RU2646630C1 - Способ получения биоудобрения - Google Patents

Способ получения биоудобрения Download PDF

Info

Publication number
RU2646630C1
RU2646630C1 RU2017119620A RU2017119620A RU2646630C1 RU 2646630 C1 RU2646630 C1 RU 2646630C1 RU 2017119620 A RU2017119620 A RU 2017119620A RU 2017119620 A RU2017119620 A RU 2017119620A RU 2646630 C1 RU2646630 C1 RU 2646630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
biofertilizer
hours
amount
citric acid
Prior art date
Application number
RU2017119620A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Юрьевна Рабинович
Дарья Васильевна Тихомирова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ)
Priority to RU2017119620A priority Critical patent/RU2646630C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2646630C1 publication Critical patent/RU2646630C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/02Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии и к сельскохозяйственной микробиологии. Способ получения биоудобрения включает предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятых в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов. Вводят одновременно в полученное первичное биоудобрение пшеничные отруби в количестве 3 мас. %, магний уксуснокислый в количестве 0,1 мас. % смеси и лимонную кислоту в количестве 0,1 мас. % смеси. Осуществляют перемешивание смеси. Проводят первую стадию биоконверсии смеси при температуре 36-39°C в течение 96 часов. Затем проводят вторую стадию биоконверсии при температуре 55-60°C в течение 24 часов. При этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут. Изобретение обеспечивает получение нового биоудобрения для улучшения роста и развития растений, обогащенного сложнокомпонентным стимулятором, представленным в виде магния уксуснокислого и лимонной кислоты. 5 ил., 6 табл.

Description

Изобретение относится к биотехнологии и к сельскохозяйственной микробиологии.
Решение проблемы рационального использования многотоннажных отходов сельского хозяйства ведет к сбережению природных ресурсов, значительному уменьшению загрязнения окружающей среды. Разработка получения новых удобрений путем переработки органического сырья сводится к поиску экономически выгодных и экологически приемлемых технологий получения удобрений. Одним из современных способов получения органических удобрений является биоконверсионный процесс (процесс ферментации), который протекает в регулируемых условиях и основан на участии микроорганизмов в метаболических превращениях, связанных с распадом и синтезом высокомолекулярных соединений, благодаря чему формируются качественные экологически чистые удобрения. За счет введения в исходную смесь различных стимуляторов после проведенного процесса ферментации получается модернизированное удобрение, в котором сформированы наиболее благоприятные свойства, присущие высокоэффективным органическим удобрениям.
Известно органоминеральное удобрение и способ его получения, которое содержит влажный птичий помет, кальциевые соли азотсодержащих органических кислот и гидрат окиси кальция, с последующим перемешиванием. Соотношение компонентов в нем: на 10 весовых частей птичьего помета добавляют 5-10 весовых частей молотой негашеной извести. При этом получают несбалансированный состав продукта, содержащий только азот и кальций. Органическая часть не подвергается биотермическому процессу минерализации и гумификации (Патент РФ №2191764, кл. C05F 3/00, C05G 1/00, 2000).
Известен способ получения гранулированного удобрительно-посевного материала, содержащего торф, сапропель, куриный помет с опилками с добавлением небольших количеств минеральных удобрений (Патент РФ №2099917, кл. А01С 1/06, 1995). Однако такое удобрение содержит незначительное количество необходимых питательных минеральных веществ.
Известно комплексное удобрение, содержащее птичий помет с влажностью 50-70%; древесные опилки с размером частиц не более 3 мм, подвергнутые предварительному ферментированию; верховой торф с влажностью 40-70% и размером частиц не более 3 мм и доломитовую муку. Получаемые таким способом удобрения негранулированные, имеют высокую влажность (более 50%), несбалансированы по составу, а главное содержат недостаточное количество гуминовых соединений и микроэлементов. Птичий помет и торф вводятся в состав удобрения без предварительной ферментации. Торф при этом используется только как сорбент, а птичий помет без сушки или ферментации может содержать остатки патогенной флоры и большое количество различных сорняков, личинки вредных насекомых и др. Продукт с высокой влажностью и негранулированный вызовет большие сложности при внесении его в почву (Патент РФ №2236393, кл. C05G 3/00, C05F 11/02, C05F 3/00, 2003).
