass is from 5 to 50% by weight.

Przedmiotem zgłoszenia wynalazku PL424190 A1 jest nawóz wieloskładnikowy granulowany użyźniający gleby, który charakteryzuje się tym, że zawiera dwuwodny siarczan wapnia w ilości 60-70% wagowych, wapno poflotacyjne w ilości 10-20% wagowych, kredę wapienną w ilości 10-20% wagowych oraz tlenek magnezu w ilości 10-20% wagowych.The subject of the invention application PL424190 A1 is a multi-component granulated fertilizer fertilizing the soil, which is characterized in that it contains calcium sulphate dihydrate in the amount of 60-70% by weight, post-flotation lime in the amount of 10-20% by weight, limestone chalk in the amount of 10-20% by weight and magnesium oxide in the amount of 10-20% by weight.

Gleby żyzne charakteryzuje wyższa aktywność biologiczną, o czym w głównej mierze decyduje zawarta w nich biomasa mikroorganizmów. Mikroorganizmy nie tylko regenerują żyzność gleby, ale także wytwarzają enzymy, hormony, witaminy, antybiotyki i inne substancje, które promują wzrost roślin. Ze względu na dużą rolę i znaczenie dla środowiska glebowego mikroorganizmów glebowych, ważnym elementem współczesnego rolnictwa jest stosowanie do celów nawozowych preparatów zawierających mikroorganizmy lub produkty ich przemiany materii, które pełnią ważną rolę lub wspomagają rozwój roślin.Fertile soils are characterized by higher biological activity, which is mainly determined by the biomass of microorganisms contained in them. Microorganisms not only regenerate soil fertility, but also produce enzymes, hormones, vitamins, antibiotics and other substances that promote plant growth. Due to the large role and importance of soil microorganisms for the soil environment, an important element of modern agriculture is the use of preparations containing microorganisms or their metabolic products for fertilization purposes, which play an important role or support plant development.

Przykładem jest użyźniający preparat doglebowy o nazwie „MG Mikroorganizmy Glebowe” firmy Polsil Biopreparaty Sp.j., którego stosowanie odbudowuje próchnicę, prowadząc do przywrócenia żyzności gleby, poprawia wchłanianie i magazynowanie wody (zanikanie zalewisk) oraz udostępnia roślinom dotychczas nieprzyswajalne składniki pokarmowe. Preparat zawiera w 1 g kompozytu co najmniej 6x108 j.t.k. następujących mikroorganizmów: Cellulomonas cellulans, Ruminococcus albus, Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Azotobacter vinelandi, Azospirillum lipoferum, Pediococcus acidilactici i Pseudomonas fluorescens.An example is the fertilizing soil preparation called "MG Mikroorganizmy Glebowe" by Polsil Biopreparaty Sp.j., the use of which rebuilds humus, leading to the restoration of soil fertility, improves the absorption and storage of water (disappearance of floods) and provides plants with previously unabsorbable nutrients. The preparation contains at least 6x108 cfu of the following microorganisms in 1 g of composite: Cellulomonas cellulans, Ruminococcus albus, Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Azotobacter vinelandi, Azospirillum lipoferum, Pediococcus acidilactici and Pseudomonas fluorescens.

Znany jest także preparat występujący pod handlową nazwą „UGMax” firmy PPHU „Bogdan”, przeznaczony do użyźniania gleby, który przyspiesza procesy rozkładu masy organicznej i powoduje wzrost zawartości materii organicznej (próchnicy) w glebie. Preparat ten zawiera mikroorganizmy takie jak bakterie kwasu mlekowego, bakterie fotosyntetyczne, Azotobacter, Pseudomonas, promieniowce i drożdże oraz makro i mikroelementy w ilości na 1 kg preparatu: 1,2 g N, 0,5 g P, 3,5 g K, 0,1 g Mg,There is also a known preparation available under the trade name "UGMax" by PPHU "Bogdan", intended for soil fertilization, which accelerates the processes of decomposition of organic mass and causes an increase in the content of organic matter (humus) in the soil. This preparation contains microorganisms such as lactic acid bacteria, photosynthetic bacteria, Azotobacter, Pseudomonas, actinomycetes and yeasts as well as macro and microelements in the amount per 1 kg of preparation: 1.2 g N, 0.5 g P, 3.5 g K, 0.1 g Mg,

0,0003 g Mn, 0,2 g Na. Preparat „UGmax” przyczynia się do wzrostu zawartości materii organicznej gleby zwiększa również jej zdolność do wsiąkania, podsiąkania i magazynowania wody.0.0003 g Mn, 0.2 g Na. The “UGmax” preparation contributes to the increase in the content of organic matter in the soil and also increases its ability to absorb, soak up and store water.

W zgłoszeniu wynalazku WO2010122501 A1 została ujawniona kompozycja zawierająca kultury bakterii Trichoderma herzianum, Trichoderma viride, Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa i Azotobacter sp., która poprawia żyzność gleby, zwiększa zawartość węgla w glebie, poprawia przyswajalność składników odżywczych i rozkład materii organicznej, a także łagodzi niekorzystne skutki stosowania nawozów mineralnych.In the patent application WO2010122501 A1 a composition containing cultures of Trichoderma herzianum, Trichoderma viride, Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa and Azotobacter sp. bacteria was disclosed, which improves soil fertility, increases the carbon content in the soil, improves the assimilability of nutrients and the decomposition of organic matter, and also alleviates the adverse effects of using mineral fertilizers.

Z opisu patentowego RU2314693 C2 znany jest biopreparat do poprawy żyzności gleby, o właściwościach stymulujących wzrost roślin, zawierający szczepy bakterii Bacillus subtilis K-4, Bacillus subtilis Be-12 i Bacillus amyloliquefaciens w ilości 30-40% wagowych, zestawionych w stosunku 1-5 : 1-5 : 1-5 i wypełniacze w ilości 20-30% wagowych, takie jak kaolin i mączka sojowa, środek zapachowy zawierający wyciąg z drzew iglastych oraz pastę chlorofilowo-karotenową w ilości 2,3-4,0%.Patent description RU2314693 C2 describes a biopreparation for improving soil fertility, with plant growth stimulating properties, containing bacterial strains Bacillus subtilis K-4, Bacillus subtilis Be-12 and Bacillus amyloliquefaciens in the amount of 30-40% by weight, combined in a ratio of 1-5: 1-5: 1-5 and fillers in the amount of 20-30% by weight, such as kaolin and soy flour, a fragrance containing an extract of coniferous trees and a chlorophyll-carotene paste in the amount of 2.3-4.0%.

Jak wynika z przeprowadzonej analizy stanu techniki, znane i stosowane są różne preparaty nawozowe, przeznaczone do poprawy lub odbudowy właściwości produkcyjnych gleb. Produkty te wykazują jednak pewien ograniczony zakres działania. Zwykle ich działanie sprowadza się do zwiększenia dostępności składników pokarmowych i substancji biologicznie czynnych, pozytywnie wpływając na wzrost i rozwój części nadziemnych i korzeni roślin, przyczyniają się do zwiększenia liczebności mikroorganizmów efektywnych w procesach przemiany materii oraz poprawiają strukturę gleb i retencję wody. Jednakże regeneracja gleby obejmuje ponadto szereg dodatkowych kwestii, takich jak m.in. neutralizacja zakwaszenia i substancji toksycznych, sekwestracja CO2, czy retardacja zasobów środowiskowych poprzez wykorzystanie materiałów odpadowych. W praktyce sprowadza się to do konieczności używania kilku nawozów, co jest utrudnieniem technologicznym, a w konsekwencji prowadzi do wzrostu kosztów produkcji rolniczej, jak również do nadmiernego nagromadzenia łatwo rozpuszczalnych soli w roztworze glebowym, powodując zwiększenie przewodności elektrolitycznej. Dodatkowo, przy braku wykorzystania składników nawozowych przez rośliny, dochodzi do ich rozproszenia w środowisku, np. wymywania składników pokarmowych do wód gruntowych. Ponadto znane nawozy, nie wykazują tzw. następczego działania, czyli ich działanie nawozowe ogranicza się zwykle do okresu w którym je zastosowano. Niniejszy wynalazek eliminuje wskazane powyżej niedogodności stanu techniki.As it results from the analysis of the state of the art, various fertilizer preparations are known and used, intended to improve or restore the production properties of soils. However, these products have a certain limited scope of action. Usually, their action comes down to increasing the availability of nutrients and biologically active substances, positively affecting the growth and development of above-ground parts and roots of plants, contributing to an increase in the number of microorganisms effective in metabolic processes and improving soil structure and water retention. However, soil regeneration also includes a number of additional issues, such as neutralization of acidification and toxic substances, CO2 sequestration, or retardation of environmental resources through the use of waste materials. In practice, this comes down to the need to use several fertilizers, which is a technological impediment and consequently leads to an increase in the costs of agricultural production, as well as to excessive accumulation of easily soluble salts in the soil solution, causing an increase in electrolytic conductivity. Additionally, if plants do not use fertilizer components, they are dispersed in the environment, e.g. nutrients are washed out into groundwater. In addition, known fertilizers do not exhibit the so-called after-effect, i.e. their fertilizing effect is usually limited to the period in which they were applied. The present invention eliminates the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Postawione przed wynalazkiem zagadnienie techniczne rozwiązano przez opracowanie nawozu do regeneracji gleb produkcyjnych, który odbudowuje zasoby glebowe materii organicznej, nie tylko w zakresie zwiększenia dostępności składników pokarmowych i substancji wzrostowych oraz poprawy struktury gleb i retencji wody, a także neutralizacji zakwaszenia i substancji toksycznych, sekwestracji dwutlenku węgla w glebie oraz, co jest istotne z punktu widzenia ochrony środowiska, wykorzystuje organiczne materiały odpadowe.The technical problem posed by the invention was solved by developing a fertilizer for the regeneration of production soils, which rebuilds soil resources of organic matter, not only in terms of increasing the availability of nutrients and growth substances and improving soil structure and water retention, but also neutralizing acidification and toxic substances, sequestering carbon dioxide in the soil and, which is important from the point of view of environmental protection, using organic waste materials.

