КОМПЛЕКСНЫЙ ЭКСТРАКТ ИЗ ГУМАТОСОДЕРЖАЩИХ СУБСТРАТОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК C05F3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области производства гуминовых веществ, и может быть использовано при производстве экологически чистых препаратов из природного гуматсодержащего сырья.

Известно изобретение по патенту РФ №2612210 «Способ получения жидкого гуминового препарата», МПК C05F11/02, C05C11/00, опубл. 03.03.2017, включающий смешивание исходного сырья с раствором соли аммония на первой стадии, при этом на первой стадии осуществляют декальцинирование компоста путем его обработки раствором щавелевокислого аммония, на второй стадии добавляют в суспензию щелочь, затем отделяют твердый осадок, получая жидкий целевой препарат.

Наиболее близким по технической сути является «СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ БИОГУМУСА» по патенту на изобретение РФ №2231513, МПК C05F11/02, C05F3/00, включающий растворение биогумуса водой, экстрагирование и ферментацию. Размер частиц биогумуса составляет 0,1-10 мм, а его растворение водой осуществляется в соотношении 1:10. Экстрагирование проводят отмыванием микрофлоры в течение 1-2 часов при температуре 23-26°С и растворением питательных элементов биогумуса турбулентными токами воды с последующей естественной биологической ферментацией раствора в течение 3-5 суток.

Гуминовые препараты, полученные известным способом, обладают низким содержанием гуминовых веществ, макро- и микроэлементов, а также однообразием групп биологически активных веществ.

Задачей заявляемого технического решения является создание экологически чистого гуматосодержащего препарата, обладающего высоким содержанием макро- и микроэлементов и гуминовых веществ, полученных в результате переработки различных групп гуматосодержащих субстратов.

Поставленная задача решена за счет комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов, характеризующегося тем, что представляет собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного конского навоза с ферментированным экстрактом куриного помета, представляющим собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного куриного помета с маточным экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с водой, при этом биогумус представляет собой переработанный калифорнийскими червями навоз крупного рогатого скота.

Комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов получают следующим способом.

Осуществляют переработку навоза крупного рогатого скота калифорнийскими червями, для чего в закрытом помещении или на открытой площадке создают бурты из предварительно очищенного и измельченного навоза высотой не более 1,5 м, с рН примерно 7,0±0,5 и влажностью от 30 до 70%. Обработка навоза крупного рогатого скота калифорнийскими червями позволяет обеззаразить исходный биогумус от семян сорняков, личинок вредителей, паразитов и патогенной микрофлоры. Продукты жизнедеятельности, сопровождающие жизненный цикл калифорнийского червя, такие как растительные гормоны, антибиотики, витамины, ферменты, аминокислоты и прочие придают исходному биогумусу высокие биофунгицидные и бактерицидные обеззараживающие свойства, позволяющие избежать закисания, заплесневения и брожения получаемого продукта. В результате переработки навоза крупного рогатого скота калифорнийскими червями получают исходный биогумус.

Партию исходного биогумуса загружают в емкость и заливают водой в объемном соотношении равным 1:20. В течение двух суток, при периодическом перемешивании, осуществляют естественную ферментацию смеси при температуре окружающей среды от 20 до 25°С. Перемешивание осуществляют посредством турбулентных токов жидкой составляющей смеси. После окончания процесса ферментации смесь отстаивают в течение суток и разделяют на твердую и жидкую фракции. Разделение на твердую и жидкую фракции осуществляют посредством механической фильтрации, одновременно с перекачиванием смеси. Механическую фильтрацию смеси осуществляют любым известным из уровня техники способом, например, посредством сетчатого фильтра. Жидкую фракцию - экстракт биогумуса, изолируют от контакта с внешней средой. При целесообразности увеличения объема экстракта биогумуса осуществляют повторный цикл ферментации твердой фракции, заливая ее водой в объемном соотношении равным 1:10.

Партию исходного биогумуса загружают в емкость и заливают экстрактом биогумуса в объемном соотношении равным 1:10. В течение двух суток, при периодическом перемешивании турбулентными токами, осуществляют естественную ферментацию смеси при температуре окружающей среды от 20 до 25°С. После окончания процесса ферментации смесь отстаивают в течение суток и механически фильтруя ее во время перекачивания разделяют на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию - маточный экстракт биогумуса, изолируют от контакта с внешней средой. При целесообразности увеличения объема маточного экстракта биогумуса осуществляют повторный цикл ферментации твердой фракции, заливая ее экстрактом биогумуса в объемном соотношении равным 1:5.

