СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОУДОБРЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C05F3/00 C05F11/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке отходов птицеводства.

Известно использование микроорганизмов рода Azotobacter для повышения плодородия почвы, биологической ремедиации почв и обогащения ее соединениями азота, однако в присутствии аммиака процесс азотфиксации прекращается и микробная культура рода Azotobacter начинает утилизировать свободный аммиак, которым богат птичий помет, что дает высокий дезодорирующий эффект.

Известен способ биологической переработки птичьего помета (патент РФ № 2322427, МПК (2006.01) C05F 11/08, (2006.01) C12N 1/20), предусматривающий смешение птичьего помета с влагопоглощающим материалом с последующей аэробной ферментацией смеси в присутствии микроорганизмов при перемешивании до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-30°C. Причем в качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441(2). Преимущественное выполнение способа биологической переработки птичьего помета, когда в качестве консорциума микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в равных соотношениях и в количестве 1·10⁸-1·10⁹ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.

Таким образом, заявляемый способ позволяет получить более дешевое высокоэффективное удобрение путем снижения расходов на его переработку за счет упрощения технологического процесса и уменьшения расхода вносимого консорциума штаммов.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является способ микробиологической переработки птичьего помета (патент РФ № 2437864, МПК (2009.01) C05F 3/00, (2006.01) C05F 11/08), заключающийся во внесении микробной культуры Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, в птичий помет с последующим перемешиванием, а затем через 5 суток вносят микробную культуру Azotobacter chroococcum B 35, депонированную в ВКПМ под № В-6010, и вновь перемешивают. Титр вносимых микробных культур составлял для Pseudomonas sp. 114-10⁸ кл./мл и для Azotobacter chroococcum B 35 10⁸ кл./мл. Объемное соотношение вносимых культур 2:1 соответственно из расчета 45 мл на 1 кг птичьего помета при бесподстилочном содержании птицы. При подстилочном содержании птицы Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum B 35, взятые в отношении 2:1, вносят в количестве 15 мл на 1 кг помета. Перед внесением микробных культур каждую из них разбавляют водой в соотношении 1:2 соответственно.

К недостаткам наиболее близкого аналога относится поэтапное внесение культур микроорганизмов и перемешивание бурта с птичьим пометом, и, как следствие, большая трудоемкость и материалоемкость данного способа микробиологической переработки птичьего помета.

Техническим результатом является ускорение процесса биоконверсии с одновременным увеличением биологической активности продукта переработки и экологической безопасности.

Технический результат достигается тем, что в способе получения биоудобрения, заключающемся во внесении микробных культур Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, и Azotobacter chroococcum B 35, депонированной в ВКПМ под № В-6010, с титром 10⁸ кл./мл в соотношении 2:1 на сухой комбинированный носитель из расчета 60 мл на 1 кг и перемешивании, в качестве носителя используют целлюлозосодержащее вещество, например лузгу подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит, взятых в соотношении 1:3 по массе, и биосмесь наносят на пол животноводческих помещений в дозе 30-70 г на 1 м² при влажности носителя 15-20%, затем биосмесь с отходами птицеводческих помещений собирают и складируют в бурты.

Способ получения биоудобрения осуществляется следующим образом: первой стадией технологического процесса является культивирование штаммов микроорганизмов до достижения необходимого количества КОЕ (10⁸ кл./мл), второй - нанесение жидкой культуры микроорганизмов на сухой влагопоглощающий комбинированный носитель, а заключительной - непосредственное нанесение биопрепарата на пол птицеводческого помещения, затем биосмесь с отходами собирают и складируют в бурты.

Предварительно проводили поиск оптимального соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 при обработке отходов птицеводства, взятых с Краснодарской птицефабрики, в количестве 3 кг для каждого из выбранных соотношений.

