覆地组合物、制造方法及相关用途
阅读：1044发布：2020-05-27
专利汇可以提供覆地组合物、制造方法及相关用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种覆地组合物10及其制造方法。覆地组合物10优选由 纤维 泥炭 材料11、 生物 质 衍生的未 分馏 热解 油12和 水 组成，并且还可包括添加剂3，诸如 生物炭 、生物灰或 马 铃薯粉。通过将覆地组合物10分布在 土壤 基质上来形成土壤基质20的地被。还提供了所述覆地组合物10在防治 害虫 和土壤复垦及改良中的用途。，下面是覆地组合物、制造方法及相关用途专利的具体信息内容。
1.一种流体覆地组合物(10)，其特征在于，所述覆地组合物包括：
-纤维泥炭材料(11)，
-生物质衍生的热解油(12)，以及
-水，
其中，所述覆地组合物(10)配置成一旦分布在土壤基质上就固化，以形成预定深度的均匀表面覆盖层。
2.根据权利要求1所述的覆地组合物(10)，包括所述覆地组合物所占总体积的50％的量的所述纤维泥炭材料(11)。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的覆地组合物(10)，包括所述纤维泥炭材料(11)，其水分含量按重量计不超过10％。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的覆地组合物(10)，包括用水预饱和的纤维泥炭材料(11)，使得其中的水分含量按重量计为至少50％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的覆地组合物(10)，包括所述覆地组合物所占总体积的2至25％之间的量的生物质衍生的热解油(12)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的覆地组合物(10)，其中，生物质衍生的热解油(12)是可从生物质原料通过热解获得的未分馏的液体产品。
7.根据前述权利要求中任一项所述的覆地组合物(10)，还包括至少一种添加剂(13)，提供为生物炭。
8.根据前述权利要求中任一项所述的覆地组合物(10)，还包括生物灰和/或马铃薯粉。
9.一种用于生产覆地组合物(10)的方法，其特征在于，所述方法包括：
-将纤维泥炭材料(11)与水合并以获得水性泥炭悬浮液，然后
-将生物质衍生的热解油(12)掺混到所述悬浮液中。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括将至少一种添加剂(13)与所述纤维泥炭材料(11)掺混，然后将所得混合物与水合并，其中所述至少一种添加剂(13)是生物炭。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，还包括将生物灰和/或马铃薯粉与所述纤维泥炭材料(11)掺混，然后将所得混合物与水合并。
12.一种用于土壤基质(20)的地被，其特征在于，所述地被包括根据权利要求1-8中任一项所限定的覆地组合物(10)，所述覆地组合物(10)以表面覆盖层的形式分布在所述土壤基质(20)上。
13.根据权利要求1-8中任一项所限定的覆地组合物(10)作为除害剂的用途。
14.根据权利要求13所述的用途，其中，所述除害剂选自由以下组成的组：除草剂、杀真菌剂、杀细菌剂、杀虫剂、昆虫生长调节剂、杀线虫剂、杀软体动物剂和灭鼠剂。
15.根据权利要求1-8中任一项所限定的覆地组合物(10)在土壤复垦和改良中的用途。
覆地组合物、制造方法及相关用途
技术领域
背景技术
[0002] 各种土壤和植物覆盖材料，通常称为覆地物/覆地地被，可用作辅助种植。覆地物/覆地地被的使用提供了必要的土壤保温、土壤水分调节、增强的养分管理、减少的根部修剪和改善的植物生长。覆地物可大致分类如下。