Осуществляют термическую обработку партии куриного помета. Термическую обработку куриного помета осуществляют, например, при помощи промышленного гранулятора при температуре рабочей камеры и рабочего тела 90-110°С. Термическая обработка позволяет обеззаразить куриный помет от семян сорняков, личинок вредителей, паразитов и патогенной микрофлоры.

Партию термически обработанного гранулированного куриного помета загружают в емкость и заливают маточным экстрактом биогумуса в объемном соотношении равным 1:20. В течение двух суток, при периодическом перемешивании турбулентными токами, осуществляют естественную ферментацию смеси при температуре окружающей среды от 20 до 25°С. После окончания процесса ферментации смесь отстаивают в течение суток и механически фильтруя ее во время перекачивания разделяют на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию - экстракт куриного помета, изолируют от контакта с внешней средой. При целесообразности увеличения объема экстракта куриного помета осуществляют повторный цикл ферментации твердой фракции, заливая ее маточным экстрактом биогумуса в объемном соотношении равным 1:10.

Осуществляют термическую обработку партии конского навоза. Термическую обработку конского навоза осуществляют, например, при помощи промышленного гранулятора при температуре рабочей камеры и рабочего тела 90-110°С. Термическая обработка позволяет обеззаразить конский навоз от семян сорняков, личинок вредителей, паразитов и патогенной микрофлоры.

Партию термически обработанного гранулированного конского навоза загружают в емкость и заливают экстрактом куриного помета в объемном соотношении равным 1:10. В течение двух суток, при периодическом перемешивании, осуществляют естественную ферментацию смеси при температуре окружающей среды от 20 до 25°С. После окончания процесса ферментации смесь отстаивают в течении суток и механически фильтруя ее во время перекачивания разделяют на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию - комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов, изолируют от контакта с внешней средой. При целесообразности увеличения объема экстракта конского навоза осуществляют повторный цикл ферментации твердой фракции, заливая ее экстрактом куриного помета в объемном соотношении равным 1:5.

Результаты лабораторных исследований состава полученного заявляемым способом комплексного экстракта представлены в Табл. 1.

Таблица 1

№ Наименование показателя Ед. изм. Результат испытаний Погрешность НД на метод испытаний н/н Агрохимические показатели 1 pH в солевой вытяжке ед. рН 9,2 ±0,3 ГОСТ 27979-88 - Удобрения органические. Метод определения pH Показатели качества 2 Массовая доля общего азота % 0,3 ±0,1 ГОСТ 26715-85 - Удобрения органические. Методы определения общего азота 3 Массовая доля общего калия % 30,7 … ГОСТ 26718-85 - Удобрения органические. Метод определения общего калия 4 Массовая доля общего фосфора % 10 ±0,3 ГОСТ 26717-85 - Удобрения органические. Метод определения общего фосфора 5 Массовая доля органического вещества в пересчете на углерод % 12 ±1,5 ГОСТ 27980-88 - Удобрения органические. Методы определения органического вещества, н.1 6 Массовая доля сухого остатка % 0,54 - ГОСТ 26713-85 - Удобрения органические. Метод определения влаги и сухого остатка Санитарно-бактериологические показатели 7 Индекс БГКГТ КОЕ/г < 1 - № ФЦ/4022 - Методы микробиологического контроля почвы. Методические рекомендации (утв. 24.12.2004 г. № ФЦ/4022), п. 7 Санитарно-паразитологические показатели 8 Личинки гельминтов экз/кг 0 - МУК 4.2.2661-10 - Методы санитарно-паразитологических исследований, п.4.4 9 Цисты кишечныхпростейших экз/100г 0 - МУК4.2.2661-10- Методы санитарно-паразитологических исследований, п.4.7 10 Яйца гельминтов экз/кг 0 - МУК4.2.2661-10- Методы санитарно-паразитологических исследований, тт.4.2 Санитарно-энтомологические показатели 11 Личинки-Л и куколки-Кмух экз/кг 0 - МУК 2.1.7.2657-10 - Энтомологические методы исследования почвы населенных мест на наличие преимагинальных стадий синантропных мух.

Анализ результатов лабораторных испытаний позволяет сделать следующие выводы.

Комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов обладает высоким долевым содержанием общего калия и общего фосфора, что обеспечивается высоким уровнем извлечения гуминовых веществ из гуматосодержащих субстратов и их кумулятивным накоплением в конечном продукте. Комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов обладает высокой концентрацией представленных в нем разнообразных групп гуминовых веществ, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ, в том числе метаболитов полезных микроорганизмов, что обеспечивает высокую биозащиту культурных растений, увеличивает их урожайность и способствует восстановлению плодородия почвы. Комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов не обладает сенсибилизирующим действием, не образует вредных испарений, не содержит хлора, не содержит нитратов и нитритов, безвреден для человека, животных, птиц и пчел, не обладает аллергирующим, анафилактогенным, мутагенным и канцерогенным действием. Экстракт не подвержен обсеменению патогенной микрофлорой, прокисанию и брожению. Экстракт не расслаивается и не выпадает в осадок.

Состав заявляемого комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов позволяет использовать экстракт при протравливании и дражировке семян, опрыскивании растений по вегетации в открытом и закрытом грунте, обработке почвы во время посева, рекультивации земель и так далее. Экстракт совместим с пестицидами, большинством жидких минеральных удобрений, микроэлементными и органическими удобрениями, биопрепаратами и микробиологическими препаратами. Благодаря своему жидкому состоянию, экстракт может быть применен посредством ручных или автоматических распылителей, БПЛА или иных летательных аппаратов, при корневой подкормке, при капельном орошении.

Способ получения комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов не предполагает использования каких бы то ни было химических реагентов не природного происхождения, что обеспечивает экологическую чистоту производимого продукта. Отсутствие необходимости использования дорогостоящего оборудования, такого как устройства для ультразвуковой обработки и анаэробной ферментации, в совокупности с отсутствием необходимости использования дорогостоящих ингредиентов, таких как кислоты, щелочи, штаммы микроорганизмов и другие, делают способ получения комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов малозатратным и технологически доступным. Отделенные, в процессе осуществления способа, твердые фракции могут быть использованы для производства почвогрунтов и сухих удобрений, делая технологию получения экстракта безотходной.

Эффективность применения заявляемого комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов иллюстрируется проведенным на опытном поле Самарского ГАУ в 2017-2022 гг. исследованием. Опытный участок расположен в центральной зоне Самарской области, что соответствует южной лесостепи Заволжья. Почва опытного участка - чернозем типичный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 5,9%. Исследования проводили в полевом двухфакторном стационарном опыте, заложенном в 2017 году в рамках научной темы «Цифровое органическое земледелие», на полях зернопаропропашного севооборота: 1) чистый пар; 2) озимая пшеница; 3) яровая пшеница твердая; 4) горох; 5) ячмень; 6) подсолнечник.

Факторы: А - удобрения; В - препараты.

Фактор А: А1 - контроль, А2 - минеральные удобрения, А3 - многокомпонентное органическое удобрение на основе диатомита.

Фактор В: В1 - контроль, В2 - пестициды, В3 - комплексный экстракт из гуматосодержщих субстратов.

Фактор А - удобрения - вносили при посеве из сеялки в рядок на семенное ложе - под зерновые колосовые, зернобобовые и их смеси: А1 - контроль; А2 - 100 кг/га нитроаммофоски («16:16:16»); А3 - 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения «Диатомит + Зола древесная + Калий органический» (патент на изобретение №2756819, опубл. 06.10.2021, авторы - Оленин О. А., Зудилин С. Н.);

Фактор В - препараты - проводилось опрыскивание препаратами во время вегетации по листу: В1 - контроль; В2 - пестициды в виде фунгицида и/или инсектицида, и/или гербицида; В3 - комплексный экстракт из гуматосодержщих субстратов с функциями биоудобрения, биостимулятора, биофунгицида и биобактерицида.

Пестициды и биопрепараты каждый год исследований применялись в виде двух обработок на всех культурах: зерновые колосовые - в фазы кущения и выхода в трубку (или колошения); горох - до фазы 5 пар листьев; подсолнечник - до наступления фазы 5 пар листьев.

Пестициды применялись в нормах расхода согласно инструкции, комплексный экстракт - 3,0 л/га при рабочем растворе 150 л/га.

Сорт ячменя ярового, районированный - «Орлан» (оригинатор: Самарский НИИСХ - филиал СамНЦ РАН, пгт. Безенчук, Самарская обл.).

В табл. 2 представлены результаты влияния комплексного экстракта из гуматосодержщих субстратов на пораженность растений ячменя ярового корневыми гнилями и на его урожайность, за 2017-2022 гг.

Таблица 2.

