СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО БИОГУМУСА Российский патент 2007 года по МПК C05F3/00 

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 навоз70-80дробленая солома19-29,5молочная сыворотка0,5-1

В таблице 1 представлены данные по составу молочной сыворотки.

Таблица 1
Характеристика молочной сывороткиПоказательМолочная сывороткаСодержание сухих веществ, %6,4Лактоза, %4,1Белки, %0,9Молочный жир, %0,4Аминокислоты, мг/%3,9Мочевина, мг/%13,4Креатин, мг/%2,5Минеральные вещества, %0,7Содержание основных элементов, % Калий0,15Магний0,02Кальций0,1Натрий0,05Фосфор0,1

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/пПоказателиТехнология получения биогумуса по примеру 1Технология получения биогумуса по примеру 21Массовая доля сухого вещества, %40412Массовая доля влаги, %55543*Биологическая эффективность, по0,600,85 скорости роста, мм/час  4Массовая доля общего азота, %0,700,855Массовая доля фосфора, %0,800,946Массовая доля калия, %0,700,887Содержание   микроэлементов, мг/кг   Марганец3847 цинк2128 железо2229 бор1624 медь0,600,80 кобальт0,400,60*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-95Наименование вариантаУрожайность, ц/гаСтекловидность, %Качество клейковины,
ИДККоличество клейковины, %Контроль (без органических удобрений)28597320Биогумус (прототип)35637724Активированный биогумус43748429

Таблица 4
Применение биогумуса при выращивании картофеля сорта «Удача»НаименованиеВнекорневая подкормка, л/га (фаза 5-6 листьев)Урожайность, ц/гаКонтроль (без органического удобрения)-230Биогумус (прототип)350247Активированный биогумус350280

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.

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 навоз70-80дробленая солома19-29,5молочная сыворотка0,5-1