[0003] 合成覆地地被通常由塑料制成。每年全世界约80,000km2的耕地被主要由黑色聚乙烯制成的塑料地被膜覆盖。合成塑料材料不会迅速降解，且必须在每次轮作后移除。然而，将其从现场移除是很麻烦的，因为使用过的地被容易碎成小片。而且，使用过的塑料地被不适于回收，因为大量污垢和土壤粘附其上。通过燃烧对它们进行有效处理事关环境危害和大量费用，而例如通过掩埋进行回收则是费力而持久的。此外，使用塑料地被膜不允许有效的施用额外的化肥，也在例如下雨或灌溉时妨碍水分的均匀分布。与使用塑料膜相关的另一常见缺点是昆虫、蜗牛、蠕虫等不受控的进入其下并繁殖。
[0004] 可生物降解的覆地地被，诸如纸、纸板、织物或可生物降解的塑料(例如聚乳酸衍生的)也是已知的。然而，这些地被通常不能在其下保持足够高的土壤温度。纸质覆地地被容易折断；因此不能用作有效的杂草控制手段。由于全世界约30-40％的作物损失是由不受控的杂草生长引起的，所以提供有效的杂草控制手段的重要性不容小觑。在大多数情况下，上述地被型覆地物需要在播种/种植/再植之前或同时进行穿刺，这将需要额外的措施来防止穿刺处的杂草生长。
[0005] 其它解决方案包括可衍生自天然来源的颗粒状覆地物，包括植物残余物、木材产品和动物材料。这些特别适用于种植所谓的天然或有机产品，通常称为有机农业；然而，所述天然衍生的覆地物抗不受控的杂草生长的效率低。
[0006] 尽管通常可用，但上述解决方案仍然受到两个共同缺点的限制。除了在全世界至少一些作物种植区中流行的塑料地被膜的使用所产生的上述问题之外，另一个主要缺点涉及合成化学品与覆地物材料的大量使用。因此，为了有效地防止树木和植物苗圃中的杂草生长，仅2014年在芬兰就出售了约1,300吨有效药剂和约3,300吨即用型混合物用于农业、园艺和林业目的，其中销售的化学品总量的约一半是草甘膦和基于其的产品。草甘膦通过结合对杂草生长必不可少的营养素来防止杂草生长；然而，根据最近的数据，草甘膦容易使种植植物暴露于真菌。此外，欧盟委员会最近批准了一项由于其高毒性而禁止聚乙氧基化动物脂胺(POEA)的提案，聚乙氧基化动物脂胺是一种共同配方，来自所有基于草甘膦的除草剂。因此，至少在欧洲基于草甘膦的产品的使用趋于减少。然而，尽管化学除害剂造成了有害的环境和健康影响，但其在种植中的使用仍然很普遍。
[0007] 在这方面，考虑到降低与使用合成化学品作为除害剂、生长促进剂等相关的健康风险，以及减少其对土壤和作物的不良效果，期望更新与覆地物和覆地地被的生产有关的技术领域。特别是，鉴于全球气候变化和目前的变暖趋势，必须预见到杂草和害虫的显着增长，并准备通过危险化学品以外的方式进行防治。在城市规划和景观美化，例如在公共绿色休闲区、公园和游乐场中也需要新的、环境友好的杂草和害虫控制物质。合成无塑料覆地物的开发中的进一步发展也受到高度关注。此外，仍然需要提供便于在种植地区分布覆地物材料的手段。
发明内容
[0008] 本发明的一个目的是至少减轻由相关现有技术的限制和缺点引起的各个问题。通过可生物降解的流体覆地组合物、制造方法及其用途的各种实施方式来实现该目的。由此，在本发明的一方面，提供了流体覆地组合物，包括纤维泥炭材料、生物质衍生的热解油和水，根据独立权利要求1中所限定的。
[0009] 覆地组合物优选包括所述覆地组合物所占总体积的50％的量的纤维泥炭材料；以及所述覆地组合物所占总体积的2至25％的量的生物质衍生的热解油。
[0010] 在一些实施方式中，覆地组合物包括纤维泥炭材料，其水分含量按重量计不超过10％。在一些其它实施方式中，覆地组合物包括用水预饱和的纤维泥炭材料，使得其水分含量按重量计为至少50％。