В способе получения сложного гранулированного органического удобрения, обогащенного минеральными компонентами (Патент РФ №2337900, кл. C05F 3/00, 2007) в качестве органического компонента используют ферментированный компост состава, мас. %: птичий помет с опилками 20-25; верховой торф с навозом 30-35; низинный торф 30-40, который обогащают добавками необходимых минеральных компонентов в соотношении: органический ферментированный компост 80-90%; минеральные добавки 10-20%, а смесь подвергают гранулированию и сушке при 85-95°C. В качестве минеральных добавок используют соли Cu, Mn, B, Zn, борную кислоту или другие бораты, аммофос, карбамид, сульфаты или хлориды калия.
Известен способ получения биологически активного средства для роста и развития растений (Патент РФ №2264460, кл. С12Р 1/00, C05F 3/00, C05F 11/00, 2003), в котором в исходную смесь, состоящую из органических отходов и торфа, дополнительно вводят фосфорнокислый калий в количестве 0,01-0,5 мас. % и проводят процесс биоконверсии.
Известен способ биоконверсии органических отходов в кормовую добавку и удобрение (Патент РФ №2151133, кл. C05F 3/00, А23К 1/00, 1998), включающий измельчение органических отходов и торфа с последующим их перемешиванием, введением в смесь сложнокомпон ентной микроэлементной добавки и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре.
Недостатком данного способа является большое количество микроэлементов, входящих в комплексную микроэлементную добавку за счет сочетания очень большого количества подобранных солей, которые предварительно взвешиваются по отдельности, что в целом приводит к удорожанию продукта биоконверсии.
Наиболее близким к заявленному является способ получения биоудобрения (Патент РФ №2579254, кл. С053/00, 2015, прототип), включающий предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятые в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов. В полученное первичное биоудобрение, кроме пшеничных отрубей в количестве 3 мас. % смеси, вводят калий-натрий виннокислый в количестве 0,1 мас. % смеси и лимонную кислоту также в количестве 0,1 мас. % смеси с последующим перемешиванием компонентов и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа.
Недостатком известного способа получения биоудобрения является тот факт, что введенные в процесс ферментации добавки (стимуляторы) калий-натрий виннокислый и лимонная кислота хотя и оказали эффективное влияние на рост и развитие растений, однако совместное их применение не в полном объеме отобразило положительное действие биоудобрения, полученного в процессе ферментации.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в получении в ходе биоконверсионного процесса нового биоудобрения путем замены калия-натрия виннокислого уксуснокислым магнием. Таким образом, получается более эффективное и питательное биоудобрение для улучшения роста и развития растений, расширяющего ассортимент удобрений.
Технический результат изобретения - получение нового биоудобрения, с полезным содержанием магниевого компонента в виде уксуснокислого магния.
Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе получения биоудобрения, включающем предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятых в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов, введение в полученное первичное биоудобрение пшеничных отрубей в количестве 3 мас. % смеси и лимонной кислоты в количестве 0,1 мас. % с последующим перемешиванием компонентов смеси и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии (ферментации) проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа, одновременно с пшеничными отрубями и лимонной кислотой в первичное биоудобрение вводят магний уксуснокислый в количестве 0,1 мас. % смеси.
Магний входит в состав хлорофилла и, следовательно, участвует в процессе фотосинтеза. Он играет важную роль в обмене веществ в клетках как активатор ферментов (киназ), осуществляющих отщепление и перенос фосфорной кислоты. В растениях до 50% магния входит в органические соединения, а остальное количество находится в виде растворимых солей (Справочник агрохимика - М., Россельхозиздат, 1980. - 286 с.).
Соль магния и уксусной кислоты - магний уксуснокислый или ацетат магния - неорганическое соединение, с химической формулой Mg(CH3COO)2, представляет собой бесцветные кристаллы, растворяется в воде, образует кристаллогидраты.
Уксуснокислый магний применяется в медицине как слабительное, в крашении служит для закрепления на ткани черного анилина, служит антисептическим и дезинфицирующим средством и, что нам особенно важно для получения нового биоудобрения, является катализатором в органическом синтезе.