Использовали микробные культуры: Pseudomonas sp. 114, выращенную, как указано выше, и Azotobacter chroococcum B 35, выращенную на среде Эшби. Титр микробных культур составлял для Pseudomonas sp. 114-10⁸ кл./мл и для Azotobacter chroococcum B 35-10⁸ кл./мл.

Также были подобраны соотношения компонентов сухого комбинированного носителя, в состав которого вошли целлюлозосодержащее вещество, например лузга подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит. При подборе соотношений компонентов носителя учитывались также их гигроскопические свойства, наиболее оптимальным из рассмотренных вариантов является соотношение 1:3.

Полученную биосмесь далее распределяли по полу птицеводческих помещений поверх отходов птицеводства, в дозе 30-70 г на 1 м² при влажности носителя 15-20% микробных культур совместно с сухим влагопоглощающим комбинированным носителем на отходы птицеводства. После каждого внесения биосмеси осуществляли перемешивание. Через 15 дней от начала обработки проводили аналитический и микробиологический контроль отходов по динамике аммонийного азота и по величине общего микробного числа.

Таблица 1 Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток по утилизации аммонийного азота и росту микробного числа Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси Показатели Аммонийный азот, мг/л Общее микробное число, кл./мл До обработки Через 15 суток До обработки Через 15 суток 1 2 3 4 5 1:1 250 110 10⁶ 10⁹ 1:2 250 120 10⁶ 10¹¹ 1:3 250 130 10⁶ 10¹¹ 2:1 250 90 10⁶ 10¹⁰ 3:1 250 140 10⁶ 10¹⁰

Кроме того, определяли количество жизнеспособных личинок мух по МУ № 3.5.2.1759-03 от 28.09.2003 «Методы определения эффективности инсектицидов, акарицидов, используемых в медицинской дезинсекции» и гельминтологическое обсеменение отходов птицеводства по МУК 4.2.796-99 от 22.03.2002 «Методы санитарно-паразитологических исследований». Результаты исследований приведены в таблицах 2, 3.

Таблица 2 Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum B 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток по изменению количества колиформных бактерий и паразитологической обсемененности Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 и биосмеси Показатели   Колиформные бактерии Паразитология До обработки Через 15 суток До обработки
Число цист Через 15 суток
Число цист 1:1 10³ 10 5 2 1:2 10³ 10² 5 3 1:3 10³ 10² 5 Не обнаружено 2:1 10³ 10² 5 Не обнаружено 3:1 10³ 10³ 5 Не обнаружено

Таблица 3 Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток на изменение количества патогенной микрофлоры и количества личинок мух Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси Показатели Патогенная микрофлора (Salmonella) Личинки мух До обработки Через 15 суток До обработки, в 100 мл Через 15 суток, в 100 мл 1:1 10² Не обнаружено 66 35 1:2 10² Не обнаружено 66 28 1:3 10² Не обнаружено 66 32 2:1 10² Не обнаружено 66 18 3:1 10² Не обнаружено 66 36

Как следует из таблиц 1-3, оптимальным является соотношение микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси, взятых в соотношении 2:1 соответственно.

Возможность практического использования иллюстрируется примерами его изготовления с использованием полной совокупности заявляемых признаков изобретения.

Пример конкретного осуществления способа получения биоудобрения

В период с 11 февраля 2013 года на кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики на базе учебно-опытного хозяйства «Краснодарское» КГАУ была организована и проведена опытная обработка 50 кг отходов птицеводства. 11 февраля 2013 года было проведено смешивание биосмеси с отходами птицеводства, в ходе эксперимента были использованы микробная культура Pseudomonas sp. 114, выращенная на глюкозопептонной среде, с титром 10⁸ кл./мл и микробная культура Azotobacter chroococcum В 35, выращенная на мелассной среде (состав на 1 л: 45 г свекловичной мелассы, 2 г KH₂PO₄, 0,02 г дрожжевого экстракта), с титром 10⁸ кл./мл. Под воздействием культуры Pseudomonas sp. 114 происходит стимуляция развития целлюлозоразрушающих микроорганизмов (Cellulumonas, Trichoderma), а следовательно, образуется достаточное количество гидролизованных из целлюлозы сахаров, что является дополнительным стимулирующим эффектом для развития аборигенной микрофлоры отходов птицеводства.