[0013] 在本发明的另一方面，提供了用于制造覆地组合物的方法，根据独立权利要求9中所限定的。该方法优选包括以下步骤：将纤维泥炭材料与水合并以获得水性泥炭悬浮液，然后将生物质衍生的热解油掺混到所述悬浮液中。
[0014] 在一些实施方式中，该方法还包括将至少一种添加剂与纤维泥炭材料掺混，然后将所得混合物与水合并，其中所述至少一种添加剂是生物炭。在另一些实施方式中，可以额外地将生物灰和/或马铃薯粉与纤维泥炭材料掺混。
[0016] 在又一方面，提供了覆地组合物作为除害剂的用途，根据独立权利要求13中所限定的。在一些实施方式中，除害剂选自由以下组成的组：除草剂、杀真菌剂、杀细菌剂、杀虫剂、昆虫生长调节剂、杀线虫剂、杀软体动物剂和灭鼠剂。
[0017] 在又一方面，还提供了覆地组合物在土壤复垦和改良中的用途，根据独立权利要求15中所限定的。
[0018] 本发明的实用性产生于各种原因，这取决于其每个具体实施方式。首先，本发明大体上旨在解决由所用的通常由聚乙烯制成的地被膜产生的塑料废物的问题。因此提供的覆地组合物仅包含有机组分并且因而是完全可生物降解的。很明显，与合成材料相比，有机物质的降解进行明显较短的时间；因此，根据本发明的覆地组合物可以在收获后留在田地上，从而提高一个或多个种植周期的成本效益。由于本发明不依赖于石油衍生的塑料聚合物，因此其使用对土壤微生物的活性和种群没有有害影响，并且不会在种植地点引起环境损害。
[0019] 其次，由此公开的覆地组合物已经通过实验证明具有作为杀生物剂，特别是作为除害剂的显著潜力。覆地组合物作为对害虫、蜗牛、蛞蝓等、有害微生物和在一些情况下对小型啮齿动物的天然防护剂。此外，本发明可有效用于防治不受控的杂草生长。根据降雨情况，防护效果通常持续至少数周。由于本发明的覆地组合物不包含合成化学品，因此可安全地用于公共绿色休闲区，诸如郊野公园和游乐场。由此公开的覆地组合物由于其害虫防治性质而进一步促进植物和幼苗的生长。因此，本发明的覆地组合物是环境友好的和生物相容的。
[0020] 就当今流行的“有机农业”而言，要考虑的另一个重要因素是本发明的覆地组合物改善由其处理的作物和植物对抗植物病害的抗性/耐久性的能力，这在逻辑上消除了获得转基因(基因修饰，GM)培养物的需要。因此，本发明提供了以合理费用培育基因未修饰植物的有效途径，这将使有机农业在成本效益方面更具竞争力。
[0021] 此外，由于本发明不包括覆盖土壤的任何种类(塑料、纸等)的膜，雨水和灌溉水可以自由地穿过其中，因此消除了滴灌系统的需要。本发明允许摆脱通常在塑料(或任何类型的片状)地被膜下筑巢的各种害虫、蜗牛等。由此公开的覆地组合物还具有优异的(日)光和氧气透过特性。
[0022] 除了上述之外，本发明的覆地组合物以基本上流体、类液体的形式提供。因此，容易在种植区内漫延，特别是在以其它方式难以到达的区域内，诸如在单独植物、灌木、幼苗周围和/或其下面，在多年生植物和浆果植物下，以及在植物行之间。
[0023] 在本公开中术语“天然的”、“有机的”和“生物衍生的”用于表示所述覆地组合物及其组分可直接衍生自可再生的生物质来源。术语“生物相容的”用于表示所述覆地组合物对环境和生态系统没有毒性或危害影响；且术语“可生物降解的”用于表示所述覆地组合物可以在合理的时间范围内被环境中存在的微生物完全分解。
[0024] 术语“地被”在本公开中用于表示在上述覆地组合物均匀地铺展在旨在处理的地点或所述地点的至少一部分内的土壤基质上时，形成具有预定厚度(深度)的均匀表面覆盖层，所构建的形成物。
[0025] 术语“生物质”在本公开中用于指在可再生基础上可获得的地上植被物质，包括农业和林业产品，以及来自木材和造纸工业的残余物和废物。
[0026] 术语“热解油”在本公开中用于指可从生物质原料的热解获得的未分馏(粗制、未精制)的液体产品。
附图说明
[0028] 图1是根据本发明的具有覆地组合物的土壤剖面的截面图，以及相应地所述覆地组合物的放大截面图。
