СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОТХОДОВ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ Российский патент 2025 года по МПК A01G22/20 C05F1/00 

Изобретение относится к способам применения утилизации отходов, образующихся в результате производства отходов животного происхождения, и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения плодородия земель и повышения продуктивности сельскохозяйственных растений, в частности пшеницы.

В последнее время сельхозтоваропроизводители различного уровня все чаще обращаются к доступным и эффективным переработкам вторичного сырья, являющимся продукцией инновационных технологий.

Отходы животного происхождения являются весьма ценным сырьем ввиду высокого содержания микро и макроэлементов.

Возможность применения отходов животного происхождения в удобрительно-мелиорируемые смеси с заданными для данной конкретной зоны почвы параметрами, с одной стороны дает возможность полной переработки отходов с помощью микрофлоры почвы, а с другой - позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур за счет поступления дополнительного количества элементов питания.

В России сбор и переработку побочного сырья в последнее время осуществляют только на ряде крупных предприятий. По прогнозам на 2020 год ресурсы побочных продуктов выросли до 2,6 млн.т., а объем их переработки составил 55%.

Известны категории отходов животного происхождения, такие как рогокопытный шрот, кровяная мука и овечья шерсть, которые могут служить в качестве удобрения. Данные отходы являются источником высокого содержания азота, что позволяет при минимальных финансовых затратах повысить продуктивность посевов сельскохозяйственных культур и качество конечной продукции, снизить ее себестоимость, а это является важнейшими критериями в организации высокоэффективного растениеводства.

Таким образом, наши исследования и предложения базируются на основе изучения влияния азотосодержащих отходов животного происхождения на урожайность и качество зерна яровой пшеницы, а также качество зерновой и хлебобулочной продукции.

Яровая пшеница - одна из важнейших зерновых культур. Гарантом получения высоких урожаев сильного и ценного зерна мягкой и высококачественной твердой пшеницы является успешное освоение интенсивной технологии возделывания этой культуры.

Известны различные способы регулирования роста зерновых культур. Способы повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет обработки вегетирующих растений биологически активными веществами, которые представляют собой сложные органические соединения (Никелл Л.Дж. Регуляторы роста растений. Применение в сельском хозяйстве. М: Колос, 1984). Однако применение их связано с загрязнением окружающей среды.

Известен способ обработки зерновых культур (Патент RU №2099932, A01G 7/06, A01N 33/12 от 19.12.1995), в котором в качестве биологически активного вещества используют гидроокись калия. Опрыскивание проводят непосредственно после цветения раствором гидроокиси калия в концентрации 0,03-3% с расходом рабочей жидкости 450-460 г/га.

Известен также способ обработки сельскохозяйственных культур (Патент RU №2159999, A01G 1/00, A01N 25/00 от 10.12. 2000), в котором стимулирующее действие гидроокиси калия, как биологически активного вещества на формирование урожая сельскохозяйственных культур усилено дополнительным снабжением формирующихся семян (плодов) элементами питания: калиевой или аммиачной селитрой в концентрации 0,01-10,0% и марганцовокислым калием в концентрации 0,0001-0,1%, при этом обработку растений, проводят в начале формирования репродуктивных органов размножения.

Недостатком известных способов обработки сельскохозяйственных культур с целью повышения их урожайности является невысокая эффективность. Обработка раствором гидроокиси калия не что иное, как наибольшая калийная подкормка. Кроме того, такие концентрации щелочи опасны для вегетирующих растений, поскольку возможны ожоги листьев и колоса.

Известен способ повышения урожайности пшеницы и других сельскохозяйственных культур (А. Безкорованный и др. «Авиационное применение регуляторов роста на посевах сельскохозяйственных культур». Рабочее совещание по программе «Регуляторы роста и развития растений». Москва, 16-18 июля 1991 года, М., -1991, с. 93. - ВАСХНИЛ и Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева), который заключается в обработке посевов регулятором роста растений в фазу колошения и налива зерна, в качестве которого используют гумат натрия в дозе 50-80 л/га в смеси с 30%-ным раствором мочевины.

Недостатком известного способа обработки сельскохозяйственных культур с целью повышения их урожайности, как и выше описанный способ, является недостаточная его эффективность. Применение 30%-ного раствора мочевины является азотной подкормкой зерновых культур, концентрация мочевины - достаточно высокая, следствием чего являются ожоги листьев и колоса.