В ходе разработки выбора нового способа получения биоудобрения после процесса ощелачивания одновременно с введением пшеничных отрубей добавляют стимуляторы. Так как прототипом способа получения является патент РФ №2579254, где сложнокомпонентный стимулятор был представлен в виде калия-натрия виннокислого и лимонной кислоты в концентрациях 0,1% на 1 кг исходной смеси, нами принято решение оставить такую концентрацию обоих компонентов, но заменить калий-натрий виннокислый либо на марганец уксуснокислый, либо на магний уксуснокислый. Таким образом, нами было исследовано три процесса получения нового биоудобрения:
1 процесс - процесс получения биоудобрения (патент РФ №2579254), где сложнокомпонентный стимулятор представлен в виде калий-натрий виннокислого и лимонной кислоты (обозначен в ходе исследования как прототип);
2 процесс - процесс получения биоудобрения, где сложнокомпонентный стимулятор представлен в виде марганца уксуснокислого и лимонной кислоты;
3 процесс - процесс получения биоудобрения, где сложнокомпонентный стимулятор представлен в виде магния уксуснокислого и лимонной кислоты.
Заявленные виды стимуляторов являются химически взаимозаменяемыми, физиологичными, а также достаточно доступными для осуществления процесса модернизации стимуляторов. Дальнейшее изучение процессов с видоизмененными стимуляторами позволило выбрать оптимальный процесс получения нового биоудобрения с наилучшим сложнокомпонентным стимулятором.
Изучение процессов биоферментации с различными сложнокомпонентными стимуляторами выполняли путем отбора исходных образцов, ферментируемого (спустя 96 ч) и конечного продукта (биоудобрения), используя методики биохимического, микробиологического и агрохимического анализов. Сравнивали процессы с введением сложнокомпонентных стимуляторов в виде марганца уксуснокислого и лимонной кислоты, магния уксуснокислого и лимонной кислоты и прототип (Патент РФ №2579254).
Известно [Ковалев Н.Г., Рабинович Г.Ю., Малинин Б.М., Сульман Э.М., Бордадымова И.Н. Теоретические основы биоферментации / Тверь: Чудо, 2000 г. - 36 с.], что ферментативная активность свойственна всем процессам ферментации. Поэтому ее исследование позволяет установить направленность преобразований органической массы, обуславливаемых, в частности, активностью оксидоредуктаз и гидролаз.
Результативной оказалась методика оценки, включающая определение активности ферментов класса оксидоредуктаз. Отношение активностей ферментов каталазы к дегидрогеназе (окислительно-восстановительный коэффицент = ОВК) наглядно отражает интенсивность процесса получения нового биоудобрения (фиг. 3).
Процесс получения биоудобрения-прототипа протекал почти линейно, а процесс с использованием биостимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый имел наивысшую точку в середине процесса ферментации, существенно отличаясь от остальных двух вариантов максимальным значением. Данный вид процесса, судя по ОВК, отражает самый высокий уровень трансформационных изменений, свидетельствуя о высокой эффективности данного биостимулятора, однако некоторую настороженность вызывает высокий уровень ОВК в конечном продукте, свидетельствуя о продолжении процессов распада.
С микробиологической точки зрения важную роль при формировании биоудобрений играют агрономически ценные и сопутствующие группы микроорганизмов. Данные учета численности микробиологических исследований отображены в табл. 1.
Доминантную роль в превращении органического сырья в процессе ферментации играют азоттрансформирующие микроорганизмы. Из табл. 1 видно, что пик активности в середине процесса приходится на варианты с применением биостимулятора в виде лимонной кислоты + марганец уксуснокислый и на получение процесса - прототипа. В варианте процесса получения нового биоудобрения со сложнокомпонентным стимулятором в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый отмечается достаточно ровное снижение аммонифицирующей микрофлоры.
Содержание численности амилолитических микроорганизмов представлено на фиг. 4. Можно отметить, что всем исследуемым процессам характерна параболическая динамика. Однако в конце процесса ферментации наибольшее количество амилолитических микроорганизмов было обнаружено в варианте со сложнокомпонентным стимулятором в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый.
На фиг. 5 продемонстрированы коэффициенты минерализации по азоту и углероду, присущие конечным продуктам трех сравниваемых видов биоудобрения. В процессе - прототипе и процессе со стимулятором в виде лимонной кислоты + марганца уксуснокислого коэффициенты минерализации по азоту не достигают единицы, тогда как в процессе с использованием сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый они выше этого значения, что свидетельствует о незавершенности преобразования субстрата в процессе ферментации. В этом же варианте был обнаружен самый высокий уровень коэффициента минерализации по углероду.