[0029] 图2是示出了生物炭对光透射通过覆地组合物的影响的对比条形图。
具体实施方式
[0030] 本文参照附图公开了本发明的具体实施方式。以下引用用于各成员：
[0031] 10—根据本发明的覆地组合物；
[0032] 11—纤维泥炭材料；
[0033] 12—生物质衍生的热解油；
[0034] 13—添加剂；
[0035] 14—在普通天气条件下干燥的覆地组合物层10；
[0036] 20—土壤基质。
[0037] 图1在10处说明了根据本发明一些方面的流体覆地组合物的各种实施方式的基本概念。在其左侧，图1示出了覆地组合物10的截面图，该覆地组合物10均匀地分布在土壤基质20上，诸如例如粘土。如图1(左)所示，铺展在土壤基质20上的覆地组合物10因此在所述土壤基质20上形成了地被，提供为具有预定厚度(深度)的表面覆盖层。所述地被层的厚度可以在1-3cm的范围内；优选指定约2cm。在其右侧，图1示出了除去土壤基质层20的覆地组合物10的放大截面图。
[0038] 优选地，例如流体覆地组合物10可借助软管轻易地铺展在土壤基质20上。进一步优选地，所述覆地组合物10配置成一旦分布在土壤基质上就固化，以形成预定深度的均匀表面覆盖层。
[0039] 覆地组合物10包括纤维泥炭(泥煤)材料11、水和生物质热解的液体产物，在本公开中称为“热解油”。在图1中，生物质衍生的热解油用附图标记12表示；水没有显示。当暴露于普通天气条件下(例如在日照期间)时，覆地组合物10可从其表面稍微干燥。干燥的表面层在图1中用附图标记14表示。
[0040] 有利地，覆地组合物10包括按体积计约50％(vol.-％)的量的纤维泥炭材料11，在此表示为由所述覆地组合物占据的总体积的约50％。因此，纤维泥炭材料构成覆地组合物10的立方量的约一半，与所述泥炭材料中的水分含量无关。
[0041] 众所周知，泥炭(泥煤)是一种复杂的多分散多组分体系，在没有氧气的情况下由积聚在水饱和区域(诸如沼泽地和泥沼)中的部分分解和崩解的有机物质组成。因此，泥炭主要由沼泽地植被组成，诸如树木、草和真菌。泥炭中的水分含量通常在50-70％之间，但可以达到90％。泥炭木质素通常比纤维素和半纤维素分解得更慢；因此，即使在强烈分解的泥炭中，泥炭木质素的含量仍然相当高(40-20％，取决于植被物质的分解水平)。
[0042] 已经表明，泥炭包括比其它纤维材料(诸如例如锯末)更长的木质纤维素纤维。尝试使用锯末获得覆地组合物10是不成功的，因为锯末纤维不够长且因此不能保持本发明目的所需的稳定的纤维结构。
[0043] 在一些实施方式中，覆地组合物10包括基本上干燥形式的纤维泥炭材料11，其中具有的水分(诸如水)含量小于或等于10wt.％。在一些情况下，纤维泥炭材料中的水分量可小于或等于5wt.％。根据该实施方式，纤维泥炭材料11可以以颗粒(干燥，未加工)或粉末(干燥并通过例如研磨加工)形式提供。
[0044] 在一些其它实施方式中，覆地组合物10可包括用水预饱和的纤维泥炭材料11，其中含水量为至少50wt.-％。然而，优选纤维泥炭材料11中的水含量不超过80wt.-％。在一些情况下，“湿”或新收集的泥炭也可用作纤维泥炭材料11。
[0045] 参考覆地组合物10的另一种成分，即生物质衍生的热解油12(图1)。根据上文的定义，术语“生物质”在此主要用于指示木质纤维素(“绿色”或植物)生物质，包括木材、草和其它草本材料，以及木材或纸衍生的废弃生物质。木质纤维素生物质的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。例如，木材包含约35-50％的纤维素，20-30％的半纤维素和25-30％的木质素。其它典型的组分是提供为通常较小的有机分子或聚合物和矿物质(无机化合物)的提取物质。它们以不同的比例存在于不同的生物质类型中，这些比例影响热解时的产物分布。