Система удобрений
(А) Корневые гнили Урожайность Среднее % к
контролю Среднее % к
контролю Система защиты (В)
В1 - контроль А1 - контроль 28,1 100 2,09 100 А2 - нитроаммофоска 29,1 103,6 2,23 106,7 А3 - ДЗК 26,4 94,0 2,25 107,7 Среднее 27,9 99,2 2,19 104,8 В2 - пестициды А1 - контроль 30,5 108,5 2,26 108,1 А2 - нитроаммофоска 29,0 103,2 2,38 113,9 А3 - ДЗК 28,5 101,4 2,41 115,3 Среднее 29,3 104,4 2,35 112,4 В3 - комплексный экстракт из гуматосодержщих субстратов А1 - контроль 25,4 90,4 2,18 104,3 А2 - нитроаммофоска 28,2 100,4 2,36 112,9 А3 - ДЗК 25,3 90,0 2,57 123,0 Среднее 26,3 93,6 2,37 113,4

Наименьшая пораженность растений ячменя ярового корневыми гнилями наблюдалась при опрыскивании посевов комплексным экстрактом из гуматосодержащих субстратов - на 5,6% меньше, чем на контроле, и на 10,8% меньше, чем при опрыскивании пестицидами.

Урожайность ячменя ярового после применения комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов была на 8,6% больше, чем на контроле, и практически на уровне вариантов с применением экологически небезопасных пестицидов.

Таким образом, комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов по биофунгицидным и биобактерицидным свойствам превосходит химические пестициды, а по влиянию на урожайность не уступает пестицидам, что является перспективным результатом для развития органического земледелия и декарбонизации аграрного промышленного комплекса в целом.

Техническим результатом заявленного технического решения является создание экологически чистого гуматосодержащего препарата, обладающего высоким содержанием макро- и микроэлементов и гуминовых веществ, полученных в результате переработки различных групп гуматосодержащих субстратов. Технический результат достигается за счет комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов, характеризующегося тем, что представляет собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного конского навоза с ферментированным экстрактом куриного помета, представляющим собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного куриного помета с маточным экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с водой, при этом биогумус представляет собой переработанный калифорнийскими червями навоз крупного рогатого скота.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть использована при производстве экстрактов из гуматосодержащих субстратов. Комплексный экстракт представляет собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного конского навоза с ферментированным экстрактом куриного помета, представляющим собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного куриного помета с маточным экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с водой. Биогумус представляет собой переработанный калифорнийскими червями навоз крупного рогатого скота. Группа изобретений обеспечивает комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов с высоким содержанием макро- и микроэлементов и гуминовых веществ. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения комплексного экстракта из гуматосодержащих субстратов, характеризующийся тем, что навоз крупного рогатого скота перерабатывают калифорнийскими червями с получением биогумуса, одну часть которого загружают в емкость, заливают водой в соотношении 1:20 по объему, ферментируют и отделяют от осадка биогумуса экстракт биогумуса,

вторую часть биогумуса загружают в емкость, заливают отделенным от осадка экстрактом биогумуса в соотношении 1:10 по объему, ферментируют и отделяют от осадка биогумуса маточный экстракт биогумуса,

в емкость загружают термически обработанный гранулированный куриный помет, заливают отделенным от осадка маточным экстрактом биогумуса в соотношении 1:20 по объему, ферментируют и отделяют от осадка куриного помета экстракт,

в емкость загружают термически обработанный гранулированный конский навоз, заливают отделенным от осадка куриного помета экстрактом в соотношении 1:10 по объему, ферментируют и отделяют от осадка конского навоза полученный комплексный экстракт,

при этом ферментирование каждый раз проводят в течение двух суток при температуре воздуха 20-25°С и регулярном перемешивании, а отделение экстрактов от осадка осуществляют отстаиванием в течение суток с последующей механической фильтрацией при перекачивании.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок биогумуса заливают водой в соотношение 1:10 по объему, ферментируют, отделяют от осадка экстракт, который добавляют во вторую часть биогумуса.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок куриного помета заливают маточным экстрактом биогумуса в соотношении 1:10 по объему, ферментируют, отделяют от осадка экстракт, который добавляют в гранулированный конский навоз.

4. Комплексный экстракт из гуматосодержащих субстратов, характеризующийся тем, что он получен способом по п. 1 и представляет собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного конского навоза с ферментированным экстрактом куриного помета, представляющим собой экстракт ферментированной смеси термически обработанного гранулированного куриного помета с маточным экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с экстрактом биогумуса, представляющим собой экстракт ферментированной смеси биогумуса с водой, при этом биогумус представляет собой переработанный калифорнийскими червями навоз крупного рогатого скота.