Istota nawozu do regeneracji gleb produkcyjnych, w postaci peletu, zawierającego materiały organiczne w postaci kopalin, w tym węgiel brunatny oraz materiały organiczne pochodzenia odpadowego, w tym biowęgiel, mikroelementy nawozowe oraz produkty przemiany materii mikroorganizmów, efektywnych w zwiększaniu dostępności lub przyswajalności składników pokarmowych, charakteryzuje się tym, że zawiera leonardyt w ilości 15-33% wagowych, węgiel brunatny w ilości 15-33% wagowych, biowęgiel w ilości 15-33% wagowych, włókna kokosowe w ilości 15-33% wagowych, tryptofan w ilości do 1% wagowego, co najmniej jeden mikroelement nawozowy wybrany z grupy obejmującej Zn, Cu, Mn i Fe, w formie siarczanów, w ilości do 2% wagowych oraz mieszaninę produktów przemiany materii mikroorganizmów Pseudomonas sp. i Bacillus sp., w postaci liofilizatów, w ilości 0,5-1% wagowych, przy czym liofilizat zawiera produkty przemiany materii mikroorganizmów w ilości co najmniej 108 j.t.k./g.The essence of the fertilizer for the regeneration of production soils, in the form of pellets, containing organic materials in the form of minerals, including brown coal and organic materials of waste origin, including biochar, fertilizing microelements and metabolic products of microorganisms effective in increasing the availability or absorption of nutrients, is characterized in that it contains leonardite in the amount of 15-33% by weight, brown coal in the amount of 15-33% by weight, biochar in the amount of 15-33% by weight, coconut fibers in the amount of 15-33% by weight, tryptophan in the amount of up to 1% by weight, at least one fertilizing microelement selected from the group consisting of Zn, Cu, Mn and Fe, in the form of sulphates, in the amount of up to 2% by weight and a mixture of metabolic products of microorganisms Pseudomonas sp. and Bacillus sp., in the form of lyophilisates, in the amount of 0.5-1% by weight, wherein the lyophilisate contains metabolic products of microorganisms in the amount of at least 108 cfu/g.

Korzystnie nawóz zawiera poużytkowe włókna kokosowe, pochodzące z podkładów stosowanych w uprawie roślin jagodowych i warzywnych.Preferably, the fertilizer contains post-consumer coconut fibers derived from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants.

Korzystnie nawóz zawiera liofilizaty produktów przemiany materii mikroorganizmów Pseudomonas sp. i Bacillus sp., zmieszane w stosunku 1:1.Preferably, the fertilizer contains lyophilisates of metabolic products of the microorganisms Pseudomonas sp. and Bacillus sp., mixed in a 1:1 ratio.

Nawóz do regeneracji gleb produkcyjnych, według wynalazku, jest produktem o szerokim spektrum działania w zakresie regeneracji żyzności gleb. Jego użycie nie tylko poprawia strukturę gleb i retencję wody, ale także zwiększa dostępność składników pokarmowych dla roślin, co wynika z synergistycznego działania zawartych w nim materiałów w postaci biowęgla i leonardytu, w połączeniu z włóknem kokosowym. Ze względu na zawartość w nawozie biowęgla oraz leonardytu uzyskuje się ponadto efekt neutralizacji zakwaszenia oraz ograniczenia działania substancji toksycznych, co możliwe jest dzięki właściwościom sorpcyjnym tych materiałów, pochodzących w przypadku biowęgla od uloko wanych na jego powierzchni grup funkcyjnych (m.in. karboksylowych, fenolowych, metoksylowych, hydroksylowych), a w przypadku leonardytu, znacznego udziału aktywnych form węgla w postaci kwasów humusowych wykazujących silne właściwości sorpcyjne. Z kolei proces sekwestracji CO2, w którym węgiel jest magazynowany w glebie i biomasie roślin, związany jest z udziałem biowęgla w nawozie, jako materiału ustabilizowanego termicznie, a w związku z tym odpornego na działanie mikroorganizmów w długim okresie czasu. Do efektu sekwestracji CO2 przyczynia się również dodatek włókna kokosowego jako elementu komponentu ligninocelulozowego o stosunkowo trwałej strukturze, co również przyczynia się do spowolnienia procesu biologicznej degradacji, wprowadzonej z nawozem materii organicznej. Zaznaczyć dodatkowo należy, że obecnie żaden z dostępnych na rynku nawozów organicznych nie zawiera w składzie takiego zestawu składników wpływających na długookresową sekwestrację CO2 w glebie.The fertilizer for the regeneration of productive soils, according to the invention, is a product with a broad spectrum of action in the field of soil fertility regeneration. Its use not only improves soil structure and water retention, but also increases the availability of nutrients for plants, which results from the synergistic effect of the materials contained in it in the form of biochar and leonardite, combined with coconut fiber. Due to the content of biochar and leonardite in the fertilizer, an additional effect of acidification neutralization and limitation of the action of toxic substances is obtained, which is possible thanks to the sorption properties of these materials, originating in the case of biochar from functional groups located on its surface (including carboxyl, phenolic, methoxyl, hydroxyl), and in the case of leonardite, a significant share of active forms of carbon in the form of humic acids showing strong sorption properties. In turn, the CO2 sequestration process, in which carbon is stored in the soil and plant biomass, is associated with the participation of biochar in the fertilizer, as a thermally stabilized material, and therefore resistant to the action of microorganisms in the long term. The CO2 sequestration effect is also contributed to by the addition of coconut fiber as an element of the lignocellulosic component with a relatively durable structure, which also helps to slow down the process of biological degradation of organic matter introduced with the fertilizer. It should also be noted that currently none of the organic fertilizers available on the market contains such a set of ingredients influencing long-term CO2 sequestration in the soil.