В целом высокая биохимическая активность сравниваемых процессов (ОВК и коэффициенты минерализации) свидетельствовала в пользу варианта с использованием сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый.
Большую роль в процессе получения органических удобрений играет определение ферментов класса гидролаз, осуществляющих реакцию гидролиза разнообразных сложных органических соединений, тем самым обогащая в ходе ферментации органический субстрат подвижными и доступными питательными веществами (табл. 2).
Торф, являясь целлюлозосодержащим компонентом, обеспечивает микроорганизмы исходных смесей необходимой энергией и поэтому в процессе ферментации исходный субстрат эффективно разрушается до мономеров за счет активности специфических ферментов целлюлазы и инвертазы. Целлюлазы способны разрушать высокомолекулярные углеродсодержащие соединения, а инвертазы - продукты их жизнедеятельности. Эти ферменты фактически обеспечивают переработку трудноразлагаемых растительных остатков и обеспечивают поставку необходимых углеродсодержащих соединений для микроорганизмов, участвующих в реакциях биосинтеза при ферментации [Рабинович Г.Ю., Ковалев Н.Г., Фомичева Н.В., Рабинович P.M. Процессы и качество продуктов твердофазной ферментации (Методическое пособие). Москва - Тверь, 2003. - 54 с.].
Целлюлазная активность на протяжении процесса получения биоудобрения в исследуемых вариантах характеризуется пониженной активностью (причем в процессе - прототипе активность целлюлазы падает в 2 раза). Однако в варианте с использованием сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый в конечном продукте обнаруживается самая большая активность фермента инвертазы, свидетельствуя о глубине трансформации, что было подтверждено при определении относительно высокого коэффициента минерализации по углероду (фиг. 4). Непосредственное участие в процессе аммонификации принимает фермент протеаза, который осуществляет распад белковых соединений и гуминовых кислот до аминокислот. Ее количество тесно взаимосвязано с содержанием группы микроорганизмов, потребляющих органические формы азота. В биоудобрении, полученном с использованием сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + марганец уксуснокислый обнаруживается повышенная протеолитическая активность, а в процессе - прототипе - практически не изменяется на всем протяжении. В этих же вариантах было выявлено наибольшее количество аммонификаторов по сравнению с вариантом со сложнокомпон ентным стимулятором в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый - здесь и количество микроорганизмов этой группы, и протеолитическая активность, были отмечены ниже.
Уреаза - фермент, завершающий цикл распада белковых соединений. Наименьшее значение уреазной активности в биоудобрении было обнаружено в варианте с использованием сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + марганец уксуснокислый.
Одним из важнейших показателей оценки проведения процессов ферментации является анализ качества конечных продуктов по содержанию элементов питания и уровню кислотности. Именно эти показатели являются определяющими качество будущего биоудобрения. Можно отметить, что по содержанию элементов питания одним из лучших вариантов ведения процесса с добавлением в исходную смесь биостимулятора можно считать вариант с использованием сложнокомпон ентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый (табл. 3). Вероятно, что накопление элементов питания в конечном продукте данного процесса было связано с высокой напряженностью окислительно-восстановительных преобразований (судя по уровню ОВК и коэффициентов минерализации).
Таким образом, введение в исходную смесь сложнокомпон ентных стимуляторов изменило направленность (по сравнению с процессом - прототипом) биохимических и микробиологических преобразований получения нового биоудобрения, а именно:
1. Окислительно-восстановительный коэффициент (особенно высокий в варианте со сложнокомпон ентным стимулятором в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый) наглядно отражает интенсивность процесса получения биоудобрения, что обусловлено более высоким уровнем трансформационных изменений и свидетельствует о преимуществе процесса распада над синтезом сложных соединений.
2. Большое содержание в конечном продукте агрономически полезной азоттрансформирующей микрофлоры свидетельствует о высоком уровне биогенности биоудобрения на основе этих процессов.
3. Вариант с использованием сложнокомпон ентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый характеризуется самым высоким коэффициентом минерализации по углероду и высокой активностью фермента инвертазы, свидетельствуя об активном преобразовании углеродсодержащих соединений, высвобождении большого количества энергии, идущей на процессы биосинтеза.
