Способ получения жидкого зообактериального удобрения Советский патент 1989 года по МПК C05F11/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственной микробиологии, и может быть использовано для повышения плодородия почвы и утилизации раститель ных остатков, например соломы злаковых культур.

Целью изобретения является улучшение агрохимических и эксплуатацион ных свойств удобрения.

Неизмельченную солому злаковых культур формируют в тюки и настаивают ее в замкнутых поливных емкостях (каналах, траншеях, арыках и т.п.)

в нативной (речной, прудовой) воде в течение 2-10 сут. при соотношении масс соломы и воды 0,1:1000-5,0:1000. Во избежание фильтрации воды стенки -: 5 и дно емкости выстилают, например, . водонепроницаемой пленкой. Затем отделяют от растительных остатков полученный настой соломы с наращенной естественной ассоциацией микроорга- 10 низмов и беспозвоночных гидробионтов, который является жидким зообактери- альным удобрением.

Пожнивные остатки злаковых и пшеничная солома имеют соотношения азоел

4;:

сх ел

та и углерода 1:40-1:50 и 1:100 соответственно, т.е. разложенная органическая субстанция этих субстратов является не источником азота, а источником углерода, используя который микроорганизмы в первый год запахивания соломы закрепляют в своих телах почвенный азот. В последующие годы азот, накопленный в микробных телах, медленно переходит в почву.

Предлагаемый способ предполагает ускорение круговорота азота в системе рас1ительные остатки - микроорганизмы - почва за счет улучшения качества удобрения.

Солома злаковых культур содержит 12-14% водорастворимых веществ, углеводные фракции которых являются полноценным исходным питательным субстратом, источником энергии и углерода для получения и подращивания зообактериального планктона, в том числе для развития азотфиксирующих микроорганизмов для усвоения атмосферного азота, т.е. не только для аккумуляции в микробных телах, простейших и беспозвоночных гидробион- тах исходного органического азота, но и для продуцирования нового органического азота у ряда микроорганизмов на основе его новообразования в результате-азотфиксации. Именно этот зообактериальньш планктон и иммобилизованный в нем азот и вся его биомасса служат при разложении во влажной почве основой жидких органических зообактериальных удобрений. Динамика процесса получения этих удобрений следующая.

Через 18-24 ч настаивания соломы количество азотфиксирующих микрооргнизмов достигает м-т/мл настоя. Доминируюшими микроорганизмам являются микроорганизмы pp.Aquspi- rillum, Pseudomonas, Bacterium. Величина азотфиксации в течение 5 дне замачивания соломы составляет 2 г азота на 1 кг соломы. При наращивании азотфиксирующих микроорганизмов идет частичное их отмирание, за сче чего облегчается подъем численности микроорганизмов-аммонификаторов до м-т/мл настоя, преимущест

венно родов Bacillus, Bacterium, а также простейших, находящихся в ий- цистированной форме на соломе, а та же в естественной поливной воде. Вопроизводство водных простейших и бе

15

й т позвоночных гидробионтов на фоне подращиваемых микроорганизмов происходит согласно законам трофической цепи. Преимущественными формами простейших являются мелкие жгутиконосцы из класса Mastigophora (10 экз./мл), же инфузории pp. Colpidium, Cyclidi- um, Chilodonella (10 экз/мл). На фо- 10 не размножившихся микроорганизмов и простейших через 2-3 сут. настаивания соломы увеличивается численность многоклеточных беспозвоночных гидробионтов - естественных обитателей водоисточников, из которых берется вода для настоя,- из классов Сореро- da, Cladocera, Rotatoria в. .количестве нескольких десятков экземпляров в 1 мл. У беспозвоночных Rotatoria и Cladocera очень высокая скорость воспроизводства. У Cladocera средний суточный прирост составляет 15-20% средней суточной биомассы всей продукции, у Copepoda - 3-8%. В отличие 25 от растительных остатков соотношение азота и углерода микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов на один порядок выше 1:5-1:10. При внесении полученной богатой белком биомассы ассоциации микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов в почву с по20

30

м

/га

к.- ссливной водой в количестве 50 они быстро реминерализуются, обогашдя почву различными питательными элементами - органогенными и зольными: С, N, Н, О, К, Са, Р и др., .а также микроэлементами. Истощение питательного субстрата устанавливают количественным учетом аммонифицирующих микроорганизмов, количество которых должно составлять 1 х 10 м-т/мл настоя (естественная концентрация микроорганизмов в поливной воде мезосапробной степени загрязненности).

