Способ получения биоудобрения

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к производству биоудобрений и средств защиты растений. Способ заключается в том, что субстрат на основе органических отходов сельского хозяйства и промышленности вермикомпостируют при помощи новой промышленной линии дождевых червей "Оболенский гибрид", полученных путем скрещивания "Красного калифорнийского гибрида" с российской популяцией дождевых червей Eisenia foetida при 16-24^oC в течение 4-6 месяцев. От полученного биогумуса отделяют червей. Целесообразно после отделения червей биогумус выдержать в естественных условиях для дозревания. В биогумус после отделения червей или после дозревания вводят микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью. В качестве микроорганизмов вводят штамм Bac. subtilis ИПМ-215 в концентрациях 1·10⁹-1·10¹² спор на 1 кг или культуру микофильного гриба Trichoderma viride Pers ex S.F. Cray N 16 в концентрациях 1·10⁴-1·10⁸ колониеобразующих единиц на 1 кг. Биоудобрение, полученное предлагаемым способом, улучшает агрохимические показатели почвы, обладает фунгицидными и ростстимулирующими свойствами для растений. 4 з.п.ф-лы. 6 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к производству биоудобрений и средств защиты растений.

Для улучшения качества почвы используют биогумус. Известны способы получения биогумуса из органических отходов методом вермикомпостирования [1, 2] . Переработку отходов проводят при помощи специальной промышленной линии дождевых червей "Красный калифорнийский гибрид". Полученный продукт обладает высокими удобрительными свойствами, но не оказывает существенного влияния на почвенные фитопатогены.

Для защиты растений от возбудителей болезней используют различные препараты на основе микроорганизмов, таких как Bacillus subtilis [3, 4], грибов рода Trichoderma [5].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения компоста, в который вносят суспензию микроорганизмов - антагонистов фитопатогенов: грибов Trichoderma hamatum и бактерий Pseudomonas maltophilia или Flavobacterium [6] . Однако этот компост обладает низкими удобрительными свойствами и не стимулирует рост растений.

Целью изобретения является способ получения биоудобрения, улучшающего агрохимические показатели почвы, обладающего фунгицидными и ростстимулирующими свойствами для растений.

Цель достигается тем, что в биогумус, полученный из смеси сельскохозяйственных и промышленных отходов при помощи новой линии дождевых червей "Оболенский гибрид", вносят микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью.

Сущность изобретения заключается в том, что субстрат на основе органических отходов сельского хозяйства и промышленности (навоз животных, птичий помет, растительные остатки, осадки сточных вод очистных сооружений, отходы пищеперерабатывающих предприятий) перерабатывают при помощи новой промышленной линии дождевых червей "Оболенский гибрид", полученной нами путем скрещивания "Красного калифорнийского гибрида" с российской популяцией дождевых червей Eisenia foetida. На заключительной стадии получения биогумуса или в готовый продукт вводят или штамм бактерий Bac. subtilis ИПМ-215 [7] в концентрациях 1·10⁶ - 1·10¹² спор на 1 кг, или культуру микофильного гриба Trichoderma viride Pers ex S.F. Gray N 16 в концентрациях 1·10⁴ - 1·10⁸ колониеобразующих единиц на 1 кг.

Пример 1. Получение биогумуса.

Для получения биогумуса используют новую промышленную линию дождевых червей "Оболенский гибрид", полученную нами скрещиванием "Красного калифорнийского гибрида" с российской популяцией дождевых червей Eisenia foetida. Новый гибрид адаптирован к климатическим условиям России, перерабатывает самые разнообразные органические отходы. В качестве субстрата для вермикомпостирования используют различные органические отходы сельскохозяйственного и промышленного производства: навоз животных, птичий помет, солому, растительные остатки, некондиционные овощи, осадки сточных вод очистных сооружений и т. п. Перемешанные отходы в равных количествах предварительно компостируют при t= 30-60^oC и влажности 60-85% в течение 20 суток. В полученный субстрат после корректировки pH=6,5-7,5 вносят дождевых червей. Вермикомпостирование осуществляют при оптимальной t= 16-24^oC и влажности 40-80% до 6,0 месяцев (табл. 1).

По окончании компостирования червей отделяют от биогумуса. Полученный субстрат сушат в естественных условиях (стадия дозревания) в течение двух недель и просеивают через сито.

