Способ селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства Российский патент 2024 года по МПК A01K67/00 

Область техники

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано для селекции червей, нацеленных на производство экологически чистого биогумуса на основе вермикомпостирования органических отходов животного и растительного происхождения.

Уровень техники

Современные методы селекции основаны на двух исторически сложившихся способах. Первый, более ранний способ, в основе которого лежит искусственный отбор, когда человек отбирает растения или животных с интересующими его признаками, заключается в адаптации различных видов растений и животных к определенным условиям выживания и жизнедеятельности: природно-климатическим, почвенным, кормовым, производственно-экономическим и т.д. Второй способ, основанный на законах генетики, строится на сознательном и целенаправленном скрещивании экземпляров с ярко выраженными полезными свойствами, в целях получения новых внутри- и межвидовых гибридов, способных к потенцированию наиболее полезных свойств родителей и передаче их потомству.

Известен способ селекции дождевых червей, адаптированных к различным субстратам и технологическим условиям содержания. Сущность: предлагаемый способ предусматривает размещение маточной популяции в набор между несколькими связанными между собой пробами субстратов. Одну из проб формируют из чистого субстрата, требующего утилизации, а другие готовят из смеси базового субстрата и субстрата, требующего утилизации в различных соотношениях. Все наборы проб содержат в различных технологических условиях. После содержания популяции на этих субстратах из них выделяют и подсчитывают взрослых, вновь родившихся червей и коконы, а пробу с максимальной концентрацией утилизируемого субстрата принимают за базовую, после чего все операции повторяют до получения популяции дождевых червей, произведшей массовое заселение пробы из чистого субстрата, требующего утилизации (Мухачев В.И., Хлебников И.К., Васильев П.И., Ащеулов А.А., Балабанов Е.Н., Санков В.В. Способ селекции дождевых червей. Патент на изобретение RU 2106084 C1, опубл. 10.03.1998. Заявка № 94000871/13 от 10.01.1994).

Недостатком данного метода является необходимость постоянного извлечения червя из субстрата на промежуточных этапах технологического процесса, что является для червя стресс-фактором, приводящим к снижению продуктивности популяции и гибели животных.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения технологических (специализированных) пород компостного дождевого червя Eisenia foetida (Игонин А.М. Способ получения технологических (специализированных) пород компостного дождевого червя Eisenia foetida. Патент на изобретение RU 2058737 C1, опубл. 27.04.1996. Заявка № 5025888 15 от 29.10.1991). Сущность изобретения заключается в следующем. Компостных червей дикой популяции помещают в 25-40-сантиметровый слой компоста из навоза, подлежащего промышленной переработке. Выдерживают в компосте в течение трех циклов развития, каждый из которых длится 140-180 сут. при температуре субстрата (компоста) 15-25°С, влажности 65-85% и pH среды 6,5-7,5. Червей подкармливают ежемесячно путем наслаивания свежего компоста (субстрата) на поверхность перерабатываемого субстрата. В перерабатываемом субстрате идет процесс селекции и адаптации червей к новым искусственно созданным условиям их обитания с отмиранием значительной части диких особей. Выжившие черви переходят из отработанного субстрата в слой свежего компоста, быстро размножаются и составляют популяцию технологических (специализированных) червей для переработки данного навоза (компоста).

Недостатком данного метода является использование для переработки субстрата компостных червей дикой популяции, экономическая продуктивность которых уступает специально выведенным гибридам. Изменения агрохимического состава компоста, используемого для жизнедеятельности червей, также могут оказывать существенное влияние на плодовитость и продуктивность червей по переработке компоста.

Вышеперечисленные методы не позволяют использовать весь комплекс возможностей вермикомпостирования и вермиремедиации отходов сельскохозяйственного производства (растительного и животного происхождения) для получения экологически чистых сбалансированных органоминеральных удобрений для повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства с последующим производством экологически чистого органоминерального удобрения - биогумуса для использования в сельском хозяйстве в целях повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к получению гибрида червя, способного более эффективно утилизировать отходы сельскохозяйственного производства животного и растительного происхождения для получения экологически чистого комплексного органоминерального удобрения - биогумуса. Заявленный способ является простым, позволяет не только быстрее получить популяцию с необходимыми свойствами, адаптированную к субстрату, требующему утилизации, но и утилизировать отходы и дополнительно получить экологически чистое комплексное удобрение с заранее прогнозируемым химическим составом.

