Способ получения органоминерального удобрения
Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии. Цель - повышение интенсивности компостирования и удобрительной ценности продукта. Путем дополнительного ввода в компост из древесных опилок и каныги мелкодисперсной фракции (1-3 мм) цеолитового туфа улучшаются структура компоста, его аэрация и повышается скорость компостирования. Благодаря широкому спектру зольных элементов улучшается питательная ценность компоста. Компоненты берут в следующих соотношениях, мае.ч.: древесные опилки 100, каныга 25-35, цеолитовый туф 10-25. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 С 05 F 11/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4904050/15 (22) 22,01,91 (46) 07,11.92, Бюл, N 41 (71) Кемеровский государственный университет (72) О.H.Òðóíîâà и И.А,Новикова (73) О.Н,Трунова (56) Авторское свидетельство СССР
М 1578117, кл. С 05 F 11/00, 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии. Цель — повышение
Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано для повышения плодородия защищенного грунта.
Известны способы получения органоминерального удобрения с использованием цеолита, в котором калийзащищенный цеолит смешивают со свежим свиным навозом и прогревают при 100-105 С. Но при этом цеолит требует предварительной химической обработки, и ого используют в большом объеме (80-1207; от состава смеси).
Недостатком данного способа является также его техническая сложность, требующая больших затрат энергии, Известен способ получения органического удобрения, включающий смешение растительных остатков (соломы) с биологической добавкой, в качестве которой используют содержимое преджелудков жвачных животных (каныгу), которое добавляют к растительным остаткам в соотношении (в
„„Я „„1774939 А3 интенсивности компостирования и удобрительной ценности продукта, Путем дополнительного ввода в компост из древесных опилок и каныги мелкодисперсной фракции (1-3 мм) цеолитового туфа улучшаются структура компоста, его аэрация и повышается скорость компостирования, Благодаря широкому спектру зольных элементов улучшается питательная ценность компоста. Компоненты берут в следующих соотношениях, мас.ч.: древесные опилки 100, каныга 25-35, цеолитовый туф
10-25. 4 табл. мас, ч.) (20-30):50. Затем смесь увлажняют и проводят ее компостирование в аэробных условиях. Полученный субстрат предназначен для последующего запахивания в почву в качестве удобрения, где он разлагается в течение примерно 6 мес, Способ ускоряет процесс разложения растительных остатков во время компостирования, однако идет недостаточно эффективно в части продуцирования биомассы микроорганизмов, выполняющих удобрительную функцию, при внесении субстрата в почву.
Таким образом, целью изобретения является повышение интенсивности компостирования и удобрительной ценности конечного продукта.
Цель достигается тем; что при получении органоминерального удобрения на основе растительных остатков в виде древесных опилок и каныги путем смешивания компонентов, увлажнения смеси и последу1774939
25
55 ющего ее компостирования предлагается при смешивании компонентов в смесь вводить цеолитовый туф в мелкодисперсной фракции 1-3 мм при соотношении компонентов, мас.ч.:
Древесные опилки 100
Каныга 25 — 35
Цеолитовый туф 10 — 25 и компостирование проводить в течение 2—
3 мес.
Интенсивность воздействия биологических субстратов, используемых в качестве удобрения, характеризуется численностью микроорганизмов, участвующих в преобразовании азотистых соединений: бактерий, усваивающих органический азот (растущих на MllA), и азотфиксаторов (растущих на среде Эшби). Экспериментально установлено, что внесение в смесь древесных опилок с каныгой мелкодисперсного цеолитового туфа активизирует развитие физиологических групп микроорганизмов, Наиболее чувствительными к такому внесению оказались аэробные фиксаторы азота. Испытания показали, что в результате повышается азотфиксирующая активность и "дыхание" (выделение СО2) субстрата, соответственно увеличивается биомасса микроорганизмов, Известно, что каждая бактериальная клетка в микроорганизме содержит кислород, углерод, водород и азот. На долю этих элементов приходится до 86 массы клетки. Кроме четырех перечисленных элементов, в клетке непременно присутствуют Са, Р, К, Fe, Na, М9 и другие. Все вместе они составляют
1,9 — 3,0 массы клетки, Остальные элементы, а их обнаружено около 60, составляют в клетках живых организмов сотые доли процентов.
В субстрате, получаемом предлагаемым способом, в качестве источника биогенных элементов для микроорганизмов служит каныга, которая обогащена как углеродом .(за счет растительной массы корма), так и азотом (за счет минерализуемого в преджелудках протистомикробного белка).