Ponieważ nawóz jest wzbogacany w mikroelementowe sole mineralne zawierające takie pierwiastki jak Zn, Cu, Mn, Fe, pozwala to we wczesnych stadiach rozwojowych roślin utrzymać odpowiednią dostępność tych składników w roztworze glebowym, do czasu zanim nastąpi biologiczna degradacja komponentu organicznego. Składniki pokarmowe i substancje wzrostowe są uwalniane z nawozu sukcesywnie, w miarę zapotrzebowania na nie roślin. Wynika to ze stopniowego uwalniania zatrzymanych w połączeniach z grupami funkcyjnymi składników pokarmowych (np. magnezu, wapnia, potasu, żelaza, miedzi, cynku) oraz degradacji mikrobiologicznej połączeń organiczno-mineralnych (np. połączeń mikroelementów z grupami funkcyjnymi kwasów humusowych - karboksylowymi, fenolowymi, karbonylowymi, hydroksylowymi, alkoholowymi, metoksylowymi, chinonowymi), co zasila na bieżąco pomniejszony przez rośliny, zasób składników pokarmowych w roztworze glebowym.Since the fertilizer is enriched with microelement mineral salts containing elements such as Zn, Cu, Mn, Fe, it allows for maintaining the appropriate availability of these components in the soil solution in the early stages of plant development, until the biological degradation of the organic component occurs. Nutrients and growth substances are released from the fertilizer gradually, as plants need them. This results from the gradual release of nutrients retained in combinations with functional groups (e.g. magnesium, calcium, potassium, iron, copper, zinc) and microbiological degradation of organic-mineral combinations (e.g. combinations of microelements with functional groups of humic acids - carboxylic, phenolic, carbonyl, hydroxyl, alcoholic, methoxyl, quinone), which continuously supplies the resource of nutrients in the soil solution, reduced by plants.

Zaletą wynalazku jest również zawartość w nawozie materiałów odpadowych tj. surowców do produkcji biowęgla oraz włókien kokosowych, w tym poużytkowych, pochodzących z podkładów stosowanych w uprawie roślin jagodowych i warzywnych, co wpisuje się także w gospodarkę cyrkularną oraz zasady zrównoważonego gospodarowania i retardacji zasobów. Stwarza to duże możliwości wykorzystania niestabilnych materiałów organicznych, a w konsekwencji przyczynia się do zmniejszenia emisji substancji gazowych do atmosfery oraz wymycia składników pokarmowych poza zasięg systemu korzeniowego roślin.The advantage of the invention is also the content of waste materials in the fertilizer, i.e. raw materials for the production of biochar and coconut fibers, including post-consumer, originating from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants, which is also in line with the circular economy and the principles of sustainable management and resource retardation. This creates great opportunities for the use of unstable organic materials, and consequently contributes to the reduction of gaseous emissions into the atmosphere and the washing out of nutrients beyond the reach of the plant root system.

Biorąc pod uwagę postępującą degradację w glebach populacji mikroorganizmów aktywnych w procesach przemiany materii, a w związku z tym zmniejszenie efektywności i tempa procesów biologicznych, nawóz zawiera produkty przemiany materii mikroorganizmów, które są efektywne w zwiększaniu dostępności lub przyswajalności składników pokarmowych takich jak: Pseudomonas sp. - mikroorganizmy efektywne w procesach zwiększania biodostępności związków żelaza dla roślin oraz zwiększające efektywność uwalnia żelaza z zapasów glebowych oraz Bacillus sp. - chroniące rośliny przed fitopatogenami.Taking into account the progressive degradation of the population of microorganisms active in metabolic processes in soils, and therefore the reduction in the efficiency and rate of biological processes, the fertilizer contains metabolic products of microorganisms that are effective in increasing the availability or absorption of nutrients such as: Pseudomonas sp. - microorganisms effective in the processes of increasing the bioavailability of iron compounds for plants and increasing the efficiency of iron release from soil reserves, and Bacillus sp. - protecting plants against phytopathogens.

Nawóz do regeneracji żyzności gleb produkcyjnych objaśniono w szczegółach w poniższych przykładach. Przykładów tych nie należy jednak traktować jako ograniczających istotę rozwiązania, czy zawężających zakres ochrony wynalazku, gdyż stanowią one jedynie jego ilustrację.Fertilizer for the regeneration of productive soil fertility is explained in detail in the examples below. However, these examples should not be considered as limiting the essence of the solution or narrowing the scope of protection of the invention, because they are only its illustration.

Przykład 1Example 1

Nawóz do regeneracji żyzności gleb produkcyjnych składa się z:Fertilizer for regenerating the fertility of production soils consists of:

- 32,53% wagowych leonardytu, pochodzącego z Manufacturer - the Energy Investment Com- pany Ltd. Country of origin - Ukraine (wilgotność: 25-45%, zawartość kwasów huminowych: 75-86,6%, zawartość kwasów fulwowych: 19,8-22,8%, kwasowość: 4,20-7,50; zawartość materii organicznej: 65-83,40%, frakcja: 0,01-8,0 mm).- 32.53% by weight of leonardite, from Manufacturer - the Energy Investment Company Ltd. Country of origin - Ukraine (moisture: 25-45%, humic acid content: 75-86.6%, fulvic acid content: 19.8-22.8%, acidity: 4.20-7.50; organic matter content: 65-83.40%, fraction: 0.01-8.0 mm).

- 15% wagowych węgla brunatnego, pochodzącego z Kopalni Węgla Brunatnego Sieniawa (granulacja: 0-20 mm, wartość opałowa: 9000-10000 kJ/kg; zawartość popiołu: 6-9%; zawartość siarki: 0,6-0,9%; zawartość siarki palnej: < 0,3%; wilgotność złożowa: 49-52%).- 15% by weight of brown coal from the Sieniawa Brown Coal Mine (granulation: 0-20 mm, calorific value: 9000-10000 kJ/kg; ash content: 6-9%; sulphur content: 0.6-0.9%; combustible sulphur content: < 0.3%; deposit moisture: 49-52%).

- 25% wagowych biowęgla, wytworzonego z pozostałości biomasowych drzew iglastych w wa- runkach pirolizy w temperaturze do 500°C, producent CarbonTeam.- 25% by weight of biochar, produced from biomass residues of coniferous trees under pyrolysis conditions at temperatures up to 500°C, manufacturer: CarbonTeam.

- 25% wagowych włókien kokosowych, poużytkowych, pochodzących z podkładów stosowa- nych w uprawie roślin jagodowych i warzywnych- 25% by weight of post-consumer coconut fibres, originating from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants

- 0,20% wagowych tryptofanu (związek czysty chemicznie)- 0.20% by weight of tryptophan (chemically pure compound)

- 0,44% wagowych ZnSO4-7H2O (związek chemiczny, czda.)- 0.44% by weight ZnSO4-7H2O (chemical compound, AR)

- 0,39% wagowych CuSO4-5H2O (związek chemiczny, czda.)- 0.39% by weight CuSO4-5H2O (chemical compound, AR)

- 0,44% wagowych MnSO4-5H2O (związek chemiczny, czda.)- 0.44% by weight MnSO4-5H2O (chemical compound, AR)

- 0,50% wagowych FeSO4-7H2O (związek chemiczny, czda.)- 0.50% by weight FeSO4-7H2O (chemical compound, AR)

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepów bakterii Pseudomonas sp. H12B, liofilizat, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 108 j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of Pseudomonas sp. H12B bacterial strains, lyophilisate, from own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing 108 cfu/g of microorganisms.

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepów bakterii Bacillus sp. WA51, liofilizatów, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 10⁸j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of Bacillus sp. WA51 bacterial strains, lyophilisates, from own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing ¹⁰⁸ cfu/g of microorganisms.

Ww. składniki przygotowano do peletowania. Surowce w postaci biowęgla, włókien kokosowych, węgla brunatnego oraz loeonardyt poddano dodatkowemu mieleniu. Biowęgiel rozdrobniono na młynach nożowych i bijakowych z zastosowaniem sit o wielkości otworów 0 3-5 mm. Proces mielenia prowadzony był przy wspomaganiu odbioru materiału systemem podciśnieniowym, który pozwalał na ograniczenie pylenia surowców do otoczenia. Węgiel brunatny, leonardyt i włókna kokosowe zmielono na młynach bijakowych z zastosowaniem sit o wielkości otworów 0 3-4 mm. Mikroelementy nawozowe w postaci ZnSO4-7H2O, CUSO45H2O, MnSO4-5H2O i FeSCWHzO, zmieszano wcześniej z węglem brunatnym. Bezpośrednio przed procesem peletowania do mieszaniny dodano liofilizaty mikroorganizmów. Surowce wysuszono do wilgotności 15% i mieszano w mieszalniku wolnoobrotowym przez 5 minut.The above-mentioned ingredients were prepared for pelleting. Raw materials in the form of biochar, coconut fibres, brown coal and leonardite were subjected to additional grinding. Biochar was crushed in knife and hammer mills using sieves with holes of 0 3-5 mm. The grinding process was carried out with the support of the material collection by a vacuum system, which allowed for the limitation of dusting of raw materials into the environment. Brown coal, leonardite and coconut fibres were ground in hammer mills using sieves with holes of 0 3-4 mm. Micronutrient fertilizers in the form of ZnSO4-7H2O, CUSO45H2O, MnSO4-5H2O and FeSCWHzO, were previously mixed with brown coal. Immediately before the pelleting process, lyophilisates of microorganisms were added to the mixture. The raw materials were dried to 15% moisture and mixed in a low-speed mixer for 5 minutes.