[0046] 热解是在不存在氧的情况下有机材料的热分解过程。生物质的热解通常产生挥发性不可冷凝气体(H2、CO、CO2、CH4、CnHm)、固体(生物)炭和挥发性可冷凝化合物，其中后者可冷凝以形成液体。在加热至热解温度时，纤维素和半纤维素形成可冷凝的蒸汽和气体，而木质素分解成液体、气体和固体炭产物。
[0047] 上述(可冷凝的)液体产物通常称为热解油、生物油或热解焦油。所述热解油的化学组成很大程度上取决于生产热解油的生物质的类型；其中各种组分的量可达到四百。热解油可以进行进一步分离/精制，例如，通过分馏以获得各种馏分。
[0048] 在没有确定的术语允许可靠地将上述产品彼此区分的情况下，在本公开中术语“热解油”是指下文定义的产品。
[0049] 因此，覆地组合物10包括生物质衍生的热解油12，其提供为可从生物质的热解获得的未分馏(粗制，未精制)液体。热解油12是深棕色、焦油状、自由流动的有机液体，具有低pH值(pH 2-3)并且由高度氧化的化合物组成。热解油12通常包含大量木质素衍生的化合物，其充当天然粘合剂以结合纤维泥炭材料11，如下文所述。
[0050] 覆地组合物10中生物质衍生的热解油的量优选为按体积计2至25％(vol.-％)，在此表示为由所述覆地组合物占据的总体积的2至25％；在一些优选的实施方式中，组合物10中的热解油12的量可以为10-15vol.-％。
[0051] 所述覆地组合物10中的热解油12的量通常可根据植物的耐受能力进行调节。举例来说，热解油浓度表示为流体覆地组合物成分的总体积的体积分数：短季蔬菜(1-2个月内收获)为3-4％；一季蔬菜和多年生草本植物为5-6％；浆果作物为7-10％；以及多季绿地树木和观赏植物为10-15％。
[0052] 通过调节覆地组合物10中的热解油的量，可以调节其物理性质，诸如密度、粘度和流动能力，以使所述覆地组合物10特别适用于各种与地点相关的应用，诸如用于果园和菜园、田地、公园和森林。例如，因此无论其预期用途是否是“困难的”地点，例如在个别植物和灌木丛下，以及植物行之间，可以降低覆地组合物10的粘度并增加流动能力。还可以以相同的方式调节覆地组合物10的功能性质，诸如其杀生物活性，如下文所述。
[0053] 通常已知在生物质热解过程中形成的液体产物的含量受反应的温度和停留时间的影响。热解过程可大致分为慢速热解和快速热解。快速热解的特点是加热速率高(约1000℃/s)，温度通常在450-600℃的范围内，并且蒸汽停留时间短(小于2秒)。这通常需要干燥和精细研磨的原料。慢速热解在350-480℃的温度下进行，在一些情况下，在400-450℃内，具有缓慢的加热速率和较长的蒸汽停留时间。慢速热解对原料中的水分含量也更耐受。慢速热解过程引起了特别的兴趣，因为它似乎对降低气候变化的速率具有更大的影响，这是由于由此产生的更高份额的(生物)炭可以作为碳汇并提高土壤的农业生产力。
[0054] 出于本发明的目的，优选通过慢速热解产生包含在覆地组合物10中的热解油12。通过慢速热解方法可获得的生物质衍生的热解油12通常由有机(水溶性)液相和化学溶解于其中的焦油组成。特别提及尚未经过任何分离或精制的未分馏(粗制)油。热解油可以被认为是微乳液，其中连续相是纤维素和半纤维素分解产物和来自木质素分解的小分子的水溶液。连续液相稳定了主要由热解木质素大分子组成的非连续相。后者主要被称为“焦油”，并且可以通过简单储存几周来沉降。水溶性液相的主要化合物是水和有机组分，诸如乙酸、甲醇、羟丙酮、糠醛和丙酮。液相的其它有机化合物包括但不限于其它羧酸，例如，甲酸；丁香酚、愈创木酚、儿茶酚和苯酚衍生物；苯；杂环有机化合物，诸如呋喃和吡喃；糖类化合物，例如1,6-脱水-P-D-吡喃葡萄糖；以及多环芳烃(PAH)。焦油转而主要由PAH化合物和高分子木质素基物质组成，后者占一种或多种焦油的50-60wt.-％。