Экспериментально определено количество каныги для укаэанного массового соотношения компонентов смеси: при внесении менее 25 ч. каныги недостаточно интенсивно идет процесс развития микроорганизмов, а внесение более. 35 ч. не дает существенного повышения интенсивности процесса и экономически нецелесообразно.
Используемый в данном способе цеолитовый туф выполняет двойную роль. Во-первых, служит источником минерального питания для микроорганизмов, так как в его состав входят зола. Са, Р, К, Na, Fe, Mg, Cu, Zn, Со и другие, т.е. те элементы, которые необходимы для формирования бактериальной клетки, Во-вторых. он является иммобилизатором микробных клеток и служит для пролонгированного наращивания биомассы, Адсорбируясь на частицах цеолита и потребляя питательные вещества каныги, микроорганизмы выделяют разнообразные ферменты, резко ускоряющие химические реакции, а также всевозможные продукты обмена, которые в свою очередь вызывают глубокие превращения органических и минеральных веществ, ускоряют разложение растительных остатков.
Цеолитовый туф вносится в мелкодисперсной фракции: 1-3 мм. Для предлагаемого способа чем мельче фракция, тем лучше, Получение фракции мельче 1 мм требует больших затрат механического труда, а фракции более 3 мм разлагаются более длительное время, чем это требуется для получения качественного субстрата. Количество цеолитового туфа рассчитано экспериментально. При внесении менее 10 ч. процесс наращивания биомассы микроорганизмов идет недостаточно интенсивно, а при внесении более 25 ч, избыточный цеолит долго не разлагается и тормозит процесс.
Полученная смесь выдерживается в аэробных условиях в течение 2-3 мес. Выдерживание менее 2 мес недостаточно для микробиологического разложения, а после
3 мес субстрат практически готов, наблюдается снижение микробиологической активности, Способ осуществляется следующим образом.
Древесные опилки смешивают с содержимым и реджелудков ж вачн ых животных (каныгой) и с мелкодисперсным цеолитовым туфом в соотношении (в мас.ч.) 100:(2535):(10-25) соответственно. Каныга может быть введена как в естественном состоянии, так и в высушенном — в виде каныжной муки, В качестве цеолитового туфа может быть использован цеолитовый туф— пегасин фракции 1-3 мм, имеющий следующий химический состав: зола 89.4, кальций
3,1, фосфор 0,1, калий 3,4 г/кг, натрий
0,5 г/кг, железо 22,9 г/кг, марганец 497 мг/кг, медь 21,1 мг/кг, цинк 204 мг/кг, кобальт
31 мг/кг, Полученную смесь увлажняют водой из расчета на 1 т биомассы 5-7,5 т воды, после чего выдерживают при регулярном смачивании водой до предельной полевой влажности 60% в течение 2-3 мес при температуре летнего (15 — 28 С) воздуха. Полученный субстрат используют для
1774939 удобрения тепличного грунта либо в качестве готового тепличного грунта;
Агрохимический анализ субстрата (см. табл. 1) показал в варианте с цеолитом увеличение легкогидролизуемых форм азота и 5 снижение кислотности субстрата с рН 5.8 до рН 6,5, Пример 1, Древесные опилки массой
5 т перемешивают с 1,8 т каныги и 0,5 т цеолитового туфа, оформляют в виде бурта, 10 увлажняют 40 м воды, которая хорошо впитывается в биомассу при свободном доступе воздуха, и выдерживают при поддержании заданной влажности 3 мес при температуре воздуха 15 — 28 С. Через 3 мес субстрат 15 готов для внесения в качестве тепличного грунта.
Варианты соотношений компонентов смеси и данные по их микробиологической активности и агрохимическим свойствам 20 приведены в табл. 1.
Пример 2. Смесь, приготовленную по методике, описанной в примере 1, выдерживают 1; 1.5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 мес. Результаты приведены в табл. 2. 25
Данные табл. 2 показывают, что выдерживание смеси следует проводить 2-3 мес.
Выдерживание менее 2 мес недостаточно для микробиологического разложения, а более 3 мес нецелесообразно, так как при этом 30 снижается содержание легкогидролиэуемых форм азота, уменьшаются азотфиксирующая активность и выделение С02, т.е. идет снижение микробиологической активности. А после 4 мес начинаются анаэроб- 35 ные процессы.