Następnie rozdrobniony i wysuszony materiał poddano peletowaniu na linii peletującej MGL 200 o wydajności do 100 kg/h, firmy Kovo Novak.Then the crushed and dried material was pelletized on the MGL 200 pelleting line with a capacity of up to 100 kg/h, manufactured by Kovo Novak.

Uzyskano pelet o średnicy około 6 mm i długości w zakresie 0,4-0,7 mm, który poddano sezonowaniu przez 12 godzin, w celu ustabilizowania właściwości fizyko-mechanicznych. Następnie przeprowadzono pomiary parametrówjakościowych uzyskanego peletu: trwałości mechanicznej, wytrzymałości statycznego ściskania, gęstości nasypowej oraz gęstości właściwej.A pellet with a diameter of about 6 mm and a length in the range of 0.4-0.7 mm was obtained, which was seasoned for 12 hours to stabilize the physical and mechanical properties. Then, measurements of the quality parameters of the obtained pellet were carried out: mechanical durability, static compression strength, bulk density and specific density.

Wyznaczono trwałość mechaniczną peletu, będącą miarą jego odporności na wstrząsy i/lub ścieranie powstające w wyniku transportu, przeładunku i przebiegu innych procesów dystrybucji oraz składowania. Próbka była poddawana testowi, w którym materiał w postaci granul nawozowych zderzał się ze sobą nawzajem oraz ze ścianami komory testera.The mechanical durability of the pellet was determined, which is a measure of its resistance to shocks and/or abrasion resulting from transport, handling and other distribution and storage processes. The sample was subjected to a test in which the material in the form of fertilizer granules collided with each other and with the walls of the tester chamber.

Trwałość mechaniczną DU [%] (z ang. mechanical durability) obliczano ze wzoru:Mechanical durability DU [%] was calculated using the formula:

JM £77 = ^*100 m_E gdzie:JM £77 = ^*100 m _E where:

mA- masa próbki przed testem [g] mE - masa próbki po teście [g]mA - sample mass before the test [g] mE - sample mass after the test [g]

Uzyskano wartość DU= 65,2 ± 1,6 [%]The obtained DU value was 65.2 ± 1.6 [%]

Następnie określono wytrzymałość statycznego ściskania uzyskanych peletów. W tym celu przeprowadzono test zgniatania na maszynie wytrzymałościowej MTS Insight II i na tej podstawie określono jaka siła wywołuje pęknięcie badanej próbki.Then, the static compression strength of the obtained pellets was determined. For this purpose, a crushing test was carried out on the MTS Insight II testing machine, and on this basis, it was determined what force caused the cracking of the tested sample.

Uzyskano wartość F_max = 2,89 ± 0,29 [N/mm]The obtained value of F _is x = 2.89 ± 0.29 [N/mm]

Gęstość nasypową BD uzyskanych peletów oznaczono zgodnie z procedurą opisaną w normie PN-EN ISO 17828:2016-02.The bulk density BD of the obtained pellets was determined in accordance with the procedure described in the PN-EN ISO 17828:2016-02 standard.

Uzyskano wartość BD = 523 ± 10,5 [kg/m³]The obtained value of BD = 523 ± 10.5 [kg/m ³ ]

Gęstość właściwa d uzyskanych peletów została określona przy użyciu piknometru GEOPYC 1360 firmy Mircromeritics.The specific density d of the obtained pellets was determined using a GEOPYC 1360 pycnometer from Mircromeritics.

Uzyskano wartość d = 0,946 ± 0,039 [g/cm³]The obtained value of d = 0.946 ± 0.039 [g/cm ³ ]

Przykład 2Example 2

- 25% wagowych leonardytu, pochodzącego z Manufacturer - the Energy lnvestment Company Ltd. Country of origin - Ukrainę (wilgotność: 25-45%, zawartość kwasów huminowych: 75-86,6%, zawartość kwasów fulwowych: 19,8-22,8%, kwasowość: 4,20-7,50; zawartość materii organicznej: 65-83,40%, frakcja: 0,01-8,0 mm).- 25% by weight of leonardite, from Manufacturer - the Energy Investment Company Ltd. Country of origin - Ukraine (moisture: 25-45%, humic acid content: 75-86.6%, fulvic acid content: 19.8-22.8%, acidity: 4.20-7.50; organic matter content: 65-83.40%, fraction: 0.01-8.0 mm).

- 32,53% wagowych węgla brunatnego, pochodzącego z Kopalni Węgla Brunatnego Sieniawa (granulacja: 0-20 mm, wartość opałowa: 9000-10000 kJ/kg; zawartość popiołu: 6-9%; zawartość siarki: 0,6-0,9%; zawartość siarki palnej: < 0,3%; wilgotność złożowa: 49-52%).- 32.53% by weight of brown coal from the Sieniawa Brown Coal Mine (granulation: 0-20 mm, calorific value: 9000-10000 kJ/kg; ash content: 6-9%; sulfur content: 0.6-0.9%; combustible sulfur content: < 0.3%; deposit moisture: 49-52%).

- 25% wagowych biowęgla, wytworzonego z pozostałości biomasowych drzew iglastych w warunkach pirolizy w temperaturze do 500°C, producent CarbonTeam.- 25% by weight of biochar, produced from coniferous biomass residues under pyrolysis conditions at temperatures up to 500°C, manufacturer CarbonTeam.

- 15% wagowych włókien kokosowych, poużytkowych, pochodzących z podkładów stosowanych w uprawie roślin jagodowych i warzywnych- 15% by weight of post-consumer coconut fibres, originating from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Pseudomonas sp. H12B, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 10¹⁰ j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the bacterial strain Pseudomonas sp. H12B, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing ¹⁰¹⁰ cfu/g of microorganisms.

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Bacillus sp. WA51, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 10¹⁰ j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the Bacillus sp. WA51 bacterial strain, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing ¹⁰¹⁰ cfu/g of microorganisms.

Z ww. surowców, sposobem opisanym w przykładzie 1 uzyskano pelet, który charakteryzuje się następującymi parametrami jakościowymi:From the above-mentioned raw materials, using the method described in Example 1, pellets were obtained, which were characterized by the following quality parameters:

Trwałość mechaniczna DU = 70,0 ± 1,5 [%]Mechanical durability DU = 70.0 ± 1.5 [%]

Wytrzymałość statycznego ściskania Fmax= 4,08 ± 0,29 [N/mm]Static compression strength Fmax= 4.08 ± 0.29 [N/mm]

Gęstość nasypowa BD = 562,9 ± 3,5 [kg/m³]Bulk density BD = 562.9 ± 3.5 [kg/m ³ ]

Gęstość właściwa d = 1,075 ± 0,046 [g/cm³]Specific density d = 1.075 ± 0.046 [g/cm ³ ]

Przykład 3Example 3

- 15% wagowych leonardytu, pochodzącego z Manufacturer - the Energy Investment Com- pany Ltd. Country of origin - Ukraine (wilgotność: 25-45%, zawartość kwasów huminowych: 75-86,6%, zawartość kwasów fulwowych: 19,8-22,8%, kwasowość: 4,20-7,50; zawartość materii organicznej: 65-83,40%, frakcja: 0,01-8,0 mm).- 15% by weight of leonardite, from Manufacturer - the Energy Investment Company Ltd. Country of origin - Ukraine (moisture: 25-45%, humic acid content: 75-86.6%, fulvic acid content: 19.8-22.8%, acidity: 4.20-7.50; organic matter content: 65-83.40%, fraction: 0.01-8.0 mm).

- 25% wagowych węgla brunatnego, pochodzącego z Kopalni Węgla Brunatnego Sieniawa (granulacja: 0-20 mm, wartość opałowa: 9000-10000 kJ/kg; zawartość popiołu: 6-9%; zawartość siarki: 0,6-0,9%; zawartość siarki palnej: < 0,3%; wilgotność złożowa: 49-52%).- 25% by weight of brown coal from the Sieniawa Brown Coal Mine (granulation: 0-20 mm, calorific value: 9000-10000 kJ/kg; ash content: 6-9%; sulphur content: 0.6-0.9%; combustible sulphur content: < 0.3%; deposit moisture: 49-52%).