4. Введение в исходную смесь сложнокомпонентного стимулятора в виде лимонной кислоты + магний уксуснокислый способствовало накоплению в полученном удобрении максимального количества питательных элементов: азота, фосфора и калия.
Таким образом, из двух разновидностей нового биоудобрения наилучшей была признана та, что была получена с применением лимонной кислоты и магния уксуснокислого, добавляемых в исходную смесь в концентрациях 0,1 мас. %.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ получения биоудобрения; на фиг. 2 - биореактор для осуществления заявленного способа получения нового биоудобрения; на фиг. 3 показан окислительно-восстановительный коэффициент в течение ферментации исследуемых процессов; на фиг. 4 - содержание амилолитических микроорганизмов в течение ферментации: на фиг. 5 - коэффициенты минерализации по углероду и азоту. В таблице 1 представлена микробиологическая активность в течение ферментации исследуемых процессов; в таблице 2 - активность ферментов класса гидролаз в процессах получения биоудобрения (у.е.); в таблице 3 - содержание некоторых агрохимических показателей в процессах получения биоудобрения (% на а.с.в.); в таблице 4 - урожайность картофеля (т/га) под воздействием биоудобрений; в таблице 5 - качество картофеля под влиянием биоудобрений; в таблице 6 - сравнительная характеристика биоудобрений, полученных по способу-прототипу (RU, 2579254) и заявленному способу.
Заявленный способ получения биоудобрения осуществляют в биореакторе, который состоит из корпуса 1, внутри которого размещена барботажная сетка 2, закрытого сверху крышкой 3. Через крышку 3 проходит приспособление 4 для вытягивания барботажной решетки 4. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат, а контроль за температурой осуществляют термометром 6. Для продувки смеси воздухом установлены барботажные трубки 7 - продольная аэрация, 8 - поперечная аэрация.
Готовят смесь из куриного помета и торфа, взятых в соотношении 50:50. Исходное сырье измельчают до гранулометрического состава не более 10 мм и тщательно перемешивают до получения практически монодисперсной системы. Торфопометную смесь подвергают ощелачиванию 0,5%-ным водным раствором едкого кали в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов. Получают первичное биоудобрение, в которое одновременно добавляют пшеничные отруби в количестве 3 мас. %, магний уксуснокислый в количестве 0,1 мас. % смеси и лимонную кислоту в количестве 0,1 мас. % смеси (первичного биоудобрения). Перемешивают компоненты смеси и загружают в корпус 1 биореактора на барботажную сетку 2 и закрывают крышкой 3. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат и гермостатируют до температуры 36-39°C (контроль осуществляют термометром 6), продувают воздухом через барботажные трубки 7, 8. После этого начинается двухстадийный биоконверсионный процесс: первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - при температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, при этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут.
Полученный заявленным способом продукт - новое биоудобрение с повышенным содержанием физиологически активных веществ, расширяющее ассортимент удобрений, полученных путем биоконверсии органических отходов.
Пример конкретного выполнения способа получения нового биоудобрения.
Получение биоудобрения начинается с подготовки исходной смеси органического сырья, состоящего из помета куриного и торфа, взятых в соотношении 50:50, общей массой 1 кг. Полученную смесь помещают в стеклянную емкость объемом 2 дм3, тщательно перемешивают и измельчают до частиц с гранулометрическим составом не более 10 мм.
Обработку (ощелачивание) торфопометной смеси проводят 0,5%-ной щелочью КОН объемом 1,5 л в течение 24 часов при температуре 20-22°C с целью глубокого разрушения высокомолекулярных органических соединений. Благодаря приему ощелачивания активизируется ферментативная активность как ферментов-оксидоредуктаз (окислительно-восстановительный коэффициент, фиг. 3), так и гидролаз (инвертазы, табл. 2).
Далее в полученное первичное биоудобрение с целью снижения влажности и установления благоприятного уровня рН, позитивно влияющих на развитие микрофлоры, добавляют пшеничные отруби (отходы мукомольного производства) в количестве 3% от массы исходной торфопометной смеси (30 г). Одновременно в первичное удобрение добавляют магний уксуснокислый и лимонную кислоту в количестве 0,1% каждого от массы исходной торфопометной смеси (1 г), перемешивают компоненты смеси, после чего помещают в биореактор объемом 1,75 дм3 и проводят двухстадийную биоконверсию.