Готовый биогумус имеет следующий химический состав, %: Массовая доля влаги - 54-60 органических веществ - 37-46 на сухой продукт минеральных веществ - 54-63 гуминовых веществ - 24-28 общего азота - 3,0-4,0 общего фосфора (по P₂O₅) - 1,0-3,0 общего калия (по K₂O) - 1,0-1,5 pH - 6,5-7,5 Патогенная микрофлора - Отсутствует
Яйца гельминтов - Не выявлены
Биогумус содержит большое количество гуминовых веществ (до 28% по сухому веществу), что обеспечивает высокие удобрительные свойства. Все питательные для растений вещества находятся в виде минеральных, легкоусваиваемых солей. Их количество составляет до 63% по сухому веществу. В биогумусе не содержится патогенных микроорганизмов и тяжелых металлов. Следовательно, полученный биогумус является высокоэффективным, экологически чистым органическим удобрением, улучшающим агрохимические показатели почвы. После отделения червей или после дозревания биогумуса вносят микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью.

Пример 2. Получение удобрения с различным содержанием Bac. subtilis.

Штамм бактерий Bac. subtilis ИПМ-215 используют для производства микробиологического препарата бактофита против болезней растений [8]. Препарат бактофит рекомендуют применять в дозах 6 кг/га с титром 2,5·10¹⁰ спор/г. При рекомендуемой дозе внесения биогумуса 3 т/га необходимо в 1 кг биогумуса вносить 2 г Bac. subtilis с титром 2,5·10¹⁰ спор/г, т.е. исходно рассчитанная норма внесения бактерий составляет 2,5·10¹⁰ спор/г · 2 г = 5,0·10¹⁰ спор/кг биогумуса.

После отделения червей или готовый биогумус фасуют по 1 кг в горшки и вносят культуру штамма Bac. subtilis ИПМ-215 в 3-х различных концентрациях: исходно рассчитанную, в 2 раза меньшую и в 2 раза большую. Повторность опытов трехкратная.

Компоненты биоудобрения хорошо перемешивают. Через 2 недели хранения при комнатной температуре (20±5)^oC отбирают пробы удобрения, из которых готовят суспензии (10 г на 90 мл стерильной водопроводной воды). Подготовленные суспензии встряхивают на качалке в течение 40 мин при (28±1)^oC и частоте вращения 220-240 об/мин. Затем готовят серию десятикратных разведений в физрастворе и делают высевы из этих разведений глубинно на чашки Петри с сахарозопептонным агаром. Выращивание проводят при (28±1)^oC в течение 48 ч. По окончании этого времени учитывают количество выросших колоний, далее проводят перерасчет на 1 кг биоудобрения (табл. 2).

Проведенные эксперименты показывают возможность создания комбинированного удобрения с разной концентрацией культуры Bac. subtilis. Наиболее оптимальным является внесение в биогумус Bac. subtilis в количестве 2,5·10¹⁰ спор/кг. При внесении такого количества бактерий в биогумус концентрация их увеличивается за 2 недели в 1,5 раза, достигая необходимой величины для подавления фитопатогенов почвы. Поэтому в последующих экспериментах нами использовалось комбинированное биоудобрение с исходным титром 2,5·10¹⁰ спор/кг. Учитывая размножение бактерий, дозу внесения микроорганизмов можно уменьшить по сравнению с расчетной. Это значительно снижает стоимость комбинированного биоудобрения и, соответственно, затраты на обработку почвы от фитопатогенов.

Пример 3. Получение биоудобрения с различным содержанием Trichoderma viride Pers ex S.F. Grey N 16.

Штамм N 16 гриба Trichoderma viride Pers ex S.F. Gray получен Коломбет Л.В. в результате селекционной работы по признакам продуктивности и гиперпаразитической активности с природным клоном Trichoderma viride, выделенным из почвы в Московской области (штамм депонирован Центральной коллекцией микроорганизмов Государственного концерна "БИОПРЕПАРАТ" ЦКМК "Б" 15.02.94 г., регистрационный номер - ЦКМ F-59M).

Биогумус после отделения червей или готовый биогумус фасуют по 1 кг в горшки и вносят культуру микофильного гриба Trichoderma viride Pers ex S.F. Gray N 16 в 3-х различных концентрациях: 1·10⁴, 1·10⁶, 1·10⁸ колониеобразующих единиц (КОЕ) на 1 кг. Повторность опытов трехкратная.

Компоненты биоудобрения хорошо перемешивают. Через 2 недели хранения при комнатной температуре (20±5)^oC отбирают пробы удобрения, из которых готовят суспензии (10 г на 90 мл стерильной водопроводной воды). Подготовленные суспензии встряхивают на качалке в течение 40 минут при (26±1)^oC и частоте вращения 220-240 об/мин. Затем готовят серию десятикратных разведений в физрастворе и делают высевы из этих разведений на чашки Петри с синтетической питательной средой (среда Чапека), содержащей тритон X-100 для ограничения роста колоний гриба. Выращивание проводят при (26±1)^oC. Через трое суток учитывают количество выросших колоний, далее проводят перерасчет на 1 кг биоудобрения (табл. 3).