- 32,53% wagowych biowęgla, wytworzonego z pozostałości biomasowych drzew iglastych w warunkach pirolizy w temperaturze do 500°C, producent CarbonTeam.- 32.53% by weight of biochar, produced from coniferous biomass residues under pyrolysis conditions at temperatures up to 500°C, manufacturer CarbonTeam.

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Pseudomonas sp. H12B, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 108 j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the bacterial strain Pseudomonas sp. H12B, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing 108 cfu/g of microorganisms.

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Bacillus sp. WA51, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 108 j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the Bacillus sp. WA51 bacterial strain, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing 108 cfu/g of microorganisms.

Trwałość mechaniczna DU = 63,0 ± 1,1 [%]Mechanical durability DU = 63.0 ± 1.1 [%]

Wytrzymałość statycznego ściskania Fmax = 3,72 ± 0,34 [N/mm]Static compression strength Fmax = 3.72 ± 0.34 [N/mm]

Gęstość nasypowa BD = 550,5 ± 8,5 [kg/m³]Bulk density BD = 550.5 ± 8.5 [kg/m ³ ]

Gęstość właściwa d = 0,963 ± 0,011 [g/cm³]Specific density d = 0.963 ± 0.011 [g/cm ³ ]

Przykład 4Example 4

- 25% wagowych leonardytu, pochodzącego z Manufacturer - the Energy Investment Com- pany Ltd. Country of origin - Ukraine (wilgotność: 25-45%, zawartość kwasów huminowych: 75-86,6%, zawartość kwasów fulwowych: 19,8-22,8%, kwasowość: 4,20-7,50; zawartość materii organicznej: 65-83,40%, frakcja: 0,01-8,0 mm).- 25% by weight of leonardite, from Manufacturer - the Energy Investment Company Ltd. Country of origin - Ukraine (moisture: 25-45%, humic acid content: 75-86.6%, fulvic acid content: 19.8-22.8%, acidity: 4.20-7.50; organic matter content: 65-83.40%, fraction: 0.01-8.0 mm).

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

- 15% wagowych biowęgla, wytworzonego z pozostałości biomasowych drzew iglastych w warunkach pirolizy w temperaturze do 500°C, producent CarbonTeam.- 15% by weight of biochar, produced from coniferous biomass residues under pyrolysis conditions at temperatures up to 500°C, manufacturer CarbonTeam.

- 32,53% wagowych włókien kokosowych, poużytkowych, pochodzących z podkładów stosowanych w uprawie roślin jagodowych i warzywnych- 32.53% by weight of coconut fibers, post-consumer, originating from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants

- 0,50% wagowych FeSCWHzO (związek chemiczny, czda.)- 0.50% by weight FeSCWHzO (chemical compound, AR)

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Pseudomonas sp. H12B, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 10⁸j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the bacterial strain Pseudomonas sp. H12B, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing ¹⁰⁸ cfu/g of microorganisms.

- 0,25% wagowych produktów przemiany materii szczepu bakterii Bacillus sp. WA51, liofilizatu, z hodowli własnej Zakładu Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiskowej, Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, zawierającego 10⁸j.t.k./g mikroorganizmów.- 0.25% by weight of metabolic products of the Bacillus sp. WA51 bacterial strain, lyophilisate, from the own culture of the Department of Environmental Microbiology and Biotechnology, Faculty of Biology, University of Warsaw, containing ¹⁰⁸ cfu/g of microorganisms.

Trwałość mechaniczna DU = 86,0 ± 1,6 [%]Mechanical durability DU = 86.0 ± 1.6 [%]

Wytrzymałość statycznego ściskania Fmax ^— 7,63 ± 0,92 [N/mm]Static compression strength Fmax ^— 7.63 ± 0.92 [N/mm]

Gęstość nasypowa BD = 576,7 ± 22,2 [kg/m³]Bulk density BD = 576.7 ± 22.2 [kg/m ³ ]

Gęstość właściwa d = 0,971 ± 0,031 [g/cm³]Specific density d = 0.971 ± 0.031 [g/cm ³ ]

Przykład 5Example 5

Przeprowadzono badania w zakresie działania nawozów o składach przedstawionych w przykładach 1-4 na glebę i plonowanie roślin, w warunkach wegetacyjnego doświadczenia wazonowego. Doświadczenie wazonowe założono na glebie o składzie granulometrycznym piasku gliniastego. Eksperymenty prowadzono przez okres 4 miesięcy w wazonach PCV, mieszczących 10 kg powietrznie suchej gleby. Rośliną testową była kukurydza odmiany Lokata. Doświadczenie prowadzono w 4 powtórzeniach dla 7 obiektów obejmujących: NK1 - glebę nawożoną nawozem komercyjnym nr 1, zawierającym jako główne składniki azot i węgiel oraz dodatkowo siarkę i mikroelementy; NK2 - glebę nawożoną nawozem komercyjnym nr 2, zawierającym jako główne składniki azot, węgiel i siarkę; NK3 - glebę nawożoną nawozem komercyjnym nr 3 zawierającym jako główne składniki krzem, węgiel i potas; NW1 - glebę z dodatkiem nawozu będącego przedmiotem wynalazku, o składzie przedstawionym w przykładzie 1; NW2 - glebę z dodatkiem nawozu będącego przedmiotem wynalazku, o składzie przedstawionym w przykładzie 2; NW3 - glebę z dodatkiem nawozu będącego przedmiotem wynalazku, o składzie przedstawionym w przykładzie 3 oraz NW4 - glebę z dodatkiem nawozu będącego przedmiotem wynalazku, o składzie przedstawionym w przykładzie 4. Dawki nawozów wprowadzone do gleb poszczególnych obiektów podano w tabeli 1.Studies were conducted on the effect of fertilizers with compositions presented in examples 1-4 on soil and plant yield, in the conditions of a vegetation pot experiment. The pot experiment was established on soil with a granulometric composition of loamy sand. The experiments were conducted for a period of 4 months in PVC pots, containing 10 kg of air-dry soil. The test plant was maize variety Lokata. The experiment was conducted in 4 replications for 7 objects including: NK1 - soil fertilized with commercial fertilizer No. 1, containing nitrogen and carbon as the main components and additionally sulfur and microelements; NK2 - soil fertilized with commercial fertilizer No. 2, containing nitrogen, carbon and sulfur as the main components; NK3 - soil fertilized with commercial fertilizer No. 3 containing silicon, carbon and potassium as the main components; NW1 - soil with the addition of the fertilizer being the subject of the invention, with the composition presented in Example 1; NW2 - soil with the addition of the fertilizer being the subject of the invention, with the composition presented in Example 2; NW3 - soil with the addition of the fertilizer being the subject of the invention, with the composition presented in Example 3 and NW4 - soil with the addition of the fertilizer being the subject of the invention, with the composition presented in Example 4. The doses of fertilizers introduced into the soils of individual objects are given in Table 1.

Tabela 1Table 1

Składnik nawozu/dawka Fertilizer ingredient/dose NK1 NK1 NK2 NK2 NK3 NK3 NW1 NW1 NW2 NW2 NW3 NW3 NW4 NW4 3,700 3,700 3,725 3,725 3,732 3,732 - - - - - - - - Pseudomonas sp. H12B [mg/waz.] Pseudomonas sp. H12B [mg/vase] — — — — — — 8,75 8.75 8,75 8.75 8,75 8.75 8,75 8.75 Bacillus sp. WA51 [mg/waz.] Bacillus sp. WA51 [mg/wt.] — — — — — — 8,75 8.75 8,75 8.75 8,75 8.75 8,75 8.75 Tryptofan [mg/waz.] Tryptophan [mg/wt.] - - - - - - 7,00 7.00 7,00 7.00 7,00 7.00 7,00 7.00 Kokos [g/waz.]Coconut [g/wt] - - - - - - 0,9468 0.9468 0,5681 0.5681 0,9468 0.9468 1,2319 1.2319 Biowęgiel [g/waz.] Biochar [g/wt.] - - - - - - 0,8992 0.8992 0,8992 0.8992 1,1701 1.1701 0,5395 0.5395 W. brunatny [g/waz.] Brown W. [g/wt.] — — - - - - 0,7382 0.7382 1,6009 1.6009 1,2303 1.2303 1,2303 1.2303 Leonardyt [g/waz.] Leonardite [g/wt.] — — - - - - 1,2187 1.2187 0,9366 0.9366 0,5620 0.5620 0,9366 0.9366 ΖηδΟτΤΗίΟ [g/waz.] Grade [g/weight] - - - - - - 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 CuSO4'5H2O [g/waz.] CuSO4'5H2O [g/wt] — — - - - - 0,01365 0.01365 0,01365 0.01365 0,01365 0.01365 0,01365 0.01365 MnSO₊ 5H_ZO [g/waz.] MnSO ₊ 5H ₂ O [g/wt] - - - - - - 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 0,0154 0.0154 FeSOłJhW [g/waz.] FeSOłJhW [g/weight] - - - - - - 0,0175 0.0175 0,0175 0.0175 0,0175 0.0175 0,0175 0.0175

