Способ приготовления торфодробинного компоста

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству экологически чистого торфодробинного компоста. Способ приготовления торфодробинного компоста, включает смешивание пивной дробины с торфом в соотношении 1:1 или 1:2 с последующим внесением биоактиватора и аэробным компостированием при температуре 20-60°С и влажности 65-70% в течение 2-3 месяцев. При этом в качестве биоактиватора используют компостную закваску, приготовленную способом культивирования на пивной дробине консорциума микроорганизмов, выделенных из хорошо гумифицированных перегнойных слоев лесной почвы, состоящего из грибов Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sydowii, Cephalosporium, Glyocladium Cda., Trichoderma sp., актиномицетов Streptomyces griseus, Streptomyces termoviolaceus, Streptomyces globisporus, Streptomyces ruber, Streptomyces viridosporus и бактерий Bacillus cereus., Bacillus mycoides., Bacillus subtilis, взятую в количестве не менее 15% от массы компостируемой смеси. Изобретение позволяет повысить интенсивность процессов ферментации и компостирования и улучшить качество компоста. 3 табл.

 

Изобретение относится к биотехнологической промышленности, в частности к производству экологически чистого компоста на основе отхода пивоварения - пивной дробины с использованием стимулятора компостирования в виде консорциума микроорганизмов.

Известен способ получения компоста путем смешивания отходов птицеводческих и животноводческих хозяйств с влагопоглощающими материалами: лигнином в сочетании с соломой, опилками, торфом и последующей твердофазной ферментацией при температуре 20-70°С полученной смеси в течение 5-7 суток с использованием стимулятора компостирования в виде консорциума на основе термотолерантных и термофильных бактерий Bacillus subtilis, Clostridium butyricum, Micrococcus urea и гриба Sporotrichum pruinosum, вводимых в виде водной суспензии клеток или в виде сухого порошка в концентрации 0,05-0,1% по биомассе от массы компостируемой смеси (см. патент RU №2197453, МПК⁷ C 07 F 11/08).

Недостатками известного способа является получение компоста с низкими удобряющими и почвоулучшающими свойствами за счет отсутствия среди микроорганизмов стимулятора компостирования из лигнинразрушающих микроорганизмов, что ведет к получению компоста, не полностью созревшего, содержащего полуразложившиеся остатки растительного происхождения. Такой компост может индуцировать рост и размножение фитопатогенных грибов и бактерий, а продукты полураспада его в виде органических кислот могут оказывать отрицательное влияние на рост и развитие растений.

Наиболее близким способом к заявляемому является способ приготовления компоста, включающий перемешивание органических отходов (помета) с измельченным влаго-поглощающим органическим материалом (торф, опилки) с внесением биоактиватора в виде микробной композиции, включающей целлюлозоразрушающие, азотфиксирующие и стимулирующие рост растений микроорганизмы и аэробное компостирование полученной смеси (см. патент RU №2230721, МПК⁷ C 05 F 3/00, 11/08).

Недостатком известного способа является выбор микроорганизмов без учета температурного градиента активности микроорганизмов, так как используемый в способе термотолерантный микромицет - Monoascus rubber активен только при определенной температуре, что замедляет процесс ферментации.

Задачей изобретения является промышленное получение компоста высокой агрохимической ценности на основе многотоннажного отхода пивоварения - пивной дробины.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение интенсивности процессов ферментации и компостирования и улучшение качества компоста.

Технический результат достигается тем, что в способе приготовления торфодробинного компоста, включающем смешивание отходов с гуминосодержащим компонентом с внесением биоактиватора и последующее аэробное компостирование полученной смеси, в качестве отходов используют азотсодержащие отходы в виде пивной дробины, в качестве гуминосодержащего компонента - торф, взятые в соотношении 1:1 или 1:2, при этом в качестве биоактиватора используют компостную закваску, приготовленную по патенту 2213080, взятую в количестве не менее 15% от массы компостируемой смеси, а смесь компостируют при температуре 20-60°С и влажности 65-70% в течение 2-3 месяцев.

Приготовление компоста с добавлением к компостной смеси биоактиватора, содержащего консорциум микроорганизмов из грибов, актиномицетов и бактерий, выделенных из хорошо гумифицированных перегнойных слоев лесной почвы в соответствии с закономерностью сукцессионной смены доминирующих микробных комплексов-деструкторов в соответствии с последовательностью изменения температуры и вещественного состава компостируемых компонентов и культивированных на пивной дробине, а также использование в качестве сырья компоста, этой же пивной дробины - отхода пивоварения, служащей полноценным источником питания для роста и размножения многих органотрофных организмов и, в первую очередь, грибов, принимающих участие в начальной стадии деструкции органических остатков и в подготовке условий для роста остальных групп микроорганизмов, ответственных за последующие процессы преобразования веществ. Это приводит к активизации комплекса полезных микроорганизмов, интенсивному окислению органических соединений компостируемой смеси и накоплению гумусовых веществ в ней, то есть ускоряется процесс ферментации и компостирования с получением высококачественного компоста, обладающего высокими удобряющими свойствами в связи с наличием в нем минеральных и гуминовых веществ, а также почвоулучшающими свойствами благодаря присутствию гуминовых веществ торфа, стимулирующих развитие всех почвенных микроорганизмов - грибов, бактерий и актиномицетов.

Торфодробинный компост готовят следующим образом.