Указанный технический результат достигается тем, что способ селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства включает следующие этапы: приготовление субстрата для производства биогумуса, причем приготовление субстрата для производства биогумуса начинают от чистого торфа с последующим добавлением в него органических отходов сельского хозяйства, в увеличивающихся в процентном отношении утильных фракций, вплоть до полного исключения первичного субстрата, субстрат загружают в устройство для вермикомпостирования, в которое помещают червей семейства Lumbricidae: Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris, и выдерживают их при периодической аэрации и увлажнении водой в течение 6-8 недель при температуре 20-24 °С и влажности 70-75%.

В качестве органических отходов сельского хозяйства может быть использована смесь отходов животного и/или растительного происхождения. В качестве отходов животного происхождения может быть использован навоз лошадей, свиней, крупного и мелкого рогатого скота, помет кроличий, помет птичий.

В качестве устройства для вермикомпостирования может быть использован бурт или линейный вермиреактор. Для предотвращения излишнего испарения влаги линейный вермиреактор может быть дополнительно покрыт соломой.

Для поддержания уровня влажности 70-75% в жаркое без дождей время субстрат вместе с покрывающей соломой можно регулярно поливать.

Технический результат достигается с помощью способа селекции дождевых червей семейства Lumbricidae (гибрид Dendrobaena Veneta + Lumbricus terrestris) для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства, включающего отбор наиболее подходящих, с точки зрения вермикомпостирования, отходов животноводства и растениеводства, приготовление субстрата для производства биогумуса, начиная от чистого торфа с последующим добавлением в него отходов животного и/или растительного происхождения (в увеличивающихся в процентном отношении утильных фракций, вплоть до полного исключения первичного субстрата). При этом субстрат загружается в устройство для вермикомпостирования, (устройство может быть выполнено в виде ящика/стеллажа, например с размерами 5,0х1,5х0,2 м). Вначале в устройство помещаются черви Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris, которые последовательно перерабатывают загруженное в вермиреактор сырье. Двигаясь от начала вермиреактора черви постепенно перерабатывают все более неадаптированный субстрат, спариваются, выбрасывают коконы. Так последовательно происходит селекция нового вида/подвида червя, адаптированного к изначально запланированному виду корма, представленного органическими отходами животного и/или растительного происхождения или их комплексу. При этом черви не испытывают каких-либо стресс-факторов, постепенно адаптируясь к изменяющемуся физико-химическому составу кормовой смеси. При этом выбранные в качестве родительских форм Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris достаточно крупные, и хорошо зарекомендовавшие себя в качестве переработчиков органических отходов.

Способ позволяет получить гибрид червей, способных к выживанию как в условиях отапливаемых помещений, так и в открытой окружающей среде, перерабатывать различные виды органических отходов животного и растительного происхождения, в результате чего получать удобрение, которое содержит производственные ценные вещества, содержание которых зависит от вида отхода животного происхождения (конский навоз, навоз крупного рогатого скота, свиной, птичий помет) и вида растительного компонента, необходимые для восстановления и повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Удобрение позволяет одномоментно восстанавливать содержание органического вещества и микроэлементов, необходимых для повышения плодородия почв и произрастания сельскохозяйственных культур.

Предлагаемые виды червей относятся к семейству Lumbricidae. Они широко распространены на всей территории Российской Федерации, неприхотливы к пище, устойчивы к климатическим изменениям и неплохо размножаются. При этом они способны перерабатывать различные виды органических отходов животного и растительного происхождения и вырабатывать экологически чистое и высокоэффективное удобрение - биогумус.

Осуществление изобретения

В качестве родительских форм для получения гибрида применяются черви семейства Lumbricidae: Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris.

В качестве компонентов субстрата для получения биогумуса применяют смеси отходов производства сельского хозяйства животного происхождения (навоз лошадей, крупного и мелкого рогатого скота, помет кроличий и птичий) и растительного происхождения, которые закладываются в бурты или вермиреакторы при температуре 20-24°С и влажности 70-75%.

В данную смесь вносят червей семейства Lumbricidae. Линейные вермиреакторы покрывают соломой для предотвращения излишнего испарения влаги. Для поддержания уровня влажности субстрат вместе с покрывающей соломой в жаркое без дождей время регулярно поливают. Смесь компонентов выдерживают 6-8 недель при периодической аэрации и увлажнении водой для поддержания уровня влажности 70-75%. В результате получают гибрид червя и экологически чистый биогумус, пригодный для восстановления и повышения плодородия почв и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. На специально подготовленной площадке был подготовлен субстрат для производства биогумуса, состоящий из сельскохозяйственных отходов животного и растительного происхождения, отвечающий экологическим требованиям для жизнедеятельности червей семейства Lumbricidae, после чего был подготовлен бурт - шириной до 1,5 м, длиной 8 м, глубиной - до 0,3 м. Плотность заселения компостной массы дождевыми червями - 3-5 тыс. особей на 1 м2. В процессе компостирования (в течение 6-8 недель) поддерживалась оптимальная для жизнедеятельности червей влажность среды (70-75%).