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

Po użyciu wszystkich ww. nawozów oraz wymieszaniu ich z glebą, wysiano nasiona kukurydzy. Wilgotność gleby w czasie wegetacji roślin utrzymywano na poziomie od 40% do 60% maksymalnej pojemności wodnej gleby (w zależności od fazy rozwojowej rośliny).After using all the above-mentioned fertilizers and mixing them with the soil, the corn seeds were sown. Soil moisture during the vegetation period was maintained at a level of 40% to 60% of the maximum water capacity of the soil (depending on the development phase of the plant).

Neutralizacja zakwaszenia glebyNeutralization of soil acidification

Zbadano wpływ nawozów na pH gleby. W tym celu, w powietrznie suchym materiale glebowym, przesianym przez sito o średnicy oczek 1 mm, oznaczono pH w zawiesinie gleby i wody (stosunek wagowy gleba : woda = 1:2,5), przy użyciu pH-metru (pH - meter CP - 505). Przeprowadzono badanie pH gleb nawożonych znanymi nawozami komercyjnymi (NK1, NK2, NK3) i nawozem według wynalazku, o składach przedstawionych w przykładach 1-4. Uzyskano następujące wartości pH próbek gleby: PHnri=6,65; pHnr2=6,75; pHnr3=6,78; pHnwi=7,34, pHnw2=7,33, pHnw3=7,25, pHnw4=7,33. Wyniki badań potwierdzają, że w porównaniu do nawozów komercyjnych, nawóz, według wynalazku, odkwasza glebę efektywniej o 6-10%. Należy również podkreślić, że jego efektywność odkwaszająca będzie zwiększać się w czasie, ze względu na następcze działanie zawartych w nim składników.The effect of fertilizers on soil pH was studied. For this purpose, in air-dried soil material, sifted through a sieve with a mesh diameter of 1 mm, the pH in a suspension of soil and water (weight ratio soil: water = 1:2.5) was determined using a pH meter (pH - meter CP - 505). The pH of soils fertilized with known commercial fertilizers (NK1, NK2, NK3) and the fertilizer according to the invention, with compositions presented in examples 1-4, was studied. The following pH values of soil samples were obtained: PHnri = 6.65; pHnr2 = 6.75; pHnr3 = 6.78; pHnwi = 7.34, pHnw2 = 7.33, pHnw3 = 7.25, pHnw4 = 7.33. The results of the research confirm that, in comparison to commercial fertilizers, the fertilizer according to the invention deacidifies the soil more effectively by 6-10%. It should also be emphasized that its deacidification efficiency will increase over time, due to the subsequent action of the ingredients contained in it.

Poprawa retencji wodyImproved water retention

Określono poprawę retencji wody w następującym badaniu: próbki gleb pobierano przy pomocy cylindrów o objętości 100 cm³, w 3 powtórzeniach z każdego wazonu. Właściwości retencyjne gleby określono metodą ciśnieniową w komorach Richards’a na płytach ceramicznych. Pomiary zawartości wody w próbkach wykonano dla ciśnień -4, -10, -33, -100, -200, -500 i -1500 kPa. Pełna analiza charakterystyki retencyjności gleby trwała około 4 tygodni. Uzyskane wyniki pozwoliły na określenie podstawowych parametrów retencyjności wodnej, wraz z charakterystyką porowatości gleby. Właściwości fizyczne gleby po zakończeniu doświadczenia wegetacyjnego pokazano w tabeli 2.The improvement of water retention was determined in the following study: soil samples were collected using 100 cm ³ cylinders, in 3 replicates from each pot. Soil retention properties were determined using the pressure method in Richards chambers on ceramic plates. Water content in samples was measured for pressures of -4, -10, -33, -100, -200, -500 and -1500 kPa. The full analysis of soil retention characteristics lasted about 4 weeks. The obtained results allowed for determining the basic parameters of water retention, along with the characteristics of soil porosity. The physical properties of the soil after the end of the vegetation experiment are shown in Table 2.

Tabela 2Table 2

Nawóz Fertilizer Gęstość objętościowa [g/cm³] Bulk density [g/cm ³ ] Porowatość ogólna [cm³/cm³j Total porosity [cm ³ /cm ³ j Retencja produkcyjna [cm³/cm³] Productive retention [cm ³ /cm ³ ] Retencja użyteczna fcm³/cm³j Useful retention fcm ³ /cm ³ j NK1 NK1 1,24 1.24 0,47 0.47 0,098 0.098 0,096 0.096 NK2 NK2 1,33 1.33 0,45 0.45 0,093 0.093 0,096 0.096 NK3 NK3 1,26 1.26 0,46 0.46 0,104 0.104 0,094 0.094 NW1 NW1 1,33 1.33 0,54 0.54 0,108 0.108 0,110 0.110 NW2 NW2 1,41 1.41 0,53 0.53 0,106 0.106 0,104 0.104 NW3 NW3 1,44 1.44 0,52 0.52 0,095 0.095 0,099 0.099 NW4 NW4 1,39 1.39 0,49 0.49 0,110 0.110 0,111 0.111

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że zastosowanie nawozu według wynalazku, poprawia parametry fizyczne gleby, w tym gęstość objętościową, porowatość ogólną i retencję wody. W porównaniu do nawozów komercyjnych (NK1, NK2 i NK3), dla nawozu, według wynalazku, stwierdzono zwiększenie gęstości objętościowej i porowatości gleby, czego bezpośrednim efektem jest wyższa wartość retencji wodnej, w porównaniu do wartości uzyskanych dla nawozów komercyjnych. Zwiększenie wartości tego parametru po zastosowaniu nawozu, według wynalazku, średnio o 12% względem średniej otrzymanej dla nawozów komercyjnych wskazuje, że nawóz ten znacząco poprawia retencję wody, a tym samym składników pokarmowych dla roślin.The results of the conducted tests indicate that the use of the fertilizer according to the invention improves the physical parameters of the soil, including bulk density, general porosity and water retention. Compared to commercial fertilizers (NK1, NK2 and NK3), the fertilizer according to the invention showed an increase in bulk density and soil porosity, which directly resulted in a higher water retention value, compared to the values obtained for commercial fertilizers. The increase in the value of this parameter after the use of the fertilizer according to the invention, on average by 12% compared to the average obtained for commercial fertilizers, indicates that this fertilizer significantly improves water retention, and thus the retention of plant nutrients.

Parametry morfologiczne korzeniMorphological parameters of roots

Korzenie pobierano próbnikiem glebowo-korzeniowym o objętości 577 cm³. Wypłukano je w hydrauliczno-pneumatycznej płuczce, a następnie po usunięciu zanieczyszczeń organicznych, zeskanowano przy użyciu skanera Epson Perfection Foto. Pozyskane obrazy przetwarzano i analizowano przy pomocy systemu komputerowego Aphelion. Uzyskane dane posłużyły do określenia parametrów morfologicznych systemu korzeniowego roślin. Parametry morfologiczne korzeni po zakończeniu doświadczenia wegetacyjnego przedstawiono w tabeli 3.Roots were collected using a 577 cm ³ soil-root sampler. They were washed in a hydraulic-pneumatic washer and then, after removing organic contaminants, scanned using an Epson Perfection Foto scanner. The acquired images were processed and analyzed using the Aphelion computer system. The obtained data were used to determine the morphological parameters of the plant root system. The morphological parameters of the roots after the vegetation experiment were presented in Table 3.

