Органоминеральное удобрение на основе зоокомпоста личинки мухи черной львинки
Владельцы патента RU 2775312:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение на основе зоокомпоста личинки мухи Черной львинки включает органическую часть, причем органическая часть используется в виде зоокомпоста личинки мухи Чёрной львинки, а также глауконитовую глину и цитрогипс. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет создать органоминеральное удобрение, расширяющее ассортимент органоминеральных удобрений, с высокими показателями качества, которые обеспечивают стабильно высокие урожаи. 1 ил., 9 табл., 1 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для производства органоминерального удобрения, предназначенного для выращивания сельскохозяйственных культур.
Известен способ получения комплексного органоминерального удобрения [Патент RU №2002108155, опубл. 20.03.2004 Бюл.], включающий переработку навоза и введение минеральных удобрений и микроэлементов. Продукты разложения двух - четырехлетней давности ила из очистных сооружений от помета свиней, птицы и крупного рогатого скота измельчают и сепарируют на фракции 2-5 мм, перемешивают и смешивают с рассолом бишофита путем мелкодисперсного распыла капель на компоненты во фракциях навоза, далее смесь высушивают до влажности 16-22%.
Недостатком данного состава комплексного органоминерального удобрения является обязательное использование дорогостоящих минеральных удобрений и микроэлементов, длительность предварительной подготовки органических компонентов, входящих в состав органоминерального удобрения, а также слишком трудоемкий, сложный и энергетически затратный способ их производства.
Данное техническое решение не учитывает возможность использования побочных продуктов промышленных производств при производстве органоминеральных удобрений.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является состав органоминерального удобрения, предложенный в патенте «Способ производства органоминерального удобрения» [Патент RU №2426712 опубликован 20.08. 2011 Бюл. №23]. Органоминеральное удобрение включает органическую часть - компостированный подстилочный навоз КРС (крупного рогатого скота), перегной КРС, внутрифермерские отходы, фосфогипс и солому. Указанные компоненты послойно укладывают на уплотненной глиняной площадке с заглубленным днищем при следующем соотношении, мас.%: подстилочный навоз КРС 65-75, перегной КРС 3-7, внутрифермерские отходы 2-5, фосфогипс 15-25, солома - остальное. Существенным признаком данного решения является обязательное ежемесячное в течение 3,5-4 месяцев до созревания перемешивания с периодическим увлажнением в сухой период, так как без этих условий сами компоненты не обеспечивают получение органоминерального удобрения, содержащего сбалансированное количество элементов, обеспечивающих оптимальный рост и развитие растений, и как следствие не обеспечивают высокий урожай.
Изобретение направленно на создание нового органоминерального удобрения расширяющего ассортимент органоминеральных удобрений, с высокими показателями качества, которые обеспечивают стабильно высокие урожаи.
Это достигается тем, что органоминеральное удобрение содержит глауконитовую глину, отходы производства лимонной кислоты – цитрогипс, зоокомпост личинки мухи Черной Львинки, при следующем содержании компонентов масс %: глауконитовая глина 5-15, цитрогипс 15-30, зоокомпост личинки мухи Чёрной Львинки - остальное.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемое органоминеральное удобрение отличается тем, что содержит, отходы производства лимонной кислоты - цитрогипс, глауконитовую глину и зоокомпост личинки мухи Черная Львинка. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не подтвердило наличия в последних признаков, совпадающих с его отличительными признаками, или признаков, влияющих на достижение указанного технического результата. Это позволило сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».
При таком составе, вследствие протекания химических процессов между всеми компонентами, образуются новые органоминеральное удобрение с высокими показателями качества и заданными физико-химическими свойствами, при этом удается утилизировать отходы различных производств, что снижает антропогенную нагрузку на окружающую среду. Использование отходов промышленных производств позволяет вовлекать их повторно в технологический цикл, что способствует созданию мало- и безотходных технологий.
Характеристика компонентов.
Зоокомпост личинки мухи Черной Львинки - органическая часть органоминерального удобрения, представлена переработанными личинками мухи Черной Львинки органические отходы. Органические отходы представляют собой широкий спектр пищевых отходов, в первую очередь некондиционные зерновые продукты, некондиционные пищевые продукты торговых сетей. От отходов отделяется упаковка любого типа, затем происходит их измельчение и гомогенизация до состояния однородной субстанции. В данную субстанцию добавляются подрощенные в инкубаторе личинки, которые в течение нескольких дней перерабатывают субстрат, в котором находятся. В конце этого периода с помощью просеивания происходит отделение личинок из переработанных отходов. Эти переработанные отходы используются в качестве органического компонента в органоминеральном удобрении.