Основным преимуществом предлагаемого способа является возможность быстрого (в течение 2-3 Mec) расщепления растительных остатков (опилок) наземным способом. (против 6 мес при запахивании в почву по и рототипу).
Полученный органоминеральный субстрат содержит высокую концентрацию микробной биомассы и отличается высокой гумусированностью, Данный субстрат после 2-3-месячного созревания сразу может быть использован в качестве тепличного грунта или транспортироваться в фасованном виде в качестве органоминерального удобрения.
Одним из преимуществ способа является применение дешевых и доступных добавок, позволяющих утилизировать отходы мясокомбинатов и получать экологически безвредное удобрение.
Формула изобретения
Способ получения органоминерального удобрения на основе древесных опилок и каныги, включающий смешивание компонентов, увлажнение смеси и последующее ее компостирование в аэробных условиях, отличающийся тем; что, с целью повышения интенсивности компостирования и удобрительной ценности конечного продукта, при смешивании компонентов вводят дополнительно цеолитовый туф s мелкодисперсной фракции — 1-3 мм, при соотношении компонентов смеси, мас.ч.:
Древесные опилки 100
Каныга 25-35
Указанный цеолитовый туф 10-25 а компостирование осуществляют в течение двух-трех меся цев. (774939
Таблица l рН
Способ обработки
АФА Выделение СО Биомасса (кг суб) мгСО /100 г мг С/100 г суб, сут субстрата
Численность микроорганизмов мг/100 г субстрата
ИПА Эшби
5>0
2,0
3 2
7,0
8,0
7,0
7,5
6,8. 7,5
5,0
6,8
6)2
6,0
Известный способ:
Увлажненные опилки, смешанные с каныгой
10 10
10,4
81,0
4,0
5,8
28,0
Таблица2
АФА (мгlкг) суб./сут
Количество месяцев
Численность микроорганизмов рН мг/100 г субстрата
Эшби
ИПА
10 о
10 ! фО
10.
6
6,5
7,5
0,67
21
0,89
1,64
1 5
132
136
202,3
202>3
227,5
222
25,8
37,2
37,2
32,1
2,5
3,5
1,78
1,81
1,23
0,42
8;5
0,21 !
4,3
Контроль
Увлажненные опилки 10З
Предлагаемые примеры:
Содержание субстра" та (древесные опилки!смешанные с кайыгой и цеолитовым туфом),мас.ч:
100:20!7 10 !
00:25;10 !О
100:30: 10 10 . 100:25:15 10
100:30:15 1О
100:25:20 10
100:30:20 10
100:25:25 10
100:30:25 1О
100 25.25 108
100:35:27 1О
10 !
О 10 ! От
10О !
О
1От
1От
1О
l0l
13,4 !
7„4
18„6
17,2
18,2
16,0
1В,1
1513
16,0
15,8
15,6
80,9
162,7
202,3
162,7
170,0
157,2
170,0
120,3
157,2
143,2
138,6
Выделение CO Биомасса мгСО /100 г мг С/100 r суб. сут
5,8
6,0
6,3
6,1
6,3
6,4
6,5
6,5
6,5
6,5
6,6
6,0
6,2
6,3
6,3
6,3
6,5
6,7
6,8
18,3
28,7
37,2
29,2
35,0
29,8
37,4
30,4
32,4
30,0
29,1
1774939 таблица 3
АФА мг/кг субстрата
Фракции цеолитового туфа, мм
Численность микроорга" низмов, мк/l кг
Выделение СО мгСОг/100 г субстрата
Биомасса мгС/100 r субстрата мг/
100 г субстрата рН
Эшби
1 и меньше
18,6
8,0
202,3 6,3
37,г
37,г
37,2
34,7
30,0
6,3
6,3
6,3
6,4
6
27,2
16,7
14,3
2,7
Та блица 4
Способ обработки
Органическая часть, Общие, Ф
I II Ш лигноподобные вещества перегн. неспец. соед. вещестаа целлю лоза
Опилки
Опилки, каныга!
0 . 0 0
2,6 2,05 0,4
73
Опилки, каныга цеолитовый туф
3,2 2,23
0,57
Составитель О, Трунова
Техред М.Моргентал Корректор 3. Лончакова
Редактор А. Хорина
Заказ 3942 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
10В
10 10
8,6
8,6
8,2
4,9
4,2 ф 7
8,0
7,8
7,6
6,8
6,6
4,0
3,2
202,3
197,2
192,1
157,2
152,4
81,0
73.9