Проведенные эксперименты показывают, что внесение культуры микофильного гриба Trichoderma viride в биогумус приводит к нарастанию биомассы гриба, что свидетельствует о том, что биогумус является подходящим субстратом для роста грибного мицелия. Таким путем возможно создание новой формы биоудобрения, содержащей фунгицидный компонент в виде культуры Trichoderma viride. Это позволяет снизить затраты на производство биоудобрения, обладающего удобрительными и фунгицидными свойствами.

Пример 4. Изучение защитных свойств удобрения.

Для изучения защитных свойств удобрения его вносят в почву в соотношении 1: 4 по объему. Эксперименты проводят в горшках, по 1 кг почвенной смеси в каждом. Повторность опытов трехкратная.

Изучение проводят на искусственном инфекционном фоне, для чего в почву вносят смесь фитопатогенов: Fusarium culmorum, F. moniliforum, F. heterosporum, F. oxysporum, Verticillium dahliae, Rhizoctonia solani, Colletotrichum atraventa, Alternaria brassicae.

В подготовленные почвенные смеси высевают предварительно пророщенные семена огурцов.

Снижение инфекционности различных почвенных смесей оценивают через 1 месяц, проводя микробиологический анализ почвенных образцов на различных питательных средах. В образцах почвенных смесей с фунгицидными компонентами (Bac. subtilis и Trichoderma viride) отмечается значительное снижение содержания фитопатогенов. Наличие фунгицидных свойств биоудобрения отражается в морфометрических показателях роста растений (длина и вес зеленой массы, количество листьев, усов).

Как видно из табл. 4, внесение в почву биоудобрения приводит к увеличению морфометрических показателей, что свидетельствует о защитном эффекте биоудобрения.

Пример 5. Изучение ростстимулирующей активности биоудобрения.

Биоудобрение, содержащее культуру Bac. subtilis в концентрации 2,5·10¹⁰ спор/кг, вносят в почву (1:4 по объему). В качестве контроля используют: почву дерновую, почву с внесенной культурой Bac. subtilis и почву с биогумусом. В почвенные образцы высевают семена огурцов и баклажанов. Результаты роста растений представлены в табл. 5 и 6.

Приведенные данные показывают, что культура Bac. subtilis и биогумус в отдельности обладают слабым ростстимулирующим эффектом. В биоудобрении, полученном по предлагаемому способу, проявляется синергизм их действия (см. табл. 5, 6).

Таким образом, биоудобрение, содержащее штамм бактерий Bac. subtilis ИПМ-215, обладает не только высокими удобрительными и защитными свойствами, но и имеет высокую ростстимулирующую активность.

Список литературы
1. Патент США N 4108625, кл. C 05 F 11/08, 1978.

2. Патент СССР N 1724658 A1, кл. C 05 F 11/00, 1989.

3. Патент Франции N 8113118, 1981.

4. Патент России N 2019966 C1, кл. A 01 63/00, 1991.

5. Патент Франции N 2545099, C 12 N 1/14, 1984.

6. Патент США N 4642131, кл. C 05 F 11/08, 1985.

7. Авторское свидетельство СССР N 1144377, 1983.

8. Государственный каталог пестицидов, разрешенных на территории Российской Федерации. - 1997.

Формула изобретения

1. Способ получения биоудобрения, заключающийся в получении биогумуса путем вермикомпостирования сельскозяйственных и промышленных отходов с использованием дождевых червей и отделения биогумуса от червей, отличающийся тем, что из дождевых червей используют червей "Оболенский гибрид", полученных путем скрещивания "Красного калифорнийского гибрида" с российской популяцией дождевых червей Eisenia foetida вермикомпостирование осуществляют при 16 - 24^oC в течение 4 - 6 месяцев и вносят микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после вермикомпостирования биогумус выдерживают в естественных условиях для дозревания.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью, вносят после отделения червей или после дозревания биогумуса.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что из микроорганизмов, обладающих фунгицидной активностью, используют штамм бактерий Bacillus subtilis ИПМ-215 в концентрациях 1 · 10⁹ - 1 · 10¹² спор на 1 кг биогумуса.

5. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что из микроорганизмов, обладающих фунгицидной активностью, используют культуру микрофильного гриба Trichoderma viride Pers ex S.F.Gray N 16 в концентрациях 1 · 10⁴ - 1 · 10⁸ колониеобразующих единиц на 1 кг биогумуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5