Первую стадию биоконверсии осуществляют при температуре 36-39°C в течение 96 ч, при которой активно развивалась микрофлора, в том числе и перешедшая в споровое состояние при щелочном гидролизе. На второй стадии биоконверсии, протекающей при температуре 55-60°C в течение 24 ч, достигается необходимая экологичность биоудобрения (отсутствие энтеробактерий и низкое содержание грибов, среди которых встречаются патогены), чего было невозможно достигнуть на первой стадии, вследствие благоприятной для санитарно-показательной микрофлоры и микроорганизмов порчи температуры 36-39°C. Благодаря процессу биоконверсии постадийно формируется продукт с характерными качественными показателями, присущими биоудобрениям:
- наличие достаточно высокой численности агрономически полезной микрофлоры;
- наличие элементов питания в форме, доступной для растений и микрофлоры;
- благоприятная кислотность (табл. 3).
Пример практического применения нового биоудобрения.
В результате проведенных исследований одним из лучших вариантов получения нового биоудобрения был признан вариант со сложнокомпон ентным стимулятором в виде лимонной кислоты и магния уксуснокислого. Полученное заявленным способом новое биоудобрение апробировали в качестве основного удобрения на посадках картофеля сорта «Жуковский» путем локального внесения. Его действие на растения и почвенную микрофлору оценивали в сравнении с известным биоудобрением - компостом многоцелевого назначения (КМН) и прототипом (патент РФ №2579254). Дозы КМН, прототипа и нового биоудобрения были идентичны 4 т/га, так как при скрининговых исследованиях первичные результаты получают при аналогичных с контролем дозировках. Общим контролем для всех вариантов служил вариант без удобрений (б/у). В табл. 4 показана более высокая урожайность картофеля при использовании нового биоудобрения со сложнокомпонентным стимулятором в виде лимонной кислоты и магния уксуснокислого по отношению к обоим контрольным вариантам.
Учет общей урожайности показал, что новое удобрение со сложнокомпон ентным стимулятором в виде лимонной кислоты и магния уксуснокислого способствовало формированию самого высокого урожая картофеля - 21,56 т/га (прибавка относительно контроля б/у составила 33%). Относительно варианта контроля КМН прибавка составила ~6%, а относительно прототипа - ~5%.
Использование полученного заявленным способом нового биоудобрения со сложнокомпонентным стимулятором в виде лимонной кислоты и магния уксуснокислого способствовало улучшению качества клубней картофеля: увеличение крахмалистости относительно варианта б/у - на 30%, варианта - прототипа и КМН - ~2%, а также небольшому снижению нитратонакопления относительно вариантов с применением органических удобрений КМН и прототипа - на 9 и 5% соответственно и относительно варианта б/у - на 28%.
Чтобы подтвердить заявленный технический результат, были проанализированы технологии получения биоудобрения по способу-прототипу (патент РФ №№2579254) и по заявленному способу из исходных идентичных компонентов - куриного помета и торфа (с одинаковыми характеристиками: влажность, рН). Характеристика полученных биоудобрений по вышеперечисленным способам отражена в табл. 5.
Заявленный способ позволяет получить новое эффективное биоудобрение, обогащенное стимуляторами роста растений. Кроме того, разработанный способ является технологичным, что позволяет провести масштабирование процесса и осуществить его в промышленных условиях
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006

Claims (1)

  1. Способ получения биоудобрения, включающий предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятых в соотношении компонентов 50:50, до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов, введение в полученное первичное биоудобрение пшеничных отрубей в количестве 3 мас. % смеси и лимонной кислоты в количестве 0,1 мас. % с последующим перемешиванием компонентов смеси и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа, отличающийся тем, что одновременно с пшеничными отрубями и лимонной кислотой в первичное биоудобрение вводят магний уксуснокислый в количестве 0,1 мас. % смеси.
