Способ получения активированного биогумуса
Владельцы патента RU 2306303:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке навоза крупного рогатого скота в сочетании с соломистыми отходами в органическое удобрение - биогумус. Способ включает компостирование подстилочного навоза и переработку полученного субстрата вермикультурой. На этапе переработки субстрата вермикультурой в субстрат добавляют молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%: подстилочный навоз 70-80, дробленая солома 19-29,5, молочная сыворотка 0,5-1. Способ способствует обогащению биогумуса макро- и микроэлементами, повышению степени его гумификации и биогенности. 4 табл.
Область техники
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам переработки на основе вермикультивирования навоза и других органических отходов в биогумус, являющийся органическим удобрением, и может быть использовано в сельском хозяйстве.
Уровень техники
Известен способ получения биогумуса вермикультивированием субстрата, состоящего из птичьего помета с добавлением соломы (И.А.Мельник. Журнал "Земледелие", 1991, №8, с.68).
Недостатком способа является то, что затратная технология не позволяет получить высококачественное органическое удобрение, сбалансированное по питательным элементам.
Известен способ приготовления биогумуса с использованием в качестве субстрата смеси навоза и дополнительного компонента - содержимое рубца убойных животных в соотношении 70-95 к 5-30 (Авторское свидетельство СССР №954079, кл. А01К 67/90, 1982).
Недостатком способа является то, что компонент субстрата - рубец убойных животных нестабилен при хранении.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения биогумуса с помощью компостных червей, предусматривающий переработку компостными червями подстилочного навоза крупного рогатого скота, дополнительно содержащего плодово-овощные отходы (Патент РФ, №2028999, от 20.02.1995).
Недостатком способа является то, что при нестандартности состава плодово-овощных отходов изменяется технологический баланс при получении биогумуса и это снижает качественные показатели, удобрительный эффект биогумуса с его применением в растениеводстве.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание энергосберегающей технологии получения активированного биогумуса с ускорением этапа переработки базового субстрата вермикультурой (Eisenia foctida), повышения степени однородности и количества питательных элементов в готовом продукте, обладающем высокой гумифицированностью, биогенностью.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого способа, сводится к сокращению времени стадии переработки субстрата вермикультурой в активированный биогумус, повышению выхода биогумуса, увеличению содержания в продукте питательных элементов, повышению уровня биологической эффективности на этапе биоконверсии субстрата вермикультурой, что достигается добавлением в субстрат молочной сыворотки.
Сущность способа получения активированного биогумуса заключается в том, что предлагаемый способ включает компостирование подстилочного навоза и переработку субстрата вермикультурой, отличается тем, что на этапе переработки субстрата вермикультурой добавляют в субстрат молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%:
| подстилочный навоз | 70-80 |
| дробленая солома | 19-29,5 |
| молочная сыворотка | 0,5-1 |
В таблице 1 представлены данные по составу молочной сыворотки.
| Таблица 1 Характеристика молочной сыворотки | |
| Показатель | Молочная сыворотка |
| Содержание сухих веществ, % | 6,4 |
| Лактоза, % | 4,1 |
| Белки, % | 0,9 |
| Молочный жир, % | 0,4 |
| Аминокислоты, мг/% | 3,9 |
| Мочевина, мг/% | 13,4 |
| Креатин, мг/% | 2,5 |
| Минеральные вещества, % | 0,7 |
| Содержание основных элементов, % | |
| Калий | 0,15 |
| Магний | 0,02 |
| Кальций | 0,1 |
| Натрий | 0,05 |
| Фосфор | 0,1 |
В молочной сыворотке содержатся важнейшие макро- и микроэлементы, протеины, биологически активные вещества, которые способствуют повышению уровня жизнедеятельности вермикультуры, обеспечивают процесс ее питания и в конечном итоге производство высокого качества биогумуса.
Осуществления изобретения
Возможность практического осуществления способа с использованием совокупности заявляемых признаков иллюстрируется примерами.
Пример 1. На первом этапе технологии осуществляют получение базового субстрата из 800 кг подстилочного навоза КРС с добавлением 190 кг дробленой соломы. Для компостирования смесь имеет влажность 70-75%, массовая доля азота не менее 1,7%. Всю массу субстрата перемешивают и укладывают в штабель высотой 60-80 см. В первые 10 дней процесс ферментации компоста осуществляют в анаэробных условиях с повышением температуры до 45-50°С, а в последующие 2 месяца процесс ферментации протекает при температуре 21-22°С. Завершение ферментации базового субстрата осуществляется через 6 месяцев. Для промывания субстрата от азотистых соединений, растворимого карбоната кальция и насыщения кислородом осуществляют еженедельный в течение 1 месяца полив субстрата до влажности 70-75%.
На следующем этапе осуществляют заселение сформированного размером 2×1 ложа субстрата вермикультурой - дождевыми червями «Старатель». Плотность заселения базового субстрата на данном ложе 3-4 тыс. червей. Вермикультивирование для получения биогумуса осуществляют 35 суток при влажности субстрата 70-75%, температуре 20-22°С и значении рН 6,8-7,2. Затем проводят выборку дождевых червей и далее биогумус высушивают 10-12 часов до влажности 45-50%. На заключительном этапе биогумус методом рассеивания разделяют на фракции с размером гранул от 0,8 до 3,0 мм. Выход биогумуса составил 520 кг, и на завершающем этапе вермикультивирования плотность заселения дождевыми червями составила 25-30 тыс/м2.