Известен способ подкормки сельскохозяйственных растений, в частности овса (Патент RU №2459403, А01С 21/00 от 27.08.2012), включающий опрыскивание путем мелкодисперсного орошения надземной части вегетирующих растений раствором биологически активного вещества в поливной воде, содержащим ионы серебра.

Подкормку осуществляют однократно в стадии всходов, а источником ионов серебра является коллоидный раствор наночастиц серебра AgБион-2 с концентрацией его в рабочей жидкости 0,00027% при норме ее расхода 250 л/га.

Однако серебро является дорогим материалом, и его использование зачастую экономически не оправдано. Являясь коллоидным раствором, наночастицы серебра требуют строгого соблюдения регламента его использования, в противном случае можно получить не только снижение качества продукции, но и ухудшение экологической обстановки.

Известен способ обработки сельскохозяйственных растений, в частности овса (Патент RU №2492612, А01С 1/00 от 20.09.2013)), включающий опрыскивание путем мелкодисперсного орошения однократно надземной части вегетирующих растений в стадии кущения водным раствором органо-минерального удобрения, представляющего собой вытяжку из гранулированного торфяного мелиоранта «Агрогумат Экстра», полученную путем настаивания в течение 7 суток гранул торфяного мелиоранта «Агрогумат Экстра» в воде с температурой 20°С при соотношении 1 часть гранул торфяного мелиоранта «Агрогумат Экстра» к 2 частям воды, с последующим взбалтыванием смеси с процеживанием через сито с размером ячеек 0,5 мм. Концентрация рабочей жидкости составляет 1,0%, норма ее расхода - 250 л/га.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость приготовления водного раствора органоминерального удобрения, что затрудняет широкое его применение.

Все перечисленные способы имеют один общий недостаток, заключающийся в том, что биологически активные вещества, входящие в состав удобрений недолго держатся на поверхности растений. Так как их смывает дождем, росой, а также они быстро испаряются, переходя в труднодоступную для растений форму.

Известны прилипатели (агролип, лиросам, тандем и др.) для растений применяемые совместно с фунгицидами, гербицидами и инсектицидами для устранения вышеуказанного недостатка. Однако все они химического происхождения и имеют не совсем ясное влияние на развитие растений и получаемую продукцию.

Известен способ повышения урожайности пшеницы с применением состава, включающего оксиалкиленорганосилоксановый блоксополимер «Состав для обработки семян зерновых и гречихи перед посевами» (Патент №2117430, A01N 5/00 от 20.08.1998).

Недостатком указанного выше состава является невысокая его эффективность на яровой пшенице.

По совокупности признаков в качестве прототипа заявленного способа предпосылкой применения удобрения на основе производственных отходов животного происхождения в технологии возделывания яровой пшеницы, принято изобретение (Патент RU №2081541, А01С 7/00 от 20.06.1997), сущность которого состоит в том, что семена мягкой яровой пшеницы высевают совместно с семенами люпина в соотношении 1,2-2,0:6-1,0, а используют только фосфорные и калийные в дозах Р₆₀ и К₆₀. При этом без внесения минеральных азотных удобрений повышается содержание белка в зерне мягкой яровой пшеницы и выход сырой клейковины, а качество зерна соответствует требованиям ГОСТа.

Недостаток данного способа выращивания яровой пшеницы заключается в том, что созданный пшенично-люпиновый агроценоз с низкими посевными нормами яровой пшеницы 1,2-2,0 млн. всхожих семян на 1 га (24…40% от полной) имеет недостаточную конкурентную способность к сорным растениям и, как правило, зарастает сорняками. Для борьбы с сорной растительностью в смешанном агрофитоценозе используют гербицид Стомп в дозе 4 кг/га до посева или через 3-4 дня после посева до появления всходов.

Однако гербицид Стомп эффективен только против однолетних злаковых и двудольных сорняков (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2006). В результате, после его применения в посевах остаются наиболее вредоносные многолетние виды: пырей ползучий, осот желтый, бодяк полевой, вьюнок полевой, мать-и-мачеха и другие. Кроме того, высокая доза почвенного гербицида (4 кг/га) ведет к увеличению затрат при выращивании яровой пшеницы и представляет определенную опасность загрязнения самой почвы, подземных вод и в целом окружающей среды (Сметник А.А., Спиридонов Ю.Я, Шин Е.В. Миграция пестицидов в почвах.- М.: РАСХН-ВНИИФ. 2005. - 336 с.).