RU2017119620A 2017-06-05 2017-06-05 Способ получения биоудобрения RU2646630C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119620A RU2646630C1 (ru) 2017-06-05 2017-06-05 Способ получения биоудобрения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119620A RU2646630C1 (ru) 2017-06-05 2017-06-05 Способ получения биоудобрения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646630C1 true RU2646630C1 (ru) 2018-03-06

Family

ID=61568709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119620A RU2646630C1 (ru) 2017-06-05 2017-06-05 Способ получения биоудобрения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646630C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710319C1 (ru) * 2019-03-26 2019-12-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Способ повышения урожайности картофеля
RU2733133C1 (ru) * 2020-03-24 2020-09-29 Роман Игоревич Оськин Удобрение органическое термоактивированное
RU2767995C1 (ru) * 2021-04-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева" (ФГБНУ ФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева") Способ получения жидкого удобрения

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1749217A1 (ru) * 1990-10-22 1992-07-23 Производственное Объединение "Протекс" Челябинского Отделения Советского Фонда Культуры Способ получени удобрени из птичьего помета
US20080302152A1 (en) * 2005-12-21 2008-12-11 International Carbon Technologies (Pty) Ltd. Fertilizer
RU2428405C1 (ru) * 2010-02-10 2011-09-10 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Способ получения жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия
RU2579254C1 (ru) * 2015-04-21 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Способ получения биоудобрения
GB2531463A (en) * 2013-06-21 2016-04-20 Elemental Digest Ltd Organic waste processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1749217A1 (ru) * 1990-10-22 1992-07-23 Производственное Объединение "Протекс" Челябинского Отделения Советского Фонда Культуры Способ получени удобрени из птичьего помета
US20080302152A1 (en) * 2005-12-21 2008-12-11 International Carbon Technologies (Pty) Ltd. Fertilizer
RU2428405C1 (ru) * 2010-02-10 2011-09-10 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Способ получения жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия
GB2531463A (en) * 2013-06-21 2016-04-20 Elemental Digest Ltd Organic waste processing
RU2579254C1 (ru) * 2015-04-21 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Способ получения биоудобрения

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710319C1 (ru) * 2019-03-26 2019-12-25 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Способ повышения урожайности картофеля
RU2733133C1 (ru) * 2020-03-24 2020-09-29 Роман Игоревич Оськин Удобрение органическое термоактивированное
RU2767995C1 (ru) * 2021-04-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева" (ФГБНУ ФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева") Способ получения жидкого удобрения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101575252B (zh) 茶叶专用有机复混肥及其配制方法
EP1248754B1 (en) Biological addition to organic-mineral fertilizers
CN104003804B (zh) 一种保水固氮的复合微生物肥料及其制备方法
CN106187581A (zh) 一种盐碱地用改良肥料及其制备方法
CN106083264A (zh) 一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺
CN104355777A (zh) 一种含有纳米硒的生物有机-无机复合肥及其制备方法
CN102351589A (zh) 一种用市政污泥生产的生物有机肥料及其制造方法
CN100484904C (zh) 一种复合发酵降解法生产草炭腐植酸复合肥的方法
CN104030751A (zh) 一种生物有机复合肥及其制作方法
RU2646630C1 (ru) Способ получения биоудобрения
CN101255076A (zh) 酒糟有机复混肥及有机肥料的生产方法
CN101759452A (zh) 生物有机肥料的生产方法
CN112624855A (zh) 利用生物质废弃物生产有机无机复合肥的方法及复合肥
CN1537830A (zh) 利用氢氧化钾碱法造纸制浆黑液生产肥料的方法
CN101544517B (zh) 一种多营养生物冲施肥的生产方法及多营养生物冲施肥
Narváez et al. Changes in macronutrients and physical properties during the growth of Lentinula edodes and Pleurotus ostreatus in a compost based on sugarcane bagasse agricultural waste
CN112239381A (zh) 一种富含微生物菌种的生物有机肥及其制备工艺
JPH11228269A (ja) 酵素培養発酵肥料の製法
Luo et al. Enhancing the carbon content of coal gangue for composting through sludge amendment: A feasibility study
CN101544516A (zh) 一种生物有机冲施肥的生产方法
RU2539781C1 (ru) Способ получения биоудобрения
RU2579254C1 (ru) Способ получения биоудобрения
CN109415277A (zh) 一种基于石墨的腐殖质的制备方法
CN104892179A (zh) 一种抗病微生物复合肥料及其制备方法
RU2205816C1 (ru) Минерально-биоорганическая добавка для роста и развития растений