Пример 2. Вермиреактор стеллажного типа размерами 3х1,5х0,3 м, расположенный в закрытом отапливаемом помещении, был заполнен субстратом для производства биогумуса, состоящим из сельскохозяйственных отходов животного и растительного происхождения, отвечающий экологическим требованиям для жизнедеятельности червей семейства Lumbricidae. Плотность заселения компостной массы дождевыми червями - 3-5 тыс. особей на 1 м2. В процессе компостирования (в течение 6-8 недель) поддерживалась оптимальная для жизнедеятельности червей влажность среды (70-75%). Оптимальная температура - 20-24 °С, так как появление потомства наблюдалось уже при 10°С, но прекращалось при температуре выше 28°С.

Способ получения гибрида и удобрения прост, малозатратен и пригоден для реализации как в личных подсобных хозяйствах, так и на уровне мелких, средних и крупных предприятий сельскохозяйственного производства.

Предлагаемая технология позволяет интенсивно утилизировать отходы сельскохозяйственного производства растительного и животного происхождения, не имевшие ранее полезного практического применения, и получать экологически чистый биогумус низкой себестоимости - сбалансированное органоминеральное удобрение, пригодное для воспроизводства плодородия почв.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет ускорить и упростить получение популяции дождевых червей с необходимыми свойствами, адаптированную к субстрату, требующему утилизации, а также утилизировать отходы и дополнительно получить экологически чистое комплексное удобрение.

Сопоставительный анализ заявленного способа селекции дождевых червей семейства Lumbricidae показывает, что совокупность существенных признаков неизвестна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного техническое решения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Приведённые сведения подтверждают возможность применения заявленного способа селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для селекции червей. Способ селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства включает следующие этапы: приготовление субстрата для производства биогумуса, причем приготовление субстрата для производства биогумуса начинают от чистого торфа с последующим добавлением в него органических отходов сельского хозяйства, в увеличивающихся в процентном отношении утильных фракциях, вплоть до полного исключения первичного субстрата, субстрат загружают в устройство для вермикомпостирования, в которое помещают червей семейства Lumbricidae: Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris, и выдерживают их при периодической аэрации и увлажнении водой в течение 6-8 недель при температуре 20-24 °С и влажности 70-75%. В качестве органических отходов сельского хозяйства может быть использована смесь отходов животного и/или растительного происхождения. В качестве отходов животного происхождения может быть использован навоз лошадей, свиней, крупного и мелкого рогатого скота, помет кроличий, помет птичий. В качестве устройства для вермикомпостирования может быть использован бурт или линейный вермиреактор. Для предотвращения излишнего испарения влаги линейный вермиреактор может быть дополнительно покрыт соломой. Для поддержания уровня влажности 70-75% в жаркое без дождей время субстрат вместе с покрывающей соломой можно регулярно поливать. Изобретение позволяет быстрее получить популяцию с необходимыми свойствами, адаптированную к субстрату для утилизации, утилизировать отходы и дополнительно получить экологически чистое комплексное удобрение с заранее прогнозируемым химическим составом. 5 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Способ селекции дождевых червей семейства Lumbricidae для утилизации органических отходов животноводства и растениеводства, включающий приготовление субстрата для производства биогумуса, причем приготовление субстрата для производства биогумуса начинают от чистого торфа с последующим добавлением в него органических отходов сельского хозяйства, в увеличивающихся в процентном отношении утильных фракциях, вплоть до полного исключения первичного субстрата, субстрат загружают в устройство для вермикомпостирования, в которое помещают червей семейства Lumbricidae: Dendrobaena Veneta и Lumbricus terrestris, и выдерживают их при периодической аэрации и увлажнении водой в течение 6-8 недель при температуре 20-24 °С и влажности 70-75%, причем отбор взрослых половозрелых червей – гибридов – для дальнейшего культивирования осуществляют на конечном этапе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органических отходов сельского хозяйства используют смесь отходов животного и/или растительного происхождения.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве отходов животного происхождения используют навоз лошадей, свиней, крупного и мелкого рогатого скота, помет кроличий, помет птичий.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве устройства для вермикомпостирования используют бурт или линейный вермиреактор.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для предотвращения излишнего испарения влаги линейный вермиреактор дополнительно покрывают соломой.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что для поддержания уровня влажности 70-75% в жаркое без дождей время субстрат вместе с покрывающей соломой регулярно поливают.