Пример 2. Осуществляют технологию получения биогумуса согласно примеру 1, однако для получения базового субстрата используют 800 кг подстилочного навоза КРС, с добавлением 190 кг дробленой соломы, вермикультивирование проводят увлажнением базового субстрата молочной сывороткой при соотношении 10 л на 1 т субстрата. Процесс получения биогумуса осуществляют в течение 28 суток. Выход биогумуса составил 650 кг.
Пример 3. Осуществляют технологию получения биогумуса согласно примеру 1, однако для получения базового субстрата используют 700 кг навоза КРС с добавлением 290 кг дробленой соломы, вермикультивирование субстрата проводят его увлажнением молочной сывороткой при соотношении 10 л на 1 тонну субстрата. Выход биогумуса составил 600 кг.
Пример 4. Осуществляют технологию получения биогумуса согласно примеру 1, однако для получения базового субстрата используют 700 кг подстилочного навоза КРС с добавлением 295 кг дробленой соломы, вермикультивирование субстрата проводят его увлажнением молочной сывороткой при соотношении 5 л на 1 тонну субстрата. Выход биогумуса составил 570 кг.
Пример 5. Осуществляют технологию получения биогумуса согласно примеру 1, однако для получения базового субстрата используют 600 кг подстилочного навоза КРС с добавлением 395 кг дробленой соломы, вермикультивирование субстрата проводят его увлажнением молочной сывороткой при соотношении 5 л на 1 тонну субстрата. Выход биогумуса составил 480 кг.
Таким образом, наиболее оптимальными параметрами получения биогумуса являются условия, представленные в примерах 2-4, обеспечивающие выход биогумуса 580-650 кг, обладающего высокой степенью гумифицированности, биогенностью.
В таблице 2 представлен состав биогумуса, полученного в соответствии с примерами 1 и 2.
Как видно из данных таблицы 2, добавление в базовый субстрат при вермикультивировании сыворотки способствуют значительному увеличению в биогумусе содержания макро- и микроэлементов. Возрастает величина биологической эффективности водного экстракта биогумуса, что составляет 0,85 мм/час (абсолютная скорость роста при действии экстракта биогумуса на семена озимой пшеницы). Достигается в конечном итоге усиление биогенности органического удобрения биогумуса.
| Таблица 2 Качественные показатели биогумуса | |||
| № п/п | Показатели | Технология получения биогумуса по примеру 1 | Технология получения биогумуса по примеру 2 |
| 1 | Массовая доля сухого вещества, % | 40 | 41 |
| 2 | Массовая доля влаги, % | 55 | 54 |
| 3 | *Биологическая эффективность, по | 0,60 | 0,85 |
| скорости роста, мм/час | |||
| 4 | Массовая доля общего азота, % | 0,70 | 0,85 |
| 5 | Массовая доля фосфора, % | 0,80 | 0,94 |
| 6 | Массовая доля калия, % | 0,70 | 0,88 |
| 7 | Содержание | ||
| микроэлементов, мг/кг | |||
| Марганец | 38 | 47 | |
| цинк | 21 | 28 | |
| железо | 22 | 29 | |
| бор | 16 | 24 | |
| медь | 0,60 | 0,80 | |
| кобальт | 0,40 | 0,60 | |
| *Биологическая эффективность определяется по абсолютной скорости прорастания семян озимой пшеницы при действии экстракта биогумуса. |
В таблицах 3 и 4 представлены данные по применению биогумуса в технологии возделывания озимой пшеницы сорт Дон-95 и картофеля сорта «Удача».
Как видно из таблиц, предлагаемый способ получения активированного биогумуса с использованием молочной сыворотки, добавляемой в базовый субстрат, позволяет значительно увеличить по сравнению с прототипом урожайность сельскохозяйственных культур.
| Таблица 3 Применение биогумуса при выращивании озимой пшеницы Дон-95 | ||||
| Наименование варианта | Урожайность, ц/га | Стекловидность, % | Качество клейковины, ИДК | Количество клейковины, % |
| Контроль (без органических удобрений) | 28 | 59 | 73 | 20 |
| Биогумус (прототип) | 35 | 63 | 77 | 24 |
| Активированный биогумус | 43 | 74 | 84 | 29 |
| Таблица 4 Применение биогумуса при выращивании картофеля сорта «Удача» | ||
| Наименование | Внекорневая подкормка, л/га (фаза 5-6 листьев) | Урожайность, ц/га |
| Контроль (без органического удобрения) | - | 230 |
| Биогумус (прототип) | 350 | 247 |
| Активированный биогумус | 350 | 280 |
Способ получения активированного биогумуса, включающий компостирование подстилочного навоза и переработку субстрата вермикультурой, отличающийся тем, что на этапе переработки субстрата вермикультурой добавляют в субстрат молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%:
| подстилочный навоз | 70-80 |
| дробленая солома | 19-29,5 |
| молочная сыворотка | 0,5-1 |