[0055] 热解油本质上是亲水的并且包含约15-25wt.-％的水作为化学溶液的组成部分。
[0056] 在一种优选的实施方式中，木材原料用于获得所述热解油12。术语“木材原料”主要指林业产品和木材废料。木材热解产物的特性取决于热解的是硬木还是软木树种。在本公开中，参考阔叶树来说明术语“硬木”；并相应地，参考针叶树来说明术语“软木”。
[0057] 在更优选的实施方式中，使用硬木衍生的生物质作为原料。示例性硬木树种包括桦木属(Betula)(桦树属)，诸如垂枝桦(B.pendula)(银桦(Silver birch))、毛桦(B.pubescens)(柔毛桦(Downy birch))；柳属(Salix)(柳树属)，诸如黄华柳(S.caprea)(山羊柳(Goat willow))、北方柳(S.borealis)(北柳(Boreal willow))、五蕊柳(S.pentandra)(香叶柳(Bay-leaf willow))；槭属(Acer)(枫树属)，诸如挪威枫(A.platanoides)(挪威枫树(Norway maple))；榆属(Ulmus)(榆树属)，诸如无毛榆(U.glabra)(怀赫榆(Wych elm))、大叶榆(U.laevis)(欧洲白榆树(European white elm))；栎属(Quercus)(橡树属)，诸如夏栎(Q.robur)(普通橡树)等。桦树和柳树是特别优选的。
[0058] 硬木和软木树种的木质素组成不同。因此，与主要由愈创木基型木质素组成的软木木质素相比，硬木木质素由紫丁香基和愈创木基单元组成。出于本发明的目的，优选硬木木质素，因为其在热解后倾向于产生比软木木质素更少的冷凝结构。此外，硬木木质素比软木木质素包含更多的甲氧基基团，其存在有助于在热化学过程中从硬木木质素释放比软木木质素更多的酚类化合物、甲醇和甲烷。上述化合物具有潜在的除害剂活性，并且可以有效地用于本发明的目的。此外，由于木质素通常被认为是将木质纤维素生物质的不同组分结合在一起的“胶”，因此热解油12中包含的热解木质素分解的产物也充当纤维泥炭材料11的天然粘合剂，形成本发明的覆地组合物10(图1)。
[0059] 在一些实施方式中，覆地组合物10还包括至少一种添加剂13(图1)。添加剂13优选提供为生物质衍生的生物炭。另外，生物质衍生的生物灰和/或马铃薯粉也可用作添加剂。在一些优选实施方式中，生物质衍生的生物炭和生物灰是木材衍生的。所述添加剂13优选提供为精细研磨颗粒或粉末。添加剂13在覆地组合物10中的含量可以在1-2wt.-％的范围内变化。
[0060] 术语“生物炭”在本公开中是指生物质热解的固体产物。如上文所公开的，生物炭主要由木质纤维素材料特别是木质素的热化学转化形成。炭或生物炭主要由碳组成(75-85vol.-％)。
[0061] 生物质还包含少量矿物质，其在热解下转化为热解灰。所述热解灰还被称为“生物灰”。
[0062] 参考图2，示出了证明生物炭对光透射通过覆地组合物的影响的对比条形图。用于图2中所示的条形图的图例在下文表1中示出。
[0063] 表1.生物炭对覆地组合物的光穿透性的影响。
[0064] 覆地组合物 光，μmol/m2/s
I 泥炭+生物炭 0.2784
II 泥炭+生物炭+热解油 0.2594
III 泥炭+热解油 0.3325
IV 泥炭 0.4814
I 泥炭+生物炭 0.2784
II 泥炭+生物炭+热解油 0.2594
III 泥炭+热解油 0.3325
IV 泥炭 0.4814
[0065] 已经研究了生物炭对覆地组合物透过光的能力(光穿透性)的影响。在入射光合光2 2