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

Tabela 3Table 3

Nawóz Fertilizer Masa korzeni [g suchej masy] Root mass [g dry weight] Długość korzeni [mm] Root length [mm] Średnica korzeni [mm] Root diameter [mm] NK1 NK1 3,386 3,386 88580 88580 0,476 0.476 NK2 NK2 3,576 3,576 88377 88377 0,439 0.439 NK3 NK3 3,556 3,556 91536 91536 0,451 0.451 NW1 NW1 4,405 4,405 110700 110700 0,479 0.479 NW2 NW2 4,101 4,101 99372 99372 0,526 0.526 NW3 NW3 4,794 4,794 106857 106857 0,516 0.516 NW4 NW4 4,055 4,055 105525 105525 0,518 0.518

Najmniejszą masę, długość i średnicę korzeni uzyskano po zastosowaniu nawozów komercyjnych (NK1, NK2 i NK3). Dla nawozu według wynalazku, zaobserwowano zwiększenie masy korzeni niemal o 24%, względem wartości średniej uzyskanej dla nawozów komercyjnych. Potwierdza to, że dodatek do gleby nawozu według wynalazku, działa stymulująco na system korzeniowy kukurydzy.The smallest root mass, length and diameter were obtained after the use of commercial fertilizers (NK1, NK2 and NK3). For the fertilizer according to the invention, an increase in root mass by almost 24% was observed, compared to the average value obtained for commercial fertilizers. This confirms that the addition of the fertilizer according to the invention to the soil has a stimulating effect on the corn root system.

Neutralizacja substancji toksycznychNeutralization of toxic substances

W celu zweryfikowania neutralizacji substancji toksycznych w glebie, przez nawóz, według wynalazku, po zakończeniu doświadczenia wazonowego oznaczono zawartość biodostępnych form kadmu (Cd), chromu (Cr) i ołowiu (Pb). Procedura analityczna polegała na ekstrahowaniu z gleby ww. pierwiastków roztworem chlorku wapnia (CaCl2) o stężeniu 0,01 M (stosunek wagowy gleba: roztwór = 1:10), przez 2 godziny. W uzyskanych roztworach zawartość badanych pierwiastków oznaczono metodą atomowej spektrometrii emisyjnej z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-OES, Perkin Elmer Optima 7300 DV). Zawartość biodostępnych dla roślin form toksycznych metali ciężkich Cd, Cr i Pb w glebie, po zastosowaniu nawożenia znanymi nawozami komercyjnymi (NK1, NK2, NK3) oraz nawozem według wynalazku opisanym w przykładach 1-4 (NW1, NW2, NW3, NW4), przedstawiono w tabeli 4.In order to verify the neutralization of toxic substances in the soil by the fertilizer according to the invention, the content of bioavailable forms of cadmium (Cd), chromium (Cr) and lead (Pb) was determined after the completion of the pot experiment. The analytical procedure consisted in extracting the above elements from the soil with a 0.01 M calcium chloride (CaCl2) solution (weight ratio soil: solution = 1:10) for 2 hours. In the obtained solutions, the content of the tested elements was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES, Perkin Elmer Optima 7300 DV). The content of bioavailable forms of toxic heavy metals Cd, Cr and Pb in the soil after fertilization with known commercial fertilizers (NK1, NK2, NK3) and the fertilizer according to the invention described in examples 1-4 (NW1, NW2, NW3, NW4) is presented in Table 4.

Tabela 4Table 4

Nawóz Fertilizer Cd [mg/kg] Cd [mg/kg] Cr [mg/kg] Cr [mg/kg] Pb [mg/kg] Pb [mg/kg] NK1 NK1 0,021 0.021 0,019 0.019 0,051 0.051 NK2 NK2 0,021 0.021 0,015 0.015 0,066 0.066 NK3 NK3 0,019 0.019 0,064 0.064 0,038 0.038 NW1 NW1 0,018 0.018 0,006 0.006 0,050 0.050 NW2 NW2 0,017 0.017 0,007 0.007 0,041 0.041 NW3 NW3 0,018 0.018 0,008 0.008 0,049 0.049 NW4 NW4 0,017 0.017 0,008 0.008 0,047 0.047

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że w porównaniu do nawozów komercyjnych, nawóz według wynalazku w znacznie większym stopniu neutralizuje toksyczne metale ciężkie. Gleby nawożone nawozem według wynalazku, zawierały około 15% mniej biodostępnych form Cd. W przypadku Cr i Pb uzyskano zmniejszenie zawartości form dostępnych dla roślin tych pierwiastków nawet o 90% dla Cr i 47% dla Pb.The results of the conducted studies indicate that, in comparison to commercial fertilizers, the fertilizer according to the invention neutralizes toxic heavy metals to a much greater extent. Soils fertilized with the fertilizer according to the invention contained about 15% less bioavailable forms of Cd. In the case of Cr and Pb, a reduction in the content of forms available to plants of these elements was achieved by up to 90% for Cr and 47% for Pb.

Zwiększenie biodostepności mikroelementów w glebieIncreasing the bioavailability of microelements in the soil

Zawartość biodostępnych form mikroelementów w glebie, tj. żelaza (Fe), manganu (Mn) i cynku (Zn), oznaczono po ekstrahowaniu z gleby pierwiastków roztworem chlorku wapnia (CaCh) o stężeniu 0,01 M (stosunek wagowy gleba : roztwór = 1:10), przez 2 godziny. W uzyskanych roztworach zawartość badanych pierwiastków oznaczono metodą atomowej spektrometrii emisyjnej z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-OES, Perkin Elmer Optima 7300 DV). Wyniki zawartości biodostępnych dla roślin form mikroelementów w glebie, po zakończeniu doświadczenia wegetacyjnego, przedstawiono w tabeli 5.The content of bioavailable forms of microelements in the soil, i.e. iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn), was determined after extracting the elements from the soil with a 0.01 M calcium chloride (CaCh) solution (weight ratio soil: solution = 1:10) for 2 hours. The content of the elements in the obtained solutions was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES, Perkin Elmer Optima 7300 DV). The results of the content of bioavailable forms of microelements in the soil for plants, after the vegetation experiment, are presented in Table 5.

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

Tabela 5Table 5

Nawóz Fertilizer Fe [mg/kg] Fe [mg/kg] Mn [mg/kg]Mn [mg/kg] Zn [mg/kg] Zn [mg/kg] NK1 NK1 0,326 0.326 1,442 1,442 0,379 0.379 NK2 NK2 0,361 0.361 1,026 1,026 0,324 0.324 NK3 NK3 0,299 0.299 1,820 1,820 0,364 0.364 NW1 NW1 0,317 0.317 2,054 2,054 0,306 0.306 NW2 NW2 0,377 0.377 2,898 2,898 0,320 0.320 NW3 NW3 0,343 0.343 1,738 1,738 0,396 0.396 NW4 NW4 0,342 0.342 1,407 1,407 0,323 0.323

Przeprowadzone badania potwierdziły zwiększenie ilości dostępnego dla roślin form żelaza, co jest związane z zawartością w nawozie produktów przemiany mikroorganizmów Pseudomonas sp., efektywnych w zwiększaniu dostępności i przyswajalności Fe dla roślin oraz zwiększających efektywność uwalniania żelaza z zapasów glebowych. W porównaniu do przykładowego nawozu rynkowego NK3, zawartość biodostępnych form Fe w glebie zwiększyła się o 26% po zastosowaniu nawozu NW2. W przypadku manganu nawóz NW2 zwiększył zawartość biodostępnych dla roślin form tego mikroelementu w porównaniu do nawozów komercyjnych NK1, NK2 i NK3 odpowiednio o: 101%, 182% i 59%. Z kolei w przypadku cynku najkorzystniejsze zwiększenie zawartości biodostępnych dla roślin form tego mikroelementu odnotowano dla nawozu o składzie wskazanym NW3. W porównaniu do testowanych nawozów rynkowych NK1, NK2 i NK3, jego zawartość w glebie była większa odpowiednio o: 5%, 22% i 9%. Zwiększenie zawartości dostępnych dla roślin mikroelementów należy uznać za bardzo korzystne po zastawaniu nawozu według wynalazku. Może to znacząco ograniczyć konieczność dodatkowej suplementacji gleby mikroelementami, ograniczając tym samym koszty produkcji rolnej.The conducted studies confirmed an increase in the amount of iron forms available for plants, which is related to the content of Pseudomonas sp. microorganism transformation products in the fertilizer, effective in increasing the availability and absorption of Fe for plants and increasing the efficiency of iron release from soil reserves. Compared to the example of the market fertilizer NK3, the content of bioavailable Fe forms in the soil increased by 26% after the application of the NW2 fertilizer. In the case of manganese, the NW2 fertilizer increased the content of bioavailable forms of this microelement for plants compared to the commercial fertilizers NK1, NK2 and NK3 by: 101%, 182% and 59%, respectively. In the case of zinc, the most beneficial increase in the content of bioavailable forms of this microelement for plants was noted for the fertilizer with the composition indicated NW3. Compared to the tested market fertilizers NK1, NK2 and NK3, its content in the soil was higher by: 5%, 22% and 9%, respectively. The increase in the content of microelements available to plants should be considered very beneficial after the application of the fertilizer according to the invention. This can significantly reduce the need for additional supplementation of soil with microelements, thereby reducing the costs of agricultural production.