Химический состав зоокомпоста личинок мухи Черной Львинки представлен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав зоокомпоста личинок мухи Черной Львинки
| N | P2O5 | K2O | Углерод | Зола | Микроэлементы | CaO | MgO | Вода |
| 2-3 | 1-3 | 1-3 | 15-45 | 5-6 | 1-6 | 0,7-2 | 0,3-0,5 | 20–50 |
Глауконитовая глина - минерал, который обладает рядом уникальных молекулярно-сорбционных и ионообменных свойства, благодаря большому количеству оксида калия в составе и возможности путем химического и структурного модифицирования направленно изменять технологические показатели минерала, может применятся в производстве органоминерального удобрения. Химический состав представлен в табл. 2.
Таблица 2
Химический состав глауконитовой глины
| Содержание компонентов, % | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | FeO | MgO | K2O | Na2O | вода |
| 47-52 | 5,5-23 | 6,1-23,6 | 0,8-8,6 | 2,4-4,5 | 4,4-9,4 | 0,0-3,5 | 4,9-13,5 |
Цитрогипс – представляет собой отход производства лимонной кислоты, химический состав которого представлен в табл. 3. Он содержит необходимые для жизнедеятельности растений элементы, такие как S, Si и Ca, Mg которые хорошо сочетаются с органической составляющей органоминеральных удобрений и усиливают их эффективность.
Таблица 3
Химический состав цитрогипса
| Содержание компонентов, % | |||||
| SiO2 | SO3 | CaO | MgO | R2O | n.n.n. |
| 0,2-1,7 | 38,3-45,5 | 29,7-32,6 | 0,1-0,4 | 0,3-1,2 | 22,0-28,4 |
Условием приготовления органоминерального удобрения является измельчение, механическое перемешивание исходных компонентов с последующей грануляцией. Были приготовлены составы органоминерального удобрения, которые представлены в табл. 4.
Таблица 4
Компонентный состав органоминерального удобрения, %
| Состав | Глауконитовая глина | Цитрогипс | Зоокомпост личинок мухи Черной Львинки |
| 1 | 5 | 15 | 80 |
| 2 | 10 | 30 | 60 |
| 3 | 15 | 25 | 80 |
| 4 | 15 | 15 | 70 |
| 5 | 10 | 20 | 70 |
| 6 | 10 | 10 | 80 |
Глауконитовую глину смешивали с цитрогипсом и зооокомпостом в лопастной мешалке в течение 5-7 минут. При необходимости предварительно измельчали в валковой дробилке в течение 3-5 минут. Затем полученную смесь гранулировали в экструдере.
Пример (состав №1, табл. 4). Брали 0,5 кг глауконитовой глины и измельчали в валковой дробилке в течение 5 минут, затем прибавляли 1,5 кг цитрогипса и 8 кг зоокомпоста и смешивали в лопастной мешалке в течение 5 минут, полученную массу пропускали через экструдер. Рис 1.
Первичные качественные характеристики полученных органоминеральных удобрения оценивали в полевом мелкоделяночном опыте. Органоминеральное удобрение вносили в почву осенью в дозе 1-3 тонны на гектар, равномерно распределяли по поверхности делянки, заделывая его на глубину 15-25 см штыковой лопатой, размер делянки составлял 1 м2. Почва экспериментального участка представлена черноземом типичным среднемощным, малогумусным. Область Белгородская, р-н. Белгородский, с. Ерик, снт. Земледелец.
В подготовленные экспериментальные делянки производили посев рассады томатов, схема эксперимента представлена в табл. 5.
Таблица 5
Схема эксперемента
| 1 тонна органоминерального удобрения | 2 тонны органоминерального удобрения | 3 тонны органоминерального удобрения | Контрольный без удобрений |
| 3 тонны органоминерального удобрения | 1 тонна органоминерального удобрения | Контрольный без удобрений |
2 тонны органоминерального удобрения |
| 2 тонны органоминерального удобрения | Контрольный без удобрений |
1 тонна органоминерального удобрения | 3 тонны органоминерального удобрения |
Посев томатов проводили рассадой в мае, во второй декаде месяца.
Статистический анализ обработки выборки полученных данных организованного повторения осуществлялся с помощью программы NIRSMAIN.EXE.
Климатические условия развития томатов в 2021 году характеризовались как относительно благоприятные. Май по показателям среднемноголетних данных был нормальным по температуре и дождливым дням, июнь, июль и август были теплее нормы на 2,5-3,2 градуса и не обеспечены влагой от среднемноголетней нормы. Что существенно сказалась на развитии растений табл. 6.
Таблица 6.
Климатические характеристики развития томатов
| Метеорологические данные за 2021 год | ||||||
| Месяц | Среднемесячная температура | Норма | Откл. + - | Сумма осад., мм | Норма | в % к норме |
| май | 14,6 | 14,6 | - | 69,6 | 47 | 148 |
| июнь | 20,4 | 17,9 | 2,5 | 77,7 | 63 | 123 |
| июль | 23,1 | 19,9 | 3,2 | 24 | 69 | 34,7 |
| август | 21,8 | 18,8 | 3,0 | 51,8 | 56 | 92,5 |
| сентябрь | 10,6 | 13,4 | 2,8 | 26,2 | 40 | 65,5 |
Оценку влияния удобрений на томаты изучали по приживаемости рассады и показателям урожайности. Приживаемость томатов в экспериментальных делянках представлена в табл. 7.