Жидкие зообактериальные удобрения вносят с помощью поливальных машин в течение всего периода вегетации

растений.

Прохождение через микроорганизмы „ особенно в аэробных условиях фито- токсических веществ растительных остатков (соломы злаковых культур) вызывает их детоксикацию, что подтверждается возрастанием урожайности при использовании жидких зообактериальных удобрений.

Водный настой с зообактериальныь планктоном на 1 га вносят в количестве 20-50 м. Однако это количество

55

51

испаряется с поверхности почвы и его недостаточно для достижения оптимальной влажности промачивания почвы и проникновения планктона на глубину основного корнеобитаемого слоя (около 70 см), благоприятную и необходимую для завершения процесс разложения и минерализации планктона, т.е. для получения на основе этого вторичного органического субстрата собственно комплексных азотных удобрений биологического, зообактериального происхождения. Ввиду этого необходимо, кроме настоя с зообактериальным планктоном, вносить в почву воду, объем которой по общеизвестным и общепринятым нормам примерно на один порядок превышает объем вносимых удобрений (настоя планктона), т.е. около 550 м воды на 50 м настоя планктона на 1 га, причем такой полив возможен в любое время: и после ив момен внесения зообактериальногопланктона.

Пример 1, В ограниченную ем- кость Хканал) закладывали тюки пшеничной соломы. Солому заливали натив- ной (прудовой) водой так, чтобы она покрывала солому, и настаивали. Об образовании ассоциации микроорганизм мов и беспозвоночных гидробионтов судили по помутнению настоя и образованию пленки на поверхности воды. Для использования настоя его отделяли от соломы: тюки извлекали из емкости и оставшийся настой вносили в почву при помощи поливальной установки ДЦА-100М. После внесения в почву настоя соломы производили полив.

эффект от внесения жидких зообак- териальных удобрений, полученных при настаивании соломы в соответствии с предлагаемым способом, определили по изменению содержания в почве лег- когидролизуемого азота, измеренного в мг на 100 г почвы. Контролем служили изменения содержания в почве легкогидролизуемого азота после внесения соответствующих доз жидкого навоза I

Отделение настоя от соломы для

внесения его в почву производили по истечении 1, 2, 3, 5, 8, 10, 11 сут. при концентрации 0,08; 0,1; 0,5; 2,0 3,0; 5,0; 5,5 кг соломы на 1 м воды Дозы внесения настоя в почву: 15,0м на гектар,- 20,0 м на гектар (табл.1) 35,0 м на гектар (табл. 2), 50,0 м настоя на гектар (табл. 3), 55,0 м настоя на гектар.

0

8

5

5

0

5

0

5

0

5

156

Из табл. 1-3 следует, что настаивание следует проводить при концентрации соломы 0,1-5 кг/м воды, а при концентрациях соломы ниже 0,1 кг/м воды и более 5 кг/м воды настаивание нецелесообразно, так как в первом случае естественная ассоциация микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов не подращивается, а во втором- в настое развиваются гнилостные процессы. Настаивать солому следует 2-10 сут. Настаивание менее двух суток и более 10 сут. нецелесообразно, так как в первом случае не развивается естественная ассоциация в настое, а во втором начинаются гнилостные процессы. Кроме того, вносить настой с подращенной ассоциацией микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов следует в количестве 20-50 м настоя на гектар. Внесение настоя менее 20 не дает никакого эффекта, а более 50 м /га экономически не выгодно, так как необходимы слишком большие емкости, которые займут обрабатываемые площади.

Пример 2. По описанной в примере 1 методике солому замачивали в количестве 5 кг/м, вьщерживали 5 сут. и вносили настой соломы на поле из расчета 50 м /га. Для сравнения на контрольное поле вносили жидкий навоз в такой же концентрации в количестве 50 .

Данные по азотфиксирующей активности почвы (нанограмм этилена/г почвы) после внесения настоя соломы в сравнении с жидким навозом представлены в табл. 4.

Из табл. 4 видно улучшение состояния почв. Кроме того, при внесении зообактериальных удобрений в почву не передаются возбудители инфекционных и инвазионных заболеваний.