Zwiększenie zawartości azotu, węgla i siarki w glebieIncreasing the nitrogen, carbon and sulfur content in the soil

ZawarteśćC, N i S w glebie, pe zastesewaniu nawożenia znanymi nawezami kemercyjnymi (NK1, NK2, NK3) eraz nawezami według wynalazku e składach cpisanych w przykładach 1-4 (NW1, NW2, NW3, NW4), cznaczcnc w analizatcrze CNS (Varic EL Cube firmy Elementar Analysensysteme). W tabeli 6 przedstawicnc wyniki uzyskane pc zakcńczeniu dcświadczenia wegetacyjnegc.The content of C, N and S in the soil, after application of fertilization with known agricultural fertilizers (NK1, NK2, NK3) and fertilizers according to the invention in the compositions described in examples 1-4 (NW1, NW2, NW3, NW4), was determined in the CNS analyzer (Varic EL Cube by Elementar Analysensysteme). Table 6 presents the results obtained after the completion of the vegetation test.

Tabela 6Table 6

N [g/kg] N [g/kg] S [g/kg] S [g/kg] C[g/kg] C[g/kg] NK1 NK1 0,97 0.97 0,12 0.12 10,38 10.38 NK2 NK2 0,98 0.98 0,13 0.13 10,25 10.25 NK3 NK3 0,96 0.96 0,13 0.13 10,32 10.32 NW1 NW1 1,00 1.00 0,23 0.23 10,58 10.58 NW2 NW2 1,03 1.03 0,22 0.22 10,94 10.94 NW3 NW3 1,03 1.03 0,20 0.20 11,10 11,10 NW4 NW4 1,05 1.05 0,22 0.22 1124 1124

Przeprcwadzcne badania wykazały, że zastcscwanie nawczu według wynalazku, znaczące zwiększyło zawartość N i S w glebie. W porównaniu do nawozów rynkowych zawartość tych pierwiastków zwiększyła się średnio o 9% dla N i 35% dla S. Biorąc pod uwagę fakt, że siarka należy do pierwiastków deficytowych w produkcji rolniczej, działanie nawozu, według wynalazku, należy uznać za bardzo korzystne. Na uwagę zasługuje także znaczne zwiększenie zawartości C w glebie, które w przypadku nawozu według wynalazku, wynosiło po pierwszym roku badań wegetacyjnych prawie 10%. Wpływa to na odbudowę zasobów glebowej materii organicznej oraz sekwestrację CO2 w glebie. Biorąc pod uwagę długookresowe działanie nawozu według wynalazku, spowodowane zawartością w nim biowęgla, w kolejnych latach po jego użyciu należy spodziewać się stabilizacji zawartości C w glebie.The conducted studies have shown that the replacement of fertilizer according to the invention significantly increased the content of N and S in the soil. In comparison to market fertilizers, the content of these elements increased on average by 9% for N and 35% for S. Considering the fact that sulfur is one of the elements deficient in agricultural production, the effect of the fertilizer according to the invention should be considered very beneficial. Also noteworthy is the significant increase in the C content in the soil, which in the case of the fertilizer according to the invention, amounted to almost 10% after the first year of vegetation tests. This affects the reconstruction of soil organic matter resources and CO2 sequestration in the soil. Considering the long-term effect of the fertilizer according to the invention, caused by the content of biochar in it, in the following years after its use, stabilization of the C content in the soil should be expected.

Ponadto przeprowadzono badania wielkości uzyskanych plonów, na przykładzie części nadziemnych i korzeni kukurydzy, zebranych po pierwszym roku doświadczenia wazonowego. Wyniki przedstawiono w tabeli 7.In addition, studies were conducted on the size of the yields obtained, using the example of above-ground parts and roots of maize, collected after the first year of the pot experiment. The results are presented in Table 7.

PL 246397 Β1PL 246397 Β1

Tabela 7Table 7

Nawóz Fertilizer Plon biomasy kukurydzy [g suchej masy/wazon] Corn biomass yield [g dry matter/pot] Masa korzeni [g suchej masy/wazon] Root mass [g dry weight/pot] NK1 NK1 299,5 299.5 19,77 19.77 NK2 NK2 305,8 305.8 22,59 22.59 NK3 NK3 288,3 288.3 22,30 22.30 NW1 NW1 322,3 322.3 25,15 25.15 NW2 NW2 362,8 362.8 30,49 30.49 NW3 NW3 308,2 308.2 25,26 25,26 NW4 NW4 323,5 323.5 25,34 25.34

Uzyskane wyniki wskazują, że w porównaniu do przykładowego znanego nawozu komercyjnego NK3, ilość zebranej biomasy kukurydzy była większa dla nawozu według wynalazku, odpowiednio o: 12% dla NW1, 26% dla NW2, 7% dla NW3 i 12% dla NW4. Zastosowanie nawozu według wynalazku przyczyniło się także do zwiększenia masy korzeni uprawianych roślin, a w konsekwencji do efektywniejszego pobierania wody i składników pokarmowych z gleby. Wyniki przedstawionych badań wskazują również, że największą masę korzeni kukurydzy stwierdzono po zastosowaniu nawozu NW2. Uśredniona masa korzeni dla nawozów rynkowych, wynosi 21,55 g suchej masy na wazon, podczas gdy uśredniona masa korzeni kukurydzy zebrana po zastosowaniu nawozu według wynalazku wynosi 26,56 g suchej masy, co daje zwiększenie masy średnio o 23%.The obtained results indicate that, in comparison to the exemplary known commercial fertilizer NK3, the amount of harvested corn biomass was higher for the fertilizer according to the invention, respectively by: 12% for NW1, 26% for NW2, 7% for NW3 and 12% for NW4. The use of the fertilizer according to the invention also contributed to the increase in the mass of the roots of the cultivated plants, and consequently to more effective uptake of water and nutrients from the soil. The results of the presented studies also indicate that the highest mass of corn roots was found after the application of the fertilizer NW2. The average mass of roots for market fertilizers is 21.55 g of dry mass per pot, while the average mass of corn roots harvested after the application of the fertilizer according to the invention is 26.56 g of dry mass, which gives an average mass increase of 23%.

Claims

1. A fertilizer for the regeneration of production soils, in the form of pellets, containing organic materials in the form of minerals, including brown coal and organic materials of waste origin, including biochar, fertilizing microelements and metabolic products of microorganisms effective in increasing the availability or absorption of nutrients, characterized in that it contains leonardite in the amount of 15-33% by weight, brown coal in the amount of 15-33% by weight, biochar in the amount of 15-33% by weight, coconut fibers in the amount of 15-33% by weight, tryptophan in the amount of up to 1% by weight, at least one fertilizing microelement selected from the group consisting of Zn, Cu, Mn and Fe, in the form of sulphates, in the amount of up to 2% by weight and a mixture of metabolic products of microorganisms Pseudomonas sp. and Bacillus sp., in the form of lyophilisates, in the amount of 0.5-1% by weight, wherein the lyophilisate contains metabolic products of microorganisms in the amount of at least ¹⁰⁸ cfu/g.

2. Fertilizer according to claim 1, characterized in that it contains post-consumer coconut fibers originating from substrates used in the cultivation of berry and vegetable plants.

3. Fertilizer according to claim 1, characterized in that it contains lyophilisates of metabolic products of the microorganisms Pseudomonas sp. and Bacillus sp., mixed in a 1:1 ratio.