Способ приготовления биологически активного органического удобрения (баоу)

Изобретение относится к биотехнологии. Способ включает биоконверсию навоза с соломой в течение 3 месяцев при температуре до 50°С. Причем биоконверсию осуществляют с использованием штамма бактерий Bac.subtilis ТНП-3-ДЕП из расчета 1 млрд микробных клеток на 1 т органического вещества. Процесс биоконверсии проводят в аэробных условиях под воздействием микрофлоры, т.е. при доступе воздуха в мезофильном режиме. Изобретение позволяет получить экологически чистое, с высоким содержанием питательных веществ, экономически эффективное органическое удобрение, обогащенное штаммом бактерий Bac.subtilis ТНП-3-ДЕП.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к агрохимии.

Аналоги изобретения

Известен способ переработки органических отходов животного происхождения в кормовой белок и биогумус (патент РФ №97104014, опубл. 11.10.1998 г.), при котором переработка органических отходов осуществляется путем смешивания отходов животного происхождения в виде навоза и птичьего помета, а также компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию.

Недостатком этого способа является многоэтапность процесса компостирования (смешивание отходов и червей или их коконов, само компостирование в емкостях, отделение червей от полученного биогумуса).

Известен способ полевого круглогодичного вермикультивирования (патент РФ №2204900, 27.052003 г., бюл. №15), при котором проводится предварительная подготовка основных компонентов субстрата, их смешивание, заселение субстрата червями, культивирование в поле, закладывание летних вермибуртов.

Недостатком этого способа является слишком трудоемкое и энергоемкое производство, включающее три цикла вермикультивирования, нерациональное использование более интенсивных циклов теплового периода вермикультувирования.

Известен способ получения биокомпоста (патент РФ №2051883, 01.10.1996 г.), при котором утилизация отходов птицеводческих хозяйств производится путем компостирования в ферментаторе смесей птичьего помета и органического наполнителя при влажности 40-45%, температуру придерживают выше 50-55°С.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому является способ получения бактериального удобрения (патент РФ №2286323, 27.10.2006 г.), при котором вермикомпостирование осуществляется в течение 2-3 месяцев при температуре 16-32°С в естественных условиях. После срока компостирования, и отделения червей из биогумуса, и подсушивания до влажности 50-60% в вермикомпост вносят штамм бактерии Bacillus megaterinm var. Phosphaticum 319 с титром 10⁹-10¹¹.

Недостатком этого способа является большая трудоемкость процесса, которая включает несколько производственных этапов (предварительная нейтрализация навоза до рН 7-8, культивирование и отделение червей из биогумуса, его подсушивание, фасование в пакеты и автоклавирование).

В заявляемом способе весь процесс приготовления биологически активного органического удобрения проходит в бурте на открытом пространстве с использованием штамма бактерии Bacillus subtilis ТНП-3 при мезофильном режиме.

В основу изобретения положена задача разработки энерго- и ресурсосберегающего способа приготовления биологически активного органического удобрения в условиях вечной мерзлоты.

Технической задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, убыстрение микробиологических процессов разложения органических веществ, получение биологически активных органических удобрений путем использования в процессе приготовления активного штамма бактерий Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП, высококачественного, экологически чистого, экономически эффективного органического удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия мерзлотной почвы.

Биологически активное органическое удобрение (БАОУ) представляет собой продукт биоконверсии в буртах с использованием любых органических отходов (навоз, торф, солома и др.) и биопрепарата на основе депонированного местного штамма бактерий Вас.subtilis ТНП-3-ДЕП, который использовался для обеззараживания навоза и помета (патент РФ №2105810, 27.02.1998). Биопрепараты в сочетании с органическим отходом (навоз, помет, торф и др.) усиливают потребление питательных веществ растениями из почвы и удобрений, продуцирование физиологически активных веществ и усиление защитных функций организма.

Культуру бактерий получают из штамма бактерий Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП, депонированного в коллекции микроорганизмов Всероссийского государственного института контроля стандартизации и сертификации ветеринарных препаратов (ВГНКИ) (справка о депонировании штаммов от 6 февраля 2001 г. №181/15) и ВНИИСХМ (справка о депонировании от 28 марта 2006 г №88/03).

Штаммы могут быть получены в лаборатории по разработке микробных препаратов ГНУ Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ВГНКИ и в НИИ сельскохозяйственной микробиологии.

Штамм бактерий Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП выращивают в мясопептонном агаре рН 7,0-7,2 в течение 5-7 суток при 37°С, затем суспензируют в физиологическом растворе хлористого натрия в концентрации 5 млрд микробных клеток в 1 мл.

Технический результат решается тем, что в способе приготовления биологически активного органического удобрения внесенный в навоз крупного рогатого скота и соломы в качестве наполнителя в соотношении 1,0:0,1 штамм бактерий Bacillus subtilis, размножаясь, участвует в процессе разложения органических веществ (навоза, соломы). При этом происходит убыстрение процессов ферментации, обогащение навоза активным штаммом бактерий Bacillus subtilis и обеззараживание органического вещества (навоза, соломы) от патогенных микробов и яиц гельминтов, наибольшее накопление питательных элементов в удобрении.

Объективность технического результата подтверждается данными полевого опыта по приготовлению биологически активного органического удобрения и лабораторных исследований проб удобрений на микробиологические, агрохимические анализы. Полученные данные по изучаемому варианту (заявленного изобретения) проанализированы в сравнении с контрольным вариантом. За контроль принимается удобрение по ближайшему аналогу - полуперепревший навоз КРС без внесения суспензии штамма бактерий Вас.subtilis ТНП-3-ДЕП. Общая численность микроорганизмов в биологически активном органическом удобрении при внесении штамма бактерий повышается 1,5 раза, коэффициент минерализации составил 0,3 (в контроле - 0,2), что показывает убыстрение созревания биологически активного органического удобрения.