子通量密度(PPFD)为186μmol/m /s的条件下记录结果，示出每秒钟到达一平方米(m)中的活性光子的量(以微摩尔计)。所有样品均为干燥覆地物，构成5mm厚的层。所有样品(I-IV)都包含水。
子通量密度(PPFD)为186μmol/m /s的条件下记录结果，示出每秒钟到达一平方米(m)中的活性光子的量(以微摩尔计)。所有样品均为干燥覆地物，构成5mm厚的层。所有样品(I-IV)都包含水。
[0066] 在迄今测试的所有覆地组合物中，透射(穿透)光的量相对于入射光小于0.2％；而对于有效的杂草控制，覆地物/地被透过约5％的入射光就足够了。然而，从上面的结果可以明显看出，生物炭的存在降低了覆地组合物(样品II)透过光的能力。因此，与不含生物炭的对照样品(样品IV)相比，穿透含生物炭的覆地组合物10(样品II)的光量减少了40％。生物炭还赋予覆地物/地被黑色，从而增强其土壤保温能力，例如与棕色或褐色泥炭基覆地物相比。
[0067] 当提供缺乏光穿透性的覆地组合物10时，由于向其中添加生物炭可以获得以下益处：由于向覆地组合物添加黑色，改善了土壤表面层中的储热能力(土壤保温能力)；由于通过覆地组合物层的光穿透减少，改善了杂草控制；改善土壤持水量/保水能力；由于碳吸收和固定加强，以及由于土壤有机质(SOM)含量增加，改善了土壤肥力；以及吸收有毒化学品。
[0068] 在此提供的覆地组合物10在常规环境条件下是完全可生物降解的。(生物)降解发生于在土壤上施用所述组合物10起至少几周，且最迟——在种植季结束时。因此，提供覆地组合物10使其能够与任何类型的生态系统完全整合，从而允许在效率和生物相容性方面有所改善的可持续农业和林业。
[0069] 在本发明的另一方面，提供了一种生产覆地组合物10的方法，所述方法至少包括：将纤维泥炭材料11与水合并以获得水性泥炭悬浮液，然后将生物质衍生的热解油12掺混到所述悬浮液中。在一些实施方式中，该方法包括将添加剂13(优选作为生物炭提供)与纤维泥炭材料11掺混的附加步骤，然后再将所得混合物与水合并。该方法允许生产基本上液体的覆地组合物10，其例如可借助花园软管轻易地铺展在土壤基质20上。
[0070] 优选地，干燥组分，即纤维泥炭材料11和至少一种添加剂13在将水掺混入其中之前预先合并。出于本发明的目的，术语“干燥”在此用于表示基本上无水的、颗粒状或粉末状材料，其中水分含量为至多10wt.％，在一些情况下，至多5wt.％。
[0071] 进一步优选地，在水与纤维泥炭材料11和任选地一种或多种添加剂13掺混之后加入热解油12。在一个具体实例中，根据一些实施方式，将干燥纤维泥炭材料11与精细研磨的(干燥)添加剂13(诸如生物炭)掺混，并将水加入到所得干混合物中以获得水性悬浮液。通过将热解油12进一步掺混到所述水性悬浮液中，完成了覆地组合物10的制备。
[0072] 因此，将热解油12掺混到水性泥炭悬浮液中构成了制备方法的最后阶段。可以预先制备覆地组合物10并将其作为现成的组合物转移到种植地点。替代地，在将覆地组合物10分布在待处理地点之前，可以在现场立即将热解油12加入到水性泥炭悬浮液中。
[0073] 根据一些实施方式首先将用水预先饱和的和/或新鲜收集的纤维泥炭材料11与水掺混，然后根据上文公开的方法加入热解油12。
[0074] 一旦将热解油12掺混到水性泥炭悬浮液中，然后将所得的覆地组合物10铺展到种植地点上时，就发生覆地物组合物10的至少部分凝胶化，因为热解油12充当粘合泥炭纤维和任选地生物炭或一种或多种其它添加剂13的胶以形成稳定物质。覆地组合物10的凝胶化/凝结发生在将其施用到土壤上后几分钟内。
[0075] 上述效果是由于一旦将所述热解油与水掺混，热解油12中包含的不连续相(焦油)就趋于固化和沉淀的事实。因此，例如，在碗中与水简单地掺混的热解油将迅速固化以形成将牢固地粘附在碗底部的沉淀物。