Внесение настоя соломы с ассоциацией представителей беспозвоночной гидрофауны обогащает почву экологически чистым азотом, фиксированным микpoopгaнизмa ш из атмосферы и высвобождающимся при разложении ш кроб- ных тел. Кроме того, происходит обогащение ее и другими органогенами, а также различными п кpoэлe мeнтaми, Так, при средней продуктивности естественной наращиваемой ассоциации, составляющей 1 г/л жидкости, в почпу поступит азота 7-10 кг/га, углерода

7U5

А6-50 кг/га, фосфора до 5 кг/га, до 2,5 кг калия, до 2,0 кг других ве- niecTB и микроэлементов за один полив из расчета 50 , что эа сезон составит (за 5 поливов); азота 35- 40 кг/га, углерода 230-256 кг/га, фосфора 25 кг/га, калия 12,5 кг/га, других веществ и микроэлементов до 10 кг/га.

Повышение плодородия почв в виде увеличения легкогидролизуемого азота, азотфиксирующей активности почвы, а также рассчитанное количество питательных веществ, поступающих в почву при разложении компонентов зообакте- риальных удобрений, коррелирует с повышением урожая на удобренных предлагаемым способом полях (табл. 5).

Технико-экономическую эффективность предлагаемого способа определяли из расчета применения 50 м настоя жидкого навоза, так как полив осуществляли дождевальной машиной ДДА-100 М с минимальным расходом жидкости, в том числе жидких удобрений, 50 (один проход). Увеличение дозы вле58

чет за собой дополнительные затраты

(транспортные издержки).

При применении предлагаемого способа увеличивается урожай пшеницы (на 13% по сравнению с применением жидкого навоза) с повьшением его белковости.

Способ отличается простотой исполнения и рентабельностью, так как энергетическим субстратом является солома злаковых культур,

Формула и.зобретения

Способ получения жидкого зообакте- риального удобрения, включающий настаивание растительных остатков в воде, отличающийся тем, что, с целью улучшения агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения, в качестве растительных остатков используют неизмельченную солому злаковых культур, спрессованную в тюки, настаивание осуществляют в течение 2-10 сут. при массовом соотношении соломы и воды (О,1-5,0):1000, а полученный настой отделяют от соломы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелию, и может быть использовано для восстановления и поддержания стабильности почвенного плодородия. Цель изобретения - улучшение агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения. Жидкое зообактериальное удобрение готовят настаиванием в воде соломы злаковьк культур из расчета 0,1-5,0 кг/м воды в течение 2- 10 сут. и полученный настой с подращенной естественной ассоциацией ьшк- роорганизмов и беспозвоночных гидро- бионтов отделяют от соломы. При внесении удобрения в почву в количестве 20-50 с поливной водой богатая белками биомасса ассоциации м 1кроор- ганизмов и беспозвоночных гидробион- тов быстро ми-нерализуется, обогащая почву питательными элементами и мик- poэлeмeнтa п, в результате повьш1ает- ся плодородие почвы и урожай культур. 5 табл. с t сл с:

Содержание в почве легкогидролизуемого азота (мг/100 г почвы) после внесения настоя соломы в количестве 20

П р и м е ч

а н и е. Контроль: 20 жидкого навоза - 0,7.

Таблица

Содержание в почве легкогидролизуемого азота (мг/100 г почвы) после внесения настоя соломы в количестве 35 м /га

Ассоциа- Ассоциация в настое не подращивается ция в на1,3 1,3 1,5

стое не подращивается

1,3 1,5 1,7 1,9

1, 1,5 1,8 1,9

1,6 1,8 2,0 2,1

1,4 1,8 1,А 1,4 1,6 1,5

1,7 1,9

1,5 1,5

В настое развиваются гнилостные процессы

П р И м а ч а н и е. Контроль: 35 м /га жидкого навоза - 1,2.

ТаблицаЗ

Содержание в почве легкогиДРОлизуемого азота (мг/100 г почвы) после внесения настоя соломы в количестве 50 м /га

ч а н и е. Контроль: 50 MVra жидкого навоза

астое не подращивается

1,5

1,6 1,8 2,0 2,1

1,4 1,8 1,А 1,4 1,6 1,5

В настое развиваются гнилостные процессы

1,7 1,9

1,5 1,5

Экономическая эффективность

возделывания яровой пшеницы Ершовская 32

на орошении

ТаблицаЗ

на орошении