Ускоренный способ комплексного вермикомпостирования и вермикультивирования

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ вермикомпостирования и вермикультивирования включает переработку субстрата, составленного из органических отходов различного происхождения, при этом в субстрат дополнительно вводят пероксид кальция. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет улучшить условия аэрации субстрата и оздоровить окружающую среду за счет ингибирования анаэробных процессов, являющихся источником образования токсикантов. 4 табл.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, коммунальному хозяйству, сельскому хозяйству и почвенной биотехнологии и может быть использовано при утилизации отходов животноводства, растениеводства и других органических отходов, включая пищевые, с помощью красных калифорнийских червей с ускоренным получением одновременно двух целевых продуктов - биогумуса (копролита) и белоксодержащей биомассы червей для кормовых целей.

Известен способ получения биогумуса в буртах путем вермикомпостирования органических сельскохозяйственных отходов с использованием дождевых червей «красный калифорнийский гибрид» [патент РФ №1724658 А1, Кл. C05F 11/00, 1992.07.04]. Полученный биогумус представляет высокоэффективное органическое удобрение, но, однако, он обладает недостаточно высокой ростостимулирующей и фунгистатической активностями. Кроме того, для осуществления вермикомпостирования по данному способу требуется длительное время (до 5-6 месяцев).

Известны способы получения биогумуса с использованием в качестве субстрата навоза крупного рогатого скота [Патент РФ №2493139. Авторы Выгузова М.А., Касаткин В.В., Литвинюк Н.Ю. и др. 20.09.2013. Бюл. №26], перегнившего конского навоза с отходами растениеводческой продукции [Инновационный патент РК, №26461. Органическое удобрение «Жасыл Орис». Опубл. 14.12.2012. бюл. №12], птичьего помета, органических рыхлителей и воды [патент РФ №2274628, МПК C05F 3/00].

Недостатками данных способов является высокая температура процесса вермикомпостирования, низкая интенсивность процесса переработки отходов за счет создания угнетающего воздействия на жизнедеятельность червей, соответственно, приводящие к неэффективному использованию калифорнийских червей.

Наиболее близким решением, принятым за прототип, является известный способ производства биогумуса с применением искусственной аэрации субстрата с помощью специализированного устройства [патент РФ №2423828 A01K 67/033]. Устройство состоит из камеры, равномерно распределяющей потоки воздуха; пневмовибродвигателя, который закачивает воздух и одновременно разрыхляет субстрат вибродвижениями; из трубок с отверстиями; пластины для упора и т.д.

Недостатком является усложнение процесса вермикомпостирования, создание вибродвижения, которое нежелательно для комфортного нахождения червей в субстрате, так как вибрация относится к вредному экологическому стресс-фактору для всех живых организмов, вызывающему деструктивные изменения и, соответственно, приводящий как к снижению их работоспособности, так и за счет денатурации белка к получению некачественного белкового корма.

Задачей настоящего изобретения является ускорение переработки отходов вермитехнологией с получением повышенной биомассы и сбалансированного экологически чистого удобрения - биогумуса путем активизации деятельности красных калифорнийских червей вида Esenia foetida.

Технический результат состоит в улучшении условий аэрации субстрата и оздоровлении окружающей среды за счет ингибирования анаэробных процессов, являющихся источником образования токсикантов.

Технический результат изобретения достигается тем, что для ускоренного осуществления комплексного вермикомпостирования и вермикультивирования в субстрат вводится пероксид кальция при соотношении компонентов, масс. %:

Введение в перерабатываемый субстрат добавок пероксида кальция CaO₂, являющегося источником кислорода, способствует улучшению условий аэрации во всем объеме компоста и, соответственно, полностью исключается образование анаэробных зон. При этом ускоряется биоразложение растительных и животных отходов, снижается содержание образующихся при гниении растительных остатков дурно пахнущих токсинов, регулируется pH, а также обеспечивается поступление в организм червей дополнительного кислорода и кальция, поддерживающих их активную жизнедеятельность. При активной деятельности черви, потребляя большое количество растительных остатков, микроорганизмов, грибов, водорослей и других веществ, вместе с копролитами выделяют большое количество кишечной микрофлоры, которая обладает антибиотическими свойствами, предотвращается развитие патогенной микрофлоры и процессов гниения. Из 1 тонны субстрата получают в среднем 600-650 кг биогумуса и 10-15 кг червей (в пересчете на сухую массу).

Для разведения калифорнийского червя и получения биогумуса используют установки различной конструкции, это могут быть в закрытых помещениях ящики или другие технологические емкости, в открытых условиях бурты (ложи), компостные кучи или ямы. В качестве субстрата используют органические отходы: свиной навоз, навоз крупного и мелкого рогатого скота, лошадей, верблюдов, птичий помет, ботву растений, опавшую листву, солому, щепу, опилки, пищевые и овощные отходы, картон, бумагу и др. Благоприятным условием окружающей среды для червей являются pH в пределах 6,5-7,5; температура 15-30°C; влажность не более 75% и не менее 50%. Количество червей не менее 20 тысяч штук на 1 м³.

Предлагаемое техническое решение, основанное на введение в состав субстрата аэрационного агента пероксида кальция, приведет к улучшению экологической обстановки и получению высококачественного биогумуса (таблица 1), необходимого для восстановления плодородия почв (таблица 2), а также позволит получить дополнительное количество в виде биомассы калифорнийских червей, обладающих высокими кормовыми качествами благодаря содержанию белка и ряда ценных биологических веществ (таблица 3). Таким образом, в течение не более 2 месяцев достигается двуединая цель: а) природоохранная - утилизация и переработка различных по составу органических отходов; б) народно-хозяйственная - получение ценного высокопротеинового корма для сельскохозяйственных животных и получение высокоэффективного органического удобрения (биогумуса).

Данное техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков, дающих дополнительный эффект, что способствует критерию «существенные отличия». Заявляемый способ с характеризующим его отличительным признаком на настоящее время неизвестен и отвечает требованиям критерия «новизна».

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областях науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ позволяет получить высококачественный биогумус, внесение которого в почву активизирует биохимические и физиологические процессы, повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая.

Данные по определению биомассы червей получены экспериментально при введении в перерабатываемый субстрат различных концентраций пероксида кальция. Оптимальным является граничное содержание пероксида кальция в пределах 2,0-3,5 масс. %. Внесение пероксида кальция менее 2,0 масс. % не вызывает значительного увеличения как количеств продуцента-червя, так и их биомассы. Введение в субстрат пероксида кальция свыше 3,5 масс. % нецелесообразно, так как не наблюдается резкое повышение биомассы культуры червей.

Способ вермикомпостирования и вермикультивирования, включающий переработку субстрата, составленного из органических отходов различного происхождения, отличающийся тем, что в субстрат дополнительно вводят пероксид кальция при соотношении компонентов, масс.%:

навоз животных или птичий помет	60-70
бытовые органические отходы	10-25
отходы агропромышленности	5-10
пероксид кальция	2,0-3,5
вода	остальное