Торф в качестве гуминосодержащего компонента, отобранный из верхнего слоя низинного болота, смешивают в соотношении 1:1 или 1:2 с азотсодержащим отходом - пивной дробиной (отходом пивоварения) и вносят биоактиватор в виде компостной закваски, приготовленной по патенту №2213080 способом культивирования на пивной дробине консорциума микроорганизмов из грибов Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sydowii, Cephalosporium, Glyocladium Cda., Trichoderma sp., актиномицетов Streptomyces griseus, Streptomyces ter-moviolaceus, Streptomyces globisporus, Streptomyces ruber, Streptomyces viridosporus и бактерий Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Bacillus subtilis. Компостную закваску вносят в количестве не менее 15% от массы компостируемой смеси при влажности смеси и компостной закваски 65-70%. Компостирование проводят на открытых площадках, поддерживая влажность 65-70%. Через 2-3 дня под действием компостной закваски начинается активная экзотермическая реакция (температура смеси повышается до 50-55°С и выше) в результате интенсивного окисления органических соединений и накопления гумусовых веществ и комплекса полезных микроорганизмов. Компостирование смеси проводят в течение 2-3 месяцев с периодическим, 1 раз в течение 7-10 дней, перемешиванием ее для аэрации, при этом температура смеси постепенно снижается до уровня окружающей среды.

Пример 1.

В лабораторных условиях торф в количестве 5 кг смешали в емкости с 5 кг пивной дробины (соотношение 1:1) и внесли биоактиватор - компостную закваску в количестве 15% от массы компостируемой смеси 1,5 кг влажностью 65-70%. Через 2-3 дня наблюдалось повышение температуры смеси до 40-50°С и выше. Компостирование смеси проводили в течение 2-х месяцев при перемешивании 2-3 раза в неделю для аэрации субстрата. По окончании компостирования проведенные химические анализы показали (см. табл.1), что в процессе ферментации компостная смесь подвергалась значительному изменению: снизилось содержание углерода с повышением количества азота, что отразилось на уменьшении соотношения C/N. Значение рН повысилось до уровня нейтральной среды, что объясняется действием аммиачного азота, накапливаемого в процессе разложения белковых веществ в пивной дробине и характеризующегося щелочной реакцией. Значительно возросла катионно-обменная емкость, являющаяся одним из индикаторов качества и зрелости компостной массы.

Таблица 1
Характеристика компостируемого сырья и компоста
Компостируемые материалы	рН водный	Содержание С,%	Содержание,%	C/N	Катионно-обменная емкость, мг-экв/100 г
Характеристика компостируемого сырья
Торф	5,14	42,30	2,24	18,9	19,8
Дробина свежая	6,85	39,10	3,19	12,25	-
Характеристика компоста
Через 2 мес.
компостирования:
Смеси торфа : дробины =1:1	7,08	41,02	4,11	9,98	42
Смеси торфа : дробины =1:2	7,13	45,7	4,52	10,11	46

В процессе компостирования наблюдалась активная гумификация, а более высокое содержание гуминовых кислот по сравнению с фульвокислотами указывает на достаточную зрелость компоста (см. табл.2).

Таблица 2
Содержание гумусовых соединений (С гум., % к общему С)
Компост	Общий С	Сумма фракций гуминовых кислот (ГК)	Сумма фракций фульвокислот (ФК)	ГК+ФК	ГК/ФК
Из торфа:
дробины	24,95	9,88	5,20	15,08	1,9
=1:1
Из торфа:
дробины	42,30	15,85	10,75	6,60	1,47
=1:2

Пример 2.

Торф в количестве 5 кг смешали в емкости с 10 кг пивной дробины (соотношение 1:2) и внесли компостную закваску в количестве 15% от массы компостируемой смеси - 2,25 кг при влажности 65-70%. Компостирование смеси проводили аналогично примеру 1 в течение 2 месяцев при периодическом перемешивании. Отмечается по сравнению с сырьем (см. табл.1) повышение количества азота в форме, более доступной для растений, повышение значения рН до уровня нейтральной среды, рост катионно-обменной емкости, являющейся одним из индикаторов качества и зрелости компостной массы.

Сравнение агрохимических характеристик заявленного торфодробинного компоста с различными видами известных компостов (см. табл.3) показали, что заявляемый торфо-дробинный компост превосходит известные по содержанию азота, фосфора и калия и уступает немного лишь вермикомпосту по содержанию калия и биогумусу по количеству азота.

Таблица 3
Агрохимическая характеристика различных видов компоста
Виды компостов	Азот, %	Фосфор, %	Калий, %
Заявляемый - торфодробинный	1,4	1,0	0,6
Торфонавозный - из слабогумусированного торфа и свиного навоза	0,8	0,2	0,1
Вермикомпост из коровьего навоза	0,8	0,40	0,75
Биогумус, полученный путем культивирования дождевого червя на отходах рыбоводства	1,5	0,53	0,41

Способ, обеспечивающий ускоренное получение экологически чистого компоста высокой агрохимической ценности на основе отхода пивоварения, найдет широкое промышленное применение.

Способ приготовления торфодробинного компоста, включающий смешивание отходов с гуминосодержащим компонентом с внесением биоактиватора и последующее аэробное компостирование полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве отходов используют азотсодержащие отходы в виде пивной дробины, в качестве гуминосодержащего компонента - торф, взятые в соотношении 1:1 или 1:2, при этом в качестве биоактиватора используют компостную закваску, приготовленную способом культивирования на пивной дробине консорциума микроорганизмов, выделенных из хорошо гумифицированных перегнойных слоев лесной почвы, состоящего из грибов Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sydowii, Cephalosporium, Glyocladium Cda., Trichoderma sp., актиномицетов Streptomyces griseus, Streptomyces termoviolaceus, Streptomyces globisporus, Streptomyces ruber, Streptomyces viridosporus и бактерий Bacillus cereus. Bacillus mycoides. Bacillus subtilis, взятую в количестве не менее 15% от массы компостируемой смеси, а смесь компостируют при температуре 20-60°С и влажности 65-70% в течение 2-3 месяцев.