Исследования патогенной микрофлоры - энтеробактерий, потенциальных возбудителей кишечных инфекций, проведенные в лаборатории разработки микробных препаратов ГНУ ЯНИИСХ, во время приготовления биологически активного органического удобрения, показали, что дегельминтизация происходила в июле, в варианте отмечено отсутствие яиц гельминтов, жизнеспособных семян сорных растений.

Таким образом, в процессе биоконверсии навоза крупного рогатого скота с наполнителем в качестве соломы с использованием активного штамма бактерий Bacillus subtilis достигается ее обеззараживание, повышается содержание питательных веществ и обогащение органического удобрения активными штаммами бактерий Bacillus subtilis, что обеспечивает получение качественного, экологически чистого, биологически активного органического удобрения (БАОУ).

Заявленный способ приготовления биологически активного органического удобрения отличается от способа обеззараживания птичьего помета и навоза от патогенных микроорганизмов штаммом бактерий Bacillus subtilis (патент РФ №2105810, 1998 г.), от способа получения биокомпоста (патент РФ №2051883, 2007 г.) и от способа получения бактериального удобрения (патент РФ №2286323, 27.10.2006 г.) тем, что переработка органического отхода (навоза с соломой в качестве наполнителя) проводится в мезофильном режиме, при температуре бурта не выше 50°С, влажности 35-42% в открытом пространстве с частичным использованием укрывных материалов (досок, полиэтиленовой пленки, земли и др.) от негативного влияния окружающей среды. Убыстрение процесса ферментации, накопление питательных веществ и активных штаммов бактерий в органическом удобрении достигается при внесении в навоз с соломой местного штамма микроба - Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП. При том что обеззараживание навоза (патент РФ №2105810, 1998 г.) и помета 0,5% суспензией Bacillus subtilis «ТНП-3» происходило в условиях компостирования, т.е. в термофильном режиме, при способе получения бактериального удобрения условия компостирования происходили при температуре 16-32°С, влажности субстрата выше 50-60%, компостирование происходит с помощью червей. Штамм бактерий вносится после вермикомпостирования, при этом сначала проделывается отделение червей, потом подсушивание субстрата. Штамм бактерий Bacillus megaterium var.Phosphaticum 319 с титром 10⁹-10¹¹ не участвует в процессе вермикомпостирования.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

В данном способе приготовления БАОУ в качестве органического отхода использовали свежий навоз крупного рогатого скота с соломой в качестве наполнителя (соотношение 1,0:0,1). Свежий навоз и солому закладывали в бурт размером 200×200×100 см, объемом на 1 тонну, обрабатывали с помощью ручного гидравлического опрыскивателя суспензиями культур Вас.Subtilis ТНП-3-ДЕП из расчета 1 млрд клеток на 1 т органического отхода. Во время приготовления биологически активного органического удобрения провели перелопачивание бурта в июле, что обеспечивало температуру в навозе до 50°С, влажность - 35-42%, т.е. условия созревания навоза соответствовали оптимальным условиям жизнедеятельности мезофильных микробов. Через 3 месяца из навоза с соломой, обогащенного активным штаммом бактерий Вас.Subtilis, получено биологически активное органическое удобрение (БАОУ).

Технологический процесс приготовления биологически активного органического удобрения состоит из следующих операций: - доставка свежего навоза, соломы и биопрепарата на площадку;

- формирование буртов из свежего навоза КРС и соломы;

- внесение в буртах суспензии штамма бактерий Bac.subtilis-ТНП-3-ДЕП;

- выдерживание на площадке с проведением перебуртовок;

- хранение готовых удобрений для реализации или внесения на поля.

Использование заявляемого изобретения при приготовлении удобрения методом биоконверсии позволяет получить биологически активное органическое удобрение, удобное для транспортировки и внесения в почву, потери питательных веществ резко сокращаются. Процесс биоконверсии происходит в аэробных условиях под воздействием микрофлоры при мезофильном режиме. При температуре саморазогревания навоза до 50°С происходит уничтожение семян сорных растений, в результате жизнедеятельности активных штаммов бактерий Bac.subtilis ТНП-3-ДЕП происходит обеззараживание условно-патогенных и патогенных микроорганизмов и минерализация трудноусвояемых форм питательных веществ.

Технология обеспечивает получение стабильных результатов приготовления и применения биологически активного органического удобрения.

По результатам наших исследований, проведенных в ОПХ «Покровское», внесение в мерзлотную почву биологически активного органического удобрения (БАОУ), обогащенного штаммом бактерий Вас.subtilis ТНП-3-ДЕП, повышало урожайность картофеля сорта Полет до 125 ц/га с прибавкой урожая к контролю (полуперепревший навоз не обогащенный штаммом бактерий Вас.subtilis ТНП-3-ДЕП) на 58%, способствовало повышению качества клубней картофеля, при этом содержание нитратов в клубнях картофеля снижается на 25 мг/кг, выход здоровых клубней нового урожая увеличивается на 7%, увеличивается содержание гумуса в почве на 0,1%, повышается биологическая активность мерзлотной почвы. Рентабельность применения БАОУ на посевах картофеля составляла 51%.

Способ получения биологически активного органического удобрения, включающий биоконверсию навоза с соломой в течение 3 месяцев при температуре до 50°С, отличающийся тем, что биоконверсию осуществляют с использованием штамма бактерий Bac.subtilis ТНП-3-ДЕП из расчета 1 млрд микробных клеток на 1 т органического вещества.