Таблица 7.
Влияние органоминеральных удобрений на величину
приживаемости томатов, %
| Приживаемости томатов, % | |||
| Дозы органоминеральных удобрений | |||
| 1 | 2 | 3 | контрольный |
| 100 | 100 | 100 | 75 |
| 100 | 100 | 100 | 100 |
| 100 | 100 | 100 | 75 |
| среднее значение | |||
| 100 | 100 | 100 | 83 |
| +17 | +17 | +17 | Отклонения от контроля |
Из таблицы 7 видно, что органоминеральные удобрения влияют на приживаемость растений томатов в природных условиях, увеличивает приживаемость растений помидор на 17 процентов.
Томаты на экспериментальных делянках выращивали с мая по сентябрь месяц 2021 г. без полива и дополнительной подкормки другими удобрениями. С целью влияния органоминеральных удобрений на рост и развития растений томатов определяли их продуктивность и поражённость болезнями.
Было установлено, что первое созревание плодов томатов было отмечено на делянках с внесением предлагаемых органоминеральных удобрений 24 июля, на контрольном варианте первый урожай зрелого томата был собран 3 августа, на 10 дней позже. Можно отметить, что разработанное органоминеральное удобрение положительно влияет на созревания плодов томатов (ускоряет созревание на 10 дней).
Плоды томатов собирались по мере созревания в среднем 1 раз в 2-3 дня, масса плода колебалась от 19,75 г до 96,04 г.
С целью изучения влияния разработанного органоминерального удобрения на плодообразование томатов проводили подсчет их количества с 1 растения. Количественные показатели представлены в табл. 8.
Таблица 8
Влияние органоминерального удобрения на количественные
показатели плодов томатов
| Количество томатов, шт./1 растение | |||
| Дозы органоминеральных удобрений | |||
| 1 | 2 | 3 | к |
| 29 | 23 | 22 | 15 |
| 20 | 20 | 28 | 13 |
| 22 | 20 | 25 | 14 |
| среднее значение | |||
| 24 | 21 | 25 | 14 |
| +10 | +7 | +11 | Отклонения от контроля |
Из таблицы 8 видно, что на контрольном варианте было собрано 14 плодов томатов с 1 растения, при внесении разработанного органоминерального удобрения на основе зоокомпоста личинки мухи Черной Львинки, количество плодов увеличивалось с 7 до 11 штук. Наибольшее количество томатов было получено при внесении органоминерального удобрения в количестве 3 тонны на гектар.
С целью изучения влияния органоминерального удобрения на урожай нами исследовались показатели урожайности 1 растения и средний урожай плодов томатов с делянки. Показатели урожайности представлены в табл. 9.
Таблица 9.
Урожай растения томатов кг.
| Масса томатов, кг. | |||
| Дозы органоминерального удобрения | |||
| 1 | 2 | 3 | к |
| 8,236 | 6,532 | 6,248 | 4,260 |
| 5,680 | 5,112 | 7,952 | 3,728 |
| 6,248 | 5,680 | 7,100 | 3,976 |
| среднее значение | |||
| 6,720 | 5,774 | 7,100 | 3,976 |
| +2,744 | +1,800 | +3,124 | Отклонения от контроля |
Анализ данных таблицы 9 показывает достоверные данные прибавки урожая томатов. Видно, что органоминеральные удобрения положительно влияет на урожай томатов, увеличивает среднюю урожайность одного растения помидоров с 450 г. до 781 г. Следует отметить максимальная прибавка урожая составляет 781 г. с одного растения и получена при внесении тройной дозы органоминерального удобрения (3 тонны на га.).
Последняя уборка помидор была 17 сентября, анализируя данные урожайности томатов с учетной площади делянки можно сделать вывод, прибавка урожая по отношению к контролю находилась в диапазоне 1,800-3,124 кг. что составляет 82%, наибольшая прибавка урожая была отмечена на опытных делянка с дозой 3 тонны органоминерального удобрения.
Исследования показали, что при внесении разработанных составов органоминерального удобрения в почву, урожайность значительно растет и превосходит показатели контрольных образцов почв без удобрений, таким образом они могут быть использованы для выращивания растений в производственных условиях.
Созданные органоминеральные удобрения снижает вредное воздействие на окружающую среду за счет исключения хранения отходов промышленных производств, позволяет вовлекать их повторно в технологический цикл, что способствует созданию мало- и безотходных технологий.
Органоминеральное удобрение на основе зоокомпоста личинки мухи Черной львинки, включающее органическую часть, отличающееся тем, что органическая часть используется в виде зоокомпоста личинки мухи Черной львинки, а также содержит глауконитовую глину, цитрогипс, при следующем содержании компонентов, мас. %:
| глауконитовая глина | 5-15 |
| цитрогипс | 15-30 |
| зоокомпост личинки мухи Черная львинка | остальное |