Яровая пшеница, особенно твердая и сильная мягкая, предъявляют повышенные требования к предшественникам, чистоте полей от сорняков, обеспеченности влагой и питательными веществами. Потребление азота идет в течение всей вегетации.

Наиболее экологически безопасным и рациональным способом является внесение в почву отходов животного происхождения в качестве удобрения в виде мелко измельченного порошка, который характеризуется повышенным содержанием азота (10-18%) на формирование запланированной урожайности и для повышения качества зерна яровой пшеницы и ее хлебопекарных свойств.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в применении для выращивания пшеницы эффективных превращений отходов животного происхождения в удобрительно-мелиорирующие смеси с заданными для данной конкретной почвы параметрами и обеспечивающими стабильную прибавку урожайности.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении эффективности воздействия переработки отходов животного происхождения в виде мелкого измельченного порошка с помощью микрофлоры почвы, который быстро разлагается, и растения начинают получать интенсивное питание азотом.

Настоящая задача решается тем, что в способе выращивания яровой пшеницы с внесением отходов животного происхождения, характеризующийся тем, что отходы животного происхождения вносят в первой декаде июня, предшественник - картофель, в виде мелко измельченного порошка: рогокопытный шрот или кровяная мука или овечья шерсть, каждое с расходом в дозе 150 г./м², в фазу кущения в первой декаде июня, затем повторно добавляют каждый месяц до окончания вегетационного периода в междурядье шириной 20 см на глубину 4 см, при этом посев осуществляют на глубину заделки семян 4 см с нормой высева 500 шт./м².

Опыты проводились в 2021-2022 годах в условиях опытного участка Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина. Почва опытного участка представлена выщелоченным черноземом с тяжелосуглинистым грануметрическим составом, со следующей химической характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса 5,8-5,9%; рН солевой вытяжки 5,65-5,66, фосфора 151-177 мг/кг и калия 117-128 мг/кг. Температура почвы на глубине пахотного слоя в период посева варьировала от +5 до +7°С.

В качестве объекта исследований была выбрана яровая пшеница сорта Гранни.

Сорт яровой пшеницы Гранни включен в Госреестр по Центрально-Черноземному (5) и Средневолжскому (7) регионам.

Климатические условия в изучаемые годы в целом складывались благополучно для развития пшеницы.

Для определения стекловидности, числа падения, количества и качества клейковины использовали ГОСТ Р 34478-2011 «Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице», ГОСТ 27676-88 «Зерно и продукты его переработки. Методы

определения числа падания» и ГОСТ 10987-76 «Зерно. Методы определения стекловидности».

Площадь размера делянки (2×4 м), соответственно площадь учетной (1×2 м).

Качественный состав отходов животного происхождения следующий.

Рогокопытный шрот - один из видов альтернативных форм азотных удобрений в виде кератина. В кератине азот находится в неусвояемой форме для растений, поэтому в технологическом процессе производства удобрений он предварительно подвергается разложению в виде измельченного порошка.

Кровяная мука - это кровь животного. Собирается в процессе убоя крупного рогатого скота, свиней и птицы. Кровяная мука гигроскопическая и должна быть высушена до влажности менее 10-12% и хранится в сухом месте. Кровяная мука содержит в основном белок 90-95% от сухого вещества (СВ) и небольшое количество жира менее 1% и золы менее 5%. Содержание лизина в кровяной муке высокое 7-10%.

В качестве удобрения главное преимущество кровяной муки заключается в высоком содержании азота. Применяют кровяную муку, как только начинается рост растений и вносится повторно, пока не закончится вегетационный период.

Овечья шерсть - ценный источник питательных веществ. В процессе настаивания в воде или разложения в грунте, она выделяет фосфор, азот, серу, медь и цинк. Удобряют овечьей шерстью почву и вносят в виде мелко измельченного порошка.

Результаты исследований.

Пример. Предшественником в опыте яровой пшеницы являлся картофель. Посев пшеницы произвели 12 мая на глубину 4 см с шириной междурядий 20 см и нормой высева 500 шт./м².

Все используемые в опыте отходы вносили в виде мелко измельченного порошка, которые характеризовались повышенным содержанием азота.

За посевами осуществляли уход, который включал прополку и рыхление почвенного слоя с внесением удобрений каждого из вариантов в фазу кущения, а именно в первой декаде июня. Затем удобрения вносили в междурядье с последующей заделкой на глубину 4 см повторно через каждый месяц до окончания вегетационного периода.