[0076] 优选提供覆地组合物10使得所述覆地组合物可以进一步形成覆地地被。在此提供用于土壤基质20的地被(图1)，包括以表面覆盖层的形式分布在所述土壤基质20上的覆地组合物10。一旦施用到土壤基质上，覆地组合物10就因此形成预定厚度(深度)的均匀的地被层，预定厚度(深度)可以根据各种参数进行调整，这些参数包括但不限于种植的植被/-植物、土壤类型、景观、预期用途、环境因素等。上述地被优选为约2cm厚。对于本领域技术人员来说，显然可以提供通过将覆地组合物10铺展到土壤基质20上形成的地被用于几乎任何尺寸的区域，范围从单独的蔬菜地段(例如0.2-5m2)到占地面积巨大的田地、休闲公园和森林(例如10-100km2)。还可以有利地实现用于中等尺寸(例如100-5000m2)的区域的地被的形成，诸如用于农户、操场等。
[0077] 一旦将覆地组合物分布在土壤基质上，覆地组合物10的固化和上述地被的形成就直接在现场(在露天)发生。与仅可以成功施用于开放平坦表面的片状地被不同，本发明的地被适用于崎岖/高低不平的地形、山坡上、灌木丛下面和下方等。
[0078] 还提供了覆地组合物10的各种用途。在一种优选实施方式中，覆地组合物10可用于防治各种有害生物，包括但不限于：杂草、真菌、细菌、昆虫、蠕虫、毛虫和类似生物、蜗牛和蛞蝓，以及小型啮齿动物，诸如大鼠、小鼠、田鼠等。在此提供了覆地组合物10作为除害剂的用途，其中，除害剂选自由以下组成的组：除草剂、杀真菌剂、杀细菌剂、杀虫剂、昆虫生长调节剂、杀线虫剂、杀软体动物剂和灭鼠剂。
[0079] 因此，覆地组合物10的除害活性包括但不限于预防和控制害虫生殖、生长和繁殖；摧毁；抵制；抑制/破坏生命周期和/或产卵能力；以及消毒。
[0080] 覆地组合物10的除害活性主要由包括在其中的热解油12的性质赋予。例如，如上所述，热解油12包括作为主要组分的乙酸和糠醛——具有已证实的除害活性的化合物。例如，已知糠醛为除害剂是因为其杀线虫和抗真菌活性。
[0081] 在所有情况下，已经通过实验证明了覆地组合物10具有除草(杂草生长预防和控制相关的)活性。已经证明覆地组合物10对各种植物具有显著效果，其中热解油12的量按体积计在2至25％(vol.-％)的范围内。使用蓝莓(欧洲越桔(Vaccinium myrtillus))、山酢浆草(山蓼(Oxyria digyna))、荨麻(大荨麻(Urtica dioica))、大车前草(宽叶车前(Plantago major))、北方甜草(赫塔香草(Hierochloe hirta))和蔷薇根景天(红景天(Rhodiola rosea))进行了试验。
[0082] 就由此诱导可观察到的除害效果而言，优选针对各植物类型和/或组合物10的预期用途(例如在农业、园艺、林业等中)对组合物10中热解油12的有效量通过实验进行调整。大体上已经表明，旨在用于蔬菜地段的覆地组合物所需的热解油12的量最低(约
2vol.-％)；并且用于林业的量最大(约25vol.-％)。
2vol.-％)；并且用于林业的量最大(约25vol.-％)。
[0083] 另外，已经通过实验证明覆地组合物10改善了植物对植物病害的抗性/耐久性。
[0084] 覆地组合物10还可用于一种或多种土壤的复垦和改良。例如，将覆地组合物10分布在待处理的地点(诸如田地)内的土壤基质20上，增强和/或加深现有的包含有机物质的土壤层，恢复和/或改善土壤结构并刺激其中土壤微生物的活性。
[0085] 对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本思想旨在涵盖包括在其精神和范围内的各种修改。因此，本发明及其实施方式不限于上述实例；相反，它们通常可以在所附权利要求的范围内变化。
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