Контроль биологической составляющей проводился один раз в неделю. Отмечали, что происходит с пометом, как уменьшается патогенная микрофлора и увеличивается полезная микрофлора. Также велось визуальное наблюдение за внешним видом птичьего помета. В ходе испытаний наблюдалось постепенное изменение цвета и агрегатного состояния содержимого буртов и снижение аммиачного запаха.

Отбор проб осуществляли в первый день внесения, через 6 суток и через 15 суток от начала обработки и проводили аналитический, микробиологический и паразитологический контроль в соответствии с методиками, указанными выше.

В результате применения заявляемого способа получены следующие результаты, отраженные в таблицах 4, 5.

Таблица 4 Результаты по изменению общего микробного числа, аммонийного азота, колиформных бактерий и патогенной микрофлоры Время от начала обработки, сутки Показатели Общее микробное число, кл./мл Аммонийный азот, мг/л Колиформные микроорганизмы, КОЕ кл./мл Патогенная микрофлора (Salmonella), кл./мл На начало 10⁶ 330 10³ 300 6 суток 10⁸ 250 10² 24 15 суток 10¹¹ 120 10² Не обнаружено

Таблица 5 Результаты изменения количества личинок мух и паразитологического заражения Время от начала обработки, сутки Показатели Паразитология, число цист в 1 л Личинки мух в 100 мл На начало 12 45 6 суток 6 21 15 суток 0 14

Кроме результатов, отраженных в таблицах 4, 5, следует указать, что отмечено снижение содержания в воздухе вредных газов: сероводорода, аммиака, метана, улучшение экологической обстановки внутри птицеводческих помещений, снижение негативного воздействия на окружающую среду, возникающего при хранении отходов птицеводства и производстве удобрения, уменьшение времени переработки отходов. Результат достигается тем, что за счет действия комплекса культур, обеспечивающих микробную утилизацию отходов птицеводства, происходит утилизация аммиака и остаточного белка в помете с целью оптимизации аборигенной микрофлоры.

Отходы птицеводства, не обработанные в соответствии с заявляемым способом и находящиеся рядом, не претерпели никаких изменений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения биоудобрения включает получение биосмеси путем внесения микробных культур Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, и Azotobacter chroococcum В 35, депонированной в ВКПМ под № В-6010, с титром 10⁸ кл./мл в соотношении 2:1 на сухой комбинированный носитель из расчета 60 мл на 1 кг и перемешивание, причем в качестве носителя используют целлюлозосодержащее вещество, например лузгу подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит, взятые в соотношении 1:3 по массе, далее биосмесь наносят на пол птицеводческих помещений в дозе 30-70 г на 1 м² при влажности носителя 15-20%, затем биосмесь с отходами птицеводческих помещений по мере накопления собирают и складируют в бурты. Изобретение позволяет ускорить процесс биоконверсии с одновременным увеличением биологической активности продукта переработки и экологической безопасности. 5 табл., 1 пр.

Способ получения биоудобрения, включающий получение биосмеси путем внесения микробных культур Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, и Azotobacter chroococcum В 35, депонированной в ВКПМ под № В-6010, с титром 10⁸ кл./мл в соотношении 2:1 на сухой комбинированный носитель из расчета 60 мл на 1 кг и перемешивание, отличающийся тем, что в качестве носителя используют целлюлозосодержащее вещество, например лузгу подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит, взятые в соотношении 1:3 по массе, далее биосмесь наносят на пол птицеводческих помещений в дозе 30-70 г на 1 м² при влажности носителя 15-20%, затем биосмесь с отходами птицеводческих помещений по мере накопления собирают и складируют в бурты.