Установлена экспериментально оптимальная норма внесения мелко измельченного порошка: рогокопытный шрот - 150 г./м², кровяная мука - 150 г./м², овечья шерсть - 150 г./м².

Уборку яровой пшеницы проводили в третьей декаде августа. Для определения белка зерна в яровой пшенице использовали Jnfratec 1241.

Основным методом исследований был полевой опыт, сопровождающийся многочисленными наблюдениями, учетами и лабораторными анализами. Все исследования проводились согласно общепринятым методикам для данной почвенно-климатической зоны. Экспериментальные данные, полученные в опыте, подвергались математической обработке с помощью дисперсионного анализа.

Анализ отходов на содержание макроэлементов показал, что максимальное количество азота зафиксировано в овечьей шерсти - 18,3%. На 1,7% азота было меньше в рогокопытном шроте и в кровяной муке на 4,4%. Высокими показателями по фосфору отличались отходы овечьей шерсти (1,1%). В остальных видах отходов данный элемент находился в пределах 0,7-0,85% (табл. 1).

В результате наблюдений за динамикой формирования листовой массы было отмечено, что наибольшую кустистость формировали растения на варианте, где вносили кровяную муку. Это связано с тем, что кровяная мука быстро разлагается, и растения начинают получать интенсивное питание азотом уже с 4-7 дня.

Высоту растений фиксировали в фазу молочной спелости, когда активаторы роста замедляются и все питательные вещества идут на формирование колоса. Установлено, что высота растений на варианте с использованием кровяной муки была максимальной - 75,9 см (Фиг. 1). На контрольном варианте высота растений в данную фазу развития составляла 55,2 см. Внесение рогокопытного шрота способствовало максимальному увеличению высоты растений (на 12 см). Это связано с разными сроками разложения удобрений, благодаря чему в определенные фазы растения получали определенную дозу азота.

Урожайность яровой пшеницы находилась в пределах от 75,0 ц/га до 94,2 ц/га. Максимальный урожай был получен на варианте, где использовали в качестве удобрения измельченный рогокопытный шрот.

Влажность зерна в момент уборки составила по вариантам 12,9-13,0%. Лучшие показатели качества отмечались в зерне пшеницы, где использовали в качестве удобрения переработанную овечью шерсть. Содержание клейковины - 21,8%, протеина - 14,1%, число падения - 91 с, стекловидность 67%, а данные показатели на контроле составили соответственно - 18,4%; 12,1%; 69 с; 43% (Табл. 2).

Таким образом, результаты полевых исследований предлагаемого способа позволяют получать высокие урожаи яровой пшеницы в почвенно-климатических условиях Центрально-Черноземной зоны России. Данное изобретение предусматривает существенное сокращение применения азотных минеральных удобрений, что в значительной степени удешевляет производство пшеницы. Кроме того, новый способ выращивания яровой пшеницы исключает загрязнение почвы и грунтовых вод пестицидами и азотистыми соединениями и является ресурсоэнергоэкономным, экологически чистым и природоохранным. Способ выгодно отличается своей доступностью и экономичностью выращивания яровой пшеницы, и может быть использован любыми сельхозпредприятиями.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ выращивания яровой пшеницы с внесением отходов животного происхождения характеризуется тем, что отходы животного происхождения вносят в первой декаде июня, предшественник - картофель, в виде мелко измельченного порошка: рогокопытный шрот, или кровяная мука, или овечья шерсть, каждое с расходом в дозе 150 г/м², в фазу кущения в первой декаде июня, затем повторно добавляют каждый месяц до окончания вегетационного периода в междурядье шириной 20 см на глубину 4 см, при этом посев осуществляют на глубину заделки семян 4 см с нормой высева 500 шт./м². Изобретение позволяет эффективно превратить отходы животного происхождения в удобрительно-мелиорирующие смеси, обеспечивающие стабильную прибавку урожайности. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ выращивания яровой пшеницы с внесением отходов животного происхождения, характеризующийся тем, что отходы животного происхождения вносят в первой декаде июня, предшественник - картофель, в виде мелко измельченного порошка: рогокопытный шрот, или кровяная мука, или овечья шерсть, каждое с расходом в дозе 150 г/м², в фазу кущения в первой декаде июня, затем повторно добавляют каждый месяц до окончания вегетационного периода в междурядье шириной 20 см на глубину 4 см, при этом посев осуществляют на глубину заделки семян 4 см с нормой высева 500 шт/м².